Las vitaminas B1, B6 y B12 intervienen en el metabolismo de todas las células del organismo y muestran actividad particularmente importante en la hematopoyesis y en el funcionamiento de las células del sistema nervioso, por lo cual se les ha denominado vitaminas neurotropas.
Tiamina (vitamina B1): La tiamina se absorbe en el intestino delgado mediante dos mecanismos: a) por transporte activo y, b) por difusión pasiva. Parece existir un transportador específico dependiente de energía y de sodio. La absorción activa de la tiamina es mayor en el yeyuno y en el íleon. El transporte intestinal de la tiamina radiomarcada en humanos tiene una Vmáx de 31.5 µmol (8.3 mg) y Km de 45.6 µmol (12.0 mg).
La tiamina es transportada por la sangre de la vena porta hacia el hígado. De 20 a 30% de la tiamina presente en el plasma de los adultos normales está unida a proteínas, en forma de pirofosfato de tiamina. La cantidad total promedio en el adulto normal es de aproximadamente 30 mg, con concentraciones elevadas en el corazón, hígado, riñones, cerebro y músculo esquelético. Aproximadamente 50% de la tiamina total del organismo está presente en los músculos. La vida media biológica de la tiamina radiomarcada es de 9 a 18 días. Debido a que la tiamina no se almacena en grandes cantidades en los tejidos, es necesario un aporte continuo de dicha vitamina.
Cerca de 80% de la tiamina total en el organismo es pirofosfato de tiamina, 10% es trifosfato de tiamina y el resto se encuentra como monofosfato de tiamina. Se han encontrado de 25 a 30 metabolitos urinarios de la tiamina en los humanos de los cuales predominan el ácido pirimidín-carboxílico, el ácido tiazolacético y el ácido tiaminacético.
La tiamina y sus metabolitos se excretan principalmente por la orina y una escasa cantidad se elimina por la bilis. Cuando se administra vía oral o parenteral, esta vitamina es convertida rápidamente a pirofosfato de tiamina y trifosfato de tiamina en los tejidos. La tiamina que excede las necesidades tisulares y la capacidad de almacenamiento es excretada rápidamente por la orina en forma libre. Los tejidos realizan la degradación total de aproximadamente un miligramo de tiamina al día, cantidad que corresponde con la demanda diaria. Cuando la ingestión es inferior a esa cantidad, la tiamina no aparece en la orina o lo hace en cantidades muy pequeñas.
El pirofosfato de tiamina funciona como una coenzima de la descarboxilación y transcetolación de a-ceto-ácidos. En un contexto más funcional, la tiamina participa en diversos procesos neurofisiológicos.
La tiamina participa en los diversos procesos de la neurotransmisión. En estudios preclínicos se ha observado que en la deficiencia de tiamina, el recambio de acetilcolina y su utilización están disminuidas en la corteza cerebral, el mesencéfalo, el diencéfalo y en el tallo cerebral; la síntesis de catecolaminas disminuye en el cerebro, incluyendo reducciones significativas en el contenido de noradrenalina de la corteza cerebral, del hipocampo y de los bulbos olfatorios; la captación de serotonina por los sinaptosomas cerebelosos disminuye; el ácido 5-hidroxiindolacético (catabolito de la serotonina), se incrementa significativamente sin alterarse las concentraciones de triptófano y se encuentran reducidas las concentraciones de glutamato, aspartato, gamma-aminobutirato y glutamina.
Independientemente de su función como coenzima se han observado otras acciones importantes de la tiamina. Los antagonistas de la tiamina afectan la conducción del impulso en los nervios periféricos, después de un estímulo la tiamina es liberada a partir de las preparaciones de membrana de cerebro, médula espinal y nervios ciáticos, los derivados fosforilados de la tiamina están relacionados con las proteínas del canal del sodio. La tiamina puede jugar un papel fundamental en el control de la conductancia del sodio en las membranas axónicas, así como también en otros procesos neurofuncionales.
Piridoxina (vitamina B6): El proceso de absorción de las tres formas primarias de la vitamina B6 se lleva a cabo principalmente por un proceso de transporte pasivo no saturable, principalmente en el yeyuno. Después de la hidrólisis de las formas fosforiladas y su captación por el intestino, cada una es fosforilada y luego retenida. Sin embargo, las formas de vitamina B6 que son liberadas del lado basolateral de la membrana del intestino son, principalmente, formas no fosforiladas.
En términos generales, los estudios en humanos muestran una correlación inversa entre la cantidad de glucósido de piridoxina de la dieta y la biodisponibilidad. Cerca de 58% del glucósido de piridoxina se encuentra biodisponible. La digestión de los alimentos y la presencia de fibra en la dieta pueden limitar la biodisponibilidad de la vitamina B6. La vitamina B6 se transporta en la sangre, plasma y eritrocitos.
El piridoxal y en menor grado el fosfato de piridoxal se encuentran unidos a la albúmina y a la hemoglobina.
El hígado es el órgano responsable de la mayor parte del metabolismo de la vitamina B6. Como resultado de esto, dicho órgano aporta la forma activa de la vitamina B6 (el fosfato de piridoxal) a la circulación y a otros tejidos. Las tres formas no fosforiladas son convertidas a sus respectivas formas fosforiladas por la piridoxin-cinasa, la cual utiliza como cofactores el zinc y al ATP. El fosfato de piridoxamina y el fosfato de piridoxina pueden ser transformados a fosfato de piridoxal mediante una flavin-mononucleótido-oxidasa. El piridoxal que proviene de esta desfosforilación, así como el derivado de fuentes nutricias o medicamentosas, puede ser convertido a ácido 4-piridóxico en una reacción no reversible donde participa el flavin-adenil-dinucleótido y una aldehído-oxidasa. Esta reacción se presenta en el hígado humano, pero se desconoce si sucede lo mismo en otros tejidos.
El fosfato de piridoxal y el piridoxal comprenden cerca de 75 a 80% de la vitamina B6 total que circula en el plasma, después de estas formas, la piridoxina es la forma más común, la cual es captada por los tejidos para ser convertida a fosfato de piridoxina, sin embargo, muchos tejidos carecen de suficiente actividad de oxidasa para convertir el fosfato de piridoxina a fosfato de piridoxal.
Las diversas funciones de la vitamina B6 en los humanos son complejas y están interrelacionadas. Debido a la reactividad del fosfato de piridoxal con los aminoácidos y varios compuestos nitrogenados, las funciones bioquímicas de la vitamina B6 se concentran alrededor de estas moléculas. En estas funciones el fosfato de piridoxal actúa como un catalizador de numerosas reacciones.
El fosfato de piridoxal está involucrado en la gluconeogénesis a través de su participación en las reacciones de transaminación y en la acción de la glucógeno-fosforilasa. Las actividades de la glucógeno-fosforilasa en el hígado y en el músculo están disminuidas en ratas con deficiencia de vitamina B6, pero una deficiencia de la vitamina, por sí sola, no produce movilización de la vitamina B6 almacenada en el músculo. En animales de experimentación se han observado concentraciones incrementadas de ácidos linoleico y d-linolénico y concentraciones bajas de ácido araquidónico en los fosfolípidos hepáticos. Este efecto se acompaña de alteraciones en el metabolismo de aminoácidos (homocisteína) y de cambios en los fosfolípidos y en los ácidos grasos relacionados con ellos.
La correlación entre la vitamina B6 y el colesterol también permanece poco clara. En humanos, una deficiencia de vitamina B6 no se acompaña de cambios significativos en el colesterol sérico.
En el eritrocito, el fosfato de piridoxal funciona como una coenzima de las transaminasas. Tanto el fosfato de piridoxal como el piridoxal se unen a la hemoglobina. El fosfato de piridoxal unido a la cadena alfa de la hemoglobina, incrementa la afinidad de la molécula por el oxígeno, mientras que el fosfato de piridoxal unido débilmente a la cadena beta disminuye la afinidad de unión por el oxígeno. La deficiencia grave y crónica de la vitamina B6 puede producir anemia microcítica-hipocrómica.
Algunos pacientes con anemia sideroblástica y otras formas de anemia responden favorablemente a la terapia con piridoxina.
El fosfato de piridoxal es una coenzima que interviene en las reacciones enzimáticas que conducen a las síntesis de varios neurotransmisores, tal es el caso de la serotonina (a partir de triptófano), taurina, dopamina, noradrenalina, histamina y ácido alfa-aminobutírico. Se han descrito alteraciones neurológicas en infantes y en animales deficientes en vitamina B6. Los niños alimentados con fórmulas carentes con vitamina B6 muestran electroencefalogramas anormales y presentan convulsiones. El tratamiento con vitamina B6 puede corregir las alteraciones del electroencefalograma. Los adultos alimentados con dietas bajas en vitamina B6 durante tres a cuatro semanas también han presentado anormalidades electroencefalográficas.
Los estudios en animales que recibieron ingesta deficiente de vitamina B6 mostraron que la progenie de las ratas deficientes en esta vitamina tuvieron alteraciones en las concentraciones de ácidos grasos en el cerebelo y en el cerebro. Otros cambios que se observaron en las células nerviosas son concentraciones bajas de ácido alfa-aminobutírico y alteración de la concentración de aminoácidos. Estas observaciones puntualizan la necesidad de un aporte adecuado de vitamina B6 durante el desarrollo del sistema nervioso.
La ingesta de vitamina B6 tiene un impacto significativo sobre la función inmune. En estudios con animales y humanos se ha encontrado que una ingesta baja de vitamina B6 se acompaña de trastornos inmunitarios.
La producción de interleucina-2 (IL-2) y la proliferación de linfocitos están disminuidas en humanos con deficiencia de vitamina B6.
El fosfato de piridoxal se une a los receptores de los esteroides. En uno de los sitios de unión, el fosfato de piridoxal inhibe la unión del receptor esteroideo al ADN.
La vitamina B6 se almacena principalmente en hígado y en menor grado en músculo y cerebro.
El depósito corporal total de la vitamina B6 se ha estimado en 1,000 µmol, del cual de 800 a 900 µmol están presentes en el músculo.
El recambio del fosfato de piridoxal en el plasma se ha relacionado con un modelo de doble compartimiento y se ha estimado que el lento recambio de la porción almacenada ocurre en 25 a 33 días. La vida media biológica de la piridoxina parece ser de 15 a 20 días, en el hígado el piridoxal es oxidado a ácido piridóxico, el cual es excretado por la orina.
Cianocobalamina (vitamina B12): Las cobalaminas están unidas con alta afinidad con las glucoproteínas presentes en todos los tejidos de los mamíferos. Una de ellas, es el factor intrínseco, el cual es necesario para que se lleve a cabo la absorción normal de la vitamina B12.
Otras glucoproteínas son las haptocorrinas (Hc, también llamada ligadores R, TC I y III) y la transcobalamina II (TC II). La transcobalamina II se une a la vitamina B12 en las células del íleon terminal y la transporta por el plasma a las células del organismo.
El factor intrínseco es secretado por las células parietales gástricas, pero también está presente en las células del fondo, en las células G del antro de la mucosa gástrica y en las glándulas salivales.
Para que las cobalaminas se unan al factor intrínseco y a la TC II se requiere un reacomodo de su unión al Co-N, esto implica que tanto el factor intrínseco como la TC II no pueden unirse a los corrinoides no cobalamínicos.
En el estómago, la vitamina B12 de la dieta es liberada de su unión con otros compuestos orgánicos mediante la acción del ácido gástrico y de la pepsina. La vitamina, que es predominantemente metilcobalamina (MCb) y adenosilcobalamina (AdoCb), se une enseguida a las haptocorrinas.
Hasta 0.2% del depósito de cobalamina corporal total es excretado por día en la bilis y se encuentra unido a la haptocorrina. También, la apoptosis de las células de la mucosa intestinal que contiene cobalamina ocurre a velocidad constante.
La eliminación proteolítica parcial de la haptocorrina proveniente de la cobalamina y la reabsorción subsecuente del receptor para cobalamina en el enterocito del íleon terminal puede constituir el ciclo enterohepático de vitamina B12 cuando las cantidades de vitamina B12 son mayores de 1.0 µg, por día. Esto puede explicar por qué la absorción de la vitamina B12 ocurre específicamente en los 60 centímetros finales del íleon.
Una vez dentro de la célula del íleon por un mecanismo de endocitosis, la cobalamina es liberada y el factor intrínseco es degradado por mecanismos separados que están relacionados con la región acídica prelisosomal. La cobalamina absorbida es convertida a metilcobalamina y adenosilcobalamina, probablemente dentro de la mitocondria de la célula del íleon.
En el humano, 90% de la cobalamina circulante está unida a la transcobalamina I, en donde tiene una vida media de 9.3 a 9.8 días. La cobalamina unida a la TC I probablemente es la única forma disponible de vitamina B12 que se encuentra almacenada en las células del hígado y del sistema reticuloendotelial.
El contenido total de vitamina B12 en el organismo de los adultos es de 3 a 5 mg, del cual 50% se encuentra en el hígado. La adenosilcobalamina constituye más del 70% de la cobalamina en el hígado, eritrocitos, cerebro y riñón; mientras la metilcobalamina conforma sólo de 1 a 3%.
La cobalamina plasmática es principalmente metilcobalamina (60-80%); el resto corresponde a hidroxicobalamina y adenosilcobalamina.
La excreción de cobalamina ocurre por medio de un proceso de apoptosis celular dentro del tubo gastrointestinal, riñón y piel. Este es un proceso excesivamente lento, puesto que en casos de gastrectomía total, la cual reduce la absorción de la cobalamina, virtualmente a cero, sólo produce una deficiencia de cobalamina suficiente para producir anemia megaloblástica después de un periodo de 4 a 7 años. Esto es debido a la circulación enterohepática.
En las células la vitamina B12 funciona como una coenzima de la metilmalonil-CoA y de la metionina-sintetasa.
La metionina-sintetasa establece una unión entre dos procesos metabólicos importantes: la síntesis de ADN y ARN mediante las purinas y pirimidinas. Otra función de esta enzima es actuar como un portero para la entrada de folato al interior de las células.
A diferencia de lo que se pensaba hace algunos años, el organismo no tiene forma de controlar los efectos de la deficiencia de la vitamina B12, por lo que la carencia resulta en una serie de complicaciones entre las que se distinguen las que pueden tener una asociación posible y las que tienen una relación bien definida. Entre las que tienen una asociación definida se encuentra la anemia megaloblástica y la neuropatía asociada con la deficiencia de vitamina B12 y con una asociación posible están la formación de ateromas que pueden causar trombosis, la enfermedad vascular cerebral y periférica, los defectos del tubo neural y la esteatosis hepática.
En especial la neuropatía asociada con la deficiencia de vitamina B12 se relaciona con cambios en la tasa de metilación. Cuando la metionina-sintetasa se encuentra inhibida a causa de la deficiencia de vitamina B12, se produce el incremento de la homocisteína y de la adenosilhomocisteína, lo cual deteriora la síntesis de adenosilmetionina y de metionina, causando la reducción de la tasa de metilación, este estado de hipometilación deteriora la síntesis de la proteína básica de mielina.
Órganos como el hígado y el riñón pueden remetilar la homocisteína para producir metionina mediante una metiltransferasa, sin embargo, esta enzima no se encuentra disponible en el cerebro.