La Vitamina A, o retinol, es una de las cuatro vitaminas liposolubles existentes, y desempeña al menos tres tipos de funciones: Como fotopigmento en la retina, en la diferenciación de células epiteliales y en la reproducción (crecimiento fetal y desarrollo testicular). La vitamina A actúa como fotopigmento en la retina en forma de 11-cis retinal. La luz cataliza su transformación en todo-trans retinal, su liberación del punto de unión, y como final de una serie de eventos, la generación de una señal en el nervio óptico. Los otros papeles son obviamente más complejos y los detalles se conocen solamente en parte.
El retinol se puede encontrar como alcohol libre o esterificado por un ácido graso. Además existen otras sustancias que se pueden transformar en retinol con mayor o menor eficacia, y que consecuentemente también tienen actividad como vitamina A. Esto hace relativamente compleja la evaluación global del contenido de vitamina A en los alimentos. Generalmente este contenido se expresa como “equivalentes de retinol", o “unidades internacionales, (UI). Un “equivalente de retinol" es igual a un microgramo de retinol (o a cantidades mayores de sustancias con menor actividad, como se verá más adelante), mientras que la “unidad internacional" es un tercio de esta cantidad.
El retinol como tal se encuentra solamente en alimentos animales, acompañado frecuentemente de otras substancias relacionadas. En los vegetales, la vitamina A está representada por los carotenoides.
La deficiencia de vitamina A se conoce desde tiempos remotos, mencionándose sus efectos clínicos, y el tratamiento con hígado, en la Biblia y en los escritos médicos egipcios y de la Grecia clásica. Sus consecuencias más características, la ceguera nocturna y la xeroftalmia, se describieron reiteradamente, asociándolas a una dieta pobre en grasa. Sin embargo, la vitamina A se descubrió mediante experimentos con animales, sin relacionarla en principio con esta enfermedad. En 1913, Mc Collum y Davis encontraron que para el crecimiento nornal de animales de experimentación era necesario añadir a los componentes de la dieta conocidos entonces un lípido particular, extraíble con éter de la mantequilla o de la yema de huevo. En 1919 se decubrió que esta vitamina podía obtenerse no solamente a partir de materiales grasos, sino también de plantas ricas en pigmentos anaranjados. En 1930, Moore demostró que el caroteno se transformaba en el organismo en vitamina A, lo que ampliaba mucho las posibilidades de prevención de la carencia de esta vitamina
Cartel de prevención de la ceguera nocturna difundido por el ejército norteamericano
durante la Segunda Guerra Mundial. Fotografía procedente de U.S.National Archives and Record Administration
No obstante, las enfermedades debidas a la deficiencia de vitamina A siguen siendo desafortunadamente comunes actualmente en algunas zonas del mundo. Afecta a alrededor de 100 millones de personas, siendo su carencia especialmente grave en niños y en mujeres gestantes. Las consecuencias son un aumento de la mortalidad en ambos casos, debido a los daños generales producidos en los epitelios (los derivados del retinol son fundamentales en la diferenciación de su células), en los pulmones y en el sistema inmune, además de problemas específicos en los ojos, como la xeroftalmia, ceguera nocturna o incluso ceguera total e irreversible. En algunos países, la incidencia de la dieficiencia clínica de vitamina A en los niños sobrepasa el 3% de la población, mientras que la subclínica sobrepasa el 30%. Más de 100.000 niños quedan ciegos cada año por esta causa, mientras que los que padecen deficiencias subclínicas, asociadas a una menor efectividad del sistema inmune, son más sensibles a las diarreas y a la neumonía.
La ingestión diaria recomendada de vitamina A para adultos es de 4.000 UI diarias, y para niños entre 1.000 (de 1 a 3 años) y 2.000 (hasta los 12)
Sellos de Bangladesh emitidos en 1976 para difundir la necesidad de alimentos ricos en vitamina A para prevenir la ceguera.
El retinol es abundante, a veces asociado a carotenoides, en muchos alimentos de origen animal, como la leche (en la fracción grasa), huevos (en al yema) y especialmente en el hígado, tanto de mamíferos como de aves y peces. En algunas especies, como el oso polar, la cantidad de retinol acumulada (hasta 35.000 UI por gramo) es tan grande que lo hace muy tóxico. También contienen cantidades elevadas el hígado de algunas focas. El aceite de hígado de halibut contiene unas 30.000 UI de vitamina A por gramo.
La ingestión de 1 millón de UI produce una intoxicación severa, mientras que 3 millones de UI pueden producir la muerte. El primer caso conocido es el de Xavier Mertz, explorador antártico que murió en 1912 al verse obligado a comer el hígado de sus perros, con gran cantidad de vitamina A.
Aunque este tipo de incidentes es difícil que vuelva a producirse, se conocen bastantes casos de intoxicación de personas por el uso inadecuado de suplementos vitamínicos, ya que el retinol, como las otras vitaminas liposolubles, tiende a acumulars en el organismo. La inmensa mayoría, mas del 90%, queda retenido en el hígado. La acumulación tiene por otra parte la ventaja de que una dosis elevada (pero no tanto como para resultar tóxica) puede proprocionar a un niño retinol para muchos meses, lo que está siendo utilizado en las estrategias de lucha contra la carencia de esta vitamina.
La vitamina A se acumula en el hígado, presicamente en forma de ésteres de retinol. Para su liberación a la circulación sanguínea, los ésteres se hidrolizan y el retinol libre se une a la "proteína transportadora de retinol" (RBP).
Estructura del retinol
La estructura del retinol es de tipo terpénico, con un anillo b ionona con una cadena lateral, y con un total de cinco dobles enlaces conjugados, todos ellos de configuración trans.
Estructura del retinol
Otras sustancias con actividad de vitamina A
El retinol se encuentra en los alimentos tanto en forma de alcohol libre como esterificado por ácidos grasos, especialmente por el ácido palmítico. En la digestión, las lipasas hidrolizan estos ésteres liberando el retinol, que se absorbe en forma de alcohol.
Éster palmítico del retinol
Tienen también actividad como vitamina A una serie de derivados del retinol, como el retinal, el 13-cis retinol, y el deshidrorretinol. Los dos primeros tienen un valor vitamínico sólo ligeramente inferior al del retinol (90% y 75% respectivamente), mientras que el tercero tiene un valor del orden del 40%. Algunos derivados del retinol, como el ácido retinoico, pueden substituirle en algunas de sus funciones (diferenciación celular) pero no en otras (fotopigmento).
Mucho más importantes que éstos son los carotenoides, y especialmente el b caroteno. Aunque su valor vitamínico es solamente de alrededor de un sexto del del retinol, su abundancia en los vegetales hace de él una fuente fundamental de vitamina A para muchísimas personas. Incluso en dietas relativamente pobres en productos vegetales, como es la estadounidense, los carotenoides representan alrededor del 30% de la ingesta total de vitamina A. Son ricas en b caroteno la zanahoria, vegetales verdes como la espinaca y muchas frutas.
De los alrededor de 600 carotenoides conocidos, menos de la décima parte tienen valor como vitamina A. Además del b caroteno, los más importantes entre ellos son, además del b caroteno, el a caroteno y la bcriptoxantina.
Varios de los carotenoides más comunes, como el licopeno, zeaxantina y luteína no tienen valor como vitamina A.
Estructura del β-caroteno
En el organismo, el b caroteno se rompe por la oxidación catalizada por un enzima, la b caroteno 15-15’ dioxigenasa, formando en teoría dos moléculas de retinal por cada una de b caroteno.
Sin embargo la tasa de conversión es más baja. Habitualmente se ha considerado su valor como vitamina A 1/6 del correspondiente al retinol, pero estudios recientes han demostrado que ese valor depende mucho de la forma en la que se encuentra en la dieta. Si se encuentra disuelto en aceite, su tasa de conversión a retinol es del orden de 1/2, superior a la estimada. En cambio, formando parte de alimentos complejos, su valor biológico es la sexta parte del que tienen disuelto en aceite, es decir, la mitad de la que se había estimado hasta ahora. Es más, los estudios de campo, en los que se considera también el modo de procesado de los alimentos, sugieren que incluso esa cifra está sobreestimada, y que debería utilizarse una tasa de conversión de 21 microgramos de b caroteno como equivalente a un microgramo de retinol. En consecuencia, parece necesario revisar algunas recomendaciones dietéticas, especialmente en los países pobres, en los que los carotenoides de los vegetales son la fuente fundamental de vitamina A.
Por otra parte, considerando la posibilidad de dosis excesivas, hay que tener en cuenta que la tasa de conversión del b caroteno se reduce también en situaciones de existencia de reservas elevadas de retinol.
Biodisponibilidad
El retinol es generalmente muy biodisponible, tanto en forma alcohol, como éster. Se encuentra disuelto en las grasas, y ocasionalmente unido a proteínas, de transporte sanguíneo o intracelulares, pero que no parecen reducir su biodisponibilidad en alimentos complejos. En cambio los carotenoides, aunque se encuentran ocasionalmente en aceites, como el de nuez de palma, o en alimentos animales como la yema de huevo o la leche, se localizan sobre todo en compartimentos “acuosos" de los vegetales, los cromoplastos celulares, asociados muy fuertemente a proteínas específicas. Esta asociación, que los protege frente a la oxidación, hace por otra parte que sean muy poco biodisponibles, a menos que la proteína se desnaturalice previamente por calentamiento. De esta forma, el valor como fuente de vitamina A de las zanahorias cocinadas es muy superior al de las zanahorias crudas. También la cantidad de grasa presente en la dieta influye en la biodisponibilidad (a través de su absorción ) de los carotenoides.
Estructura de la proteína fijadora de retinol
Alteración de la vitamina A
La estructura de los compuestos con actividad de vitamina A es muy insaturada, y consecuentemente son fácilmente oxidables durante el procesado y almacenamiento de los alimentos. Esta oxidación se puede producir por diversos mecanismos, combinada con la oxidación de los ácidos grasos insaturados de las grasas o de forma específica, particularmente en oxidaciones inducidas por la luz. Los carotenoides son agentes antioxidantes muy eficaces frente al oxígeno singlete, formado en reacciones de fotoactivación. Sin embargo, se destruyen también ellos en el proceso. El resultado es la ruptura de la cadena hidrocarbonada, con la formación de distintos compuestos carbonílicos y de epóxidos.
El calentamiento en ausencia de oxígeno puede producir la isomerización del retinol (todo-trans) para formar el 13-cis retinol, que tiene una potencia vitamínica de alrededor del 75% de la del todo-tras. También se pueden formar otros isómeros, como el 11-cis y el 9-cis, con una potencia vitamínica del orden del 25% de la del todo-trans.
Todo trans retinol 13-cis retinol 11-cis retinol 9-cis retinol
En el caso de la leche, la pasterización produce la isomerización de entre el 3 y el 7%, dependiendo de la temperatura y tiempo de tratamiento. En el tratamiento UHT, este porcentaje es de alrededor del 16%, mientras que en la leche esterilizada en botella, o en algunos quesos, la isomerización puede llegar al 35%. A pH por debajo de 4,5, el efecto del calor es más marcado, aumentando la isomerización e hidrolizándose los ésteres de retinol. El retinol no esterificado es más fácilmente alterable. El isómero 9 cis se forma en el procesado térmico, pero fundamentalmente por la acción de la luz. En el procesado térmico de los vegetales, especialmente en el enlatado, se producen también pérdidas del valor vitamínico del b caroteno, por isomerización. Sin embargo, estas pérdidas quedan compensadas largamente por la mejora de la biodisponibilidad, si se compara con el valor vitamínico del alimento crudo.
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