Tiamina

Tiamina, también conocida como tiamina y vitamina B₁, es una vitamina, un micronutriente esencial, que no se puede hacer en el cuerpo. Se encuentra en los alimentos y se sintetiza comercialmente para ser un suplemento dietético o un medicamento. Las formas fosforiladas de tiamina son necesarias para algunas reacciones metabólicas, incluida la descomposición de la glucosa y los aminoácidos.

Las fuentes alimentarias de tiamina incluyen cereales integrales, legumbres y algunas carnes y pescados. El procesamiento de granos elimina gran parte del contenido de vitaminas, por lo que en muchos países los cereales y las harinas se enriquecen con tiamina. Hay suplementos y medicamentos disponibles para tratar y prevenir la deficiencia de tiamina y los trastornos que resultan de ella incluyen el beriberi y la encefalopatía de Wernicke. También se usan para tratar la enfermedad de la orina de jarabe de arce y el síndrome de Leigh. Los suplementos y medicamentos generalmente se toman por vía oral, pero también se pueden administrar por inyección intravenosa o intramuscular.

Los suplementos de tiamina generalmente se toleran bien. Pueden producirse reacciones alérgicas, incluida la anafilaxia, cuando se administran dosis repetidas mediante inyección. La tiamina está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud. Está disponible como medicamento genérico y, en algunos países, como suplemento dietético sin receta.

Definición

La tiamina es una de las vitaminas B y también se conoce como vitamina B₁. Es un catión que generalmente se suministra como una sal de cloruro. Es soluble en agua, metanol y glicerol, pero prácticamente insoluble en disolventes orgánicos menos polares. En el cuerpo, la tiamina puede formar derivados; el mejor caracterizado de los cuales es el pirofosfato de tiamina (TPP), una coenzima en el catabolismo de azúcares y aminoácidos.

La estructura química consta de una aminopirimidina y un anillo de tiazolio unidos por un puente de metileno. El tiazol se sustituye con cadenas laterales de metilo e hidroxietilo. La tiamina es estable a pH ácido, pero es inestable en soluciones alcalinas y por exposición al calor. Reacciona fuertemente en reacciones tipo Maillard. La oxidación produce el derivado fluorescente tiocromo, que se puede utilizar para determinar la cantidad de vitamina presente en muestras biológicas.

Deficiencia

Los trastornos bien conocidos causados por la deficiencia de tiamina incluyen beriberi, síndrome de Wernicke-Korsakoff, neuropatía óptica, enfermedad de Leigh, ataxia estacional africana (o ataxia estacional nigeriana) y mielinólisis pontina central. Los síntomas incluyen malestar general, pérdida de peso, irritabilidad y confusión.

En los países occidentales, el alcoholismo crónico es un factor de riesgo de deficiencia. También están en riesgo los adultos mayores, las personas con VIH/SIDA o diabetes y aquellos que se han sometido a una cirugía bariátrica. Se han asociado diversos grados de insuficiencia de tiamina con el uso a largo plazo de diuréticos.

Funciones biológicas

Monófosfato de tiamina (ThMP)

Se conocen cinco derivados naturales del fosfato de tiamina: monofosfato de tiamina (ThMP), pirofosfato de tiamina (TPP), trifosfato de tiamina (ThTP), difosfato de tiamina de adenosina (AThDP) y trifosfato de tiamina de adenosina (AThTP). Están involucrados en muchos procesos celulares. La forma mejor caracterizada es TPP, una coenzima en el catabolismo de azúcares y aminoácidos. Si bien su función es bien conocida, la acción no coenzimática de la tiamina y sus derivados puede realizarse mediante la unión a proteínas que no utilizan ese mecanismo. No se conoce ningún papel fisiológico para el monofosfato.

Pirofosfato de tiamina

Pirofosfato de tiamina (TPP)

La forma de ylido de TPP

El pirofosfato de tiamina (TPP), también llamado difosfato de tiamina (ThDP), participa como coenzima en reacciones metabólicas, incluidas aquellas en las que se produce inversión de polaridad. Su síntesis es catalizada por la enzima tiamina difosfoquinasa según la reacción tiamina + ATP → TPP + AMP (EC 2.7.6.2). TPP es una coenzima para varias enzimas que catalizan la transferencia de unidades de dos carbonos y, en particular, la deshidrogenación (descarboxilación y posterior conjugación con la coenzima A) de 2-oxoácidos (alfa-cetoácidos). El mecanismo de acción de TPP como coenzima se basa en su capacidad para formar un iluro. Ejemplos incluyen:

• Presentada en la mayoría de las especies
  • pyruvate dehydrogenase y 2-oxoglutarate deshidrogenasa (también llamado α-ketoglutarate deshidrogenasa)
  • deshidrogenasa ácido de la cadena ramificada
  • 2-hidroxyphytanoyl-CoA lyase
  • transketolase
• Presente en algunas especies:
  • piruvate decarboxylase (en levadura)
  • varias enzimas bacterianas adicionales

Las enzimas transcetolasa, piruvato deshidrogenasa (PDH) y 2-oxoglutarato deshidrogenasa (OGDH) son importantes en el metabolismo de los carbohidratos. La enzima citosólica transcetolasa es central en la ruta de las pentosas fosfato, una ruta importante para la biosíntesis de los azúcares de las pentosas desoxirribosa y ribosa. La PDH y la OGDH mitocondriales son parte de rutas bioquímicas que dan como resultado la generación de trifosfato de adenosina (ATP), que es la principal molécula de transferencia de energía para la célula. La PDH vincula la glucólisis con el ciclo del ácido cítrico, mientras que la reacción catalizada por la OGDH es un paso limitante de la velocidad en el ciclo del ácido cítrico. En el sistema nervioso, la PDH también participa en la síntesis de mielina y del neurotransmisor acetilcolina.

Trifosfato de tiamina

Thiamine triphosphate (ThTP)

ThTP se consideró durante mucho tiempo una forma de tiamina específica de las neuronas. Está implicado en la activación de los canales de cloruro en mamíferos y otros animales, aunque su función precisa no se conoce por completo. Recientemente, ThTP se ha encontrado en bacterias, hongos y plantas, lo que sugiere que también tiene un papel celular mucho más general. En Escherichia coli, está implicado en la respuesta a la inanición de aminoácidos.

Derivados de adenosina

Adenosine thiamine diphosphate (AThDP)

Adenosina thiamine triphosphate (AThTP)

La AThDP existe en pequeñas cantidades en el hígado de los vertebrados, pero aún se desconoce su función.

AThTP está presente en E. coli, donde se acumula como resultado de la falta de carbono. En esta bacteria, la AThTP puede representar hasta el 20% de la tiamina total. También existe en menor cantidad en levaduras, raíces de plantas superiores y tejido animal.

Usos médicos

Durante el embarazo, la tiamina se envía al feto a través de la placenta. Las mujeres embarazadas tienen un mayor requerimiento de la vitamina que otros adultos, especialmente durante el tercer trimestre. Las mujeres embarazadas con hiperémesis gravídica tienen un mayor riesgo de deficiencia de tiamina debido a las pérdidas al vomitar. En las mujeres lactantes, la tiamina se libera en la leche materna incluso si resulta en una deficiencia de tiamina en la madre.

La tiamina es importante no solo para el desarrollo de la membrana mitocondrial, sino también para la función de la membrana sináptica. También se ha sugerido que una deficiencia dificulta el desarrollo del cerebro en los bebés y puede ser la causa del síndrome de muerte súbita del lactante.

Recomendaciones dietéticas

La Academia Nacional de Medicina de EE. UU. actualizó los requisitos promedio estimados (EAR) y las cantidades diarias recomendadas (RDA) de tiamina en 1998. Los EAR de tiamina para mujeres y hombres mayores de 14 años son 0,9 mg/día y 1,1 mg/ día, respectivamente; las RDA son 1,1 y 1,2 mg/día, respectivamente. Las RDA son más altas que las EAR para proporcionar niveles de ingesta adecuados para personas con requisitos superiores al promedio. La dosis diaria recomendada durante el embarazo y para mujeres lactantes es de 1,4 mg/día. Para bebés de hasta 12 meses, la ingesta adecuada (IA) es de 0,2 a 0,3 mg/día y para niños de 1 a 13 años, la RDA aumenta con la edad de 0,5 a 0,9 mg/día.

La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) se refiere al conjunto colectivo de información como valores dietéticos de referencia, con ingestas de referencia de la población (PRI) en lugar de RDA y requisitos promedio en lugar de EAR. Para las mujeres (incluidas las embarazadas o lactantes), los hombres y los niños, el PRI es de 0,1 mg de tiamina por megajulio (MJ) de energía en su dieta. Como la conversión es 1 MJ = 239 kcal, un adulto que consume 2390 kilocalorías debería consumir 1,0 mg de tiamina. Esto es ligeramente más bajo que la dosis diaria recomendada de EE. UU.

Ni la Academia Nacional de Medicina ni la EFSA han establecido un nivel máximo de ingesta de tiamina, ya que no hay datos en humanos sobre los efectos adversos de dosis altas.

Seguridad

La tiamina generalmente se tolera bien y no es tóxica cuando se administra por vía oral. Hay informes raros de efectos secundarios adversos cuando la tiamina se administra por vía intravenosa, incluidas reacciones alérgicas, náuseas, letargo y problemas de coordinación.

Etiquetado

Para fines de etiquetado de alimentos y suplementos dietéticos de EE. UU., la cantidad en una porción se expresa como un porcentaje del valor diario. Desde el 27 de mayo de 2016, el valor diario ha sido de 1,2 mg, de acuerdo con la RDA.

Síntesis

Biosíntesis

Absorción, metabolismo y excreción

En la parte superior del intestino delgado, las enzimas fosfatasa alcalina hidrolizan los ésteres de fosfato de tiamina presentes en los alimentos. A bajas concentraciones, el proceso de absorción está mediado por portadores. A concentraciones más altas, la absorción también se produce por difusión pasiva. El transporte activo puede ser inhibido por el consumo de alcohol o por la deficiencia de folato.

Historia