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La niacina es necesaria para la biosíntesis de los nucleótidos de piridina, NAD(H) y NADP(H), a través de los cuales la vitamina desempeña un papel clave en prácticamente todos los aspectos del metabolismo.

Históricamente, la deficiencia de niacina era frecuente entre las personas que dependían del maíz como su principal alimento básico; antes de la disponibilidad de suplementos económicos, la deficiencia también era un problema frecuente en el ganado alimentado con dietas a base de maíz.

La deficiencia de niacina es irónica. A diferencia de la deficiencia de tiamina, que también implica una dieta desequilibrada a base de cereales, la deficiencia de niacina se debe con mayor frecuencia a una baja biodisponibilidad que a la escasez per se.

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La tiamina es una vitamina esencial para el metabolismo de los carbohidratos y para el adecuado funcionamiento del sistema nervioso. Bioquímicamente, participa en procesos clave como la producción de ATP, ribosa, NAD⁺ y ADN, elementos fundamentales para la obtención de energía, la síntesis de ácidos nucleicos y la actividad celular. Su deficiencia puede tener consecuencias graves. En casos severos, provoca beriberi, una enfermedad que compromete el sistema nervioso y el sistema cardiovascular. En casos más leves, la deficiencia se manifiesta con síntomas inespecíficos como malestar general, pérdida de peso, irritabilidad y confusión. En animales, la falta de tiamina causa inanición, bajo rendimiento y, en situaciones avanzadas, polineuritis, lo que convierte a esta vitamina en un factor crítico para la salud y productividad en la producción ganadera.

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La tiamina (vitamina B1) es una molécula esencial con un anillo de pirimidina y otro de tiazol. Su forma activa es el difosfato de tiamina (TPP). Es soluble en agua, termolábil en medios neutros o alcalinos, y se comercializa como clorhidrato (para uso parenteral) y mononitrato (más estable, para suplementos). Se oxida fácilmente a tiocromo, lo que permite su medición.

Existen diversos antagonistas de la tiamina. Los o- y p-hidroxipolifenoles (como el ácido cafeico, clorogénico y tánico) presentes en helechos, té y nuez de betel, oxidan el anillo de tiazol, generando disulfuro de tiamina, una forma no absorbible. Algunos flavonoides vegetales (quercetina, rutina) también son antagonistas. La hemina, presente en tejidos animales, podría unirse a la vitamina.

Además, hay análogos de la tiamina que actúan como antagonistas. La oxitiamina, sin el grupo 4'-amino del anillo de pirimidina, no afecta las enzimas del sistema nervioso central al no cruzar la barrera hematoencefálica. La 2-metiltiamina, con un grupo metilo en el anillo de tiazol, forma complejos inactivos con las enzimas TPP. La piritiamina, con un anillo de piridina en lugar del tiazol, inhibe competitivamente la conversión a TPP y aumenta su excreción. El amprolio, con un anillo de pirimidina similar pero sin la cadena hidroxietilo, es un antagonista débil en animales pero eficaz contra la captación de tiamina por bacterias, usándose como anticoccidial en aves.

Aunque los microorganismos intestinales producen algo de tiamina, la principal fuente para humanos es la dieta. Las fuentes ricas incluyen levaduras, hígado de cerdo y cereales integrales (especialmente el germen). El procesamiento de cereales reduce su contenido. En plantas se encuentra como tiamina libre y monofosfato (TMP), mientras que en animales predomina el TPP.

La tiamina es estable en medios secos y ácidos, pero se degrada por calor (especialmente con sulfitos) y luz UV. La congelación la conserva, pero puede perderse al descongelar. Existen antagonistas naturales en alimentos: tiaminasas (en pescado y plantas, inactivables con calor) y polifenoles (en té, helechos, nuez de betel) que la oxidan.

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La tiamina libre debe liberarse de sus formas fosforiladas presentes en los alimentos para poder ser absorbida en el intestino. Este proceso de desfosforilación ocurre principalmente en la parte superior del intestino delgado, y está mediado por fosfatasas y pirofosfatasas.

Una vez libre, la tiamina puede absorberse mediante dos mecanismos:

A. Transporte activo (a bajas concentraciones < 2 μM)

Es un mecanismo saturable y dependiente de transportadores, localizado en el borde en cepillo apical del epitelio intestinal, especialmente activo en el duodeno.

La absorción puede estar regulada por hormonas corticosteroides, ya que las ratas sin glándulas suprarrenales muestran una absorción reducida.

El alcohol y la piritiamina pueden inhibir este transporte.

Participan dos transportadores específicos de tiamina, THTR1 y THTR2, codificados por los genes SLC19A2 y SLC19A3, respectivamente. Ambos pertenecen a la superfamilia SLC19.

Funcionan intercambiando el catión tiamina por protones, impulsados por un gradiente extracelular de protones.

THTR2 facilita la captación principal en el borde en cepillo, tiene alta capacidad, y se expresa sobre todo en el duodeno y yeyuno. También se ha detectado en colonocitos, lo que sugiere que podría absorberse tiamina producida por la microbiota, aunque esto no ha sido confirmado.

THTR1 se localiza en la membrana basolateral del enterocito. Tiene menor capacidad y se satura a concentraciones de tiamina en el rango de nM.

B. Difusión pasiva (a concentraciones más altas)

A concentraciones elevadas (ej. una dosis de 2,5 mg), la tiamina se absorbe por difusión pasiva.

Transporte hacia la sangre

El paso de la tiamina desde el enterocito hacia la sangre depende del sodio (Na+) y está acoplado a la actividad de una ATPasa Na⁺/K⁺.

Aunque en la mucosa intestinal la tiamina se encuentra mayormente fosforilada, la forma que llega al lado seroso es el catión monovalente libre.

Esto implica que su tránsito a través del enterocito requiere un equilibrio entre fosforilación y desfosforilación.

Transporte de tiamina en el organismo

En sangre:

La mayor parte de la tiamina circula unida inespecíficamente a proteínas, principalmente a la albúmina.

Alrededor del 90 % de la tiamina sanguínea (niveles normales: 5–12 μg/dl) se encuentra en los eritrocitos.

En ratas, se ha identificado una proteína fijadora de tiamina (TBP) de 38 kDa, que se une a la tiamina libre y puede formar complejos con la proteína fijadora de riboflavina. La TBP parece estar regulada por estrógenos.

Captación celular:

La tiamina, al ser hidrófila y estar cargada positivamente, no atraviesa fácilmente la membrana plasmática. Por ello, su entrada y salida celular está mediada por THTR1 y THTR2.

Mutaciones en THTR1 pueden causar anemia megaloblástica sensible a tiamina (AMT), con sordera asociada a daño neurológico.

Variantes de THTR2 se han asociado con el síndrome de Wernicke-Korsakoff y convulsiones que responden a altas dosis de tiamina.

Otro transportador SLC, el RFC1 (producto de SLC25A19), participa en la exportación de tiamina fosforilada (formas negativas).

La tiamina se fosforila rápidamente al ingresar a la célula, generando principalmente TPP (pirofosfato de tiamina), que constituye el 70–90% de la tiamina intracelular y se encuentra mayormente unida a proteínas.

Aproximadamente un tercio del TPP intracelular entra a la mitocondria mediante transportadores de alta afinidad como ThTr1/2 y SLC25A19, en intercambio con ATP.

Dentro de la mitocondria, el TPP se asocia con enzimas como la α-cetoglutarato deshidrogenasa y la piruvato deshidrogenasa.

Parte del TPP puede desfosforilarse a TMP, que retorna al citosol y puede regenerar tiamina.

Distribución tisular

El cuerpo humano almacena entre 30 y 50 mg de tiamina, en su mayoría como TPP, distribuida en:

Músculo esquelético, corazón, cerebro, hígado y riñones.

La tiamina libre y el TMP están presentes en líquidos como el plasma, leche, y líquido cefalorraquídeo, y pueden atravesar membranas, a diferencia de TPP o TTP.

Los niveles tisulares de tiamina varían entre especies; el cerdo tiene niveles especialmente altos.

El cerebro, aunque muy sensible a la deficiencia de tiamina, no almacena grandes cantidades. En situaciones de carencia, agota su contenido más lentamente que otros órganos, y tras suplementación, se recupera más lentamente que tejidos como el hígado.

Esto sugiere que el transporte de tiamina a través de la barrera hematoencefálica es limitado, posiblemente por mecanismos no energéticos, dependientes de fosforilación intracelular.

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Metabolismo de la Tiamina

La tiamina se transforma en diferentes formas fosforiladas mediante reacciones enzimáticas específicas. En los tejidos periféricos, se fosforila para formar monofosfato de tiamina (TMP), pirofosfato de tiamina (TPP) y trifosfato de tiamina (TTP). El TPP, la forma más abundante y funcional, se forma por acción de la enzima tiamina difosfoquinasa (TPK), dependiente de magnesio, localizada principalmente en el hígado y el cerebro. El TTP puede derivarse del TPP mediante adenilato quinasas, especialmente en el músculo esquelético, y por un mecanismo quimiosmótico similar a la fosforilación oxidativa.

La tiamina fosforilada también puede degradarse por varias fosfatasas. Dos TTPasas (una soluble y una asociada a membrana) convierten el TTP en TPP, mientras que distintas TPPasas convierten el TPP en TMP, y finalmente, fosfohidrolasas inespecíficas transforman el TMP en tiamina libre. La mayor parte del contenido corporal de tiamina se encuentra como TPP, con cantidades menores de TMP y TTP, localizadas principalmente en mitocondrias.

El catabolismo de la tiamina es rápido, con una vida media de 10 a 20 días. En condiciones de deficiencia, las reservas se agotan rápidamente. Se han identificado numerosos metabolitos urinarios, incluyendo tiamina libre, TMP, TPP y productos oxidados. La excreción urinaria aumenta cuando la reabsorción renal se satura, y se ve incrementada con ingestas superiores a 0.3–0.4 mg por 1000 kcal. También se excreta en pequeñas cantidades por el sudor.

Funciones Metabólicas de la Tiamina

El TPP actúa como coenzima esencial en varias reacciones metabólicas. Participa en complejos enzimáticos clave:

Transcetolasa (TK): cataliza la transferencia de fragmentos de carbono en la vía de las pentosas fosfato, generando NADPH y ribosa. Esto influye en la dirección del metabolismo de la glucosa y puede tener un papel protector contra complicaciones diabéticas.

Complejo de piruvato deshidrogenasa (PDHC): convierte el piruvato en acetil-CoA, crucial para la síntesis de ácidos grasos, esteroides y energía mitocondrial. La deficiencia de tiamina reduce la actividad del complejo, lo cual puede causar acidosis láctica.

Complejo de α-cetoglutarato deshidrogenasa (α-KGDH): cataliza la conversión de α-cetoglutarato a succinil-CoA en el ciclo de Krebs, regulado por Ca²⁺ y diversos metabolitos.

Complejo de α-cetoácidos de cadena ramificada (BCKDH): oxida los cetoácidos derivados de aminoácidos como valina, leucina e isoleucina. Mutaciones que reducen la afinidad por TPP causan enfermedad de orina con olor a jarabe de arce (MSUD), tratable con altas dosis de tiamina en ciertos casos.

2-Hidroxiacil-CoA liasa (HACL): participa en la degradación de ácidos grasos 2-hidroxilados en los peroxisomas.

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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La deficiencia de tiamina puede desencadenar diversas enfermedades, muchas de ellas con consecuencias graves si no se tratan a tiempo. A continuación, se presentan las principales condiciones relacionadas:

1. Síndrome de beriberi

Existen diferentes formas clínicas del beriberi, cada una con manifestaciones particulares:

Beriberi seco (neurítico): Afecta principalmente al sistema nervioso periférico. Se caracteriza por una neuropatía simétrica que compromete tanto la sensibilidad como la motricidad de las extremidades. No se observan alteraciones cardíacas.

Beriberi húmedo: Se manifiesta con síntomas cardiovasculares como edema, taquicardia, cardiomegalia y puede evolucionar a insuficiencia cardíaca congestiva.

Beriberi shoshin: Forma aguda y fulminante, asociada con niveles elevados de ácido láctico y disfunción cardiovascular severa.

Beriberi infantil: Afecta a lactantes cuyas madres presentan deficiencia de tiamina. Se presenta de manera súbita con síntomas cardíacos y neurológicos, pudiendo ser mortal en pocas horas sin tratamiento adecuado.

2. Síndrome de Wernicke-Korsakoff

Esta condición neurológica severa, común en personas con alcoholismo crónico, se divide en dos fases:

Encefalopatía de Wernicke: Se caracteriza por trastornos oculares (nistagmo, oftalmoplejía), ataxia cerebelosa y confusión mental.

Psicosis de Korsakoff: Se manifiesta con deterioro cognitivo, pérdida de memoria, confabulación y apatía. También puede presentarse en pacientes con hiperémesis gravídica, diálisis crónica o trastornos de malabsorción.

3. Enfermedades genéticas relacionadas con el metabolismo de la tiamina

Síndrome TRMA (anemia megaloblástica sensible a tiamina): Causado por una mutación en el gen SLC19A2, se presenta con diabetes, sordera neurosensorial, atrofia óptica y miocardiopatía. Requiere dosis elevadas de tiamina para el mantenimiento de funciones celulares normales.

Síndrome DIDMOAD: También conocido como síndrome de Wolfram (diabetes insípida, diabetes mellitus, atrofia óptica y sordera), puede beneficiarse del tratamiento con tiamina.

4. Enfermedad de Wilson

En esta enfermedad hepática genética, el exceso de cobre inhibe enzimas que dependen de la tiamina. Su suplementación junto con ácido lipoico ha mostrado mejorar los síntomas neurológicos relacionados con la degeneración.

5. Trastornos neurodegenerativos

Alzheimer: En modelos animales se ha observado que la deficiencia de tiamina o la baja actividad de sus enzimas dependientes contribuyen al deterioro neuronal. Suplementar tiamina ha mostrado resultados prometedores en etapas tempranas.

Parkinson: Estudios preliminares sugieren que altas dosis de tiamina pueden mejorar la función motora, aunque aún falta evidencia clínica sólida para confirmar estos hallazgos.

6. Otras condiciones asociadas

Macrosomía fetal en embarazos con diabetes gestacional.

Síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL).

Neuropatía óptica epidémica, como la registrada en Cuba durante la década de 1990.

Dependencia de tiamina: Algunas personas requieren dosis inusualmente altas de esta vitamina debido a alteraciones enzimáticas de origen genético que impiden su metabolismo normal.

Consumo excesivo de tiamina

La tiamina es, en general, bien tolerada incluso en dosis terapéuticas elevadas (hasta 300 mg diarios). Sin embargo, en algunos casos se han reportado efectos adversos como:

Cefalea

Debilidad general

Convulsiones

Parálisis

Arritmias cardíacas

Reacciones alérgicas

En estudios con animales (por ejemplo, en perros), dosis extremadamente altas —hasta mil veces más de lo necesario— provocaron efectos graves como supresión respiratoria, cianosis, convulsiones y síntomas similares a los producidos por el curare, que bloquea la transmisión neuromuscular, pudiendo llevar a la muerte.

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El estado de tiamina se evalúa principalmente mediante dos métodos:

1. Grado de saturación de TPP de enzimas dependientes de tiamina (especialmente la transcetolasa eritrocitaria - eTK): Este se considera el método más útil. Mide la capacidad de la eTK en los glóbulos rojos para unirse a la TPP in vitro. Un coeficiente de actividad de eTK (actividad basal / actividad con TPP añadida) indica la saturación de la enzima y, por lo tanto, el estado de tiamina.

<1.15: Bajo riesgo de deficiencia.

1.15-1.25: Riesgo moderado de deficiencia.

>1.25: Alto riesgo de deficiencia.

>1.4: Asociado con síntomas de beriberi.

2. Metabolitos sanguíneos y urinarios: La deficiencia de tiamina lleva a un aumento de los niveles de piruvato y α-cetoglutarato en sangre o plasma, y de metilglioxal en orina y líquido cefalorraquídeo.

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La riboflavina es esencial para el metabolismo intermediario de carbohidratos, aminoácidos y lípidos, y también contribuye a la protección antioxidante celular. Esta vitamina desempeña estas funciones en forma de coenzimas que se reducen mediante dos pasos secuenciales de transferencia de un solo electrón. Esto permite que las reacciones catalizadas por las flavoproteínas (es decir, las flavoenzimas) involucren transferencias de un solo electrón y de dos. Esta versatilidad significa que las flavoproteínas sirven como sitios de intercambio entre donantes obligados de dos electrones, como los nucleótidos de piridina, y diversos aceptores obligados de un electrón. Debido a estas funciones fundamentales de la riboflavina en el metabolismo, una deficiencia de esta vitamina se manifiesta primero en tejidos con una rápida renovación celular, como la piel y el epitelio.

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La riboflavina es una isoaloxazina sustituida, sintetizada por bacterias, levaduras y plantas, con importancia metabólica al actuar como precursor de las coenzimas flavina mononucleótido (FMN) y flavina adenina dinucleótido (FAD). Estas coenzimas participan en una amplia variedad de reacciones redox esenciales, sirviendo como mediadores en transferencias de uno o dos electrones entre distintos sistemas enzimáticos, incluyendo el transporte de electrones y reacciones de oxidación-reducción de oxígeno.

Su estructura química consiste en un núcleo de isoaloxazina unido a una cadena lateral de D-ribitilo. En condiciones fisiológicas, se encuentra principalmente fosforilada como FMN y FAD. Es una molécula tricíclica amarilla, moderadamente soluble en agua y etanol, pero inestable en medios alcalinos y extremadamente sensible a la luz, lo que provoca su degradación a productos como la lumiflavina y el lumicrómero. Debido a esta fotolabilidad, su manipulación debe realizarse en la oscuridad o bajo luz tenue. Las funciones catalíticas de las flavinas se ejercen principalmente en los átomos N-1, N-5 y C-4 del núcleo de isoaloxazina, y participan también en la activación y escisión reductora de oxígeno molecular en diversas reacciones enzimáticas. Su configuración tridimensional cambia durante los procesos redox, lo cual afecta su unión a las apoproteínas y modifica su potencial redox.

En cuanto a sus fuentes, la riboflavina puede ser sintetizada por parte del microbioma del colon humano, aunque dicha producción representa solo alrededor del 3 % de los requerimientos diarios, y probablemente no aporta beneficios en individuos no coprófagos. En los alimentos, se encuentra ampliamente distribuida, mayoritariamente en forma de FMN y FAD unidas a proteínas. Las principales fuentes dietéticas incluyen los productos lácteos y las carnes, seguidos por los huevos, las legumbres y, en menor proporción, las frutas y verduras. En la dieta estadounidense, aproximadamente el 50 % proviene de leche y derivados, mientras que las carnes, huevos y legumbres aportan el 25 %, y frutas y verduras el 10 % cada uno. La riboflavina es estable al calor, por lo que los procesos térmicos como la cocción y la esterilización no afectan significativamente su contenido; sin embargo, su exposición a la luz, la irradiación o el bicarbonato de sodio puede provocar pérdidas considerables. En particular, la exposición de la leche embotellada a la luz solar puede destruir más de la mitad de su riboflavina en un solo día. Asimismo, el lavado o cocción en agua puede provocar su lixiviación, y el procesamiento de cereales mediante molienda reduce significativamente su contenido, ya que esta vitamina se concentra en el germen y el salvado. El arroz precocido conserva mayor contenido de riboflavina gracias a un proceso de vapor previo que transfiere las vitaminas al endospermo.

Respecto a su biodisponibilidad, esta puede variar según la fuente y el método de evaluación. La riboflavina libre, así como la FMN y FAD no covalentemente unidas, se absorben eficientemente. En cambio, las flavinas unidas covalentemente, presentes en vegetales, son más estables a la digestión y, por lo tanto, menos biodisponibles; se estima que entre un 10 % y 15 % de las flavinas vegetales no son aprovechadas por el organismo humano. En general, la biodisponibilidad de la riboflavina es mayor en productos de origen animal. Aunque los alimentos contienen poca riboflavina libre, esta forma se encuentra comúnmente en suplementos y productos fortificados como los cereales enriquecidos.

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Absorción de la riboflavina

Hidrólisis de las formas de coenzima
La riboflavina dietaria generalmente se presenta como parte de complejos proteicos en forma de FMN y FAD. Su absorción requiere la liberación de riboflavina libre mediante procesos de hidrólisis catalizados por enzimas intestinales. Las proteasas inespecíficas actúan sobre los complejos proteicos, mientras que enzimas del borde en cepillo como la fosfatasa alcalina, la pirofosfatasa FAD y la fosfatasa FMN hidrolizan FMN y FAD a riboflavina libre.

Absorción entérica
La riboflavina libre se absorbe activamente en el intestino delgado por medio de transportadores específicos conocidos como RFT (riboflavin transporters):

RFT-1: membrana apical del enterocito.

RFT-2: membrana basolateral.

RFT-3: vesículas intracelulares.

Los defectos genéticos en estos transportadores se asocian a patologías como la deficiencia múltiple de acil-CoA deshidrogenasa (MADD) y el síndrome de Brown-Vialetto-Van Laere.

Factores que influyen en la absorción:

Aumentan la absorción: deficiencia de riboflavina, presencia de alimentos, sales biliares.

Disminuyen la absorción: alcohol, fibra de psyllium, dosis altas de riboflavina (por retroinhibición), aumento del AMP cíclico.

Una vez absorbida, gran parte de la riboflavina es fosforilada a FMN mediante flavoquinasa dependiente de ATP y entra en la circulación portal como riboflavina libre y FMN.

Transporte de riboflavina

Transporte plasmático inespecífico
En el plasma, la riboflavina libre y el FMN circulan unidas principalmente a albúmina e inmunoglobulinas (IgA, IgG, IgM). Estas uniones son relativamente débiles y pueden ser desplazadas por compuestos como el ácido bórico, ciertos fármacos, lumiflavina y lumicromo.

Proteínas transportadoras específicas (RfBP)
Las RfBP (riboflavin-binding proteins) son glicoproteínas específicas presentes en varias especies y tejidos. Su expresión se regula hormonalmente (ej., por estrógenos en gallinas y por LH en testículos de ratones). Participan en:

Transporte materno-fetal (placenta y líquido amniótico).

Transporte ovárico y espermático.

Regulación de la fertilidad (inmunoneutralización de RfBP reduce la fertilidad).

Captación celular y endocitosis
La captación celular ocurre por interacción de la riboflavina unida a RfBP con un receptor específico dependiente de Ca²⁺ en fosas recubiertas de clatrina. Este mecanismo facilita la endocitosis y posterior liberación de la vitamina. Los RFT participan en la captación tisular de riboflavina, y su funcionalidad varía según el isoformo y el pH.

Distribución tisular

La riboflavina circula libremente pero se convierte intracelularmente a FMN y FAD, que se unen a flavoproteínas. La mayor parte de la riboflavina corporal se encuentra en el hígado, los riñones y el corazón, mientras que su forma libre representa <2% del total. Un alto recambio y una concentración cerebral relativamente constante sugieren un control homeostático cerebral. Se ha identificado un transporte activo transplacentario, dado que la concentración en el plasma del cordón umbilical es significativamente mayor que en el plasma materno.

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Metabolismo de la riboflavina

Conversión a coenzimas:

Riboflavina → FMN:
Catalizada por flavoquinasa (riboflavina quinasa), que usa ATP o dATP y requiere Zn²⁺ como activador. Regulada por hormonas tiroideas (estimulación por tiroxina) y modulada negativamente por deficiencia de riboflavina e inflamación (relacionado con TNFα).
El FMN puede asociarse a apoproteínas para formar flavoproteínas funcionales.

FMN → FAD:
Catalizada por FAD sintasa, dependiente de ATP. Existen dos formas: FAD sintasa 1 (mitocondrial) y FAD sintasa 2 (citoplasmática).
El FAD se asocia no covalentemente con oxidasas y deshidrogenasas. También puede formar enlaces covalentes en ciertas enzimas.
Inhibe su propia síntesis por retroalimentación negativa.

Glicosilación:

Se puede formar riboflavina 5'-α-D-glucósido, activo como fuente de vitamina, observado en el hígado y orina de ratas.

Catabolismo:

Solo las formas libres de FMN y FAD se degradan.

FAD → FMN: por pirofosfatasa FAD

FMN → riboflavina libre: por fosfohidrolasa FMN

Riboflavina → metabolitos por hidroxilación hepática (citocromo P450) en C-7α y C-8α.

Excreción:

Mayoritariamente en orina como riboflavina libre (60-70%).

Otros metabolitos: 7α- y 8α-hidroxiriboflavina, lumicromo, 10-formilmetilflavina, riboflavina-glucósido, etc.

En adultos: ~200 µg/24h (normal) y 40–70 µg/24h (deficiencia).

Aumenta en diabetes y por ingestión de ácido bórico.

También se secreta en leche materna como riboflavina libre, FAD y otros metabolitos.

Funciones metabólicas de la riboflavina

Función como coenzima:

Riboflavina es precursor de FMN y FAD, esenciales para más de 100 enzimas (flavoproteínas), involucradas en reacciones redox.

FAD: ~84% de flavoenzimas

FMN: ~16% de flavoenzimas

Se unen de forma no covalente o covalente (enlaces con histidina o cisteína).

Tipos de reacciones:

Participan en transferencias de uno o dos electrones, actuando como puentes entre donantes de dos electrones (NADH, succinato) y aceptores de un electrón (Fe-S, hemo).

Intervienen en reacciones de:

Oxidación-reducción

Reducción de oxígeno molecular

Reacciones monooxigenasas

Otras funciones:

Participan en el metabolismo de:

Carbohidratos, lípidos, aminoácidos

Activación de piridoxina (B6) y folato (B9)

Rol importante en:

Protección antioxidante (vía glutatión reductasa)

Mantenimiento del estado redox celular (GSH:GSSG)

Prevención del daño oxidativo a grupos tiol en proteínas

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Grado de saturación de FAD/FMN de flavoenzimas (especialmente la glutatión reductasa eritrocitaria - eGR): Este es el biomarcador más informativo. Mide la capacidad de la eGR en los glóbulos rojos para unirse al FAD in vitro. Un coeficiente de actividad de eGR (actividad basal / actividad con FAD añadido) indica la saturación de la enzima y, por lo tanto, el estado de riboflavina.

<1.15: Bajo riesgo de deficiencia.

1.15-1.25: Riesgo moderado de deficiencia.

>1.25: Alto riesgo de deficiencia.

Limitación: No es útil en individuos con deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa. En estos casos, se puede utilizar la actividad de la piridoxina 5'-fosfato oxidasa.

Contenido de riboflavina en eritrocitos: Un nivel inferior a 0.15 mg/L sugiere un estado bajo o deficiente de riboflavina.

Excreción urinaria de riboflavina: Una excreción inferior al 10% de la ingesta indica un estado bajo o deficiente de riboflavina.

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Propiedades bioquímicas:

La niacina es un término que abarca el ácido nicotínico (ácido piridina 3-carboxílico) y la nicotinamida (NAm), ambos con actividad biológica similar.

Su actividad biológica depende de:

La estructura de piridina con sustitución por un ácido β-carboxílico o una amina.

La capacidad del nitrógeno de la piridina para sufrir reacciones de oxidación/reducción reversibles.

La presencia de carbonos adyacentes al nitrógeno en el anillo de piridina.

Sus formas coenzimáticas son:

NAD⁺ / NADH (nicotinamida adenina dinucleótido)

NADP⁺ / NADPH (fosfato de nicotinamida adenina dinucleótido)

El ácido nicotínico (NA) y la nicotinamida (NAm):

Son incoloros, cristalinos.

Tienen solubilidad limitada en solventes orgánicos.

El NA es ligeramente soluble en agua y etanol; la NAm es muy soluble en agua y moderadamente en etanol.

Estables en estado seco; en solución, el NAm puede hidrolizarse a NA con ácidos y bases.

NA es anfótero (forma sales con ácidos y bases).

Participan en reacciones enzimáticas redox, transfiriendo hidruros (H⁻) en procesos estereoespecíficos catalizados por deshidrogenasas.

Fuentes de niacina:

1. Síntesis endógena y microbiana:

La niacina puede sintetizarse parcialmente en el colon humano por microbiota intestinal.

Hasta el 37% de los requerimientos diarios podrían ser producidos por estas bacterias, aunque no está claro si los humanos absorben esta niacina eficientemente a nivel colónico.

2. Alimentos:

Ricas fuentes:

Levadura de cerveza, carnes (especialmente hígado), pescado.

Presente en lácteos (la leche contiene ribósido de nicotinamida – precursor de NAD).

Distribución en granos:

Mayormente en el salvado.

En cereales, frecuentemente está ligada a proteínas (forma de baja biodisponibilidad).

En tejidos animales, se encuentra como NAD y NADP.

3. Fortificación:

En Estados Unidos y otros países, la niacina es añadida legalmente a productos derivados de granos (ej. harina de trigo).

4. Estabilidad:

Alta estabilidad frente al almacenamiento y cocción (incluido calor húmedo).

5. Biodisponibilidad:

En algunos alimentos, la niacina se encuentra como niacitina (forma unida covalentemente), no disponible para la absorción.

La niacina esterificada en cereales puede volverse biodisponible mediante tratamiento alcalino (ej. cal en la nixtamalización del maíz).

Algunos alimentos vegetales contienen trigonelina (ácido 1-metilnicotínico), forma no disponible biológicamente para animales, aunque termolábil (puede convertirse en NA con calor).

6. Triptófano como precursor:

El triptófano, aminoácido esencial, puede convertirse en niacina en el cuerpo.

Esto da lugar al concepto de equivalentes de niacina, que suma niacina dietética más la derivada del triptófano.

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METABOLISMO DE LA NIACINA

Biosíntesis de la niacina

La niacina puede sintetizarse de novo a partir del aminoácido triptófano, en una ruta multietapa que involucra múltiples enzimas y cofactores como FAD, PLP (fosfato de piridoxal), Zn²⁺ y Fe²⁺.

Producto final de la vía: NAD⁺, a través del intermediario ácido quinolínico.

La eficiencia de conversión es baja (en humanos: ≈60 mg de triptófano → 1 mg de niacina).

La conversión se ve afectada por:

Deficiencia de hierro, piridoxina (vitamina B6) o triptófano.

Dietas ricas en grasas o con exceso de leucina (como en pelagra).

El paso limitante es la conversión de 3-hidroxiquinurenina a ácido 3-hidroxiantranílico, dependiente de quinureninasa (enzima muy sensible a la deficiencia de piridoxina).

Se puede evaluar el estado de vitamina B6 mediante la excreción de ácido xanturénico tras sobrecarga de triptófano.

Fuentes de NAD(H) y NADP(H)

Tres precursores: ácido nicotínico (NA), nicotinamida (NAm) y triptófano.

NAD⁺ se puede sintetizar a partir de los tres, aunque la flora intestinal tiene un papel importante en la conversión de NAm a NA.

El metabolismo tisular varía: NA es más relevante en hígado, riñón y cerebro; NAm en testículos y ovarios.

Catabolismo

NAD(H) y NADP(H) se degradan por escisión hidrolítica mediante NAD(P)⁺ glicohidrolasa, liberando NAm.

La NAm puede:

Reciclarse a NAD⁺.

Ser metilada a 1-metilnicotinamida, que se oxida a productos excretables.

Existen metabolitos urinarios específicos, como 1-metilnicotinamida, 1-metil-6-piridona-3-carboxamida, y otros derivados de piridona o ácido nicotínico.

El perfil urinario de estos metabolitos puede indicar el estado nutricional de proteínas y aminoácidos.

Excreción

A altas ingestas, se excreta principalmente como niacina intacta (65–85%).

NAm se excreta como metabolitos más fácilmente que NA.

La vida media de la NAm es más corta que la de NA debido a su tasa de excreción más alta.

FUNCIONES METABÓLICAS DE LA NIACINA

Coenzimas: NAD(H) y NADP(H)

La niacina forma parte de las coenzimas NAD⁺ / NADH y NADP⁺ / NADPH, fundamentales para más de 500 reacciones redox en el metabolismo celular.

Funciones del NAD⁺/NADH

Participa en reacciones oxidativas, actuando como aceptor de electrones (en el C-4 del anillo de piridina).

Involucrado en:

Glucólisis

Descarboxilación del piruvato

Ciclo del ácido tricarboxílico (ATC)

Oxidación del etanol

β-oxidación de ácidos grasos

Otras oxidaciones celulares

El NADH generado transfiere electrones a la cadena respiratoria mitocondrial para la síntesis de ATP.

Funciones del NADP⁺/NADPH

Participa en reacciones reductivas.

Se mantiene en su forma reducida (NADPH) gracias a la vía de las pentosas fosfato.

Interviene en:

Biosíntesis de lípidos

Síntesis de nucleótidos

Detoxificación celular (ej. glutatión reductasa)

Síntesis de esteroides y ácidos biliares

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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Deficiencia de Niacina

La carencia de niacina puede deberse a una ingesta inadecuada de niacina preformada, triptófano o piridoxina (vitamina B6), elementos clave para su síntesis endógena. Asimismo, un exceso de leucina puede interferir negativamente en su producción. Niveles bajos de zinc también dificultan la conversión de triptófano a niacina, contribuyendo al déficit.

Patologías Asociadas a la Deficiencia

Pelagra: Enfermedad clásica de la deficiencia de niacina, caracterizada por la tríada dermatitis, diarrea y demencia. Si no se trata, puede ser mortal.

Esquizofrenia: Se ha observado una posible relación con niveles bajos de NAD⁺ en el cerebro, lo cual afecta funciones neurológicas.

Depresión: Algunos estudios sugieren una disminución de la respuesta vasodilatadora a la niacina en pacientes deprimidos.

Enfermedad de Alzheimer: Una ingesta adecuada de niacina se ha vinculado a una menor incidencia de esta patología neurodegenerativa.

Enfermedad de Parkinson: Existen alteraciones en el metabolismo de niacina en pacientes con esta enfermedad.

Diabetes tipo 2: La deficiencia de coenzimas como NAD⁺ y NADP⁺ afecta la función celular y puede contribuir a su desarrollo.

Modelos animales: La carencia de niacina en estudios experimentales ha mostrado efectos adversos como retraso en el crecimiento y daño neuronal.

Exceso de Niacina

Aunque la niacina es generalmente segura, su administración en dosis elevadas (1–2 g/día) como tratamiento para dislipidemias puede generar efectos secundarios notorios.

Efectos Asociados a la Suplementación Excesiva

Vasodilatación cutánea: Manifestada como rubor facial, es el efecto secundario más común, aunque también forma parte del efecto terapéutico.

Aplicaciones dermatológicas: Se ha utilizado con éxito en casos de acné, rosácea y para prevenir daño cutáneo inducido por rayos ultravioleta (UV).

Investigaciones en esquizofrenia: La niacina, en combinación con ácido ascórbico, ha mostrado ciertos beneficios en la mejora de síntomas.

Prevención de cáncer cutáneo: En estudios con ratones, la administración de niacina ha reducido la aparición de tumores inducidos por exposición a radiación UV.

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El estado de niacina se puede evaluar principalmente mediante dos métodos:

1. Niveles de NAD en sangre total y la relación NAD:NADP (número de niacina): Los niveles de NAD son sensibles a la deficiencia de niacina y pueden indicar su estado. La relación NAD:NADP se utiliza con frecuencia ya que los niveles de NADP tienden a mantenerse estables durante la privación de niacina.

2. Metabolitos urinarios de niacina (N1-metilnicotinamida y N1-metil-2-piridona-5-carboxamida): La cantidad de N1-metilnicotinamida se ha asociado con la dermatitis por deficiencia de niacina. Sin embargo, la relación entre ambos metabolitos puede verse afectada por el estado proteico del individuo.

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La biotina se identificó como el factor nutricional que previene lesiones inducidas por la clara de huevo cruda en animales. La avidina presente en la clara de huevo es un antagonista de la biotina que causa deficiencia experimental. En humanos, la deficiencia se observó inicialmente con la nutrición parenteral total (NPT) antes de la suplementación rutinaria. La pododermatitis sensible a la biotina sigue siendo relevante en la avicultura comercial. La deficiencia de biotina se manifiesta con mayor frecuencia con lesiones dermatológicas, variando entre especies. Un aspecto crucial del metabolismo de la biotina es su reciclaje mediante la biotinidasa, que escinde las carboxilasas dependientes de biotina. Este reciclaje, junto con la síntesis microbiana en el intestino, resulta en requerimientos dietéticos relativamente bajos. Se han identificado errores congénitos en la absorción y el metabolismo de la biotina, algunos de los cuales responden a altas dosis de la vitamina.

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Propiedades bioquímicas

Nombre químico: Ácido cis-hexahidro-2-oxo-1H-tieno[3,4-d]imidazol-4-pentanoico.

Estructura:

Contiene un anillo ureido y uno tetrahidrotiofeno (tiofan).

Tiene tres centros asimétricos, pero solo el isómero (+)-biotina (d-biotina) es biológicamente activo.

Unión a enzimas:

Se une covalentemente a enzimas mediante un enlace amida entre el grupo carboxilo de la biotina y el grupo ε-amino de un residuo de lisina, formando biocitina.

Esta unión es flexible, permitiendo la transferencia de grupos CO₂ entre sitios activos de enzimas.

Estabilidad:

Estable en estado seco frente al aire, luz y calor.

En solución, es inestable en condiciones fuertemente ácidas o básicas.

Se destruye por oxidación y calor (especialmente cuando hay peroxidación lipídica).

Procesos industriales como el enlatado o el curado térmico provocan pérdidas, pero pueden mitigarse con antioxidantes (vitamina C, E, BHT, BHA).

Funciones bioquímicas

Actúa como coenzima en reacciones de carboxilación (por ejemplo, en la piruvato carboxilasa).

Participa en el metabolismo de grasas, carbohidratos y aminoácidos.

Funciona como transportador de CO₂, gracias a la activación por ATP del bicarbonato.

Fuentes alimentarias

Alimentos ricos en biotina:

Jalea real, levadura de cerveza (altas concentraciones).

Leche, hígado, yema de huevo, algunas verduras (fuentes importantes para humanos).

Harina de alfalfa, harinas de semillas oleaginosas, levaduras secas (importantes para animales no rumiantes).

El contenido varía por:

Tipo de alimento, variedad vegetal, estación del año y proporción endospermo-pericarpio en cereales.

Formas en los alimentos:

Se encuentra como biotina libre y como biocitina unida a proteínas.

En leche descremada, la biotina está casi totalmente en forma libre.

Fuentes endógenas: síntesis microbiana intestinal

La microbiota del intestino posterior sintetiza biotina, especialmente en monogástricos.

En humanos, hasta el 40 % de los microorganismos intestinales pueden sintetizar biotina de novo.

La absorción de biotina en el colon se da mediante un transportador dependiente de Na⁺.

Se estima que esta síntesis aporta aproximadamente el 5 % del requerimiento diario.

No se ha demostrado un efecto significativo en los niveles plasmáticos de biotina tras alterar la flora intestinal.

Biodisponibilidad

Muy variable según el alimento y la forma química en la que se encuentre.

Factores que afectan la biodisponibilidad:

Presencia de biotina unida a proteínas, lo que exige hidrólisis enzimática para su liberación.

Algunos alimentos (ej. trigo, productos cárnicos) presentan baja disponibilidad.

En cambio, el maíz tiene biotina altamente disponible.

Formas purificadas (como suplementos) tienen alta biodisponibilidad.

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Digestión previa a la absorción

La biotina unida a proteínas es liberada mediante acción de proteasas intestinales, formando biocitina (biotinilisina).

La enzima biotinidasa intestinal hidroliza la biocitina, liberando biotina libre, forma absorbible.

Absorción intestinal

Absorción activa (a bajas concentraciones luminales):

A través del transportador SMVT (transportador multivitamínico dependiente de sodio) ubicado en la membrana apical del enterocito.

Este transporte puede verse inhibido por anticonvulsivos, etanol y acetaldehído.

El SMVT también transporta ácido pantoténico y ácido lipoico, compitiendo entre sí.

La expresión de SMVT está regulada por proteína quinasa C mediante fosforilación.

Una expresión subóptima de SMVT se ha asociado a alcoholismo, embarazo, enfermedad inflamatoria intestinal, y uso prolongado de nutrición parenteral o anticonvulsivos.

Absorción pasiva (a concentraciones >5 µM):

Por difusión pasiva en el yeyuno.

Menos eficiente para la biocitina que para la biotina libre.

Transporte en sangre

Formas circulantes en plasma:

Mayoritariamente soluble, menos de la mitad es biotina libre.

También presente como bisnorbiotina, sulfóxido de biotina y otros metabolitos.

Un 7 % se une débilmente a proteínas como albúmina, α- y β-globulinas.

Un 12 % se une covalentemente, principalmente a biotinidasa (proteína transportadora).

Transporte en leche materna:

Biotinidasa también actúa como transportador en leche, con niveles elevados en el calostro.

La biotina en leche materna supera en 10 a 100 veces su concentración plasmática.

Transporte al feto:

A través de transportadores específicos, principalmente SMVT.

Las concentraciones en plasma fetal son entre 3 y 17 veces mayores que las maternas.

Captación celular

Facilitada por el SMVT en diversos tejidos (similar al mecanismo intestinal).

En células mononucleares, también se usa MCT1 (transportador de monocarboxilato):

Tiene afinidad alta (Km muy baja).

No compite con ácido pantoténico ni lipoico.

Se distribuye a:

Citoplasma: donde actúa la acetil-CoA carboxilasa.

Mitocondrias: especialmente en carboxilasas.

Núcleo (<1 %): se une a histonas (p. ej., H4), especialmente en células en proliferación.

Regulación intracelular

La enzima holocarboxilasa sintetasa (HCS):

Se transloca al núcleo cuando hay suficiente biotina.

Biotinila la histona H4, silenciando el gen del SMVT.

Esto implica una función epigenética reguladora de la biotina.

Distribución tisular

Almacenamiento principal en el hígado:

800 a 3000 ng/g (en varias especies), sobre todo en acetil-CoA carboxilasa mitocondrial.

Poco movilizable durante deficiencia.

Presente en yema de huevo, unida a una proteína transportadora específica.

Esta proteína también está en el plasma de gallinas ponedoras, y sirve para transportar biotina al ovocito.

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Metabolismo de la Biotina

1. Enlace a las apoenzimas:

La biotina libre se une covalentemente a enzimas específicas (apoenzimas) en un residuo de lisina, formando un enlace amida catalizado por la enzima holocarboxilasa sintetasa (HCS).

Este proceso involucra:

1. Activación de la biotina como biotinilo-5’-adenilato.

2. Unión a la enzima (apocarboxilasa) con liberación de AMP.

La unión ocurre en una secuencia peptídica conservada: -Ala-Met-biotinil-Lys-Met-.

Parte de la HCS también se encuentra en el núcleo, donde participa en la biotinilación de histonas.

2. Reciclaje:

Las enzimas biotiniladas (holocarboxilasas) se degradan a biocitina, que es hidrolizada por la biotinidasa, liberando biotina libre reutilizable.

La biotinidasa:

Es la principal proteína de unión a biotina en plasma.

Está presente en la leche materna (mayor en calostro).

También cataliza la desbiotinilación de histonas.

3. Catabolismo:

Es limitado. La biotina se transforma parcialmente en sulfóxidos y se degrada mediante β-oxidación mitocondrial en su cadena lateral para formar bisnorbiotina y derivados.

Fumadores presentan mayor catabolismo de biotina.

4. Excreción:

Mayoritariamente por orina (hasta un 95 % de una dosis oral en 24 h).

Productos en orina: biotina libre, bisnorbiotina, metilcetona de bisnorbiotina, sulfona de biotina, tetranorbiotina-L-sulfóxido.

Biotina fecal: principalmente de origen microbiano.

Excreción biliar: <2 %.

Pacientes con aclorhidria excretan menos biotina, por mal liberación intestinal.

Funciones Metabólicas de la Biotina

1. Cofactor esencial:

Funciona como grupo prostético en cinco carboxilasas humanas (una citosólica, cuatro mitocondriales):

Acetil-CoA carboxilasa 1

Piruvato carboxilasa

Propionil-CoA carboxilasa

β-metilcrotonil-CoA carboxilasa

Acetil-CoA carboxilasa 2

2. Reacciones catalizadas:

Participa en la carboxilación de sustratos (transferencia de CO₂), clave en:

Metabolismo de ácidos grasos

Gluconeogénesis

Catabolismo de aminoácidos

3. Expresión génica y epigenética:

Regula genes implicados en:

Metabolismo de glucosa (glucoquinasa, PEPCK)

Citoquinas (IL-2, IL-1β, IFN-γ)

Aminoácidos y transporte de biotina (SMVT)

La deficiencia induce:

Activación de NF-κB (promueve genes antiapoptóticos)

Aumento de óxido nítrico (NO), que eleva cGMP y activa quinasa G

Supresión de SERCA3 (afecta Ca²⁺ intracelular)

Activación de la vía jun/fos → AP-1 → ↑SMVT

Participa en la biotinilación de histonas H3, H4, H1, H2A, lo que afecta la estructura de la cromatina y expresión génica.

Aunque <0.1 % de histonas están biotiniladas, su impacto epigenético puede ser considerable (e.g. telómeros, repeticiones génicas).

4. Otras proteínas biotiniladas:

Se han identificado más de 100 proteínas biotiniladas (potencialmente funcionales o inespecíficas), incluyendo:

Proteínas de choque térmico

Enzimas glicolíticas

Proteínas de síntesis proteica

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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La biotina actúa como coenzima esencial en varias carboxilasas involucradas en el metabolismo de ácidos grasos, aminoácidos y carbohidratos. Aunque su deficiencia es poco común, ciertas condiciones pueden comprometer su disponibilidad o utilización.

Deficiencia de Biotina

La deficiencia clínica es rara, pero puede aparecer en situaciones específicas:

Factores dietéticos

El consumo elevado de claras de huevo crudas (ricas en avidina) puede inducir deficiencia.

La avidina es una proteína que se une fuertemente a la biotina, impidiendo su absorción intestinal.

Estados fisiológicos y clínicos

Embarazo: Hasta un tercio de las embarazadas presenta deficiencia subclínica, evidenciada por un aumento en metabolitos urinarios (ej. bisnorbiotina, ácido 3-hidroxiisovalérico).

Otros grupos en riesgo:

Pacientes con gastrectomía parcial o aclorhidria

Quemaduras graves, epilepsia, alcoholismo

Adultos mayores y personas sometidas a hemodiálisis

Curiosamente, vegetarianos y veganos suelen tener mayores niveles plasmáticos y urinarios de biotina que personas con dietas mixtas.

Enfermedades Asociadas a la Deficiencia

Defectos congénitos (malformaciones fetales)

Estudios en animales han demostrado que una deficiencia marginal de biotina puede causar:

Malformaciones esqueléticas

Defectos del paladar

Se relaciona con disfunción de enzimas carboxilasas y alteración de la síntesis de prostaglandinas y ácido araquidónico.

Se ha planteado que un transporte placentario inadecuado podría predisponer al feto humano a deficiencias, incluso si la madre presenta niveles marginales.

Síndrome de muerte súbita del lactante (SIDS)

Estudios preliminares sugieren una posible asociación entre bajos niveles hepáticos de biotina y el SIDS.

Se basa en la similitud con un síndrome observado en pollos deficientes en biotina: Fatty Liver and Kidney Syndrome (FLKS).

Toxicidad de la Biotina

La biotina es segura incluso en dosis elevadas, ya que su toxicidad es extremadamente baja.

No se han reportado efectos adversos con:

Dosis orales de hasta 200 mg

Dosis intravenosas de hasta 20 mg

Ha sido utilizada en el tratamiento de:

Dermatitis seborreica

Errores innatos del metabolismo

Estudios en animales también confirman la ausencia de efectos tóxicos, por lo que no se ha establecido un límite superior de ingesta tolerable (UL).

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El estado de biotina se puede evaluar principalmente de dos maneras:

1. Metabolitos en sangre y orina: Un indicador temprano de deficiencia de biotina es el aumento de las concentraciones circulantes de 3-hidroxiisovaleril carnitina y su derivado carnitil-3-hidroxiisovalérico, debido al metabolismo alternativo de β-metilcrotonil-CoA por la enoil-CoA hidratasa cuando la actividad de la β-metilcrotonil-CoA carboxilasa dependiente de biotina disminuye. Las concentraciones plasmáticas/séricas de biotina y sus metabolitos son menos informativas en deficiencias moderadas, ya que tienden a permanecer estables.

2. Grado de saturación de biotina de enzimas dependientes de biotina (especialmente la propionil-CoA carboxilasa - PCC linfocitaria): Este es un método útil. Se basa en la unión in vitro de biotina por la PCC de los linfocitos. En individuos con niveles adecuados de biotina, la mayor parte de la PCC está unida a la biotina, por lo que la estimulación de la actividad de la PCC al añadir biotina indica una saturación incompleta debido a un estado subóptimo de biotina. Esto se puede expresar como un coeficiente de actividad:

Coeficiente de actividad de PCC = actividad basal de PCC / actividad de PCC con biotina añadida.

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Las funciones biológicas de las tres formas naturales de vitamina B6, piridoxina (Pn), piridoxal (Pal) y piridoxamina (Pm), dependen del metabolismo de cada una de ellas a una coenzima común, el fosfato de piridoxal (PalP). Esta coenzima desempeña un papel fundamental en diversos aspectos del metabolismo, lo que le confiere importancia en áreas tan diversas como el crecimiento, el desarrollo cognitivo, la depresión, la función inmunitaria, la fatiga y la actividad de las hormonas esteroideas.

La vitamina B6 se encuentra ampliamente presente en alimentos de origen vegetal y animal; por lo tanto, no se observan problemas de deficiencia primaria. Sin embargo, el estado de la vitamina B6 puede verse alterado por el alcohol y otros factores que desplazan la coenzima de sus diversas enzimas, aumentando así la velocidad de su degradación metabólica.

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Propiedades químicas:

La vitamina B6 incluye varios compuestos con actividad biológica: piridoxina (Pn), piridoxal (Pal) y piridoxamina (Pm).

Todos derivan de la 3-hidroxi-2-metilpiridina y comparten una estructura base de anillo piridínico con distintos grupos funcionales.

Los vitámeros son cristales incoloros a temperatura ambiente.

Son muy solubles en agua, poco solubles en etanol, e insolubles o poco solubles en cloroformo.

En forma seca o en solución, son bastante estables.

La piridoxina puede oxidarse para formar piridoxal, cuyo grupo aldehído puede formar bases de Schiff con grupos amino primarios, propiedad clave en la función enzimática de la vitamina.

Fuentes:
a) Fuentes endógenas:

El intestino grueso (colon) puede ser fuente de vitamina B6 mediante la síntesis microbiana.

Aproximadamente la mitad de los microorganismos del intestino humano pueden sintetizarla de novo, produciendo hasta el 86 % de la necesidad diaria.

Sin embargo, gran parte de esta vitamina es absorbida por los mismos microbios o por animales coprófagos (que consumen heces), lo que limita su aprovechamiento por humanos no coprófagos.

b) Fuentes dietéticas:

Presente ampliamente en alimentos: carnes, granos integrales (especialmente el trigo), verduras y frutos secos.

En cereales, se concentra en el germen y la capa aleurona, por lo que el refinado (como en el pan blanco) reduce su contenido.

Alimentos de origen vegetal contienen principalmente piridoxina (alcohol libre); los de origen animal contienen principalmente piridoxal y piridoxamina.

Puede encontrarse fosforilada o unida a proteínas mediante residuos de lisina o cisteína, o en formas glicosiladas como 5′-O-(β-glucopiranosil) Pn.

Estabilidad:

Estable en condiciones ácidas, pero inestable en medios neutros o alcalinos, especialmente con calor o luz.

La piridoxina es más estable que el piridoxal y la piridoxamina.

Durante la cocción, los alimentos vegetales tienden a perder menos vitamina B6 (0-70 % de pérdida), mientras que los productos animales pueden perder cantidades sustanciales.

La leche puede perder entre 30-70 % al secarse.

También hay pérdidas por almacenamiento (25-50 % en un año).

El clorhidrato de piridoxina se utiliza en fortificación y suplementos debido a su estabilidad.

Biodisponibilidad:

Generalmente entre el 70 y el 80 % en alimentos comunes.

Factores que reducen la biodisponibilidad:

Glucósidos de β-piridoxal: mal digeridos, absorción limitada, biodisponibilidad del 20-30 % en ratas y 60 % en humanos.

Aductos peptídicos: la vitamina puede unirse a proteínas durante la cocción o digestión, formando compuestos con menor disponibilidad biológica e incluso actividad antagonista.

Compuestos como la linatina (presente en linaza) pueden interferir con su metabolismo.

El salvado de trigo contiene formas poco disponibles, afectando la absorción de B6 en otros alimentos.

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ABSORCIÓN DE LA VITAMINA B6

Digestión previa a la absorción:

Las formas ingeridas de vitamina B6 (principalmente PalP y PmP unidas a proteínas) deben convertirse a formas libres (Pm, Pn y Pal).

Esto requiere:

Desfosforilación por fosfatasa alcalina y otras fosfatasas en el borde en cepillo intestinal.

Desglicosilación por la enzima lactasa-florizina hidrolasa.

Mecanismos de absorción intestinal:

1. Difusión pasiva:

Las formas libres Pn, Pal y Pm pueden atravesar las células del intestino por difusión pasiva.

El proceso se ve favorecido por la fosforilación intracelular (trampa metabólica), realizada por una quinasa citosólica dependiente de ATP, que convierte Pal y Pn en sus formas fosforiladas (PalP y PnP).

2. Difusión de glucósidos:

Algunos glucósidos de Pn también se absorben por difusión pasiva.

Posteriormente se hidrolizan en el citosol por β-glucosidasa para liberar Pn, que es oxidado a PalP.

3. Transporte facilitado:

Hay evidencia de que algunos vitámeros también se absorben mediante transportadores específicos, aunque no se han caracterizado completamente.

TRANSPORTE DE LA VITAMINA B6

En plasma:

Más del 90% de la vitamina B6 circulante está en forma de PalP, proveniente del recambio hepático.

Esta forma está unida a albúmina y otras proteínas plasmáticas mediante enlaces de base de Schiff.

La concentración plasmática típica de PalP es <1 µmol/L, representando <0.1% del total corporal.

En eritrocitos:

Contienen concentraciones 6 veces mayores que el plasma.

PalP se une a la hemoglobina (residuo N-terminal de valina de la cadena α) formando una base de Schiff más estable que con la albúmina.

Esta fuerte afinidad impulsa su captación por los eritrocitos.

Se usa clínicamente como indicador del estado de vitamina B6.

Absorción celular tisular:

La Pal (forma no fosforilada) cruza más fácilmente las membranas celulares que la PalP.

Una vez dentro de las células, la Pal se convierte en PalP por la acción de Pal quinasa dependiente de ATP.

Esta fosforilación intracelular permite la retención y función coenzimática de la vitamina.

Distribución y almacenamiento:

El cuerpo humano adulto contiene entre 40 y 150 mg de vitamina B6.

Aproximadamente 70-80% está en el músculo, principalmente como PalP unida a la enzima glucógeno fosforilasa.

El resto se encuentra en hígado, cerebro, riñón y bazo, unida a otras proteínas.

Se almacena en dos compartimentos:

Uno de recambio rápido (~0.5 días).

Otro de recambio más lento (~25–33 días).

Influencias fisiológicas:

Durante el embarazo, los niveles plasmáticos de PalP disminuyen debido a una redistribución hacia los eritrocitos.

La insuficiencia renal reduce los niveles plasmáticos de PalP.

El ejercicio submáximo y moderado puede aumentar las concentraciones plasmáticas de PalP, debido a la liberación desde el músculo por demanda de gluconeogénesis.

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Metabolismo de la vitamina B6

Interconversión de vitámeros

La vitamina B6 está compuesta por varios vitámeros: piridoxina (Pn), piridoxal (Pal), piridoxamina (Pm) y sus formas fosforiladas (PnP, PalP, PmP).

Los vitámeros se interconvierten por:

Fosforilación / Desfosforilación

Oxidación / Reducción

Aminación / Desaminación

Las formas no fosforiladas atraviesan membranas más fácilmente, mientras que las fosforiladas favorecen la retención intracelular.

Enzimas clave

Piridoxal quinasa: Fosforila Pn, Pal y Pm (requiere Zn-ATP y se estimula por K+ y metalotioneína).

Fosfatasas alcalinas: Desfosforilan las formas activas de B6 en tejidos como hígado, cerebro e intestino.

Piridoxamina oxidasa: Conversión de Pn y Pm en PalP; depende de FMN → deficiencia de riboflavina afecta este paso.

Piridoxal-5′-fosfato sintasa: Oxida PnP y PalP a PalP (forma activa).

Catabolismo

PalP se convierte en ácido 4-piridóxico (principal metabolito urinario) vía:

Aldehído oxidasa (FAD-dependiente)

Aldehído deshidrogenasa (NAD-dependiente)

En ingestas altas, también se produce ácido 5-piridóxico.

Inflamación sistémica aumenta su catabolismo, desplazando PalP a tejidos inflamados.

Excreción

40–60 % de la vitamina B6 ingerida se excreta como ácido 4-piridóxico.

La excreción aumenta con la edad y disminuye con alta ingesta proteica.

El ácido 4-piridóxico es un biomarcador útil para evaluar el estado nutricional de B6.

Se excretan otras formas menores en dosis altas.

Interacción con drogas

Alcohol (vía acetaldehído): Desplaza PalP y aumenta su catabolismo.

INH (isoniazida): Se une directamente a B6, inactivándola → se debe suplementar.

Benzodiazepinas: Se unen a piridoxal quinasa → posible efecto sobre GABA.

Teofilina: Inhibe la actividad de PalP quinasa → induce deficiencia bioquímica.

Funciones metabólicas de la vitamina B6 (como PalP)

A. Metabolismo de aminoácidos

PalP actúa como coenzima en:

Descarboxilación

Transaminación

Racemización

Eliminación y reemplazo

Interconversión de grupos β

Más de 140 enzimas son dependientes de PalP.

B. Transulfuración

Cofactor en:

Cistationina β-sintasa

Cistationina γ-liasa

Deficiencia → homocistinuria y cistationinuria.

C. Metabolismo de selenoaminoácidos

PalP es esencial para eliminar Se de selenohomocisteína.

Participa en la formación de selenoproteínas mediante seleniuro de hidrógeno (H₂Se).

D. Metabolismo de un solo carbono

Cofactor en:

SHMT (serina hidroximetiltransferasa) → glicina/serina ↔ 5,10-metilentetrahidrofolato

Glicina descarboxilasa

Cistationina β-sintetasa / γ-liasa (vía transulfuración)

E. Síntesis de niacina (desde triptófano)

Participa en:

Quinureninasa

Transaminasas (quinurenina → ácido xanturénico)

Deficiencia → bloqueo de vía y acumulación urinaria de ácido xanturénico (biomarcador funcional).

F. Gluconeogénesis

Cofactor en:

Transaminasas

Glucógeno fosforilasa: PalP participa en la transferencia de Pi → glucosa-1-fosfato.

G. Biogénesis del sulfuro de hidrógeno (H₂S)

PalP es cofactor de:

Cistationina β-sintetasa

Cistationina γ-liasa

H₂S regula tono vascular, apoptosis, inflamación, canales de Ca²⁺.

H. Función neurológica

PalP es esencial en la síntesis de neurotransmisores como GABA, serotonina, dopamina (detalles no incluidos en tu extracto completo, pero implícitos por el rol en descarboxilasas).

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El estado de vitamina B6 se puede evaluar de varias maneras:

1. Metabolitos en sangre:

La medición de piridoxal 5'-fosfato (PalP) en plasma es el método más común para evaluar el estado a largo plazo. Concentraciones ≥30 nM se consideran adecuadas, mientras que 20-30 nM se consideran marginales. Esta medida se ve afectada por embarazo, sexo, ejercicio, edad, uso de AINEs, tabaquismo y consumo de alcohol.

También se han utilizado las concentraciones de vitamina B6 total en plasma y de PalP en eritrocitos.

La excreción urinaria de vitamina B6 total o de ácido 4-piridóxico (que representa la mitad de la ingesta total) se ha empleado, pero esta última se ve influenciada por la ingesta a corto plazo y las reservas tisulares.

2. Pruebas de carga: Evalúan la función de la vitamina B6 midiendo metabolitos posteriores después de administrar grandes dosis orales de metabolitos precursores:

Ácido xanturénico urinario después de una carga de triptófano: La deficiencia de vitamina B6 (PalP) provoca una mayor producción y excreción de ácido xanturénico tras una carga de triptófano (2 g), debido a la menor afinidad de la quinureninasa por el PalP en comparación con otras transaminasas dependientes de PalP. Los resultados pueden verse afectados por el género, los estrógenos, los glucocorticoides, el embarazo y la ingesta de proteínas.

Homocisteína plasmática después de una carga de metionina: La cistationina γ-liasa es muy sensible a un suministro inadecuado de PalP, por lo que la concentración de homocisteína plasmática después de una carga de metionina (3 g), que suprime la remetilación de homocisteína, puede indicar el estado de vitamina B6.

3. Grado de saturación de PalP de enzimas dependientes de PalP: Se evalúa la unión in vitro de PalP a la alanina aminotransferasa o aspartato aminotransferasa de hemolizados. La estimulación de la actividad enzimática al añadir PalP exógeno sugiere un estado inadecuado de vitamina B6.

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El ácido pantoténico se encuentra ampliamente distribuido en muchos alimentos.

Las deficiencias clínicas de esta vitamina son poco frecuentes. El ácido pantoténico funciona como precursor esencial de la coenzima A (CoA), utilizada por numerosas enzimas celulares, y de la proteína transportadora de acilo (ACP). En estas formas, el ácido pantoténico desempeña funciones esenciales en el metabolismo de ácidos grasos, aminoácidos y carbohidratos, y desempeña un papel importante en la acilación de proteínas. Si bien el ácido pantoténico es necesario para producir CoA, la tasa de síntesis de CoA no se ve afectada por la privación de la vitamina. A partir de estas observaciones, se puede inferir que la vitamina se recicla metabólicamente; sin embargo, la comprensión definitiva de los mecanismos involucrados aún no se ha definido.

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Propiedades bioquímicas

Nombre químico: Dihidroxi-β,β-dimetilbutiril-β-alanina.

Estructura: Unión de β-alanina con ácido 2,4-dihidroxi-3,3-dimetilbutírico mediante enlace amida.

Forma activa: Solo el enantiómero R (ácido d-(+)pantoténico) es biológicamente activo.

Formas activas en el organismo:

Coenzima A (CoA): Participa en reacciones de acilación.

Proteína transportadora de acilos (ACP): Participa en la síntesis de ácidos grasos.

Apariencia:

El ácido pantoténico es un aceite viscoso y amarillo.

Sus sales (como el pantotenato de calcio) son incoloras, cristalinas y más estables.

Solubilidad: Soluble en agua y etanol, no soluble en solventes orgánicos.

Estabilidad:

Inestable al calor en medio ácido o alcalino → se hidroliza en β-alanina y ácido dimetilbutírico.

Pantotenol (derivado alcohólico): más estable en solución, usado en suplementos.

En forma seca, las sales son estables al aire y luz, aunque pueden ser higroscópicas (absorber humedad).

Fuentes del ácido pantoténico

1. Síntesis microbiana

Algunos microorganismos del intestino grueso pueden sintetizarlo, pero su contribución es menor (<0.1 % de la necesidad diaria).

En rumiantes, su microbiota proporciona cantidades significativas.

2. Alimentos ricos en ácido pantoténico

Muy ricos:

Vísceras animales: hígado, corazón.

Ovarios de peces de agua fría (>2,3 mg/g).

Jalea real (>0,5 mg/g).

Otros alimentos importantes:

Champiñones, aguacate, brócoli, levaduras.

Cereales integrales (vitamina en capas externas).

Alimentos para animales:

Salvado de arroz y trigo, alfalfa, harina de cacahuete, melaza, levaduras, solubles de pescado.

3. Factores que afectan la estabilidad

Procesos como cocción, congelación o enlatado pueden reducir el contenido de la vitamina entre un 35 % y 80 %.

Molienda de cereales puede eliminar hasta un 50 % de la vitamina.

4. Biodisponibilidad

Depende de la hidrólisis intestinal de sus formas activas (CoA y ACP).

En la dieta estadounidense, la biodisponibilidad estimada es del 40–60 %.

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Absorción del ácido pantoténico

a. Hidrólisis previa a la absorción

En los alimentos, el ácido pantoténico se encuentra principalmente en formas complejas: Coenzima A (CoA) y proteína transportadora de acilos (ACP).

Estas formas son degradadas en la luz intestinal por enzimas hidrolasas (pirofosfatasas y fosfatasas) → se libera 4′-fosfopanteteína.

La 4′-fosfopanteteína se desfosforila → forma panteteína, que puede:

Absorberse directamente

O convertirse en ácido pantoténico libre por acción de la enzima panteteinasa intestinal.

b. Mecanismos de absorción intestinal del ácido pantoténico libre

Transporte activo (a bajas concentraciones luminales):

Mediado por el transportador de multivitaminas dependiente de sodio (SMVT), localizado en la membrana apical de los enterocitos (vellosidades intestinales).

Es un sistema saturable y dependiente de Na+, con un Km de 10–20 μM.

Este mismo transportador también capta biotina y ácido lipoico.

Puede ser inhibido por alcohol.

Funciona mediante intercambio con protones, impulsado por un gradiente extracelular de H+.

El ácido pantoténico puede atravesar el enterocito libre o unido a vesículas de transporte mediadas por microtúbulos y la proteína motora dineína.

Difusión pasiva (a altas concentraciones luminales):

El pantotenol (forma alcohólica de la vitamina), que se convierte en ácido pantoténico en el cuerpo, difunde incluso más rápido que el ácido en su forma libre.

Transporte del ácido pantoténico en el organismo

a. En sangre (plasma y eritrocitos)

En plasma, el ácido pantoténico circula en su forma libre.

Los eritrocitos contienen entre el 20–55 % del total sanguíneo.

En los eritrocitos, la vitamina se transforma en 4′-fosfopantoténico, pero no puede convertirse en CoA (carecen de las enzimas necesarias), por lo que se acumula en esa forma.

b. Captación celular

En la mayoría de los tejidos, la captación ocurre mediante el transportador SMVT.

En el cerebro y en los eritrocitos, el ingreso ocurre por difusión simple.

La concentración intracelular es mayor que la plasmática:

Plasma: 1–5 μM

Hígado: 10–15 μM

Corazón: hasta 100 μM

Una vez dentro de las células, el ácido pantoténico se convierte en CoA al unirse a cisteamina, adenina y ribosa-3′-fosfato.

70–90 % del CoA celular se encuentra en la mitocondria.

Distribución tisular

Órganos con mayor concentración de CoA:

Hígado, glándulas suprarrenales, riñones, cerebro, corazón y testículos.

En el hígado, el 70 % del CoA está en mitocondrias; en el corazón, el 95 %.

Incluso con deficiencia dietética, los niveles de CoA no bajan significativamente → esto sugiere que existe un mecanismo de reciclaje eficiente del ácido pantoténico intracelular.

En el sistema nervioso central:

La captación en el plexo coroideo ocurre mediante transporte específico.

En condiciones de baja disponibilidad, se observa fosforilación parcial de la vitamina.

El líquido cefalorraquídeo requiere una suministro continuo de ácido pantoténico, ya que:

Se renueva constantemente.

El CoA es esencial para la síntesis del neurotransmisor acetilcolina en el cerebro.

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METABOLISMO DEL ÁCIDO PANTOTÉNICO

Síntesis de CoA (Coenzima A)

Todos los tejidos pueden sintetizar CoA a partir del ácido pantoténico.

Requiere 4 moles de ATP por mol de ácido pantoténico.

El proceso inicia en el citoplasma y finaliza en la mitocondria.

Paso limitante: fosforilación del ácido pantoténico por pantotenato quinasa (PanK) → forma 4'-fosfopantoténico.

Existen 4 isoformas de PanK (1 a 4), expresadas en distintos tejidos.

La síntesis es regulada por retroalimentación negativa de metabolitos como ésteres de CoA y se inhibe por acetaldehído (metabolito del etanol).

Etapas clave de síntesis de CoA:

1. Fosforilación del ácido pantoténico → 4'-fosfopantoténico (PanK).

2. Condensación con cisteína → 4'-fosfopantotenilcisteína.

3. Descarboxilación → 4'-fosfopanteteína.

4. En mitocondria: formación de desfosfo-CoA y luego fosforilación final para producir CoA.

Síntesis de acil-CoA

CoA activa ácidos grasos para funciones como:

Producción de energía (β-oxidación)

Síntesis de lípidos complejos y proteínas aciladas

Enzimas clave: acil-CoA sintetasas (ACS), con múltiples isoformas específicas por tejido y función.

Síntesis de ACP (Proteína Transportadora de Acilo)

ACP es parte del complejo ácido graso sintetasa.

Se activa al añadirse el grupo 4'-fosfopanteteína desde CoA, mediante una transferasa específica.

Esta modificación permite a ACP transportar grupos acilo durante la síntesis de ácidos grasos.

Reciclaje del ácido pantoténico

Deriva de la degradación de CoA y ACP.

Liberación del ácido pantoténico ocurre en pasos enzimáticos:

CoA → desfosfo-CoA → 4'-fosfopanteteína → panteteína → ácido pantoténico libre.

Enzimas involucradas: panteteinasas, fosfatasas y pirofosfatasas.

Excreción

Se elimina principalmente en orina como ácido pantoténico libre.

Un ~15% puede oxidarse y eliminarse como CO₂ por pulmones.

Excreción depende de la ingesta y se regula por:

Reabsorción activa a niveles fisiológicos.

Secreción tubular renal a niveles altos.

Trastornos del metabolismo

Mutaciones en PanK2 → Síndrome de Hallervorden-Spatz, enfermedad neurodegenerativa autosómica recesiva:

Síntomas: distonía, atrofia óptica, depósitos de hierro en ganglios basales.

FUNCIONES METABÓLICAS DEL ÁCIDO PANTOTÉNICO

Formas activas y funciones:

CoA: participa en reacciones de transferencia de acilos, principalmente catabólicas y oxidativas.

ACP: actúa en síntesis de ácidos grasos y otras funciones anabólicas.

Acil-CoA: funciones específicas

Cofactores en ~4% de enzimas conocidas.

Participación en:

Síntesis de acetilcolina, aminoazúcares, sulfonamidas.

Formación de triglicéridos, colesterol, esteroides, fosfolípidos.

Síntesis y β-oxidación de ácidos grasos.

Acetilación postraduccional de proteínas (ej.: histonas, proteínas Ras, α-tubulina).

Regulación transcripcional vía receptores PPAR.

Producción de cuerpos cetónicos cuando hay deficiencia de glucosa.

Regulación de la CoA y acetil-CoA

Las concentraciones de CoA y sus derivados dependen del estado energético celular y son moduladas por:

Ingesta de alimentos

Insulina y glucagón

Transferencia entre compartimentos subcelulares

ACP (Proteína Transportadora de Acilo)

Permite el transporte de ácidos grasos en crecimiento entre sitios catalíticos de la ácido graso sintetasa.

Funciona como brazo articulado gracias al grupo sulfhidrilo del 4'-fosfopanteteinilo.

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El estado del ácido pantoténico se puede evaluar principalmente de dos maneras:

1. Metabolitos urinarios: La excreción urinaria de ácido pantoténico se considera el indicador más fiable del estado de esta vitamina.

2. Metabolitos sanguíneos: Los niveles de ácido pantoténico en sangre total o plasma reflejan la ingesta reciente de la vitamina. En adultos sanos, los niveles en sangre total suelen oscilar entre 1.6 y 2.7 μM; valores inferiores a 1 μM indican un estado subóptimo.

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El folato es una vitamina cuya importancia, más allá de su papel esencial en el metabolismo normal, especialmente en relación con enfermedades crónicas y defectos de nacimiento, se ha reconocido recientemente. Aunque abundante en alimentos, sobre todo de origen vegetal, su consumo es insuficiente en dietas con poca presencia de estos alimentos. Funcionalmente relacionado con las vitaminas B12 y B6, la evaluación de su deficiencia subclínica es compleja, y sus interrelaciones con estas vitaminas y aminoácidos aún no se comprenden completamente. La deficiencia de folato es un problema significativo a nivel mundial, especialmente en áreas con pobreza y malnutrición, siendo una causa importante de anemia, solo superada por la deficiencia de hierro.

Evidencia sugiere que ingestas marginales de folato pueden mantener niveles circulantes aparentemente normales, pero aún así limitar el metabolismo de un carbono. Esto reveló el papel del folato en la etiología de la homocisteinemia, identificada como factor de riesgo para enfermedades vasculares oclusivas, cáncer y defectos de nacimiento, particularmente defectos del tubo neural (DTN). En 1998, la FDA de EE. UU. obligó a la fortificación con ácido fólico de cereales enriquecidos para reducir la prevalencia de DTN, lo que aumentó la ingesta de folato en la población estadounidense, duplicó sus niveles circulantes y se esperaba que redujera tanto los DTN como las muertes por enfermedad coronaria, impulsando también la suplementación en otros países.

Tras más de dos décadas de fortificación y suplementación con folato, la prevalencia de DTN ha disminuido, indicando el éxito de esta estrategia. Sin embargo, persisten preocupaciones sobre los posibles riesgos de tratar a individuos sin necesidad. Inicialmente, se temía el enmascaramiento de la anemia macrocítica por deficiencia de vitamina B12, que puede causar neuropatía si no se corrige. En años recientes, han surgido dudas sobre el papel de la homocisteinemia en enfermedades cardiovasculares y reportes de posible aumento del deterioro cognitivo y riesgo de cáncer colorrectal con la suplementación de folato. Por estas razones, es crucial comprender el papel del folato en la nutrición y la salud.

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Nomenclatura y estructura

Nombre genérico: Folato es el término que agrupa al ácido fólico (ácido pteroilmonoglutámico o ácido pteroilglutámico) y sus derivados con actividad biológica similar.

Otros nombres del grupo: Folacina, ácidos fólicos, folatos.

Estructura: Derivados de pteridina con capacidad para unir unidades monocarbonadas en las posiciones N-5 y/o N-10.

Formas naturales: Ácido tetrahidrofólico (FH₄) y sus derivados con residuos de glutamilo (de 1 hasta 8, e incluso hasta 12 en bacterias).

Formas activas: Folilpoliglutamatos (formas de coenzima activas intracelularmente).

Formas de transporte: Monoglutamatos, capaces de cruzar membranas celulares.

Estereoespecificidad: El carbono 6 (C-6) del anillo de pteridina es un centro asimétrico que define la orientación estereoespecífica durante su reducción.

Propiedades fisicoquímicas

Color: Cristalino amarillo-anaranjado.

Solubilidad: Soluble en agua; insoluble en etanol y disolventes menos polares.

Estabilidad:

Muy inestable a la luz, condiciones ácidas o alcalinas, agentes reductores, y al calor (excepto en forma seca).

Se oxida fácilmente, especialmente en presencia de luz UVB, calor, y metales.

Absorción UV: Máximos entre 280–300 nm, debido a las fracciones de pterina y 4-aminobenzoílo.

Degradación:

El 5-metil-FH₄ puede oxidarse a formas inactivas, especialmente en medio ácido (como el jugo gástrico).

La fototerapia en pacientes con psoriasis puede inducir su degradación.

Antagonistas biomédicos:

Aminopterina: Rodenticida.

Metotrexato: Fármaco antineoplásico.

Fuentes de folato

Fuentes naturales (alimentarias)

Ricas en folato:

Hígado

Verduras de hoja verde

Champiñones

Otros alimentos:

Harinas de semillas oleaginosas (ej. soja)

Subproductos animales

Jugo de naranja, repollo, leche, riñón

Forma presente:

Principalmente en forma reducida: derivados poliglutámicos del ácido tetrahidrofólico (FH₄).

Derivados comunes: 5-metil-FH₄ y 10-formil-FH₄.

Distribución por tipo de alimento:

Leche: 60 % monoglutamatos.

Hígado y riñón: Mayoría pentaglutamatos.

Zumo de naranja: ⅓ monoglutamatos, ½ pentaglutamatos.

Soja: 50 % monoglutamatos.

Repollo: Mayoría hexaglutamatos y heptaglutamatos.

Síntesis por microbioma intestinal

Especies como Bacteroides pueden sintetizar folato.

El 43 % de los organismos intestinales humanos estudiados tienen esta capacidad.

Su aporte podría cubrir hasta el 37 % de las necesidades humanas.

Absorción colónica: alrededor del 46 % de eficacia.

Fortificación y suplementación

Desde 1998, en EE.UU., todos los productos de cereales enriquecidos deben contener 140 μg/100 g de ácido fólico.

Se permite su adición a:

Fórmulas infantiles

Alimentos médicos y dietéticos especiales

Sustitutivos de comidas

Barras y bebidas energéticas

Efectos de la fortificación:

Adultos: mediana de ingesta diaria ≈ 288 μg

Niños (1–13 años): 489–656 μg

Se duplicaron los niveles circulantes de folato.

En la leche materna, predomina el 5-metil-FH₄ unido a proteínas transportadoras de folato (FBP).

Estabilidad y pérdida en alimentos

El calor, agua de cocción, oxígeno, y luz provocan grandes pérdidas:

Espárragos: pérdida del 22 % tras hervir.

Coliflor: pérdida del 84 %.

Las pérdidas pueden hacer que alimentos naturalmente ricos dejen de ser buenas fuentes.

Biodisponibilidad

Altamente variable (10–98 %), depende de:

Forma química del folato (ácido fólico vs poliglutamatos).

Factores dietéticos y del huésped:

Vitamina C mejora estabilidad del 5-metil-FH₄.

Deficiencia de hierro y vitamina C disminuye la utilización.

Presencia de antifolatos o inhibidores de folil conjugasa intestinal.

Biodisponibilidad estimada:

Ácido fólico (suplementos y alimentos fortificados): casi 100 %.

Folatos naturales en alimentos: en promedio 50 %.

Dietas mixtas: biodisponibilidad entre 50 % y 80 %.

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Absorción intestinal del folato

La absorción de folato es un proceso complejo que involucra múltiples pasos:

1. Desconjugación de folatos poliglutamatos (fase previa a la absorción)

La mayoría de los folatos dietéticos son poliglutamatos reducidos, que deben convertirse en monoglutamatos o diglutamatos para su absorción.

Esto se logra mediante folil γ-glutamil carboxipeptidasas:

Exocarboxipeptidasa de borde en cepillo (700 kDa) – pH óptimo 6.5–7.0.

Carboxipeptidasa lisosomal (75 kDa) – pH óptimo 4.5–5.0.

La actividad de estas enzimas puede verse reducida por:

Deficiencia de zinc.

Inhibidores naturales presentes en alimentos como col, naranja, legumbres, etc.

Algunos fármacos (colestiramina, salicilatos, etanol crónico).

2. Captación activa en el enterocito

La absorción ocurre principalmente en el intestino delgado (yeyuno) mediante tres sistemas de transporte:

a. RFC (SLC19A1) – Transportador de folato reducido

Transporte bidireccional (óptimo a pH 7.4).

Transporta formas reducidas y oxidadas.

Se estimula con glucosa y aumenta con la deficiencia de folato.

b. PCFT (SLC46A1) – Transportador de folato acoplado a protones

Transporte de alta afinidad, óptimo a pH ácido (5–6).

Funciona en el yeyuno.

Las mutaciones causan malabsorción hereditaria de folato (HFM).

c. MRP3 (Proteína de resistencia a múltiples fármacos 3)

Implicada en el transporte hacia la superficie basolateral del enterocito.

Facilita la salida de folatos hacia la circulación.

3. Difusión pasiva

Representa entre 20–30% de la absorción en altas ingestas.

Favorecida por pH ácido, como en la insuficiencia pancreática exocrina.

4. Reconjugación intracelular

Una vez absorbidos, los monoglutamatos se reconvierten en poliglutamatos por la folilpoliglutamato sintasa para evitar su salida de la célula.

5. Exportación hacia la circulación portal

El folato puede exportarse como FH₄ o 5-metil-FH₄.

Se transporta a través de transportadores tipo OAT (transportadores de aniones orgánicos multiespecíficos).

6. Absorción colónica

Confirmada en humanos (p.ej., con 13C5-formil-FH4).

Implica transportadores similares a los del intestino delgado (PCFT).

Transporte del folato en el organismo

En plasma

La forma dominante es 5-metil-FH₄, en forma libre.

10-formil-FH₄ está estrechamente regulado.

El ácido fólico no metabolizado puede acumularse tras dosis elevadas u orales repetidas.

En eritrocitos

Contenido elevado (670–1800 nM), mayoritariamente 5-metil-FH₄ (>80%).

El folato se incorpora durante la eritropoyesis; no entra en eritrocitos maduros.

Unión a proteínas plasmáticas

Principalmente a albúmina y a FBP (proteína fijadora de folato).

FBP aumenta durante la deficiencia y el embarazo.

Captación tisular

Mediante RFC y PCFT:

RFC en tejidos extraintestinales favorece folatos reducidos.

PCFT altamente expresado en hígado, riñón, colon, cerebro, retina y placenta.

FR (Receptores de folato/FBP)

Isoformas FR-α y FR-β median la endocitosis.

Su expresión se regula por los niveles extracelulares de folato.

Alteraciones en FBP pueden producir síndrome de deficiencia cerebral de folato.

Distribución tisular

El cuerpo contiene entre 5–10 mg de folato total.

Alrededor del 50% está en el hígado, como poliglutamatos de 5-metil-FH₄ y 10-formil-FH₄.

Distribución varía según la tasa de división celular:

Tejidos de alta replicación → ↑10-formil-FH₄.

Tejidos con menor replicación → ↑5-metil-FH₄.

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Metabolismo del folato

El metabolismo del folato comprende:

1. Reducción a la forma activa (FH4):

El folato (ácido fólico) y su forma parcialmente reducida (ácido dihidrofólico, FH₂) se convierten en ácido tetrahidrofólico (FH₄), la forma bioactiva.

Enzima clave: dihidrofolato reductasa (DHFR).

Alta actividad en hígado, riñón y células de rápida división.

Inhibida por fármacos como metotrexato.

2. Poliglutamilación y despoliglutamilación:

Conversión de 5-metil-FH₄ en poliglutamatos: mediada por la folilpoliglutamato sintasa (requiere ATP).

Permite la retención y activación intracelular del folato.

La deficiencia de esta enzima impide la acumulación de folato, incluso en presencia adecuada.

Hidrólisis de cadenas poliglutámicas: mediada por folil conjugasas (γ-glutamil carboxipeptidasas lisosomales).

3. Adquisición y transferencia de unidades monocarbonadas (C1):

Fuente principal de grupos C1: serina, mediante serina hidroximetiltransferasa (SHMT).

El folato acepta grupos C1 en diversas posiciones (N-5, N-10), formando compuestos como 5,10-metilen-FH₄, 5-formil-FH₄, etc.

Estos derivados ceden unidades C1 para:

Síntesis de purinas y timidilato (nucleótidos).

Remetilación de homocisteína a metionina (requiere vitamina B12).

Trampa del metilfolato:

En deficiencia de vitamina B12, el folato se queda atrapado en forma de 5-metil-FH₄.

Esto reduce la disponibilidad de otras formas activas de folato.

Causa acumulación de FIGLU (ácido formiminoglutámico) → marcador de deficiencia funcional de B12/folato.

Catabolismo y excreción:

Ruptura de los enlaces C-9 y N-10 → pteridina y p-aminobenzoilpoliglutamato.

Excreción urinaria: como p-acetaminobenzoilglutamato y p-acetaminobenzoato.

Eliminación diaria: ~0.5–1 % del folato corporal total.

Reabsorción renal del 5-metil-FH₄: proceso inespecífico, también mediado por FBP.

Funciones metabólicas del folato

Actúa como cosustrato en:

Síntesis de nucleótidos (purinas y timidilato).

Metabolismo de aminoácidos: serina, glicina, histidina, metionina.

Síntesis de SAM (S-adenosilmetionina), donador universal de grupos metilo para:

Metilación de ADN, proteínas y lípidos.

Forma activa: ácido tetrahidrofólico (FH₄), que recibe y dona unidades C1.

Polimorfismos

Se han identificado polimorfismos en enzimas clave que afectan el metabolismo del folato:

MTHFR C677T: forma T/T → actividad reducida (↓70 %), menor estabilidad térmica, ↑homocisteína, ↓metilación del ADN, mayor riesgo de cáncer, depresión y enfermedades cardiovasculares.

MTHFR A1298C: sin efectos clínicos notorios, salvo en combinación con C677T.

Metionina sintasa (A2756G): asociada a diversas enfermedades neuropsiquiátricas y malformaciones congénitas.

Otros genes afectados: folil conjugasa, RFC, 10-formil-FH₄ deshidrogenasa, metionina sintasa reductasa.

Interacción con fármacos

Metotrexato: inhibe la DHFR, bloqueando la conversión a FH₄ → efecto antiproliferativo útil en cáncer, artritis, etc.

Produce deficiencia funcional de folato → se recomienda suplementación.

Otros fármacos que afectan al folato: anticonvulsivos (fenobarbital, difenilhidantoína), antiinflamatorios (sulfasalazina), metformina, alcohol.

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El estado de folato se evalúa principalmente mediante análisis de sangre:

1. Concentración sérica de folato: Principalmente compuesto por 5-metil-FH4, refleja cambios a corto plazo en la ingesta de folato y es más sensible a la ingesta de ácido fólico. Se ve afectado por los genotipos MTHFR 677 y SLC19A1. Niveles <3 ng/mL indican deficiencia.

2. Concentración de folato en eritrocitos: Indica el estado de folato a largo plazo (últimos 120 días), reflejando las reservas tisulares. Responde mejor a la ingesta de ácido fólico y también se ve afectado por el genotipo MTHFR 677. Concentraciones <140 ng/ml son indicativas de deficiencia.

Otros biomarcadores utilizados para evaluar aspectos específicos del estado o función del folato incluyen:

Concentración plasmática de homocisteína (Hcy): No es específico del folato, ya que niveles elevados también pueden deberse a deficiencias de vitamina B12 o MET, insuficiencia renal y ciertos fármacos. En poblaciones fortificadas con folato, niveles elevados pueden indicar deficiencia de vitamina B12. Homocisteinemia se define típicamente por Hcy >13 μM.

Concentración sérica de ácido fólico no metabolizado: Variable y refleja las concentraciones de FBP soluble. Útil como indicador de exposición a alimentos fortificados con ácido fólico.

Excreción urinaria de folatos: Informa sobre el estado diario promedio de folato, pero presenta una variación interindividual significativa.

Concentraciones urinarias de p-aminobenzoilglutamato y p-acetamidobenzoilglutamato: Metabolitos oxidativos del folato que indican su recambio. Se correlacionan con los niveles de folato en suero y eritrocitos, pero son menos sensibles a los cambios en la ingesta.

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La vitamina B12 es sintetizada por procariotas y es esencial para la división celular y el crecimiento en animales. Algunos tejidos animales pueden almacenar cantidades significativas, cubriendo necesidades por años de privación. Es rara en alimentos de origen vegetal, lo que hace que veganos estrictos y animales no coprófagos tengan riesgo de ingesta inadecuada, pudiendo causar anemia y neuropatía periférica. Aunque la deficiencia manifiesta no es común debido al consumo de alimentos o suplementos con B12, se observan niveles bajos en personas con problemas hereditarios de transporte o metabolismo, o con función gástrica parietal comprometida. Un nivel bajo de B12 limita la síntesis de ADN, afecta el metabolismo del folato y contribuye a la homocisteinemia, un factor de riesgo vascular.

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PROPIEDADES DE LA VITAMINA B12

Nomenclatura y estructura:

La vitamina B12 es el nombre genérico de todos los corrinoides con actividad biológica similar a la cianocobalamina.

Se trata de complejos de cobalto (Co³⁺) organizados en una estructura octaédrica con un núcleo de corrina (anillo tetrapirrólico), un nucleótido y un grupo axial superior (ligando como CN⁻, CH₃, H₂O u OH).

Formas activas comunes:

Cianocobalamina (CN⁻)

Metilcobalamina (CH₃)

Adenosilcobalamina (5′-desoxiadenosilo)

Hidroxocobalamina (OH)

Propiedades químicas:

Color: Cristales rojo, rojo-naranja o amarillo.

Espectro de absorción: >300 nm (transiciones π-π del núcleo de corrina).

Solubilidad: Soluble en agua.

Estabilidad térmica: Estable al calor hasta <210 °C.

Fotosensibilidad:

Inestabilidad a la luz; la cianocobalamina sufre fotodescomposición.

Metil- y adenosilcobalamina experimentan fotorreducción del enlace Co–C.

Reacciones con ácido ascórbico:

Puede inducir reducción y degradación, liberando cobalto libre.

Las formas con ligandos más fuertes (como CN⁻ o CH₃) son más estables frente al ácido ascórbico.

Interacción con enzimas:

Se une a enzimas por un nitrógeno imidazol de un residuo de histidina, sustituyendo al grupo dimetilbencimidazol.

FUENTES DE VITAMINA B12

Síntesis microbiana

Solo algunos microorganismos anaeróbicos, como bacterias del ácido propiónico, sintetizan B12.

En humanos, el 43 % de las bacterias intestinales pueden sintetizarla, pero solo el 19 % de los corrinoides fecales son absorbibles.

En rumiantes, la síntesis ruminal con cobalto dietético es eficiente, y sus tejidos contienen cantidades sustanciales.

Fuentes dietéticas

Animales:

Ricas fuentes: Hígado, riñón, carnes, productos lácteos, huevos, pescado, mariscos.

Principalmente como metilcobalamina, adenosilcobalamina e hidroxocobalamina.

Subproductos para piensos: harina de carne y hueso, harina de pescado, suero de leche.

Vegetales (solo algunos):

Algas comestibles:

Porphyra sp. (nori): 12–64 μg/100 g.

Chlorella sp.: 0–200 μg/100 g.

Hongos:

Craterellus cornucopioides, Cantharellus cibarius, Lentinula edodes: >5 μg/100 g.

Fermentados de soja:

Tempeh, natto: ∼0,75 μg/100 g.

Té: 0,1–1,2 μg/100 g.

Vegetales con trazas: Espinaca, brócoli, espárragos, brotes de frijol mungo.

Cianobacterias y hongos: Spirulina, Nostoc, Hericium erinaceus – pueden contener pseudovitamina B12 (biológicamente inactiva o antagonista).

Leche materna

Concentración: 330–320 pg/mL.

Calostro: hasta 10 veces más B12 que la leche madura.

La mayoría en forma de metilcobalamina unida a proteínas R.

Disminuye con el tiempo (a la mitad en 12 semanas).

Niveles más bajos en madres vegetarianas estrictas.

La suplementación oral aumenta el contenido en leche materna.

4. ESTABILIDAD Y BIODISPONIBILIDAD

Estabilidad:

Muy estable en forma cristalina y en soluciones acuosas.

Se degrada en presencia de ácido ascórbico + hierro, formando derivados no biodisponibles.

Biodisponibilidad:

Depende de la capacidad del huésped para:

Liberar la vitamina del alimento.

Unirla a proteínas transportadoras para su absorción intestinal.

Es difícil de medir:

El bioensayo con Lactobacillus delbrueckii sobreestima ∼30 %.

En humanos con función digestiva normal, se absorbe alrededor del 50 % de la B12 dietaria.

A ingestas de 1.5–2 µg/día, se satura el transporte activo.

A mayores dosis, la absorción es por difusión pasiva (∼1 % de eficiencia), por lo que solo el 1 % de los suplementos es absorbido.

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Absorción

1. Liberación gástrica:

La vitamina B12 (cobalamina) en los alimentos está unida a proteínas. Se libera en el estómago mediante:

Calor.

Ácido gástrico.

Enzimas proteolíticas como pepsina.

Condiciones como la aclorrhidria o el uso prolongado de inhibidores de la bomba de protones afectan negativamente su liberación.

2. Unión a proteínas R (haptocorrinas):

Una vez liberada, la vitamina B12 se une a proteínas R, presentes en secreciones como la saliva, jugo gástrico y otras.

Estas proteínas protegen temporalmente a la B12 hasta que son degradadas por proteasas pancreáticas en el intestino delgado.

3. Unión al factor intrínseco (FI):

Producido por células parietales gástricas.

Se une específicamente a formas activas de B12, formando un complejo resistente a la digestión gástrica.

El complejo FI-B12 viaja intacto hasta el íleon terminal, donde ocurre la absorción.

4. Transporte activo en el íleon:

El complejo FI-B12 se une a un receptor específico que consta de:

Cubilina: proteína de unión.

Amnionless (AMN): chaperona estructural para internalización.

Se internaliza por endocitosis mediada por clatrina y es procesado en lisosomas, donde se libera la B12 libre.

5. Difusión pasiva:

Ocurre en todo el intestino delgado con eficiencia muy baja (~1%).

Se vuelve significativa con dosis orales altas (>500 μg), especialmente útil en anemia perniciosa.

6. Circulación enterohepática:

El hígado libera de 0.5 a 5 μg diarios de B12 en la bilis.

Una parte significativa se reabsorbe en el íleon, ayudando a conservar las reservas corporales.

Transporte

1. En plasma:

Tras la absorción intestinal, la B12 (en forma de adenosilcobalamina y metilcobalamina) se transporta por dos proteínas principales:

Haptocorrina plasmática: Transporta el 70–80% de la B12. Tiene alta afinidad por la metilcobalamina.

Transcobalamina (TC): Transporta el 10–20%. Forma el complejo funcional holoTC, que es la principal fuente celular de vitamina B12.

2. Captación celular:

Las células captan el complejo holoTC mediante receptores específicos de transcobalamina (TC), con endocitosis mediada por receptores similares a los de LDL.

3. Intracelularmente:

El complejo holoTC se degrada en lisosomas y la B12 es liberada para su conversión:

Metilcobalamina (citoplasma): coenzima de la metionina sintetasa.

Adenosilcobalamina (mitocondria): coenzima de la metilmalonil-CoA mutasa.

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Metabolismo de la Vitamina B12

1. Tráfico intracelular

La vitamina B12 es transportada a las células como hidroxocobalamina (B12 oxidada, Co³⁺).

Se reduce a cob(I)amina (Co⁺) con ayuda de tioles y flavinas reducidas.

Sólo las formas activas metilcobalamina y adenosilcobalamina, unidas covalentemente al cobalto, son metabolizadas.

En el citoplasma:

Se incorpora como metilcobalamina a la metionina sintasa.

En la mitocondria:

Se incorpora como adenosilcobalamina a la metilmalonil-CoA mutasa.

Varias chaperonas proteicas regulan este tráfico intracelular.

2. Activación a formas coenzimáticas

Metilcobalamina:

Formada en el citoplasma por la enzima 5-metil-FH₄:homocisteína metiltransferasa.

Participa en la regeneración de metionina (MET) a partir de homocisteína (Hcy).

Puede oxidarse (Co⁺¹ a Co⁺²) y debe ser reducida por metionina sintasa reductasa.

Adenosilcobalamina:

Formada en la mitocondria por adenosilcobalamina sintetasa a partir de ATP.

Requiere reducción secuencial por acuacobalamina reductasas (dependientes de NADH y NADPH).

3. Catabolismo y Excreción

No hay catabolismo significativo del anillo corrinoide.

Excreción:

Biliar y renal, entre 0.1–0.2% del total corporal diario (~2–5 μg/día).

Parte se reabsorbe en el íleon (65–75%) por circulación enterohepática.

La prueba de Schilling evalúa el estado de vitamina B12 mediante excreción urinaria.

4. Trastornos congénitos del metabolismo de B12

Son autosómicos recesivos, causan:

Homocistinuria

Aciduria metilmalónica

O ambas.

Ejemplos: CblC, CblD, CblE, CblG, CblA, CblB, CblF, CblJ.

Tratables con altas dosis de B12, principalmente por vía intramuscular.

Funciones Metabólicas de la Vitamina B12

1. Como coenzima

Adenosilcobalamina:

Cofactor de metilmalonil-CoA mutasa, enzima mitocondrial.

Convierte metilmalonil-CoA en succinil-CoA.

Implicada en metabolismo de:

Ácidos grasos de cadena impar.

Aminoácidos: valina, isoleucina, metionina.

Deficiencia → aciduria metilmalónica, disfunción del ciclo de Krebs, producción de ácidos grasos anómalos con efectos neurotóxicos.

Metilcobalamina:

Cofactor de metionina sintasa, enzima citosólica.

Regenera metionina desde homocisteína usando 5-metil-FH₄ como donador de metilo.

La metionina es precursora de S-adenosilmetionina (SAM):

Principal donador de grupos metilo en el metabolismo.

Regula la síntesis de creatina, fosfolípidos y acetilcolina.

Deficiencia → hipometilación del ADN, alteración epigenética, acumulación de homocisteína y 5-metil-FH₄ ("trampa del metilfolato").

Interrelaciones con el Folato

El ciclo metionina/folato requiere vitamina B12 para mantener el flujo de unidades de un solo carbono.

Deficiencia de B12 provoca:

Trampa del metilfolato: acumulación de 5-metil-FH₄ e inhibición de otras formas activas de folato.

Disminución de FH₄ funcional, causando anemia megaloblástica.

Aumento de Hcy en plasma (homocisteinemia).

Alteración en metilación del ADN (posibles efectos genéticos y epigenéticos adversos).

Funciones Fisiológicas

Hematopoyesis:

Participa en la síntesis de timidilato (vía metionina sintasa) → esencial para síntesis normal de ADN y división celular.

Sistema nervioso:

Implicada en:

Síntesis de mielina.

Síntesis de colina (precursor de acetilcolina).

Deficiencia → trastornos neurológicos progresivos.

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El estado de vitamina B12 se evalúa principalmente mediante análisis de sangre:

1. Concentración sérica de vitamina B12: Es la herramienta más utilizada. Valores normales: 150-665 pM; <194 pM indican deficiencia. Limitaciones: mide dos grupos de la vitamina con diferente renovación (unida a haptocorrina, de renovación lenta, y holoTC, fisiológicamente activa y de renovación rápida). La deficiencia a corto plazo puede reducir la holoTC sin afectar la vitamina B12 total. Puede estar disminuida por variantes de fucosiltransferasa, metformina, y elevada por anticuerpos anti-holoTC o sobreproducción de haptocorrina (enfermedades mieloproliferativas, policitemia vera, síndrome hipereosinofílico).

2. Concentración sérica de holoTC: Indicador sensible de la absorción y estado reciente de vitamina B12. Disminuye rápidamente en deficiencia. Valores <30 pM sugieren deficiencia. No refleja la disminución de reservas en sujetos con ingesta reciente adecuada.

3. MMA plasmático/sérico u urinario: Aumenta en deficiencia de vitamina B12 por la menor actividad de la MMA mutasa. La interpretación requiere evaluar la función renal y el estado de diabetes (la insuficiencia renal y la diabetes tipo 2 pueden elevar el MMA incluso con niveles normales de vitamina B12).

Otros biomarcadores no específicos de vitamina B12:

Concentración plasmática/sérica de homocisteína (Hcy): Puede elevarse en deficiencia de vitamina B12, pero también por deficiencia de folato o MET, insuficiencia renal y algunos fármacos. En poblaciones fortificadas con folato, Hcy >13 μM sugiere deficiencia de vitamina B12.

FIGLU urinario: Aumenta en deficiencia de vitamina B12, pero también en deficiencia de folato.

MET plasmático/sérico: Los niveles bajos se correlacionan con la deficiencia de vitamina B12 y, en menor medida, con la de folato.

Distinción entre deficiencias de vitamina B12 y folato:

Ambas deficiencias pueden causar anemia macrocítica y aumentar la excreción de FIGLU al afectar el metabolismo del FH4. La única forma específica de distinguir la deficiencia de vitamina B12 es mediante la medición de MMA urinario, que estará elevado solo en la deficiencia de vitamina B12. La suplementación con folato puede enmascarar la anemia y la excreción de FIGLU en la deficiencia de vitamina B12, pero la suplementación con vitamina B12 no corrige los signos de deficiencia de folato.

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Propiedades bioquímicas:

Nombre químico: Ácido L-ascórbico (2,3-didehidro-L-treohexano-1,4-lactona).

Estructura clave: Lactona de 6 carbonos con un sistema 2,3-enodiol.

Forma activa: Ácido ascórbico; también se encuentra como ácido deshidroascórbico (forma oxidada) y ácido semideshidroascórbico (radical intermedio).

Naturaleza ácido-base: Ácido dibásico (pKa 4,1 y 11,8); se disocia en soluciones acuosas formando sales (sódicas o cálcicas).

Sistema redox: Funciona como potente agente reductor. Las tres formas (ascórbico, semideshidroascórbico y deshidroascórbico) constituyen un sistema redox reversible.

Actividad antioxidante:

Inhibe radicales libres como el oxígeno singlete.

Reduce hierro férrico (Fe³⁺) a ferroso (Fe²⁺).

Reduce el radical superóxido (O₂⁻) a peróxido de hidrógeno (H₂O₂).

Interacción con proteínas: Forma complejos con disulfuros (glutatión oxidado, cistina), aunque no los reduce.

Forma fisiológica dominante: A pH fisiológico, el ácido ascórbico está como monoanión (ascorbato); el ácido deshidroascórbico no está ionizado y es más hidrófobo (mayor penetración en membranas celulares).

Inestabilidad: El ácido deshidroascórbico es inestable en solución acuosa (especialmente a pH neutro o alcalino) y se degrada a ácido 2,3-dioxo-L-gulónico.

Análogos sintéticos: Algunos (como el ácido 6-desoxi-L-ascórbico) tienen actividad biológica; otros no (como el ácido D-isoascórbico). Ésteres como el ascorbil-6-palmitato y el ascorbil-5,6-diacetato son activos in vivo.

FUENTES DE VITAMINA C

Síntesis en organismos:

Animales: La mayoría de los animales y plantas verdes sintetizan vitamina C a partir de glucosa mediante la vía del ácido glucurónico.

Órganos sintetizadores: Riñones (anfibios, reptiles, mamíferos ovíparos), hígado (mamíferos y aves paseriformes), ambos (marsupiales).

Regulación: Estimulada por fármacos y xenobióticos que inducen la vía del ácido glucurónico; inhibida por deficiencias de vitaminas A, E o biotina.

Pérdida evolutiva: Humanos, primates, cobayas, murciélagos y otras especies carecen de la enzima L-gulonolactona oxidasa, y por ello no pueden sintetizarla (hipoascorbemia congénita).

Distribución en alimentos:

Fuentes vegetales principales: Frutas (cítricos, guayaba, escaramujos), verduras frescas, hojas de té, bayas.

Fuentes animales: Vísceras (hígado, riñón); poca cantidad en carne muscular.

Contenido en plantas: Mayor en brotes; las semillas generalmente no contienen vitamina C hasta que germinan.

Pérdidas por almacenamiento y cocción:

Oxidación con O₂ y trazas metálicas; favorecida por pH neutro-alcalino y calor.

Pérdidas importantes durante el almacenamiento (ej.: papas pierden 50–65 %, col 40 %, manzana 50 %).

La cocción, especialmente por ebullición, destruye gran parte del contenido.

Estabilidad y conservación:

El ácido ascórbico es añadido como conservante a alimentos procesados.

El ácido eritórbico se usa como aditivo, pero no tiene actividad vitamínica.

Biodisponibilidad:

Alta en dosis nutricionales (15–200 mg).

Disminuye con dosis altas (ej.: 1000 mg se absorbe solo al 50 %).

Tanto el ácido ascórbico como el deshidroascórbico poseen actividad vitamínica, ya que el segundo se reduce a ascórbico tras la absorción.

Derivados estables (ascorbato fosfatos, polifosfatos) se usan en nutrición animal.

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ABSORCIÓN DE LA VITAMINA C

Especies que sintetizan ácido ascórbico:
Absorben la vitamina únicamente por difusión pasiva a través del borde en cepillo del intestino.

Especies que no sintetizan ácido ascórbico (como los humanos):
Utilizan tanto difusión pasiva como transporte activo.

A dosis bajas (≤180 mg/día), predomina el transporte activo saturable, con eficiencia del 80-90%.

A dosis altas (≥1 g), predomina la difusión pasiva y la eficiencia disminuye.

Mecanismos de transporte activo:

Ascorbato (forma reducida): Transportado por los SVCT (Sodium-dependent Vitamin C Transporters).

SVCT1: Principal en el intestino, localizada en el borde en cepillo; inhibida por aspirina.

Transporta ácido ascórbico junto con 2 iones Na⁺ (proceso electrogénico).

Variantes genéticas se asocian con susceptibilidad a enfermedad de Crohn.

Ácido deshidroascórbico (forma oxidada): Transportado por GLUT1, más rápido que el ascorbato (10-20x).

GLUT1 es un transportador de glucosa ampliamente expresado.

Paso a la circulación portal (eflujo basolateral):

Facilitado por:

SVCT2.

Canales aniónicos sensibles a volumen o Ca²⁺.

Intercambio glutamato-ascorbato.

Exocitosis de vesículas y hemicanales de unión gap.

TRANSPORTE DE VITAMINA C

En plasma:

Circula principalmente como ascorbato (80-90%).

El nivel plasmático es de 30–70 µM en individuos sanos.

Se alcanza la saturación plasmática con dosis diarias de ≥1000 mg.

Absorción celular:

Ascorbato:

Transportado por SVCT1 (alta capacidad) y SVCT2 (alta afinidad).

SVCT1: Predomina en intestino, hígado y riñón (homeostasis corporal).

SVCT2: Presente en cerebro, corazón, pulmones, placenta, etc. (protección frente al estrés oxidativo).

Ambos son sensibles a la regulación por:

N-glicosilación

Fosforilación por PKC

Flavonoides (inhibidores no competitivos)

Citocinas y esteroides

Niveles intracelulares de ascorbato

Ácido deshidroascórbico:

Transportado por GLUT1, GLUT3 y GLUT4 (afinidad similar a la glucosa).

La hiperglucemia compite con el transporte, afectando especialmente a los diabéticos.

Ejemplo: Eritrocitos humanos tienen GLUT pero no SVCT.

Distribución tisular

La vitamina C se acumula en todos los tejidos, incluso en los que no dependen directamente de ella.

Altas concentraciones en:

Glándulas suprarrenales: especialmente en zonas de síntesis de catecolaminas.

Cerebro: en regiones ricas en catecolaminas.

Ojo: protección antioxidante.

Células inmunes como leucocitos pueden alcanzar concentraciones milimolares.

El estrés reduce los niveles tisulares y, en animales que la sintetizan, estimula su producción.

La reserva corporal total es de aproximadamente 1.5–5 g, principalmente en hígado y músculo.

No existen reservas estables: el exceso se excreta rápidamente.

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METABOLISMO DE LA VITAMINA C

Oxidación

El ácido ascórbico (ascorbato) sufre oxidaciones sucesivas:

1. Primera oxidación → Radical ascorbilo (forma parcialmente oxidada, reversible).

2. Segunda oxidación → Ácido deshidroascórbico (forma completamente oxidada).

El ácido deshidroascórbico es inestable a pH fisiológico y si no se recicla, se degrada irreversiblemente a:

Ácido 2,3-diceto-L-gulónico

CO₂

Fragmentos de 5C (xilosa, ácido xilónico, lixónico)

Ácido oxálico y treónico (fragmentos de 4C).

También puede oxidarse por:

Radicales tocoferoxilo (vitamina E oxidada)

Radicales del urato

Se han observado productos como ácido L-ascórbico 2-sulfato y ácido L-sacaroascórbico en ciertas especies.

Regeneración del ascorbato

El ácido deshidroascórbico puede reciclarse a ascorbato en:

Mitocondrias

Retículo endoplásmico

Membranas plasmáticas de eritrocitos

Este reciclaje permite mantener la vitamina en su forma reducida, que es funcional, y conservar el potencial redox celular.

Participa en la protección frente a especies reactivas de oxígeno (ROS).

En la diabetes descontrolada, la glucosa compite con el ácido deshidroascórbico por el transporte celular (GLUT), reduciendo los niveles intracelulares de vitamina C.

Excreción

El ácido ascórbico se filtra libremente en los glomérulos y se reabsorbe activamente en los túbulos renales mediante el transportador SVCT1.

En dosis bajas (<100 mg/día): poca excreción urinaria.

A dosis >500 mg/día: la mayor parte del exceso se excreta en orina sin aumentar reservas.

En dosis intravenosas >2 g: casi el 100 % se elimina por orina.

También se excreta en:

Jugo gástrico (concentración hasta 3 veces mayor que en plasma)

Pulmones (principalmente en cobayas y ratas, no en humanos)

La degradación genera ácido oxálico, cuya excreción elevada se asocia a riesgo de cálculos renales.

En humanos, entre el 35-50% del oxalato urinario proviene de la degradación de vitamina C.

No todas las personas responden igual: solo el 40% aumenta el oxalato urinario con suplementación elevada (1000 mg/día).

FUNCIONES METABÓLICAS DE LA VITAMINA C

A. Funciones antioxidantes

Funciona como antioxidante hidrosoluble primario en plasma y líquidos intersticiales.

Puede donar un electrón, formando radical ascorbilo, que es menos reactivo.

Protege contra:

Radicales libres (O₂·⁻, OH·, RO₂·)

Especies reactivas de nitrógeno (NO₂·)

Regenera antioxidantes liposolubles como la vitamina E, reduciendo el radical tocoferoxilo.

Protege al glutatión reducido.

Eficiencia antioxidante significativa a concentraciones fisiológicas (20–90 μM).

Su acción puede limitarse o volverse prooxidante a altas concentraciones debido a autooxidación en cadena.

Funciones antioxidantes específicas:

1. Peroxidación lipídica: protege las LDL al regenerar la vitamina E.

2. Oxidación de proteínas: previene la inactivación funcional causada por ROS.

3. Oxidación del ADN: previene mutaciones causadas por ROS; protege frente a lesiones preneoplásicas.

4. Oxidación del NO: preserva el óxido nítrico, mejorando la función endotelial y reduciendo presión arterial.

5. Inhibición de compuestos N-nitrosos: reacciona con nitritos/nitratos, previniendo formación de carcinógenos.

B. Mejora de la utilización del hierro

Reduce Fe³⁺ a Fe²⁺ y forma quelatos solubles → facilita absorción intestinal.

Aumenta biodisponibilidad del hierro no hemo.

Promueve captación mucosa de hierro si se consume junto con alimentos.

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El estado de vitamina C se puede evaluar principalmente de dos maneras:

1. Ascorbato leucocitario: Las células sanguíneas contienen una porción significativa del ácido ascórbico en la sangre, siendo los leucocitos (glóbulos blancos) los de mayor valor diagnóstico. Sus concentraciones de ácido ascórbico reflejan la ingesta dietética y los niveles tisulares de la vitamina. Los niveles de ascorbato en los leucocitos aumentan directamente con la ingesta de vitamina C, alcanzando una meseta con dosis de aproximadamente 2 g/día. Otras células sanguíneas también aumentan su contenido de ascorbato con la dosis de vitamina C, pero con mesetas más bajas en el orden de linfocitos, plaquetas, monocitos y neutrófilos. El uso de este biomarcador requiere una preparación cuidadosa para asegurar el análisis en una población celular uniforme.

2. Ascorbato en plasma/suero: Estas muestras son fáciles de preparar. Concentraciones séricas de ascorbato de ∼60 μM indican saturación tisular, lo que requiere una ingesta regular de vitamina C de ∼100 mg/día. Ingestas más altas resultan en concentraciones elevadas de la vitamina en los fluidos extracelulares. La Tabla 10.10 muestra las interpretaciones comunes de las concentraciones de ascorbato en plasma.

No se recomienda la evaluación dietética para determinar el estado de vitamina C, especialmente a nivel individual, debido a los errores inherentes a los métodos de recuerdo de ingesta/frecuencia de alimentos y a las pérdidas de vitamina C durante el almacenamiento, procesamiento y cocción de los alimentos.

El estado de vitamina C puede verse afectado por factores no relacionados con la ingesta, como el tabaquismo (incluso la exposición pasiva reduce las concentraciones de ácido ascórbico en plasma) y el genotipo de la glutatión-S-transferasa (GST). Individuos con el genotipo nulo de GST tienen mayor probabilidad de deficiencia clínica si su ingesta de vitamina C no alcanza la Ingesta Diaria Recomendada (IDR).

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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Deficiencia de Ácido Pantoténico

Aunque es poco común debido a su amplia presencia en alimentos, la deficiencia de ácido pantoténico puede ocurrir en casos de malnutrición severa o por exposición a antagonistas experimentales como el ω-metilpantoténico.

Síntomas Clínicos Observados

Neurológicos: Parestesias en pies (especialmente en dedos y plantas), sensación de ardor, debilidad muscular, insomnio y depresión.

Gastrointestinales: Náuseas, vómitos y alteraciones digestivas.

Metabólicos e inmunológicos: Fatiga, disminución de la tolerancia a la glucosa, aumento de la sensibilidad a la insulina y menor producción de anticuerpos.

Estos síntomas reflejan la importancia de esta vitamina en funciones clave como el metabolismo energético, la inmunidad y la salud del sistema nervioso.

Aplicaciones Terapéuticas y Evidencia Clínica

Diversos estudios han explorado el posible uso terapéutico del ácido pantoténico y sus derivados, aunque con evidencia variable:

Beneficios Potenciales

Colesterol y lípidos sanguíneos:
Altas dosis de panteteína (500–1200 mg/día) pueden reducir colesterol total, LDL y triglicéridos, y aumentar el HDL. Este efecto se atribuye a la posible inhibición de la enzima HMG-CoA reductasa.

Artritis Reumatoide:
Se han detectado niveles bajos de ácido pantoténico en pacientes con esta enfermedad. En ensayos clínicos, el pantotenato cálcico (hasta 2 g/día) ayudó a reducir el dolor, la rigidez matutina y la discapacidad funcional.

Rendimiento físico:
Aunque en animales la deficiencia afecta negativamente la resistencia, los resultados en humanos son inconsistentes, sin una conclusión definitiva.

Cicatrización y salud dérmica:
En estudios animales, se ha observado una mejora en la regeneración de tejido cutáneo gracias a la migración de fibroblastos. En humanos, el efecto positivo se ha confirmado principalmente con el uso de dexpantenol (derivado del ácido pantoténico) para calmar e hidratar la piel.

Otras condiciones exploradas (sin evidencia concluyente):
Lupus eritematoso sistémico, encanecimiento del cabello y malaria (en este último caso, se investigan antagonistas del ácido pantoténico como terapia contra Plasmodium falciparum).

Toxicidad del Ácido Pantoténico

El ácido pantoténico es extremadamente seguro, incluso a dosis muy elevadas:

En humanos, dosis orales de hasta 10 g/día han mostrado únicamente efectos secundarios leves como diarrea o malestar gastrointestinal.

Vía parenteral o tópica, tampoco se han observado efectos adversos.

En estudios con animales, se toleran dosis hasta 100 veces superiores a las necesidades nutricionales sin consecuencias negativas.

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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Causas de Deficiencia de Vitamina B12

Dietas vegetarianas estrictas

La B12 se encuentra solo en productos de origen animal.

50% de vegetarianos en India y EE.UU. tienen deficiencia.

Los síntomas pueden tardar años en aparecer.

Bebés amamantados por madres vegetarianas están en mayor riesgo.

Malabsorción

Falta de factor intrínseco (IF) por atrofia gástrica o anemia perniciosa.

Enfermedades gástricas: infección por Helicobacter pylori, uso crónico de inhibidores de bomba de protones.

Defectos hereditarios en receptores de IF en el íleon.

Insuficiencia pancreática

La falta de enzimas pancreáticas impide la liberación y absorción de la vitamina.

Puede corregirse con terapia de reemplazo enzimático.

Enfermedades intestinales

Resección o daño del íleon terminal, infecciones parasitarias o protozoarias.

Factores químicos y tóxicos

Alcoholismo crónico, tabaquismo, óxido nitroso, anticonceptivos orales.

Daño epitelial ileal que reduce absorción.

Manifestaciones Clínicas

Efectos hematológicos

Anemia megaloblástica, similar a la del folato.

Responde al tratamiento, pero se requiere diferenciar de la deficiencia de folato.

Efectos neurológicos

Desmielinización, neuropatía periférica y espinal, ataxia, parestesias.

Puede involucrar:

Incorporación anormal de MMA a lípidos neuronales.

Disminución de colina.

Aumento del TNF-α e inflamación.

Trastornos cognitivos y psiquiátricos

Cognición: Baja B12 (<257 pM) predice deterioro cognitivo, daño en sustancia blanca y atrofia cerebral.

Alzheimer: Pacientes con EA muestran holoTC bajo y homocisteinemia.

Depresión: 1 de cada 3 pacientes deprimidos tiene B12 baja; niveles altos mejoran pronóstico.

Parkinson: Deficiencia contribuye a deterioro cognitivo.

Esclerosis múltiple: Agravación por déficit de B12 (más inflamación y desmielinización).

Pérdida auditiva: B12 baja asociada con tinnitus; suplementación puede ayudar.

Diagnóstico y Tratamiento

Biomarcadores útiles: MMA (ácido metilmalónico) y Hcy (homocisteína) elevados.

La deficiencia subclínica es reversible con tratamiento:

Inyecciones intramusculares rápidas en bebés.

Mejoría hematológica en días, pero síntomas neurológicos pueden tardar meses o no revertir completamente.

Otras Funciones y Potenciales Beneficios

Prevención del cáncer

La deficiencia puede favorecer mutaciones y mala metilación del ADN.

Resultados mixtos: no hay evidencia sólida de protección contra el cáncer, aunque se ha relacionado con cáncer de próstata en estudios observacionales.

Detoxificación de cianuro

La hidroxocobalamina actúa como antídoto al formar cianocobalamina, no tóxica.

Protege contra cianuro presente en frutas, frijoles y nueces.

Actividad antioxidante

Protege contra daño por peróxido de hidrógeno (H₂O₂) in vitro.

Efecto antioxidante en organismos vivos solo en dosis farmacológicas altas.

Protección contra tóxicos minerales

Protege contra toxicidad por selenio (en aves) y cadmio (en ratas) a niveles nutricionales.

Toxicidad de la Vitamina B12

No tóxica incluso a dosis muy altas.

No se ha establecido un límite superior (UL) de ingesta.

Las reacciones adversas son raras:

A veces, reacción local en el sitio de inyección.

Niveles plasmáticos altos no indican hipervitaminosis, sino posibles enfermedades hepáticas o mieloproliferativas.

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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Deficiencia de Vitamina C

Determinantes de Riesgo:
La deficiencia de vitamina C puede originarse por una ingesta dietética baja, o por condiciones que aumentan la demanda metabólica de ácido ascórbico, como el tabaquismo, el estrés físico/ambiental, enfermedades crónicas y diabetes.

Signos Generales de Deficiencia:

Escorbuto: El síntoma clínico más prominente de la deficiencia severa de vitamina C es el escorbuto. Se desarrolla cuando las reservas corporales de vitamina C bajan a menos de 300 mg, siendo el nivel normal de alrededor de 1500 mg. Los signos incluyen hemorragias en la piel, membranas mucosas y músculos debido a la deficiente formación de colágeno.

Otros síntomas incluyen fatiga, debilidad muscular, atrofia muscular, dolores reumáticos, letargo, encías inflamadas y sangrantes, pérdida de dientes, hemorragias petequiales y cambios psicológicos como depresión y ansiedad.

En los niños, la deficiencia puede llevar a la enfermedad de Moller-Barlow, con signos como dolor articular, sangrado de encías y problemas óseos.

Hipovitaminosis C: Deficiencia subclínica de vitamina C con un nivel plasmático de ácido ascórbico <0,75 mg/dl y un acervo corporal <600 mg. Esto es más común en ancianos y puede causar síntomas preescorbúticos como fatiga, debilidad muscular y mayor susceptibilidad a infecciones.

Deficiencia en Animales:

En animales como las cobayas y peces, la deficiencia de vitamina C se presenta con problemas de crecimiento, hemorragias, huesos frágiles, y anomalías en el crecimiento óseo. Los cobayas con deficiencia también pueden presentar anemia, gingivitis, y pérdida de apetito.

Efectos del Consumo en Exceso:

El consumo excesivo de vitamina C no suele ser tóxico debido a su excreción en la orina, pero en dosis muy altas puede causar malestar gastrointestinal, diarrea y cálculos renales.

Tratamiento y Respuesta a la Suplementación con Vitamina C

El tratamiento con vitamina C para corregir la deficiencia produce una respuesta clínica significativa en corto tiempo. Los niveles séricos de vitamina C pueden volver a la normalidad en tres días de suplementación a dosis de 300 mg/día, con mejoras visibles en los síntomas.

Beneficios en la Salud:

Antioxidantes: La vitamina C ayuda a reducir los niveles de marcadores de estrés oxidativo, lo cual está vinculado con la prevención de enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo 2, y Alzheimer.

Efectos Antihistamínicos: Dosis altas de vitamina C pueden reducir la liberación de histamina, lo que se ha utilizado para tratar choques anafilácticos y alergias.

Resfriado Común: A pesar de la controversia, algunos estudios sugieren que la vitamina C puede reducir la duración y severidad de los síntomas del resfriado común, aunque el efecto es modesto.

Salud Cardiovascular: Se ha demostrado que la vitamina C tiene propiedades antiaterogénicas, protegiendo las LDL de la oxidación, lo que reduce el riesgo de enfermedades cardiovasculares.

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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Causas de Deficiencia

Causas primarias

Ingesta dietética insuficiente: Principal causa en poblaciones con dietas pobres en verduras de hoja verde, legumbres y frutas cítricas.

Causas secundarias

Malabsorción intestinal: Enfermedades como enfermedad de Crohn y celiaquía disminuyen su absorción.

Déficit de zinc: El zinc es necesario para la activación de enzimas que liberan folato de su forma conjugada.

Uso de medicamentos:

Metotrexato, anticonvulsivos (ej. fenitoína), y otros antagonistas del folato interfieren con su metabolismo.

Alcoholismo crónico: Inhibe la absorción intestinal y la activación hepática del folato.

Signos y Síntomas de Deficiencia

Síntomas hematológicos

Anemia megaloblástica: Producida por la alteración en la síntesis de ADN.

Presencia de macrocitos (glóbulos rojos grandes) y neutrófilos hipersegmentados.

Síntomas generales

Fatiga, debilidad, irritabilidad, dificultad para concentrarse.

Diarrea y malabsorción por afectación del epitelio intestinal.

Manifestaciones clínicas específicas

Hipersegmentación leucocitaria y polineuropatía.

En embarazo, aumenta el riesgo de:

Malformaciones congénitas, especialmente defectos del tubo neural

Abortos espontáneos y retraso del crecimiento intrauterino

Tratamiento de la Deficiencia

Suplementación oral de ácido fólico suele ser efectiva.

Importante diferenciar entre deficiencia de folato y anemia perniciosa (por déficit de vitamina B12), ya que:

El folato corrige la anemia, pero no evita el daño neurológico irreversible por falta de B12.

Toxicidad del Ácido Fólico

Seguridad y efectos adversos

Es seguro en dosis moderadas (hasta 5 mg/día en humanos).

Dosis excesivas (principalmente en estudios animales) pueden causar:

Hiperactividad neurológica (como convulsiones)

Hipertrofia renal

Riesgos clínicos del exceso

Enmascaramiento de la deficiencia de B12:

Puede llevar a un tratamiento incompleto de la anemia y permitir el avance de neuropatía irreversible.

En mujeres embarazadas con déficit de B12, un exceso de folato puede aumentar el riesgo de recién nacidos pequeños para la edad gestacional.

Otros Efectos Clínicos y Funcionales

Degeneración macular

Altas ingestas de folato se han asociado con menor riesgo de degeneración macular relacionada con la edad.

Arsenicosis

El folato contribuye a la metilación del arsénico, favoreciendo su excreción del cuerpo.

Malaria

El parásito Plasmodium falciparum depende del folato para replicarse.

Por ello, antipalúdicos que inhiben la síntesis de folato son eficaces en su tratamiento.

Enfermedades cardiovasculares

Aunque reduce los niveles de homocisteína, la evidencia no demuestra consistentemente que disminuya el riesgo cardiovascular.

Algunos estudios han planteado incluso un posible aumento del riesgo de infarto con la suplementación combinada de folato y otros nutrientes.

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💉Patologías asociadas a la deficiencia y exceso

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La riboflavina es esencial para múltiples procesos metabólicos, ya que forma parte de coenzimas como el FMN y el FAD, necesarias para la actividad de enzimas clave. Su deficiencia afecta numerosos sistemas del cuerpo al disminuir la funcionalidad de enzimas como la glutatión reductasa, la flavoquinasa y la FAD sintetasa.

Manifestaciones Clínicas Principales

La deficiencia de riboflavina puede provocar signos en diferentes órganos y sistemas:

Piel y mucosas: queilosis (fisuras en comisuras labiales), glositis (lengua inflamada), estomatitis (inflamación de la mucosa oral), y dermatitis seborreica.

Hematológicas: anemia normocítica e hipocrómica, leucopenia y trombocitopenia.

Neurológicas: neuropatía periférica caracterizada por dolor, debilidad o pérdida de sensibilidad.

Digestivas: alteraciones en la mucosa intestinal que dificultan la absorción de hierro, lo que puede agravar cuadros anémicos.

Factores de Riesgo

Los siguientes factores predisponen a una deficiencia de riboflavina:

Dietas pobres en productos lácteos.

Consumo excesivo de alcohol.

Enfermedades catabólicas (infecciones graves, cáncer).

Tratamientos como la fototerapia en recién nacidos.

Uso prolongado de diuréticos o pacientes sometidos a hemodiálisis.

Deficiencia Subclínica

Es relativamente común en adolescentes con bajo nivel socioeconómico.

Puede alterar la actividad enzimática sin manifestarse clínicamente al inicio, dificultando su detección temprana.

Relación con Enfermedades Específicas

1. Enfermedad Vascular

Bajos niveles de riboflavina se asocian con hiperhomocisteinemia, un marcador de riesgo para:

Enfermedades cardiovasculares

Accidentes cerebrovasculares

Demencia

Fracturas óseas

Esta asociación es particularmente relevante en individuos con el genotipo 677TT del gen MTHFR, quienes responden favorablemente a la suplementación con riboflavina, reduciendo tanto los niveles de homocisteína como la presión arterial.

2. Cáncer (Efecto Anticarcinogénico)

Una ingesta deficiente de riboflavina se ha vinculado con un mayor riesgo de cáncer esofágico y colorrectal.

Se ha observado una sobreexpresión del transportador de riboflavina (RfBP) en ciertos tipos de cáncer como el de mama, próstata y hígado, lo que sugiere una implicación en la proliferación tumoral.

3. Malaria

Curiosamente, niveles bajos de riboflavina podrían ofrecer cierta protección contra la malaria, ya que el parásito Plasmodium depende de esta vitamina para su desarrollo completo.

4. Salud Ocular

La riboflavina está involucrada en mecanismos que previenen la formación de cataratas, especialmente cuando existe deficiencia paralela de triptófano, un aminoácido esencial.

5. Utilización de Minerales

Favorece la absorción de minerales como el hierro y el zinc.

Su deficiencia puede disminuir la biodisponibilidad de estos elementos, interfiriendo con el metabolismo y el sistema inmune.

Toxicidad por Riboflavina

No se han descrito patologías clínicas asociadas al consumo excesivo de riboflavina.

Al ser una vitamina hidrosoluble, su exceso se excreta fácilmente por la orina, lo que minimiza el riesgo de toxicidad incluso en dosis elevadas.

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La vitamina B6, especialmente en su forma activa como fosfato de piridoxal (PLP), cumple funciones críticas en el metabolismo de aminoácidos, neurotransmisores, glucosa, lípidos y hemoglobina. Alteraciones en sus niveles pueden asociarse con diversas patologías:

Deficiencia de Vitamina B6 y Enfermedades Asociadas

Anticarcinogénesis

Se ha observado que niveles elevados de PLP en sangre se asocian con un menor riesgo de cáncer colorrectal, posiblemente por su efecto sobre la proliferación celular y el estrés oxidativo.

Sin embargo, ensayos clínicos controlados no han demostrado aún beneficios concluyentes.

Síndrome del túnel carpiano

Se ha propuesto que niveles bajos de B6 pueden favorecer edema e inflamación del nervio mediano, contribuyendo a los síntomas.

No obstante, los estudios clínicos han mostrado resultados contradictorios sobre la eficacia de la suplementación.

Diabetes Mellitus

B6 puede mejorar la sensibilidad a la insulina e inhibir la formación de productos de glicación avanzada (AGEs), lo que ayudaría a prevenir complicaciones como la nefropatía diabética.

Síndrome Premenstrual (SPM) y Náuseas del Embarazo

Gracias a su papel en la síntesis de neurotransmisores como GABA y serotonina, la vitamina B6 puede aliviar:

Síntomas del SPM (irritabilidad, ansiedad, depresión)

Náuseas en el embarazo, especialmente cuando se administra en dosis moderadas y controladas.

Anemias

En casos de anemia sideroblástica y anemia falciforme, la vitamina B6 contribuye a:

La correcta función de enzimas hematopoyéticas

La estabilidad de las membranas eritrocitarias

La síntesis de hemoglobina

Interacciones Farmacológicas

Se utiliza como suplemento coadyuvante en pacientes tratados con medicamentos que inducen neuropatías, como:

Isoniazida

Cicloserina

Levodopa (L-DOPA)

Exceso de Vitamina B6

A diferencia de otras vitaminas del complejo B, el exceso prolongado de B6 puede ser tóxico.

El consumo de dosis elevadas (>100–200 mg/día) por tiempo prolongado puede causar:

Neuropatía sensitiva, con síntomas como hormigueo, dolor o pérdida de sensibilidad en manos y pies.

Por ello, se ha establecido un límite superior de seguridad (UL) para su consumo diario.

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Absorción:

Digestión previa: En alimentos de origen animal, la niacina está principalmente en forma de coenzimas NAD(H) y NADP(H). Estas se digieren en el intestino mediante la enzima NAD(P)+ glicohidrolasa, que las descompone liberando nicotinamida (NAm) y ADP-ribosa.

Otras vías de degradación incluyen:

Escisión del enlace pirofosfato para formar NMN (nicotinamida mononucleótido) y 5’-AMP.

Fosfodiesterasas que producen ribósido de nicotinamida (NR) y ADP.

Conversión de NMN en NR, y luego en NAm por hidrólisis o fosforilación.

Conversión microbiana intestinal de NAm en ácido nicotínico (NA), relevante para la absorción.

Mecanismos de absorción intestinal:

Sitios: Se absorbe en el estómago y el intestino delgado.

Mecanismo principal a concentraciones fisiológicas: difusión facilitada dependiente de sodio (Na+), mediada por el transportador de iones orgánicos (OAT10/SLC22A13).

Mecanismo secundario a dosis altas: difusión pasiva.

Participación adicional del transportador de monocarboxilato acoplado a sodio (SLC5A8).

NR no se detecta en plasma, lo que indica que primero se convierte en NAm antes de su absorción.

La presencia de alimentos no afecta la absorción de niacina.

Transporte:

En plasma: Circula en forma libre como ácido nicotínico (NA) y nicotinamida (NAm), sin unirse a proteínas. NAm predomina en sangre debido a la conversión de NA en NAD(H) y posteriormente en NAm.

Captación celular:

NA y NAm ingresan a eritrocitos, hígado y otros tejidos por difusión facilitada y luego se convierten en nucleótidos.

Diferentes tejidos emplean distintos sistemas de transporte:

Eritrocitos: sistema de transporte de aniones.

Túbulos renales: transporte dependiente de sodio.

Cerebro: sistema dependiente de energía.

Plexo coroideo: sistemas separados para NA y NAm.

El receptor de niacina (GPR109A) se encuentra en tejido adiposo, bazo y células inmunes; se activa por NA a dosis farmacológicas y puede responder también al β-hidroxibutirato.

Almacenamiento:

La niacina se retiene principalmente en el hígado, donde se convierte en NAD(H) y NADP(H), siendo NAD(H) la forma más abundante, sobre todo en su estado oxidado (NAD+).