El comienzo del siglo XX fue una etapa fundamental para el avance en el estudio de la nutrición humana, se descubrieron las Vitaminas, llamadas en aquel momento «factores alimenticios accesorios». En esta época se inició su búsqueda y su estudio, al observar que las dietas purificadas que sólo contenía: carbohidratos, proteínas, grasas y sales, era insuficientes para mantener el crecimiento y la supervivencia de los organismos.
El primero de estos «factores» identificado fue la tiamina.
La tiamina fue descubierta por el doctor Casimiro Funk, quien logró curar la neuritis en animales de experimentación, padecimiento similar al denominado en humanos «Beri Beri». El doctor Funk llamó a este componente «amina vital o vitamina», señaló que estaba presente en cantidades muy pequeñas en los alimentos y tenía un papel esencial crítico para la vida. La tiamina es conocida comúnmente como Vitamina B1.
Posteriormente se descubrieron otros compuestos y elementos trazas que el organismo humano no puede sintetizar, requiere en pequeñas cantidades y debe obtener a través de la dieta.
Una de estas sustancias identificadas fue la Vitamina D, llamada inicialmente factor antirraquítico, por su papel crítico en el crecimiento esquelético y la homeostasis del calcio y el fosfato. En la entrega anterior sobre este tema, se comentaron los conocimientos acumulados sobre el raquitismo hasta principios del siglo XX, como se incrementaron los casos de este padecimiento en la etapa de la revolución industrial y como lograron su cura a través de la exposición a la luz solar o administrando aceite de hígado de bacalao.
Llegamos hasta 1922 cuando el periódico The New York Times informó que un equipo de investigación dirigido por E. V. McCollum había obtenido un extracto con propiedades «anti-raquíticas», una vitamina que, cuando se administraba aisladamente prevenía el raquitismo infantil. Quedando así demostrado que se trataba del «factor anti-raquítico». Se le denominó Vitamina D, por ser la cuarta vitamina descubierta. Este hallazgo fue un hito en la Salud Pública y consiguió reducir drásticamente la prevalencia del raquitismo infantil. (1)
El bioquímico estructural alemán Adolph Windaus, quien ganó el Nóbel
de Química en 1928, investigó la estructura de las Vitaminas D2 y D3 (ergocalciferol y colecalciferol respectivamente), así como la de otros esteroles como las hormonas sexuales y las sales biliares. Descubrió que una sustancia vegetal ya conocida, ergosterol era precursora de otra con actividad de Vitamina D (ergocalciferol) y que en la superficie de la piel de diversas especies animales incluida la humana, se sintetizaba un esterol similar al ergosterol, el 7-dehidrocolesterol que al irradiarse se convierte en colecalciferol . Las Vitaminas D2 y D3 difieren en sus cadenas laterales: la vitamina D2 tiene un grupo metilo en C24 y un doble enlace entre C22 y C23. (2)
Se concluyó que la Vitamina D2 se producía a partir del ergosterol, un esterol que se encuentra solo en plantas y hongos y la Vitamina D3 se obtenía a partir del 7-dehidrocolesterol (7-DHC), que se encuentra en altas concentraciones en la piel.
Las estructura de la Vitamina D2 y D3 fueron establecidas por Windaus quien investigó las complejas reacciones fotoquímicas en su formación. Los pasos de la reacción fotoquímica y térmica para la síntesis del ergocalciferol fueron estudiados en 1955 por Velluz, y la secuencia exacta de pasos que conducen a la fotoproducción de colecalciferol en la piel se informó en un artículo completo de Holick et al en 1980.(2)
Este mismo equipo de investigadores también demostraron que la formación de pre-D3 bajo la influencia de la radiación solar es relativamente rápida y se alcanza en un máximo en 15 min. y que la exposición prolongada convierte la pre-D3 en lumisterol y taquisterol (compuestos sin actividad de vitamina D) protegiendo al organismo de la toxicidad. (3)
Muchos fueron los científicos que contribuyeron a la larga historia del descubrimiento de la vitamina D, destacándose entre ellos H. Steenbock, A. F. Hess y O. Rosenheim, pero A. Windaus, es considerado como el principal químico de esteroides de las décadas de 1920 y 1930. (2) (3) (4)
En 1923, Orr et al. observó disminución de la excreción fecal de calcio en ratas expuestas a la radiación UV, llegando a la conclusión de que esto probablemente se debía a que la vitamina D aumentaba la absorción intestinal de calcio.
En junio de 1924 se descubrió que la irradiación solar de determinados alimentos les confería propiedades «anti-raquíticas». La Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF) patentó este procedimiento, que generó durante los veinte años siguientes unas regalías superiores a los veinte millones de dólares. (2)
Hacia 1940, se reconoció que el raquitismo podía prevenirse y curarse de dos formas: mediante la irradiación de la piel con radiación UV solar o artificial o mediante la ingestión de Vitamina D. Se reconoció que los niños raquíticos tenían concentraciones sanguíneas bajas de fosfato y calcio y que el tratamiento con vitamina D las corrigió a la normalidad. Sin embargo, no estaba claro cómo la vitamina D lograba curar el raquitismo. Entre 1937 y 1967 Nicolaysen , se dedicó a descifrar los mecanismos de absorción del calcio y a través de una serie de métodos fisiológicos, demostró que la Vitamina D incrementa la absorción intestinal de calcio en las ratas raquíticas, confirmando la hipótesis de Orr y cols de 1923 (5) .
Ahora se reconoce que la función fundamental de la vitamina D es mantener el calcio y el fosfato séricos en el rango normal para mantener la mayoría de las funciones metabólicas, incluida la actividad neuromuscular y cardíaca. La vitamina D también mantiene un producto de fosfato de calcio extracelular y circulante adecuado, lo que resulta en la deposición pasiva de hidroxiapatita de calcio en el esqueleto.(5)
En la década de los sesenta, el grupo de Dr. Héctor F. DeLuca esclareció el metabolismo de la Vitamina D, informó que independientemente de que fuera obtenida:
a) Por vía de la irradiación solar en la piel de un precursor sintetizado por el propio organismo. o
b) Por absorción intestinal al ser proveída por los alimentos.
Se activaría hidroxilándose en el hígado y luego en el riñón para dar lugar al calcitriol, hormona final con actividad metabólica.
Ha sido DeLuca un extraordinario investigador en este campo, y a él se debe la historia reciente de estos compuestos. El Dr DeLuca es autor de alrededor de novecientos artículos indexados. (5)
Una vez que la vitamina D se absorbe de la dieta o se produce en la piel por la acción de la luz solar, ambas estructuras, se convierten en 25-hidroxivitamina D (25[OH]D) y posteriormente en 1,25-dihidroxivitamina D(1,25[OH]2D3).
El calcitriol o 1,25 dihidroxivitamina D3 , interactúa con su receptor nuclear (VDR) en el intestino y el hueso para mantener la homeostasis del calcio. El receptor (VDR) también está presente en una amplia variedad de otros tejidos. El 1,25(OH)2D3 interactúa con estos receptores para tener una multitud de efectos fisiológicos importantes. Además, ahora se reconoce que muchos tejidos, incluidos los de colon, mama y próstata, tienen la maquinaria enzimática para producir 1,25(OH)2D3. Los conocimientos sobre las nuevas funciones biológicas de la 1,25(OH)2D3 en la regulación del crecimiento celular, la modulación del sistema inmunitario y la modulación del sistema renina-angiotensina proporcionan hipótesis de por qué la disminución de la exposición al sol en latitudes más altas se asocia con mayor riesgo de desarrollar diabetes tipo 1 y esclerosis múltiple, y una mayor incidencia de hipertensión.
La vitamina D, difiere de otras vitaminas, porque como se mencionó puede sintetizarse en la superficie de la piel requiriendo para ello de la exposición a la luz ultravioleta solar por lo que no es estrictamente necesario que esté en la dieta, como si sucede con el resto de los nutrientes.(2)
Lo anterior probablemente explica porque muy pocos alimentos contienen naturalmente Vitamina D en cantidad significativa, entre ellos el pescado azul, como salmón, caballa y arenque, y aceites de hígado de bacalao, atún y tiburón., que contienen vitamina D3. Los hongos secados al sol también contienen cantidades variables de vitamina D2. Algunos alimentos como la leche, los panes, algunos yogures y quesos están fortificados con vitamina D3.(5) (6)
A principios de la década de 1980, se observó por primera vez que las células malignas tenían un receptor de vitamina D (VDR) que respondía a la 1,25(OH)2D3 con una marcada inhibición de la proliferación e inducción de la diferenciación terminal. Desde esta observación inicial, se ha identificado una amplia variedad de genes que regulan la proliferación y diferenciación celular como genes diana para la 1,25(OH)2D3 porque tienen un elemento sensible a la vitamina D en su la región promotora o el gen están indirectamente influído por 1,25(OH)2D. Bikle et al en 2005, informó que los queratinocitos cultivados expresaban la 25-hidroxivitamina D-1α-hidroxilasa (CPY27B; 1-OHase), enzima capaz de activar a la vitamina D. A la feche se reconoce que el colon, la próstata, la mama, el cerebro, las células de los islotes β, las células del músculo liso vascular y los macrófagos son capaces de producir 1,25(OH)2D3. (7)
Los avances en el conocimiento del metabolismo y funciones de la vitamina D sería motivo de otro largo texto y escapa a la intención de este pequeño homenaje a la larga serie de investigadores que han construido el conocimiento actual sobre la vitamina D, agradecemos a los nombrados y a los no mencionados y a los que vendrán por su trabajo y su esfuerzo.(8) (9)(10)
1.- Holick M.F. The One-hundred-year Anniversary of the Discovery of the Sunshine Vitamin D3: Historical, Personal Experience and Evidence-Based Perspectives. Nutrients,2023.15(3), 593. Disponible en: https://www.mdpi.com/2072-6643/15/3/593?fbclid=IwAR08RA_ByTDQUQuAuUrakku9NDG5uG2nUEfa_oa-_S2mI7KFK_joX3JlKLY
2.- Lambertsusa Artículos. Adolf Otto Reinhold Windaus. Sin fecha de publicación. Disponible en: https://lambertsusa.com/art-dsp/adolf-otto-reinhold-windaus/
https://lambertsusa.com/art-dsp/adolf-otto-reinhold-windaus/
3.- Wacker M., Holick M. Sunlight and Vitamin D. Dermatoendocrinol. 2013 Jan 1; 5(1): 51–108. Disponible en : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3897598/
4.- José Manuel López Tricas. Vitamina D y Salud. 2021, enero. Block. Disponible en: http://farmacialasfuentes.com/index.php/vitamina-d-historia-de-su-descubrimiento/?fbclid=IwAR25OdGLw8e9Etee3i_gjUlLaLmWTMZXAH5g8hPRMQ6g-lnOVrCkOFBnyhM
5.- Iglesias Gamarra Antonio. Historia de la Vitamina D. 2008. Editado por la Universidad Simón Bolivar. Colombia. Disponible en: https://anmdecolombia.org.co/wp-content/uploads/2020/04/HistoriaVitaminaD.pdf
6.- Jones G. 100 years of Vitamin D. Historical aspects of vitamin D. Endocry Connections, 2022, febrero. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9066576/pdf/EC-21-0594.pdf?fbclid=IwAR3S0OeZ07WoS7frZXH8a3P8C2xH92Vmn-MjjABBwUiDH3cwINMJNzoO2d0
7.- Holick M. Vitamin D Deficiency. New England Journal of Medicine, 2007, 357(3):266-81 Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/6204867_Vitamin_D_Deficiency
8.- Bikle D. Vitamin D: an ancient hormone. Experimental Dermatology. 2011, (20) 1, 7-13. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1600-0625.2010.01202.x?fbclid=IwAR3Huxb4dg3_n84fupUTyqz4Ju5Cq13ek-15AdmlM9nYhWW_4T-Hbat1jNc
9.- Holick F. Vitamin D Deficiency Pandemic and Consequences for Nonskeletal Health: Mechanisms of Action. Mol Aspects Med. 2008 Dec; (29 (6): 361-368. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2629072/?fbclid=IwAR2n-gr9QOqDRLEygQe1ZspjzujZxM2SB_tm5yAdCP5LMlzk5wmj3cjscEE#R30
10.- Zuloaga N. et al. Vitamina D: Nuevos Paradigmas. La Clínica y el Laboratorio. Vol.17, No. 5 y 6, 211-246. Disponible en: https://www.medigraphic.com/pdfs/medlab/myl-2011/myl115-6b.pdf
