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BIOQUIMICA DE LOS ALIMENTOS
Miguel Calvo
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TIAMINA
TIAMINA
Introduccion
La tiamina (o Vitamina B1) es una vitamina hidrosoluble que, en forma de pirofosfato, interviene como coenzima en diversas reacciones. Está distribuida ampliamente, tanto en alimentos vegetales como animales, de modo que en principio es suficientemente abundante en todos los alimentos sin procesar. Sin embargo, su localización en los cereales, en la cascarilla en el arroz o en el salvado en el trigo, hace que se pierda un procentaje importante en su preparación industrial (en el caso del arroz, toda). Además es una vitamina muy lábil. El conjunto de estos hechos hace que la enfermedad carencial sociada con su déficit, el beri-beri fuera muy común en algunas zonas, y que todavía haya amplias poblaciones con déficit clínico o subclínico de esta vitamina.
Estructura de la tiamina
La deficiencia de tiamina produce una enfermedad conocida como beri-beri, palabra que deriva probablemente del ceylanés, aunque no se sabe si de una
palabra que significa debilidad (característica de la enfermedad) o de otra que significa "oveja", por la forma de caminar de los enfermos.
La enfermedad carencial cursa, en efecto, con debilidad y afecciones neurológicas que pueden resultar mortales.
La enfermedad se conoce desde tiempo inmemorial, habiendo estado extendida históricamente en China, el subcontiente indio y el sudeste asiático.
Precisamente las zonas en las que la dieta está basada en fundamentalmente en el arroz.
La enfermedad fue descrita ya en el siglo XVI por los médicos holandeses que viajaron por la zona, y en particular por Nicolaes Pieterszoon Tulp,
a quien Rembrandt inmortalizó en su cuadro "La Leccion de Anatomía".
Portada de la Observaciones Médicas, de Nicolaes P. Tulp, y retrato pintado por Rembrandt.
Sin embargo, el beri-beri no era muy frecuente, hasta que apartir de la mitad del siglo XIX alcanzó proporciones epidémicas en algunas zonas,
coincidiendo con la introducción de las descascarilladoras mecánicas para el arroz. La relación entre esta enfermedad y la dieta fue establecida
en la década de 1880 por el médico militar japonés Takaki, que consiguio eliminarla de la armada japonesa, simplemente sustituyendo parte del
arroz de la dieta reglamentaria por otros alimentos.
En esa misma década, la enfermedad estaba muy extendida en Java, y el gobierno holandés envió una comisión médica a estudiar el problema.
A partir de la observación de Eijkman, uno de los miembros de esta comisión, de que las aves de corral que recibían la misma dieta que
las personas enfermas de beri-beri también enfermaban,
pudo trazarse el origen hasta el arroz, y específicamente hasta el arroz descascarillado.
La alimentación con arroz sin descascarillar, o con arroz descascarillado al que se había añadido de nuevo la cascarilla,
no producía esta enfermedad a las aves. Estos experimentos, realizados en la década de 1890, los primeros en los que se utilizó con éxito
un modelo animal para el estudio de enfermedades carenciales humanas, le valieron a Eijkman el Premio Nobel.
En 1901, uno de los colaboradores de Eijkman observó que el efecto protector de la cascarilla se destruía por calentamiento intenso.
El 1917, Fletcher observó las personas que se alimentaban con arroz descascarillado con el sistema tradicional en Asia, el sancochado,
consistente en mantenerlo a remojo durante al menos un día, calentarlo brevemente y secarlo antes de descascarillarlo, no solían padecer beri-beri,
al contrario que los que consumían arroz descascarillado mecánicamente, sin remojo. Es decir, que las sustancia protectora pasaba de la cascarilla al grano arrastrada por el agua. En 1926, Jansen y Donath extrajeron esa sustancia precisamente de la cascarilla de arroz.
Izquierda, Enfermo de beri - beri en el sudeste asiático a principios del siglo XX.
Por cortesía de U.S. National Library of Medicine
Derecha, primera página de la publicación de William Fletcher relacionando la enfermedad con el descascarillado mecánico del arroz
La tiamina es una de las vitaminas más inestables. Además de perderse por lixiviación, como las demás vitaminas hidrosolubles, puede degradarse por distintos mecanismos.
Como ya se observó en los estudios clásicos sobre esta vitamina, puede destruirse por calentamiento intenso, especialmente en medio alcalino
Estructura de la tiamina. La flecha señala el enlace más lábil
La degradación de la tiamina se puede producir de varias formas, pero la más frecuente es por la ruptura del puente entre los dos heterociclos. Se rompe por calentamiento en medio alcalino, por reacción con sulfito y por la acción de las tiaminasas.
Fragmentos producidos en la rotura de la tiamina
En el caso de la ruptura por la acción del sulfito, el anillo de pirimidina queda en forma de metanosulfonato.
Producto de ruptura de la tiamina por acción del sulfito
Ninguno de los fragmentos producidos tiene ya valor vitamínico
Las tiaminasas son enzimas frecuentes en las vísceras de pescado, en moluscos, en algunos vegetales y en algunas bacterias comunes en la flora bucal.
Su efecto no se ha valorado probablemente en toda su extensión.
Existen datos de que algunos vegetales, especialmente helechos,
son tan ricos en tiaminasa que pueden llegar a ser tóxicos si se consumen de forma habitual, al inducir la carencia de esta vitamina.
Marsilea drummondii
Fotografía cortesía de Australian National Botanic Garden
© M. Fagg, Australian National Botanic Garden
Uno de estos helechos es Marsilea drummondii, muy abundante en las zonas inundables de varias regiones de Australia De hecho, probablemente dos exploradores australianos, Robert Burke y Willliam Wills, que murieron en 1861, fueron víctimas del enzima presente en los esporocarpos, grandes y ricos en almidón (visibles al pie de las hojas en la fotografía de la izquierda), que utilizaron como "alimento de fortuna", consumiéndolo crudo. Esta planta era un alimento habitual de los aborígenes australianos, que la cocinaban antes de consumirla.
En los animales de granja también se conoce la deficiencia de tiamina producida por tiaminasas, o bien procedente de vegetales, especialmente helechos, o de algunos microrganismos del rumen. Las tiaminasas presentes en peces (especialmente en las víscereas) y en los moluscos pueden desempeñar también un papel en el desarrollo de enfremedades carenciales de esta vitamina. Hay que temer en cuenta que precisamente en las zonas del sureste asiático, donde la dieta está basada en arroz, muy pobre en tiamina, este arroz se complementa con pescado, frecuentemente crudo.
Todas las tiaminasas actúan sobre la unión de los dos heterociclos. La gran mayoría actúan separando el anillo de tiazol, sustituyéndolo por otra sustancia que unen al grupo metileno.
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