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Vitamina D, a cien años de su descubrimiento

M.C. Luz del Carmen Hoyos Nuño

I Parte

El raquitismo es una afección en la cual los huesos de los niños se descalcifican y debilitan después de una deficiencia extrema y prolongada de vitamina D. El padecimiento puede aumentar la vulnerabilidad de un niño a otras enfermedades, lo que podría conducir a la muerte prematura.

Durante la Revolución Industrial, cuando comenzó el éxodo de las comunidades agrícolas rurales a las áreas urbanas y el trabajo en las fábricas impidió la exposición de las personas, niños y adultos, a los rayos ultravioletas del sol, el raquitismo se presentó en forma epidémica. Si bien, su existencia en la población no inició con la revolución industrial, su incidencia era mucho menor durante el feudalismo, donde el trabajo se realizaba en los campos con exposición diaria a la luz solar. (1)

Se ha encontrado evidencias de la presencia de raquitismo en épocas antiguas. Un estudio que analizó esqueletos hallados en antiguos cementerios romanos en Europa ha revelado que la deficiencia de vitamina D era un problema para los niños hace 2.000 años. Los investigadores encontraron que, si bien el nivel de deficiencia de vitamina D no fue tan severo como en la Revolución Industrial, uno de cada 20 niños de la era romana mostró evidencia de raquitismo. La mayoría de esos esqueletos eran de niños de 3 años o menos. (2)  

Otro estudio que se ha considerado como el caso mejor documentado de raquitismo en la prehistoria, es el hallazgo producido a partir de un esqueleto infantil en excelente estado de conservación, localizado en el yacimiento del Portalón de Cueva Mayor, España. Los investigadores han aplicado el método de datación del Carbono-14 y han estimado que los restos pertenecen a un niño o niña que vivió hace entre 5.020 y 5.030 años. (3)

La relación de la Vitamina D con el Sol

Es probable que la vitamina D sea la hormona más antiguamente descrita, se considera que se ha producido casi desde el principio de los tiempos, cuando los eucariotas comenzaron a evolucionar en los océanos hace más de 1500 millones de años. La primera evidencia de esto fue la observación de que una especie de fitoplancton, Emiliania huxlei, que ha existido sin cambios durante más de 750 millones de años en el Mar de los Sargazos y que contiene ergosterol (1 mcg/g de peso seco), compuesto precursor que se convierte en vitamina D2 cuando se expone a la luz solar. (4)

Emiliania huxlei

Es notable que el fitoplancton y el zooplancton hayan producido vitamina D durante más de 500 millones de años. El papel de la vitamina D en las formas de vida inferiores no vertebradas no se comprende bien. Sin embargo, es sumamente importante que la mayoría de los vertebrados obtengan una fuente adecuada de vitamina D, ya sea de la exposición a la luz solar o de su dieta, para desarrollar y mantener un esqueleto mineralizado saludable. (5)

Se ha especulado que los primeros eucariotas fotosintéticos que requerían la exposición al sol como fuente de energía, también corrían el riesgo de estar expuestos a la radiación ultravioleta (UV) que podría dañar su ADN, ARN y proteínas. La vitamina D2 tienen coeficientes de extinción altos que superponen completamente los espectros de absorción UV para estas macromoléculas sensibles, protegiéndolas así del daño de la radiación ultravioleta solar.

Se ha propuesto también que el cambio de configuración de la previtamina D2 al exponerse a la luz solar, provocaba alteraciones en la membrana bilipídica que lleva a la apertura de un pequeño poro en la membrana que podría haber permitido la entrada de calcio y otros cationes. Lo anterior, ayudaría a explicar por qué la luz solar, la vitamina D y el calcio están tan íntimamente relacionados. Cuando las formas de vida de los vertebrados abandonaron los océanos hacia tierra firme, estaban dejando un entorno rico en calcio y pasando a un entorno pobre en calcio. Es posible que la asociación de la producción de vitamina D2 en la membrana plasmática de un fitoplancton y la entrada de calcio en la célula, haya sido aprovechada en vertebrados terrestres. Durante la exposición a la luz solar, los vertebrados terrestres habrían producido vitamina D3 en su piel la cual entrando a circulación, aumentaría la eficiencia de la absorción de calcio. (5)

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La epidemia de raquitismo

Daniel Whistler médico inglés, en 1645, publicó su disertación, De Morbo puerili Anglorum, quern patrio idiomate indigense vocant «The Rickets» , que se considera el primer libro impreso sobre el raquitismo, en este texto se proponía que el raquitismo era causado por el consumo de alcohol de las madres durante su embarazo, lo que se sabe es incorrecto, pero también hacía una descripción amplia de los signos clínicos de la enfermedad.  Francis Glisson, uno de los grandes clínicos del siglo XVII, tal vez tomando en cuenta la disertación de Whistler, hizo una completa descripción del raquitismo infantil. En sus publicaciones en 1650, describió que se trataba de una enfermedad que causaba deformidades del esqueleto, incluido el agrandamiento de las articulaciones de los huesos largos y de la caja torácica; la curvatura de la columna y las piernas; baja estatura; debilidad muscular generalizada y agrandamiento de la cabeza. Comparó el tórax del paciente raquítico con la quilla de un barco volteado (pecho de paloma). También señaló que los pequeños pacientes no movían las articulaciones y tendían a estarse quietos. (6) (7)

La primera asociación de una inadecuada exposición a la luz solar y el raquitismo fue realizada por el médico científico polaco Sniadecki en 1822 [9], quien se dio cuenta de que en los niños que vivían en la Varsovia industrializada y no estaban expuestos a la luz solar directa presentaban un nivel epidémico de casos de raquitismo, mientras que los niños que vivían en áreas agrícolas rurales y trabajaban al aire libre, expuestos a la luz solar no tenían evidencia de esta enfermedad. (5)

Vitamina D y el aceite de hígado de bacalao

Algunos médicos pusieron atención en las comunidades pesqueras de la costa de Inglaterra y en su costumbre de dar a sus hijos aceite de hígado de bacalao como una forma de prevenir enfermedades entre ellas el raquitismo. El aceite de hígado de pescado era una parte importante de la dieta nórdica. Durante los meses de invierno, cuando los días carecían de luz solar y eran más cortos, los vikingos consumían aceite de hígado de pescado. Bretonneau en 1827, trató a un niño de 15 meses con raquitismo severo con aceite de hígado de bacalao y notó la increíble velocidad con la que se curó el paciente. Su alumno Trousseau escribió un trabajo sobre raquitismo y describió un signo de tetania latente; además planteó la posibilidad de que el raquitismo fuera causado por una carencia de exposición solar asociada a una dieta defectuosa y que el aceite de hígado de bacalao podía curarlo, demostró además que los aceites de mamíferos acuáticos, incluidas las focas y las ballenas, así como los aceites de pescado, incluido el arenque, también eran eficaces para tratar el raquitismo [7,8]. Estas observaciones sugirieron que el raquitismo fue causado por una deficiencia nutricional (8) (9)

La historia del aceite de hígado de bacalao se remonta a siglos pasados. En 1841, John Hughes Bennet publicó un tratado sobre el uso terapéutico del aceite de hígado de bacalao. Intentó comercializar el producto, pero no le fue posible quitarle el mal sabor, lo que provocó que no fuera muy popular. Posteriormente el científico Alfred Downe Scott, a mediados del siglo XVIII, observó que un número importante de los habitantes de Noruega eran muy longevos y mantenían buena salud y relacionó estas cualidades con el alto consumo de bacalao, el pescado más abundante en la región, su conclusión lo llevó a producir la famosa “Emulsión de Scott” (aceite de hígado de bacalao mejorado en sabor), producto que existe aún en la actualidad.

Emulsión de Scott

El raquitismo y la exposición a la luz solar

Theobald  Palm en 1890, médico y misionero, reconoció que la falta de luz solar era un denominador común que podría estar asociado con la alta incidencia de raquitismo en los niños que vivían en el centro de las ciudades de Gran Bretaña y otras ciudades europeas, en comparación con los niños que vivían en el campo, en Japón y en países tropicales . Hizo un gran trabajo epidemiológico recabando información sobre el número de casos en diversos países, al ponerse en contacto con sus compañeros misioneros que se encontraban en países muy alejados unos de otros y con características de exposición a la luz solar distintas. Alentó a tomar el sol sistemáticamente como un medio para prevenir y curar el raquitismo, su observación condujo a la comprensión de la radiación ultravioleta y su papel en la síntesis de vitamina D. (10)

La Vitamina antirraquítica

Pasarían otros 20 años antes de que en el año 1912 Frederick Gowland Hopkins sugiriera que el raquitismo podría ser causado por la falta de algún factor de la alimentación. Por sus hallazgos sobre la vitamina «anti-raquítica». El doctor Hopkins fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1929. (5)

Edward Mellanby, un médico inglés, realizó en 1919 el primer estudio definitivo que exploraba el papel de la dieta en la etiología y el tratamiento del raquitismo. El raquitismo se desarrolló fácilmente en perros que crecieron con dietas raquíticas. Ni la levadura (vitamina antineurítica) ni el jugo de naranja (vitamina antiescorbútica) impidieron el desarrollo del raquitismo. El aceite de hígado de bacalao, la mantequilla o la leche entera, alimentos ricos en el factor liposoluble A, (mismo que evitaba la xerosis conjuntival), si prevenían el raquitismo. Lo que llevó a Mellanby a postular: «Por lo tanto, parece probable que la causa del raquitismo sea una ingesta disminuida de un factor antirraquítico, que muy probablemente es el factor antixeroftálmico liposoluble A o bien tiene una distribución algo similar a este liposoluble A». Fue el Dr. Elmer McCollum, quien al tratar el aceite de hígado de bacalao y otros extractos grasos de alimentos con calor y burbujeo de oxígeno, demostró que se destruía el factor liposoluble A con la consecuente pérdida de la protección ocular, pero continuaba la protección contra el raquitismo. Por lo que concluyó que factor antirraquítico era otro compuesto distinto y no termolábil. (8)

Huldschinsky en 1919, informó que los niños raquíticos expuestos a una lámpara de arco de mercurio tuvieron una mejoría radiológica dramática de su raquitismo. También se dio cuenta, inteligentemente, que al exponer sólo un brazo del niño con raquitismo se tenía la misma mejora radiológica en el antebrazo del brazo no expuesto a la lámpara de arco de mercurio. Por lo tanto, concluyó correctamente que era probable que algo se estuviera sintetizando en la piel y entrando a la circulación para mejorar la salud ósea global del niño. Posteriormente, en 1921 Hess y Unger expuso a niños raquíticos a la luz solar en el techo de su hospital en la ciudad de Nueva York y demostró una mejoría radiológica significativa en el raquitismo de los niños. Estos médicos también se dieron cuenta de que los niños de raza negra tenían un riesgo mucho mayor de raquitismo y concluyeron que necesitaban una exposición más prolongada a la luz solar para tratar y prevenir el raquitismo. (11)

El 19 de junio de 1922 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. Quedaba 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.(5)

Cien años después los avances en el conocimiento sobre la estructura, síntesis, activación y funciones de la vitamina D, sorprenderían y enorgullecerían a los investigadores pioneros que con pocos recursos técnicos y muchas horas de trabajo y esfuerzo sentaron las bases de la era actual. En una segunda entrega recorreremos las investigaciones realizadas en estos últimos cien años.

REFERENCIAS:

1. Rodríguez J. y García-tornel F. INMIGRACIÓN Y NUEVA PATOLOGÍA: RAQUITISMO. Farmacia práctica.2010. VOL 29 NÚM 1.

2. Nota periodística disponible en:

https://cnnespanol.cnn.com/2018/08/21/ninos-antigua-roma-deficiencia-vitamina-d-estudio/

3. Publicación disponible en:

https://www.agenciasinc.es/Noticias/Hallan-en-Atapuerca-un-caso-de-raquitismo-y-escorbuto-de-hace-5.000-anos

4. Holick, M. Phylogenetic and evolutionary aspects of vitamin D from phytoplankton to humans. In Verebrate Endocrinology; Pang, P.K.T., Schreibman, M.P., Eds.; Fundamentals and Biomedical Implications Academic Press, Inc. (Harcourt Brace Jovanovich): Orlando, FL, USA, 1989; Volume 3, pp. 7–43.) Disponible en:

https://www.mdpi.com/2072-6643/15/3/593

5. Holick 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

6. INFOMED. Gastroenterología. “Sesión científica para celebrar el Día Mundial de la HepatitisHepatitis aguda viral durante el embarazo”. Francis Glisson. Disponible en:

http://articulos.sld.cu/gastroenterologia/archives/2540

7. 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

8. Holick F.  Resurrection of vitamin D deficiency and rickets. J Clin Invest . 2006 Aug;116(8):2062-72. Disponible en:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16886050/

9. Hernigou P., Auregan J.C. & Dubory A. Vitamin D: part II; cod liver oil, ultraviolet radiation, and eradication of rickets. International Orthopaedics. 2019.Volume 43, pages735–749. Disponible en:

https://link.springer.com/article/10.1007/s00264-019-04288-z

10. Russell W. Chesney.Theobald Palm and His Remarkable Observation: How the Sunshine Vitamin Came to Be Recognized. Nutrients 2012, 4(1), 42-51. Disponible en:

https://www.mdpi.com/2072-6643/4/1/42

11. Matthias Wacker and Michael F. Holick. Sunlight and Vitamin D A global perspective for health.  Dermatoendocrinol. 2013 Jan 1; 5(1): 51–108. Disponible en:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3897598/


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