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Estudio de vitaminas: vitamina D.

La "vitamina D" no es una sola sustancia, sino un grupo de sustancias con la misma actividad, relacionadas estructuralmente con el colesterol. Más precisamente, son secosteroides, con el segundo anillo característico de la estructura de los esteroides roto.

Se sintetizan en los animales a partir precisamente del colesterol, y en los vegetales a partir del ergosterol. En todos los casos es necesaria una etapa de fotólisis, producida por la luz solar, en la que se rompe un enlace en el segundo anillo. Las sustancias con actividad de vitamina D son modificadas por hidroxilación tras su ingestión primero en el hígado, en la posición 25, y luego en los riñones, para producir el calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol), que el compuesto metabólicamente activo. En el organismo, el calcitriol actúa como una hormona regulando la síntesis de proteínas fijadoras de calcio, y consecuentemente promueve la absorción de calcio y fósforo en el intestino, aumenta la reabsorción del fósforo en los riñones y regula la captación y liberación de calcio y fosfato por los huesos.

El contenido de vitamina D en los alimentos se expresa con frecuencia en "unidades internacionales", u.i., definidas de modo que 40 u.i.equivalen a un microgramo de vitamina D2 o de vitamina D3, que tienen la misma potencia biológica. Las necesidades estimadas de esta vitamina son 100 u.i. al día para hombres adultos, y 400 u.i para mujeres gestantes y niños.

La deficiencia de vitamina D da lugar a hipocalcemia, que se traduce en los niños en raquitismo, una enfermedad descrita ya en los textos médicos de la Grecia clásica. En los adultos, la enfermedad producida es la osteomalacia.

Sorprendentemente, la leche materna es deficiente en esta vitamina (se encuentra en la forma hidroxilada en el carbono 25), posiblemente debido a que la evolución humana se produjo en zonas de la tierra con gran insolación, y no existió una "presión evolutiva" para segregarla en la leche. En consecuencia, los niños de áreas poco soleadas han estado tradicionalmente expuestos al raquitismo desde el nacimiento.

En la primera mitad del siglo XVII, los casos de raquitismo en Gran Bretaña pasaron a ser cada vez más frecuentes, hasta el extremo que el raquitismo pasó a conocerse como "morbo inglés". Además, la mortalidad de las madres en el parto aumento mucho, debido a las deformaciones de la pelvis producidas por el raquitismo infantil padecido previamente. Varios médicos de la época, entre ellos Daniel Whistler y Francis Glisson estudiaron la enfermedad, describiéndola con detalle, aunque sin encontrar la causa, aunque definiéndola como una enfermedad que no era ni contagiosa ni hereditaria.

Portada de la tercera edición del libro de Francis Glisson sobre el raquitismo. La primera es del año 1650.

Con la "Revolución Industrial" el raquitismo y la osteomalacia adquirieron caracteres epidémicos en muchas zonas de Inglaterra, al combinarse la relativa escasez de luz solar con el filtrado de la luz ultravioleta por el humo de las fábricas y con las jornadas de trabajo interminables de niños y mujeres en talleres y minas. A principios del siglo XX, el raquitismo era muy común en el norte de Europa y de Estados Unidos. En 1919 se estableció definitivamente que el aceite de hígado de bacalao prevenía el raquitismo (se había utilizado ocasionalmente con este fin localmente al menos desde 1789), lo que permitió el tratamiento sistemático de los niños, y la práctica erradicación de esta enfermedad en la mayoría de los países a mediados de la década de 1940.

Niño negro con raquitismo. 1938, Wadesboro, Carolina del Norte, USA.

La existencia de la vitamina D como una sustancia presente en los alimentos fue descubierta en 1922 por Elmer McCollum, al observar que tratando con oxígeno el aceite de hígado de bacalao se destruía una sustancia esencial (el llamado entonces "factor A") pero quedaba otra, la que tenía efecto antirraquítico, que al ser la cuarta vitamina conocida se designó con la letra D. El efecto preventivo de la luz solar sobre el raquitismo ya había sido indicado por Armand Trousseau en 1861. A partir del descubrimiento de la relación entre raquitismo y vitamina D, se pudo establecer que esta sustancia se producía en la piel por la acción de la luz solar, e incluso al irradiar algunos alimentos con luz UV.

En la década de de 1930, Adolf Windaus descubrió la estructrura química de la vitamina D y su relación con los esteroles. Recibió por ello el premio Nobel en 1928, el primero en cuya concesión se mencionan las "vitaminas".

Todavía aparecen problemas de raquitismo con cierta frecuencia entre mujeres y niños de poblaciones emigrantes, especialmente las procedentes de Asia. Instaladas en países del norte de Europa. Al mantener una dieta semejante a la de sus países de procedencia, pobre en vitamina D, ser de piel oscura (la luz solar sintetiza menos vitamina D) y tomar muy poco el sol, por razones climatológicas y sociales (tendencia a permanecer en las casas, sobre tiodo en el caso de mujeres, y vestidos que cubren casi toda la superficie del cuerpo) se produce un estado carencial que en sus países, con mucha mayor insolación corporal, no se producía. En este caso las medidas educativas son la heramienta fundamental para luchar contra esta enfermedad.

La vitamina D es estable frente al calor (hasta los 150ºC) y relativamente resistente a la oxidación, aunque puede oxidarse al ser insaturada, siendo en cambio sensible a la acción de la luz. Al ser una vitamina liposoluble, se elimina al eliminar las partes grasas, como por ejemplo en el desnatado de la leche o al retirar el gérmen de los cereales. Actualmente es una práctica habitual suplementar con esta vitamina la leche desnatada.

Vitamina D2 (ergocalciferol)

Se produce por la irradiación a 260 nm del ergosterol, un esterol vegetal.

La vitamina D2 es poco frecuente en la naturaleza, pero es un componente básico de los suplementos nutricionales, ya que es más barata que la vitamina D3.

Si pinchas este botón podrás ver el enlace que se rompe por fotólisis en el ergosterol.

Pinchando en el siguiente botón podrás ver resaltado en color azul el enlace roto por fotólisis en el ergocalciferol.

Para recargar el ergosterol pincha en este botón .


Vitamina D3 (colecalciferol)

Esta es la forma habitual en la que se encuentra la vitamina D. Se forma por la irradiación del 7-dehidrocolesterol , que se encuentra presente en la piel humana y de los demás animales. Fue sintetizada químicamente por primera vez en 1952.

Si pulsas este botón podrás ver resaltado y en color naranja los átomos del 7-deshidrocolesterol rotos por fotólisis para dar lugar a la previtamina D3 y en la que se resalta en color verde los átomos que participaban en el enlace ahora ya roto. Finalmente, si pinchas en este botón podrás ver la estructura de la vitamina D3 o colecalciferol, donde se ha resaltado en azul los átomos de formaban en enlace roto por fotólisis.


CRÉDITOS

Dr. Miguel Calvo. (Univ. de Zaragoza)

Dr. José Antonio Encinar. (IBMC-UMH)