Tiamina (vitamina B1)

La tiamina (vitamina B1) es el primer compuesto reconocido como vitamina, una sustancia indispensable para el metabolismo de la que el cuerpo depende de aportes externos. Es necesaria para el buen funcionamiento de los sistemas neurológico, muscular (incluido el cardíaco), digestivo y del metabolismo de los carbohidratos en los seres humanos. Las situaciones de deficiencia son comunes (generalmente en el contexto del alcoholismo crónico en los países desarrollados) y pueden inducir a patologías severas.

Naturaleza y Propiedades Químicas

Tiamina - fórmula topológica

La tiamina es una molécula soluble en agua y no soluble en acetona. Es termolábil (se desnaturaliza a 100°C en medios acuosos y alcalinos). Se presenta en forma de cristales en condiciones estándar.

Está compuesta por un anillo pirimidínico y un anillo tiazólico. Se presenta en forma de clorhidrato o mononitrato, y su fórmula molecular es C₁₂H₁₇N₄OS⁺.

Elementos de Fisiopatología

Ciclo de Krebs

Vía de las pentosas fosfato

El cuerpo humano es incapaz de producir tiamina y depende de la ingesta alimentaria. Se almacena solo en cantidades muy pequeñas en los músculos, el sistema nervioso y el hígado. En ausencia de una ingesta externa suficiente, estas reservas se agotan en 2 a 3 semanas. La tiamina es el precursor de dos formas bioactivas necesarias para el correcto funcionamiento de varias vías metabólicas:

• Pirofosfato de tiamina (o difosfato de tiamina, TPP), que interviene en:
  • Metabolismo de los carbohidratos y producción de reservas de energía:
    • Ciclo de Krebs: El TPP cataliza las descarboxilaciones oxidativas del piruvato, participando en la producción de acetil-CoA, y del alfa-cetoglutarato, participando en la formación de succinil-CoA.
    • Vía de las pentosas fosfato: El TPP es también la coenzima de la transcetolasa que cataliza la producción de fructosa-6-fosfato.
  • Degradación del piruvato (ver ciclo de Krebs), cuya acumulación conduce a una sobreproducción de lactatos (tóxicos para todas las células, pero en particular para las neuronas y las células gliales).
  • La descarboxilación oxidativa del piruvato (ver ciclo de Krebs) es también un paso necesario para la formación de acetilcolina (un neurotransmisor) y la del alfa-cetoglutarato para la formación de ácido gamma-aminobutírico (GABA, un neurotransmisor).

• Trifosfato de tiamina, cuyo papel aún no se conoce bien. Se cree que está involucrado en los procesos de señalización celular y neurotransmisión.

El magnesio es un cofactor indispensable para la actividad del TPP.

Una insuficiencia de TPP o sus cofactores provoca un sufrimiento celular (insuficiencia energética), particularmente para el sistema nervioso y el músculo cardíaco (los tejidos con mayor demanda de energía). Algunos autores mencionan una posible susceptibilidad genética individual (anomalías enzimáticas en las vías antes mencionadas).

Tal insuficiencia puede ocurrir en diferentes situaciones (aisladas o combinadas):

• Aporte alimentario insuficiente de tiamina
• Defecto en la absorción intestinal de tiamina
• Defecto en la fosforilación de la tiamina a TPP
• Estados hipermetabólicos e hipercatabólicos fisiológicos o patológicos (sobreconsumo de TPP)
• Excreción urinaria aumentada de tiamina
• Presencia de compuestos que neutralizan la tiamina (tiaminasas)
• Hipomagnesemia severa

DPT

TPT

Fuentes Alimentarias y Requerimientos Diarios

Las principales fuentes alimentarias de tiamina son: carne de res, levadura, frijoles, lentejas, nueces, avena, arroz no refinado, semillas, trigo y cereales integrales, naranjas, leche y derivados, huevos.

Los requerimientos diarios para adultos en condiciones normales se estiman en 0,5 a 2 mg/día.

Implicaciones Clínicas

Etiología de las Deficiencias y Trastornos del Metabolismo de la Tiamina

• En los países en vías de desarrollo: La desnutrición y la malnutrición son consideradas las causas casi exclusivas. Sin embargo, los datos epidemiológicos son escasos.
• En los países desarrollados:
  • El alcoholismo crónico es la causa predominante (presente en más del 50% de los casos).
    • Mecanismos posibles: ingestas alimentarias frecuentemente inadecuadas en alcohólicos, trastornos de la absorción intestinal debido a la toxicidad digestiva del alcohol, aumento del metabolismo de los carbohidratos (que consume tiamina) debido al alcohol, defecto en el metabolismo de la tiamina (insuficiencia hepatocelular), mayor incidencia de hipomagnesemia y otras patologías favorecedoras.
  • Varios (causas raras consideradas individualmente pero que en conjunto representan casi el 50% de los casos):
    • Dietas restrictivas o desequilibradas, anorexia, embarazo y lactancia, nutrición parenteral sin suplementación, desnutrición, cirugía gastrointestinal, cánceres, trasplantes, diálisis, síndromes de inmunodeficiencias adquiridas, vómitos o diarreas persistentes, insuficiencia hepatocelular, fiebres y situaciones hipercatabólicas o hipermetabólicas prolongadas (hipertiroidismo, etc.), infusiones inadecuadas, hipomagnesemia severa, síndromes poliúricos y diuréticos, síndromes genéticos (anemia megaloblástica dependiente de tiamina, síndrome de disfunción metabólica relacionado con la tiamina), etc.
    • Estas etiologías pueden conducir al síndrome de Wernicke y/o beriberi por sí solas, combinadas o en un contexto de alcoholismo crónico favorecedor.

Implicaciones Patológicas

Las consecuencias patológicas de las deficiencias y trastornos del metabolismo de la tiamina están divididas artificialmente (por razones históricas) en tres síndromes tratados en capítulos específicos:

  Consulte el artículo detallado: Beriberi

  Consulte el artículo detallado: Síndrome de Korsakoff

Algunas condiciones patológicas que provocan deficiencia de tiamina también conllevan sus propias complicaciones. Además, no se conoce toxicidad por un exceso de tiamina.

Prevención de las Deficiencias

Dado el bajo índice de respuesta terapéutica de los síndromes de Wernicke y beriberi, su significativa morbilidad y mortalidad, su prevalencia y la relativa seguridad de la suplementación vitamínica, esta última debería instaurarse sistemáticamente para:

• Suplementación oral a largo plazo (ej.: tiamina 300 mg/día): para todos los alcohólicos crónicos y pacientes desnutridos, con malabsorción o que hayan sido sometidos a cirugía bariátrica, etc.
• Suplementación intravenosa (500 a 1500 mg/día IV durante 3 a 5 días) antes de cambiar a administración enteral:
  • Cualquier paciente alcohólico crónico, desnutrido o con malabsorción que requiera infusión o realimentación. A considerar según la situación para ciertos pacientes en riesgo, como aquellos en tratamiento por cáncer.
  • Cualquier paciente confuso o con trastornos del equilibrio de aparición (sub)aguda sin explicación evidente.
  • Cualquier paciente hospitalizado en una situación prolongada de hipermetabolismo o hipercatabolismo (especialmente en cuidados intensivos).

Sin embargo, como es común, la mayoría de las medidas preventivas van más allá del marco estrictamente médico y corresponden a una política de salud pública: lucha contra el alcoholismo, la malnutrición, la pobreza y las dietas inadecuadas. Es responsabilidad de los políticos tomar las medidas necesarias.

Toxicidad

La tiamina oral no tiene toxicidad conocida a las dosis habituales. Por vía intravenosa, se han descrito excepcionalmente reacciones anafilácticas. A altas dosis o en pacientes en riesgo, puede alterar el equilibrio glucídico.

Dosificaciones en la Práctica Clínica de Rutina

Las técnicas disponibles actualmente para la medición de la tiamina circulante son poco confiables (debido a la estricta necesidad de condiciones de muestreo y transporte, ya que la tiamina se degrada rápidamente) o demasiado costosas y no se utilizan en la práctica clínica de rutina. El diagnóstico de deficiencia se basa principalmente en la evaluación clínica y la exclusión de diagnósticos diferenciales. Sin embargo, su realización puede discutirse con ciertos laboratorios para estudios o situaciones clínicas muy específicas.

La medición de los metabolitos del piruvato es menos específica pero realizable en la práctica rutinaria y puede proporcionar un elemento orientador. En caso de defecto en la descarboxilación del piruvato, se observa: acidosis láctica, aumento del piruvato, relación lactato/piruvato normal o disminuida, aumento del alfa-cetoglutarato, aumento del aluminio.

Bibliografía

Guilland JC, Vitamines hydrosolubles (I). Thiamine, riboflavine, niacine, acide pantothénique, vitamine B6 et biotine, Encyclopédie Médico-chirurgicale, Endocrinologie-Nutrition[10-546-A-10], Elsevier, Paris, 2012

Pazirandeh S et al., Overview of water-soluble vitamins, UpTodate, 2018

World Health Organization (WHO) and United Nations High Commissioner for Refugees (UNHCR), Thiamine deficiency and its prevention and control in major emergencies, WHO, 1999