Guía de vitaminas (Bioquímica)

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Fig. 1. La unión de la parte proteica de la enzima 
con la coenzima constituye la Holoenzima, o 
enzima activa. 
CAPÍTULO 4 
VITAMINAS Y COENZIMAS 
ESTRUCTURA Y MECANISMOS DE ACCIÓN 
 
Dr. Valmore Bermúdez Pirela 
Dr. Clímaco Cano Ponce 
 
 
INTRODUCCION 
 
 
ara que cualquier célula pueda sobrevivir por un tiempo prolongado requiere la 
síntesis continua de biomoléculas entre las cuales podemos distinguir cuatro grandes 
grupos: 1) los carbohidratos 2) los lípidos 3) las proteínas y 4) los ácidos nucleicos. 
Sin embargo, las células también contienen pequeñas cantidades de ciertas 
sustancias orgánicas denominadas vitaminas. La importancia biológica de estos compuestos 
radica en que son necesarias para llevar a cabo muchas reacciones enzimáticas (como parte 
integral de la enzima activa) interviniendo 
directamente en reacciones químicas clave 
para una función determinada de cualquier 
organismo. Un segundo hecho que apoya la 
importancia de estos compuestos es que 
nuestro organismo no puede sintetizarlos a 
partir de elementos mas sencillos, por lo que 
deben incorporarse a través de la alimentación, 
ya que de lo contrario, el ser vivo puede 
padecer una enfermedad llamada avitaminosis, 
caracterizada por un conjunto de síntomas y 
signos derivados de las alteraciones 
ocasionadas por la carencia de una vitamina 
determinada. 
Es probable que el descubrimiento de las 
vitaminas sea uno de los hitos mas importantes 
en la bioquímica, ya que esto ha afectado de 
manera profunda la salud de los seres 
humanos al aportar las bases de la 
comprensión de los procesos catalíticos que se 
desarrollan en el metabolismo intermediario. 
Desde un punto de vista tradicional, las 
vitaminas son compuestos químicos orgánicos 
de naturaleza no proteica, que deben ser 
administrados en forma exógena a través de 
P 
Fig. 2. El primer tratado sobre vitaminas escrito 
por Casimir Funk se refería fundamentalmente 
a las vitaminas del ahora llamado complejo B. 
los alimentos, ya que nuestro organismo no tiene el conjunto de enzimas necesarias para su 
síntesis. 
Cierto número de enzimas no pueden funcionar de manera adecuada si dentro de su 
estructura no se encuentra incluida una molécula no proteica llamada coenzima, la cual se 
sintetiza enzimáticamente a partir de las 
vitaminas obtenidas de los alimentos. En este 
caso, la parte proteica de la enzima recibe el 
nombre de apoenzima y la unión de la coenzima 
con la apoenzima se llama holoenzima. El prefijo 
“apo” significa “al lado” y el prefijo “co” significa 
“con”. De esta forma, estos términos intentan 
explicar que debe haber una asociación 
obligatoria de la apo y la coenzima para que la 
enzima (en forma de holoenzima) funcione 
correctamente (Fig.1) 
El término coenzima agrupa a cierto número de 
moléculas asociadas con el funcionamiento de 
las enzimas. Las coenzimas en general están 
asociadas a la apoenzima a través de uniones no 
covalentes, por lo que pueden separase de esta 
última mediante un proceso llamado diálisis. Los 
grupos prostéticos son coenzimas que se unen a 
la apoenzima a través de fuerzas covalentes por 
lo que no son fácilmente separables. Algunas 
enzimas funcionan gracias a la presencia de un 
ión metálico, generalmente, un metal de 
transición, que participa en las reacciones 
químicas donando o recibiendo electrones, 
comportándose, en cierto modo como una 
coenzima. Sin embargo, se debe tomar en 
cuenta que aun los investigadores de esta área 
de la bioquímica no se han puesto de acuerdo si 
el término “cofactor” debe reservarse solo a los 
iones metálicos, o si, las coenzimas se pueden 
considerar per se como cofactores orgánicos, 
pero para evitar confusiones, el término cofactor 
abarca los iones metálicos y los derivados de las 
vitaminas llamados coenzimas que son de naturaleza orgánica no proteica. Por ejemplo, el 
NAD+ que es una coenzima (derivada de la vitamina ácido nicotínico o Vitamina B3) se 
considera como cofactor, pero el Mg++ que es también un cofactor (ión metálico) no puede 
considerarse como coenzima ya que es de naturaleza inorgánica. 
Una sustancia exógena se considera indispensable para la vida cuando es necesaria para el 
crecimiento y desarrollo de un organismo. Este compuesto indispensable recibe el nombre 
de vitamina cuando actúa a una concentración muy baja (10-7 a 10-9 mol/l). 
Las vitaminas ingresan al organismo por vía digestiva, experimentando en algunos casos 
transformación por medio de enzimas digestivas para facilitar la absorción. Al ganar la vía 
sanguínea, las vitaminas hidrosolubles generalmente viajan libres gracias a la presencia de 
Fig. 3. Estructura química de los compuestos relacionados 
con la vitamina A. 
grupos químicos ionizables; para aquellas vitaminas poco solubles en medio acuoso existen 
proteínas séricas que se encargan de su transporte a las células que finalmente las 
utilizarán. 
La naturaleza estructural heterogénea de las vitaminas permite su clasificación en dos 
grandes grupos: las vitaminas hidrosolubles y las vitaminas liposolubles. El grupo de las 
vitaminas hidrosolubles comprende a las vitaminas del complejo B (B1, B2, B3, B6 y B12), el 
ácido fólico, el ácido pantoténico, la biotina y la vitamina C. El grupo de las vitaminas 
liposolubles está constituido por la vitamina A, la vitamina E, la vitamina K y la vitamina D. 
 
VITAMINAS LIPOSOLUBLES 
 
VITAMINA A 
La ceguera nocturna se describió por primera vez en Egipto aproximadamente 1.500 años 
antes de Cristo, aunque fue Hipócrates quién sugirió por primera vez que esta condición 
podía ser curada al consumir hígado de res. La oftalmia brasileña, una enfermedad de los 
ojos que atacaba a los esclavos desnutridos fue descrita por primera vez en 1865. En 1887 
se publicó la existencia de ceguera nocturna endémica entre los católicos ortodoxos rusos 
quienes ayunaban durante el período de pascua. Posterior a esto hubo muchas 
comunicaciones de queratomalacia 
nutricional provenientes de todas 
partes del mundo. 
Sin embargo fueron observaciones 
experimentales las que condujeron al 
descubrimiento de la vitamina A. En 
1913, dos grupos (McCollum y Davis; 
Osborne y Mendel) comunicaron de 
forma independiente que los animales 
alimentados artificialmente con grasa 
de cerdos como única fuente de lípidos 
desarrollaban una enfermedad que 
podía ser corregida al añadir aceite de 
hígado de bacalao a la dieta. Un 
síntoma común de esta deficiencia era 
la sequedad y engrosamiento de la 
conjuntiva (Xeroftalmia) tal como se 
comprobó durante la primera guerra 
mundial, donde los soldados 
experimentaron la misma 
sintomatología debido a los problemas 
nutricionales derivados del 
confinamiento durante largos períodos 
de tiempo en las barracas, hecho que 
no permitía una alimentación 
balanceada. 
Aunque el término vitamina A 
generalmente se ha reservado para 
Fig. 4. Absorción de los compuestos relacionados con 
la vitamina A a nivel de la célula epitelial intestinal. 
nombrar a compuestos químicos específicos como el retinol o sus ésteres, actualmente, esta 
denominación también se acepta como un término genérico para los compuestos que 
presentan las actividades biológicas del retinol. Cuando se usa el término retinoide se hace 
referencia al retinol o a cualquier derivado natural emparentado estructuralmente con éste. 
También con este término se pueden incluir todos los análogos sintéticos relacionados 
desde el punto de vista estructural aunque no tengan necesariamente actividad tipo retinol. 
Steenbokc en 1919, fue el primer investigador en realizar la observación que el contenido de 
esta vitamina variaba según el grado de pigmentación de los vegetales, demostrándose poco 
tiempo después que el β-caroteno (provitamina A) era una fuente muy importante de 
vitamina A. 
El retinol (vitamina A1) es un alcohol primario que se encuentra en forma esterificada en los 
tejidos animales y en los peces de agua salada, principalmente en el hígado. Un compuesto 
muy relacionado, el3-dehidroretinol (Vitamina A2), se obtiene de los tejidos de peces de 
agua dulce habitualmente mezclado con el retinol. Existe un gran número de isómeros 
geométricos del retinol a raíz de las posibles configuraciones cis-trans a los lados de los 
dobles enlaces de la cadena lateral, así 
que, por ejemplo, los aceites de pescados 
están constituidos por mezclas de todos 
estos estereoisómeros. De todos los 
derivados conocidos, la forma 
completamente trans del retinol y su 
aldehído, el retinal, muestran la mayor 
potencia biológica in vivo; el 3-
dehidroretinol solo posee el 40% de la 
potencia de la forma completamente trans 
del retinol. (Fig.2) 
El ácido retinoico (ácido de la vitamina A), 
en el cual el grupo alcohol se ha oxidado, 
comparte algunas acciones del retinol 
pero no todas. Aunque el ácido retinoico 
no puede la función visual o reproductora 
de animales de experimentación, es muy 
potente en la promoción del crecimiento y 
el control de la diferenciación y el 
mantenimiento de los tejidos epiteliales. 
De hecho, el ácido en su forma 
completamente trans (tretinoína) parece 
ser la forma activa de la vitamina A en 
todos los tejidos excepto la retina y es de 
10 a 100 veces mas potente que el retinol 
en varios sistemas in Vitro. Un isómero 
importante del ácido retinoico todo trans 
es el ácido 13-cis-retinoico (isotretinoina) conocido comercialmente como Robaccutane el 
cual ha dado excelentes resultados en el 
manejo del acné. 
Se han sintetizado una gran cantidad de 
análogos del ácido retinoico, incluyendo la prodroga etretinato, que es representante de los 
llamados retinoides de segunda generación, en los cuales el anillo β ionona está 
aromatizado. Los retinoides de tercera generación tienen dos anillos aromáticos que sirven 
para restringir la movilidad de la cadena lateral polienoica. Esta clase de compuestos 
también recibe el nombre de carotinoides y todos son de naturaleza sintética. 
Los requerimientos humanos de vitamina A se han cuantificado a partir de la corrección de 
estados de deficiencia en voluntarios humanos. Las recomendaciones actuales de la 
FNBNRC (Food and nutrition board of the national research council) están basados sobre la 
cantidad de retinol necesario para mantener una adaptación normal a la oscuridad, mas un 
factor de corrección para las diferencias en la absorción intestinal y la utilización del retinol. 
La dosis recomendada diaria es de 4.000 UI/día para la mujer y 5.000 UI/día para el hombre, 
suponiendo esto que el 50 % es aportado por el retinol y el otro 50% es aportado por el β 
caroteno. Sin embargo, son muchas las organizaciones dedicadas al estudio de las dosis 
diarias recomendadas para estos compuestos, de manera que no existen criterios uniformes 
en la dosis diaria ideal, así, por ejemplo, La Academia Nacional de Ciencias de los EUA 
recomienda únicamente la administración de Retinol como fuente de vitamina A debido a la 
pobre absorción del β-Caroteno y otros carotenoides en general. La dosis sugerida por este 
organismo gubernamental es de 3.000 UI para los hombres adultos y 2.300 UI por dia para 
las mujeres. Estas nuevas recomendaciones se basaron en los nuevos conocimientos sobre 
el metabolismo y disposición final de la vitamina A así como de la eficiencia en la absorción 
del retinol. 
 
Digestión y absorción 
Carotenoides: 
Solo aproximadamente 1/3 del β caroteno y otros carotenoides son absorbidos por el 
intestino humano. Dicho proceso de absorción es relativamente inespecífico necesitándose 
sales biliares y una enzima: la β caroteno dioxigenasa, la cual es la encargada de catalizar la 
ruptura del doble enlace 15-15’ en presencia de oxígeno molecular para formar dos 
moléculas de retinal que son absorbidas ávidamente por la mucosa intestinal. Una vez 
dentro del enterocito, el retinal se puede reducir a retinol y ser esterificado para su transporte 
en los quilomicrones o se puede oxidar a ácido retinoico. Una pequeña porción del β 
caroteno se puede absorber como tal en el tubo digestivo circulando asociado a las 
lipoproteínas plasmáticas. Estudios recientes han determinado que la eficiencia de 
conversión de los carotenoides a retinol es bastante baja y esta en el orden de 6:1. 
Retinol: Más del 90 % del retinol que se consigue en la dieta esta en forma de ésteres, 
especialmente, con ácido palmítico (retinil palmitato o palmitato de retinoilo). Como ocurre 
con los triacilglicéridos (ésteres de ácidos grasos con el glicerol) la mayor parte de los 
ésteres de retinoilo se hidrolizan en la luz del intestino por acción de enzimas pancreáticas 
antes de su absorción, ya que esta molécula es de un tamaño considerable y no atraviesa la 
membrana de manera significativa, por lo que tiene que ser escindida en dos moléculas mas 
pequeñas que son el retinol y una molécula de ácido palmítico, que pueden ser absorbidos 
de una manera muy eficiente. El retinol a pesar de ser significativamente lipofílico 
aparentemente atraviesa la membrana de la célula intestinal mediante un transportador, 
proceso que es auxiliado gracias a la presencia de una proteína citosólica que fija el retinol 
dentro del enterocito con gran afinidad denominada CRBPII del inglés celular retinol binding 
protein II y que solo se encuentra dentro de éste, constituyendo el 1% de las proteínas 
totales del citosol. La mayor parte del retinol es vuelto a esterificar y es incorporado a los 
Fig. 5. Capas celulares más importantes de la 
retina 
quilomicrones (producidos en el mismo enterocito), los cuales son lipoproteínas de gran 
tamaño y baja densidad que son vertidas al torrente linfático y que llegan a la circulación 
sanguínea a nivel del conducto yugosubclavio para ser distribuidos por todo el organismo. 
Sin embargo, la mayor parte de estos ésteres se quedan dentro del quilomicrón y llegan 
finalmente al hígado donde son captados por los hepatocitos a través de receptores para la 
apo B48/apoE. Una vez dentro de la célula hepática, los ésteres de retinol se vuelven a 
hidrolizar y 90-95% del retinol resultante se une a una proteína (α1-globulina) llamada RBP 
(del inglés Retinol binding Protein) la cual tiene un único sitio específico de unión para el 
retinol. De esta forma, el hígado es capaz de excretar de manera activa hacia la circulación 
este complejo, que una vez en la sangre se une a la proteína Transtiretrina (una prealbúmina 
que transporta tiroxina) que tiene como función protegerlo de la inactivación por 
metabolismo enzimático y de la excreción por el riñón. Más de 95 % de los retinoides 
plasmáticos se unen a la RBP. Cuando los depósitos hepáticos de la vitamina y el sistema 
transportador RBP se saturan por la ingesta excesiva de retinol o por daño hepático, hasta el 
65 % de los ésteres de retinoilo pueden estar asociados a lipoproteínas plasmáticas. El 
retinol unido al RBP llega a la membrana celular de las distintas células blanco donde se 
cree que el complejo se une a una proteína específica en la superficie celular. De allí, el 
retinol es transferido a una proteína situada en la superficie interna de la membrana celular y 
que es estructuralmente muy parecida a la 
CRBPII del intestino pero que al parecer tiene 
también la función de catalizar la 
reesterificación del retinol con ácido palmítico 
para su almacén. Cuando los requerimientos 
intracelulares de retinol aumentan, una 
hidrolasa intracelular rompe la unión tipo éster 
liberando ácido palmítico y retinol, el cual 
puede sufrir transformación hacia compuestos 
activos. En la retina, por ejemplo, el retinol se 
puede oxidar a retinal, el cual es luego 
incorporado a la opsina. En otros tejidos, el 
retinal producido a partir del retinol se puede 
oxidar dando como resultado ácido retinoico. 
Como se puede ver existe cierto grado de 
interconversión mediante mecanismos 
enzimáticos entre el retinal y el retinol, pero 
lamentablemente ninguna molécula de ácido 
retinoico puede volver a generar ni retinal ni 
retinol. 
Ácido retinoico:A diferencia del retinol, 
existe muy poco ácido retinóico en forma 
completamente trans en la dieta. Después de 
la administración oral el ácido retinoico 
atraviesa libremente la membrana del 
enterocito y gana la circulación portal, siendo transportado en la sangre por la albúmina. Los 
estudios cuantitativos de esta ruta aun no han sido practicados en el hombre (Fig.3). 
Fig. 6. Ultramicrografía de un bastón. Del lado 
izquierdo, su organización esquemática 
 
Estructura química, formas coenzimáticas y mecanismo de acción 
La vitamina A o retinol así como otros compuestos con actividad biológica de la vitamina A 
como el retinal y el ácido retinóico son compuestos orgánicos de naturaleza lipídica formados 
por dos elementos: una cadena poli-isoprenoide y un anillo ciclohexenilo. En los vegetales, la 
vitamina A existe como pro-vitamina bajo la forma de un pigmento amarillo llamado β-
caroteno, cuya estructura se caracteriza por ser la de dos moléculas de retinal unidas por el 
extremo aldehído de sus cadenas poliisoprenoides. Debido a que el β-caroteno no se 
convierte con facilidad en las formas activas de la vitamina A, se considera que solo tiene 
una fracción de la potencia de las anteriores. (Fig. 2) 
La vitamina A tiene varias funciones importantes en el organismo. Desempeña una función 
esencial en la retina, es necesaria para el crecimiento y la diferenciación del tejido epitelial y 
se requiere para la reproducción y el crecimiento embrionario. Junto con algunos 
carotenoides, la vitamina A parece aumentar la actividad del sistema inmunológico para 
contratacar infecciones y para proteger contra el desarrollo de ciertos tipos de tumores. Las 
funciones de la vitamina A están mediadas por las diferentes formas de la molécula. En la 
visión, la forma activa es el retinal. El ácido retinoico parece ser la forma activa en las 
funciones asociadas con el crecimiento, la diferenciación y la transformación y el retinol es la 
forma principal de transporte hacia los tejidos, los cuales lo aprovechan para transformarlo, 
bien sea, en retinal o ácido retinoico. 
 
Retinal y el mecanismo de la visión nocturna 
La retina humana tiene 2 tipos de células 
fotorreceptoras: los conos y los bastones. 
Los conos participan en la visión diurna y 
los bastones en la visión nocturna. 
Si se estudian las diferentes capas de la 
retina, podemos observar que los 
bastones (y también los conos) hacen 
sinapsis con neuronas bipolares que a su 
vez se conectan con neuronas 
ganglionares que emiten axones que al 
unirse forman las fibras del nervio óptico, 
dirigiendo los estímulos captados por 
estas células al cerebro 
(Fig.4). 
En la oscuridad, el potencial eléctrico 
trasmembrana del bastón es de alrededor 
de –30 mv, lo cual, es considerablemente 
menor que el potencial de reposo trasmembrana de cualquier célula excitable (-60 a 
–90 mv). Como consecuencia de esta relativa despolarización durante la oscuridad el 
bastón libera de manera continua neurotransmisores hacia el espacio sináptico que lo 
une con las neuronas bipolares, motivo por el cual, estas últimas están 
constantemente estimuladas (y despolarizadas) durante la oscuridad (Fig.5). Si ocurre 
un pulso de luz, el potencial trasmembrana del bastón cambia haciéndose mas 
negativo, es decir, la célula se hiperpolariza. Esta hiperpolarización mediada por la luz 
provoca una drástica disminución en la liberación de neurotransmisores (Fig.5). 
Fig. 7. Actividad metabólica del bastón 
durante la oscuridad. Nótese la liberación de 
neurotransmisores mediada por la entrada 
de Na+ gracias a la estimulación del GMPc. 
El estado de despolarización continua en el bastón durante la oscuridad se debe a la 
apertura de una gran cantidad de canales de sodio en la membrana de esta célula. 
Cuando aparece el estímulo luminoso dichos canales se cierran, haciendo que el 
potencial trasmembrana se vuelva más negativo por lo que no se liberan más 
neurotransmisores. En este orden de ideas, cuando un bastón absorbe un fotón de luz 
ocurre una respuesta asombrosa, ya que se hiperpolariza alrededor de 1 mv. La retina 
humana es capaz de captar la luz procedente de 5 fotones, lo cual es, una cantidad 
verdaderamente pequeña. Un solo fotón puede cerrar alrededor de 800 canales Na+ y 
por lo tanto de bloquear el influjo de unos 10.000.000 de iones Na+; así, un solo 
bastón tiene que absorber de 30 a 50 fotones para causar la hiperpolarización 
máxima. 
De esta breve introducción surge una sola pregunta que debe ser respondida: 
 ¿Cómo la señal luminosa es utilizada para cerrar los canales de sodio? 
 
La absorción del fotón conduce a la 
isomerización de Retinal y activación de 
la Opsina 
El verdadero fotoreceptor en los bastones 
es una molécula compleja llamada 
rodopsina, la cual está constituida por una 
proteína trasmembrana, la opsina y el 
pigmento sensible a la luz 11-cis-retinal. La 
opsina tiene una estructura idéntica a los 
receptores acoplados a proteína G, pero en 
este caso en particular, la opsina no se 
encuentra en la membrana plasmática del 
bastón sino en un sistema de membranas 
especiales que se encuentran en el interior 
del extremo distal de esta célula (Fig. 6). 
El pigmento 11-cis-retinal es capaz de 
absorber la luz a una longitud de onda de 
400 – 600 nm, en otras palabras, en el 
rango de luz visible. El evento químico 
primario es la unión del 11-cis-retinal con la 
molécula de Opsina, proceso que es 
espontáneo y que se realiza a través de la 
formación de una base de Shiff entre un 
grupo amino de la cadena lateral del 
aminoácido Lisina de la Opsina y el grupo 
aldehído del 11-cis-retinal. Este proceso 
concluye en la formación de la Rodopsina, 
la cual al ser expuesta al fotón cambia su 
conformación a Metarodopsina II, debido a 
que el 11-cis-retinal se isomeriza a retinal 
todo-trans. Este proceso de isomerización es llevado a cabo en unos 1x10-7 
segundos. De esta manera, la energía luminosa se convierte en movimiento atómico 
al cambiar la conformación del retinal. Este cambio es extremadamente eficiente y 
Fig. 8. Cambios en el transporte iónico (Na+ y 
Ca++) en condiciones de alta luminosidad 
(Bastón en reposo). 
rápido, ya que aproximadamente el 20 % de los fotones a una longitud de onda de 
500 nm estimulan a la retina a llevar a cabo eventos de trasducción de la señal. Un 
fotón absorbido activa a la Rodopsina en unos 10 ms; en contraste, la isomerización 
espontánea (no enzimática) del 11-cis-retinal es muy lenta, alrededor de una molécula 
por cada 1.000 años. 
El complejo Retinal Todo-Trans-Opsina (Metarodopsina II) es muy inestable por lo que 
se disocia fácilmente, rindiendo Retinal Todo-Trans + Opsina. En la oscuridad, el 
Retinal-Todo-Trans es isomerizado enzimáticamente a 11-cis retinal, el cual puede 
unirse de nuevo con la Opsina para formar Rodopsina (Fig.7). 
 
En el proceso de la visión nocturna, el 
GMPc es la molécula trasductora clave 
El bastón contiene cantidades 
extremadamente altas de GMPc en su 
citosol durante la oscuridad como 
producto de una reacción química 
catalizada por la enzima guanilatociclasa 
en presencia del GTP. Durante la 
oscuridad, el GMPc mantiene abierto los 
canales de Na+ permitiendo la 
despolarización del bastón y liberación de 
sus neurotransmisores, lo que trae como 
consecuencia la capacidad de ver durante 
la oscuridad. Este hecho sucede porque 
en la penumbra hay acumulación de 11-
cis-retinal porque no es degradado 
(recuérdese que la degradación del 11-
cis-retinal a retinal-todo-trans ocurre 
gracias a la luz). Cuando se explicó la 
estructura de la Rodopsina se dijo que 
tenía una gran similitud con la familia de 
los receptores acoplados a proteína G, de 
hecho, la opsina puede considerarse un 
receptor, el cual se acopla por un lado a 
su hormona (el 11-cis-retinal) y por el otro 
lado a un tipo de proteína G llamada 
“trasducina” la cual posee (como cualquier 
proteína G) una subunidad α, una β y otra 
γ, las cuales reciben para este caso, losnombres de Tα , Tβ y Tγ (la T en realidad 
significa trasducina). Para tener una mejor idea del proceso se debe estudiar primero 
lo que sucede con el bastón cuando está excitado, es decir, durante la oscuridad, lo 
cual no es difícil si consideramos los procesos de la visión nocturna como un sistema 
de traslocación de señal endocrino. 
Los canales de Na+ que se encuentran en la membrana plasmática del bastón 
pertenecen a un tipo especial de canales que regulados por el GMPc. Así, dentro de 
la estructura terciaria de estos canales existe un dominio de unión para el GMPc, que 
al estar ocupado por esta molécula reguladora produce un cambio conformacional en 
el canal de sodio que permite su apertura y por lo tanto, como fenómeno final, la 
entrada de éste ión al interior del bastón en favor de un gradiente de concentración 
ocasionando su despolarización. Contestando la pregunta que se realizó al principio 
de este apartado, resulta obvio que el GMPc proviene del GTP por acción de la 
enzima guanilato ciclasa, de manera mas o menos análoga a lo que hace la adenilato 
ciclasa con el ATP. Es importante señalar que las similitudes no terminan allí y se 
debe recordar del estudio del capítulo anterior (HORMONAS) que la actividad de la 
adenilato ciclasa es aumentada por el efecto alostérico positivo ejercido por la 
subunidad α-GTP derivada de la estimulación de un receptor por una hormona. De 
esta forma, si consideramos los elementos involucrados en la visión nocturna como un 
sistema tipo proteína G, no es difícil deducir que las altas concentraciones de GTP en 
el citosol del bastón en principio favorecen la síntesis de GMPc gracias a la actividad 
del la guanilato ciclasa dentro del bastón que es estimulada por la presencia del 
sistema 11-cis-retinal-OPSINA-Trasducina. Cuando el 11- cis-retinal se une a la 
Opsina (hecho que en realidad representa la unión de la hormona con el receptor) se 
produce una disminución de la afinidad del complejo por la trasducina, la cual se 
separa en forma de un dímero Tβ-γ y un monómero Tα. Este monómero alfa en 
realidad es un perfecto equivalente de la subunidad alfa- GTP de la proteina G; de 
hecho, la subunidad Tα en estado de reposo se encuentra unida al receptor y cargada 
con GDP. Cuando el receptor es activado por la hormona, la trasducina, se separa del 
receptor intercambiándose el GDP por GTP a nivel de la subunidad Tα. La subunidad 
Tα-GTP se une a la enzima guanilato ciclasa activándola alostéricamente por lo que 
aumenta de manera ostensible la concentración de GMPc en el citosol del bastón lo 
que produce la apertura inmediata de los canales de Na+ y la despolarización del 
bastón durante la oscuridad (Fig.8). 
Durante la iluminación, la concentración de GMPc en el citosol del bastón disminuye 
debido a que se activa una enzima llamada fosfodiesterasa del GMPc, la cual cataliza 
la conversión del GMPc a su forma inactiva, el 5`GMP. Al desaparecer el GMPc los 
canales de Na+ se cierran hiperpolarizando la célula por lo que no se liberaban más 
neurotransmisores. La pregunta pertinente es ¿Cómo el fotón de luz es capaz de 
activar a la fosfodiesterasa del GMPc? 
En realidad la respuesta es muy sencilla de responder: esta enzima siempre esta 
presente en el citosol degradando el GMPc, el problema en realidad surge cuando el 
GMPc deja de producirse, tal como ocurre durante la exposición a la luz momento en 
el cual el 11-cis-retinal se isomeriza espontáneamente a retinal-todo-trans que no 
tiene afinidad por la Rodopsina. De esta forma, cuando la actividad GTPásica de la 
subunidad Tα-GTP hidroliza al GTP lo convierte inmediatamente en Tα-GDP, causa 
que se forme nuevamente el trímero Tαβγ que procederá a unirse rápidamente con la 
Opsina. De esta forma, al no haber disponibilidad de T-αGTP no se puede activar la 
guanilato ciclasa y la concentración de GMPc cae fuertemente, tanto por disminución 
de su síntesis como por la actividad constitutiva de la fosfodiesterasa del GMPc (Fig. 
9). 
 
Vitamina A y estructuras epiteliales 
La integridad estructural y funcional de las estructuras epiteliales en todo el organismo 
depende de un aporte adecuado de vitamina A. Esta vitamina es importante en la inducción 
de la diferenciación epitelial y el control de la misma en tejidos que secretan moco o en 
aquellos que están queratinizados. En presencia de retinol o ácido retinoico, las células 
basales son estimuladas a producir moco. Una concentración excesiva de retinoides genera 
una capa gruesa de mucina, inhibición de la queratinización y aparición de células 
caliciformes. 
En ausencia de vitamina A, las células caliciformes desaparecen y quedan reemplazadas por 
células basales que sustituyen el epitelio original por un epitelio estratificado queratinizado. 
La supresión de las secreciones normales conduce a irritación e infección. 
En fibroblastos o en células epiteliales en cultivo, los retinoides aumentan la síntesis de 
algunas proteinas como la fibronectina e inhiben la producción de otras como la colagenasa. 
Estudios realizados a nivel molecular sugieren que estos efectos son producto de la 
regulación de la expresión genética mediante la unión del ácido retinoico a receptores 
nucleares. De hecho, desde hace tiempo se conocen tres isoformas (α,β,γ) de receptores 
para ácido retinoico, y que en conjunto, pertenecen a la superfamilia de receptores para 
hormonas esteroideas/tiroideas y cuyos genes se han localizado en los cromosomas 
humanos 17, 3 y 12 respectivamente. Recientemente se ha agregado a esta superfamilia 
otro grupo de receptores, designado RXR (receptor para ácido 9-cis-retinoico). Hasta la 
fecha no se ha aislado un receptor semejante para el retinol, y es posible que este último 
tenga que oxidarse hasta ácido retinoico para exhibir sus funciones biológicas. 
Los retinoides tal vez influyan sobre la expresión de receptores para ciertas hormonas y 
factores de crecimiento. De este modo afectarían el crecimiento, la diferenciación y la 
función de las células blanco mediante acciones directas e indirectas. 
 
Vitamina A y carcinogénesis 
Dado que la vitamina A regula de diferenciación de las células epiteliales y la proliferación de 
las mismas, la capacidad aparente del retinol y compuestos relacionados para interferir la 
carcinogénesis ha despertado considerable interés. 
La deficiencia de esta vitamina en seres humanos aumenta la sensibilidad a la 
carcinogénesis: las células basales de ciertos epitelios sufren hiperplasia notoria y 
diferenciación reducida. La administración de retinol u otros retinoides a animales, revierte 
esos cambios en el epitelio de las vías respiratorias, glándulas mamarias, vejiga urinaria y 
piel. De este modo, la progresión de células pre-malignas a células con características 
invasoras se torna lenta e incluso se revierte en animales de experimentación. 
Todavía no está claro el mecanismo exacto de este efecto anticarcinogénico, pero se ha 
observado que este efecto persiste incluso semanas después de la exposición a un 
carcinógeno, lo cual sugiere la interferencia en la fase de promoción de la neoplasia. Un 
mecanismo posible que puede contribuir al efecto antitumoral de este compuesto es la 
inducción de diferenciación de las células malignas para formar células normales maduras 
desde un punto de vista morfológico, muy probablemente a través de la regulación de la 
síntesis de glucoproteínas y glucolípidos de la superficie celular que participan en la 
adherencia célula-célula a la matriz de tejido conectivo que las rodea. De hecho, la 
conversión del retinol en fosfato de retinol en las células epiteliales va seguida de la 
formación de manosil-retinil fosfato en la fracción microsomal de estas células. Este 
compuesto media la transferencia de manosa hacia las glucoproteínas de superficie de las 
células epiteliales. 
 
Vitamina A y función inmune 
Durante años se ha sabido que la deficiencia de vitamina A se relaciona con un incremento 
de la sensibilidad a infecciones bacterianas,parasitarias y virales. Se ha demostrado 
disminución de la resistencia a infecciones en muchos modelos de deficiencia de vitamina 
en animales. Incluso, los estados de deficiencia leve de esta vitamina aumentan la gravedad 
de las enfermedades infecciosas y la duración de las mismas. En presencia de avitaminosis 
A hay un marcado deterioro de la inmunidad mediada por células tal como se demuestra por 
la disminución del número de linfocitos en el bazo junto con la disminución de la actividad de 
las células asesinas naturales. 
En algunos estudios, se ha detectado un aumento en la respuesta a la vacunación anti-
tetánica en poblaciones humanas con mala nutrición al administrar vitamina A. Igualmente se 
ha estudiado el vínculo de la vitamina A, nutrición y sarampión. En estudios clínicos amplios, 
la administración de vitamina A en niños con sarampión dió como resultado una gran 
reducción de la mortalidad y la morbilidad por la enfermedad. En consecuencia, en una 
publicación preliminar de la OMS/UNICEF se recomendó que a todos los niños con 
diagnóstico de sarampión en países donde la tasa de mortalidad sea mayor del 1%, deben 
recibir de inmediato de 30 – 60 mg (100.000 – 200.000 UI) de vitamina A. 
 
Deficiencia de vitamina A 
Las reservas tisulares de retinoides en adultos saludables son suficientemente grandes 
como para que se requiera una deprivación a largo plazo para producir un verdadero estado 
carencial. La deficiencia de vitamina A se observa con mayor frecuencia acompañando a 
enfermedades crónicas que afectan la absorción de las grasas como en la colecistectomía, 
insuficiencia pancreática, sprue, cirrosis porta y giardiasis. 
La carencia de vitamina A es una de las enfermedades mas graves en lo que a deficiencia 
nutricional se refiere a nivel mundial. Está difundida a lo largo del sureste asiático, el medio 
oriente, África, Centro y Sur América, donde ataca principalmente a niños con desnutrición. 
La deficiencia de esta vitamina puede ser mortal en lactantes que padecen Marasmo o 
Kwashiorkor. Se estima que más de 250.000 niños en el mundo sufren ceguera irreversible 
por ingesta inadecuada de vitamina A. 
Los signos y síntomas relacionados con la avitaminosis A leve generalmente pasan 
inadvertidos. Las lesiones cutáneas como la hiperqueratosis folicular temprana son difíciles 
de reconocer y lamentablemente cuando aparecen formas mas reconocibles como la 
ceguera nocturna la carencia de vitamina A suele ser ya muy grave. En general, los tejidos 
de proliferación rápida son los más sensibles a la falta de vitamina A, pudiendo presentar 
una reversión de estas células a un estado más indiferenciado. 
Las alteraciones mas frecuentes según tejidos son: 
Ojos: La queratomalacia, caracterizada por sequedad, ulceración y xerosis de la córnea y 
las conjuntivas. A veces se observa como signos de aparición aguda en niños pequeños con 
deficit grave de vitamina A. Por lo general se anuncia con ceguera nocturna que evoluciona 
rápidamente a pérdida completa de la visión. 
Vías respiratorias: Los cambios estructurales del epitelio y la disminución de la producción 
de moco incrementan la incidencia de infecciones respiratorias. 
Fig. 9. Organización del potencial Redox de los 
principales antioxidantes del ser humano 
Piel: Se observa aumento de la queratinización y sequedad de la piel. Se pueden presentar 
erupciones papulares que afectan el folículo piloso y las glándulas cebáceas. En ciertos 
individuos puede haber un aumento de la incidencia de acné. 
Sistema genitourinario: El epitelio de las vías urinarias comparte los cambios 
anatomopatológicos comunes a todas las estructuras epiteliales. Los restos epiteliales 
pueden servir como núcleo para la formación de cálculos renales. 
Se han observado anormalidades en la reproducción como el deterioro de la 
espermatogénesis, degeneración testicular, aborto espontáneo e incremento en la incidencia 
de malformaciones congénitas. 
Tubo digestivo: Se aprecia disminución del número de células caliciformes sin 
queratinización. Puede haber metaplasia de los conductos pancreáticos. 
Hueso: Modelamiento defectuoso con producción de hueso esponjoso grueso en lugar de 
hueso compacto. 
Glándulas sudoríparas: Pueden sufrir atrofia y metaplasia escamosa con queratinización. 
 
VITAMINA E 
 
Generalidades 
Desde principios de 1920 se sabía que la fracción insaponificable de algunas grasas, en 
especial, los aceites de germen de trigo y aceites de otras semilla, poseían sustancias 
necesarias para mantener la fertilidad en 
diversas especies animales. De hecho, en 
ratas macho con deficiencia de esta 
sustancia desconocida se podía observar 
degeneración del epitelio germinal y atrofia 
testicular. En la hembra, los trastornos por 
deficiencia de este factor se caracterizaban 
por muerte de los fetos in útero por trastornos 
morfológicos y funcionales de la placenta. 
Por estos motivos la vitamina E fue 
denominada “vitamina anti-infertilidad”. Para 
1936 Evans y colaboradores dilucidaron la 
estructura química de la vitamina a partir del 
estudio de extractos de germen de trigo. 
La vitamina E así como otros antioxidantes 
es reconocida ampliamente como un agente antioxidante poderoso a nivel de las estructuras 
biológicas de naturaleza lipídica; así, las membranas plasmáticas y subcelulares y las 
lipoproteínas plasmáticas son protegidas de la oxidación por esta vitamina. Además de 
aliviar síntomas de deficiencia en animales, la vitamina E no genera efectos farmacológicos o 
de toxicidad notables. 
 
 
Fig. 10. Reacción de iniciación en la 
peroxidación lipídica en membranas y 
lipoproteínas (reacción de Fenton). Nótese 
como el peróxido de hidrógeno genera el 
radical libre hidroxilo, uno de los más
potentes agentes oxidantes producido por 
los sistemas biológicos. 
Fig. 11. Estructura química de los principales 
tocoferoles que se encuentran en la naturaleza. Nótese 
que las diferentes formas de este compuesto se 
derivan de el número y la posición de el/los grupos 
metilo. 
 
 
 
La literatura sobre esta vitamina se caracteriza por ser contradictoria respecto a sus acciones 
y mecanismo de acción. Estos datos contradictorios se relacionan en parte con la 
incapacidad para obtener resultados terapéuticos con el tratamiento basado en vitamina E 
en seres humanos, a pesar de observarse reducciones notorias de las consecuencias de la 
deficiencia de vitamina E en estudios con animales experimentales. 
Estructura química, formas coenzimáticas y mecanismo de acción 
Todos los compuestos de la familia de la vitamina E son Tocoferoles, es decir, compuestos 
químicos orgánicos poli-isoprenoides sustituidos de 6-hidroxicromanos, siendo el α-tocoferol 
el mas abundante y el de mayor actividad biológica (Fig.10) 
La vitamina E no forma parte de coenzimas así que su principal actividad biológica está 
representada por ser un importante representante de los sistemas antioxidantes tisulares. El 
α-tocoferol interrumpe la fase de propagación de la oxidación de los ácidos grasos poli-
insaturados (Pufa´s) de los fosfolípidos de las membranas al donar su hidrógeno fenólico a 
un radical libre peroxi de un Pufa peroxidado (Fig.11). El radical libre derivado de la vitamina 
E puede tomar 3 vías: 1. Volver a generar vitamina E al recibir el hidrógeno perdido de la 
vitamina C, 2. Oxidarse a un derivado del cromano de cadena abierta que se conjuga 
posteriormente con el ácido glucurónico a través de su grupo 2-oxihidrilo para eliminarse 
finalmente por la bilis y 3. Un exceso de radical libre de vitamina E, originado por la 
Fig.12. Peroxidación de los ácidos grasos poliinsaturados que forman parte de los fosfolípidos de 
membrana y liberación de malondialdehído como producto final de este proceso oxidativo. 
administración de una megadosis de esta vitamina puede comportase paradójicamente 
como pro-oxidante atacando biomoléculas cuyo potencial Redox le permita reducirse y 
formar nuevamente vitamina E. 
 
Síntomas de deficiencia 
Sistemanervioso: En animales, especialmente en ratas, la deficiencia de vitamina E se 
relaciona con atrofia axónica, la cual comprende la degeneración del cordón posterior y de 
los núcleos gráciles y cuneiforme. En aquellos individuos con síndrome de malabsorción se 
pueden observar algunos síntomas y signos relacionados como hiporeflexia, alteraciones de 
la marcha, anestesia, oftalmoplegía y disminución de la sensibilidad profunda. 
Sistema reproductor: La vitamina E es esencial para la reproducción en varias especies de 
mamíferos. Con base en los estudios en animales, esta vitamina se ha usado en humanos 
en el tratamiento del aborto recurrente y la infertilidad, así como en los trastornos 
menstruales, vaginitis y la sintomatología asociada a la menopausia. Aún así, no hay 
evidencia de que la vitamina E resulte beneficiosa en cualesquiera de estos padecimientos. 
 
Sistema musculoesquelético: En muchas especies, la dieta con deficiencia de vitaminas E 
produce miopatía necrosante que asemeja a la distrofia muscular en humanos. Si bien es 
cierto que se pueden observar algunos cambios miopáticos en humanos con deficiencia de 
vitamina E no se ha observado una similitud con el tipo de distrofias que se observan en 
seres humanos. 
Aterosclerosis: Existen pruebas inequívocas que la administración exógena de vitamina E 
limita la oxidación de las LDL en plasma y en el sub-endotelio. De hecho, los macrófagos a 
través de los receptores scavenger fagocitan ávidamente las LDL oxidadas. Las dosis 
farmacológicas (1600 mg/día) parecen proteger a las LDL de la oxidación. El mecanismo 
mediante el cual la vitamina E disminuye la incidencia de aterosclerosis es a través de la 
inhibición de la formación de la placa ateromatosa al bloquear la peroxidación lipídica y por 
lo tanto la transformación del macrófago en célula espumosa, ya que solo las LDL oxidadas 
pueden ser reconocidas por los receptores scavenger. 
Fig.13. Mecanismo antioxidante acoplado de la Vitamina E, Vitamina C, Glutatión, NADP+ y Glucosa. 
Obsérvese como la Vitamina E “corta” la reacción de propagación de la peroxidación lipídica de las 
membranas celulares. 
Fig.14. Estructura química de compuestos que pertenecen 
a la familia de la vitamina K. 
Cáncer: En algunas especies animales, la vitamina E inhibe la formación de nitrosaminas, 
agentes involucrados en la aparición de neoplasias. Igualmente, la administración de 
Vitamina E a ratones modifica la aparición de tumores así como su comportamiento. Sin 
embargo, aún no están claros los efectos de esta vitamina sobre el desarrollo de cáncer en 
humanos. 
Requerimientos en humanos 
Se ha estimado que la ingesta diaria de 10 – 30 mg basta para asegurar concentraciones 
sanguíneas dentro de límites normales. Sin embargo, estudios recientes indican que esta 
dosis diaria es mínima si se quiere aprovechar la virtud antioxidante del la vitamina E. 
igualmente, algunos estudios han sugerido que las dietas que contienen grandes cantidades 
de Pufa`s aumentan los requerimientos diarios de esta vitamina, es de hacer notar que las 
fuentes de estas grasas también son ricas en vitamina E. Las dietas ricas en Selenio, en 
aminoácidos con grupos Tiol y antioxidantes disminuyen los requerimientos de vitamina E. 
Las recomendaciones del Food and Nutrition Board del Nacional Research Council de los 
EUA son de 10 mg de α-Tocoferol al día para varones adultos y 8 mg/día para mujeres 
adultas. La leche humana (a diferencia de la de vaca) contiene suficiente Vitamina E para 
satisfacer los requerimientos de los lactantes. 
La actividad de vitamina E puede determinarse bioquímicamente o por biovaloración. Una 
unidad internacional (IU) equivale a la actividad de 1 mg de acetato de α-tocoferilo, el cual 
tiene la misma potencia que 1,49 UI/mg de D-α-tocoferol y 1,21 UI/mg de succinato de α-
Tocoferol. La experiencia indica que la proporción exacta para la administración de los dos 
antioxidantes mas importantes - vitaminas C y E - es de 400 UI de vitamina E por cada 1.000 
mg de ácido ascórbico, esto con la finalidad de controlar la producción de malondialdehído. 
 
VITAMINA K 
 
Generalidades 
En 1922, Henrik Dam profesor de 
Universidad de Copenhague, observó 
una enfermedad hemorrágica en las 
aves que afectaba especialmente las 
regiones musculares y articulares, 
cuando eran sometidas a una dieta 
carente de grasas. Esta condición fue 
revertida cuando fueron alimentadas 
con alfalfa. Posteriormente, Dam aisló 
una sustancia liposoluble con 
propiedades antihemorrágicas a partir 
de este vegetal, a la que llamó 
Vitamina K o vitamina de la 
“Koagulation”. En 1936 Almquist y 
Stokstad descubren la vitamina K en la 
harina de pescados en putrefacción. 
EA Doisy y cols. Extraen las vitaminas 
K1 y K2 de la alfalfa y el pescado, 
describiendo su estructura y 
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compartiendo con H. Dam, el Premio Nóbel de Fisiología y Medicina, en 1943. Durante la 
década de los setenta se demuestra que la vitamina K es un cofactor de una enzima 
encargada de la conversión de los precursores inactivos de las proteínas dependientes de 
vitamina K, en las formas activas. Stenflo y colaboradores descubrieron en 1978 la 
modificación post-traduccional por carboxilación de los factores vitamina K-dependiente y 
posteriormente se demuestra que la warfarina actúa por inhibición de la enzima vitamina-K-
epóxido reductasa, lo que completa la comprensión del mecanismo de acción y del ciclo de 
conservación de la vitamina K. 
La vitamina K pertenece a una serie de compuestos liposolubles derivados de la 2-metil-
naftoquinona que poseen propiedades coagulantes. La vitamina K es resistente al calor, 
humedad y al contacto con el aire y es inestable ante la luz De esta forma, no es eliminada 
de los alimentos por la ebullición en agua y no es destruida por los métodos usuales de 
cocinado. Sin embargo, es destruida por los ácidos, los álcalis, los agentes oxidantes y la luz 
ultravioleta. Se pueden distinguir 3 diferentes familias de compuestos con actividad de 
Vitamina K (Fig. 12): 
Familia K1: Filoquinona 
La Filoquinona posee una cadena de fitilo en la posición 3 de la naftoquinona, y se 
encuentra básicamente en los alimentos vegetales, aunque también en lácteos, huevos y 
carnes. 
Familia K2: Menaquinona 
La familia K2 es un conjunto de derivados de la naftoquinona en los que los sustituyentes en 
la posición 3 están constituídos por varios grupos de isoprenilo (entre 4 y 13 unidades). Se 
llaman menaquinonas seguidas de un sufijo que indica el número de unidades de isoprenilo. 
Las menaquinonas son sintetizadas por bacterias en el tracto intestinal y pueden aportar una 
parte de las necesidades de vitamina K. La vitamina K es esencial porque el núcleo de la 
1,4-naftoquinona no puede ser sintetizado en el organismo. 
Familia K3: Menadiona 
La Menadiona es un derivado sintético, utilizado como suplemento en los estados 
carenciales. 
La vitamina K proviene de los alimentos que ingerimos, o bien puede ser producida por las 
bacterias del intestino. Para su absorción necesita una mucosa gástrica en buenas 
condiciones, la presencia de sales biliares y de las enzimas pancreáticas, así como la 
adecuada presencia de grasa en la dieta debido a su condición liposoluble. Las filoquinonas 
son absorbidas en el intestino delgado. 
Una vez absorbida a través de la porta llega al hígado, donde en el hepatocito se convierte 
en forma epóxido, su forma activa. Las menaquinonas son producidas por la flora intestinal y 
constituyen mayoritariamente las reservas hepáticas, son absorbidas en los últimos tramos 
del íleon y colon por difusión pasiva, y almacenadas de manera similar a las filoquinonas. 
 
Función de la vitamina K 
Dentro de las funciones en que está implicada esta vitamina, la principal es su participación 
en la síntesis de factores de la coagulación sanguínea. Todos estos factores proteínicos 
tienen en común el hecho de contener el ácido carboxiglutámico y de participar enreacciones que requieren la presencia de calcio. Al llegar la vitamina K al hígado se 
encuentra en forma de vitamina K quinona. Gracias a la existencia de la enzima quinona 
reductasa que es vitamina K dependiente, se convierte en Vitamina Kh2 o hidroquinona. 
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Fig.15. Ciclo de la Vitamina K 
Bajo esta forma química, la vitamina 
Kh2 actúa como coenzima de una 
carboxilasa también dependiente de 
vitamina K que se utiliza para completar 
la síntesis en el hepatocito de cuatro 
factores de la coagulación (factores II 
(protrombina), VII (proconvertina), IX 
(factor Christmas, componente 
tromboplastínico) y X (factor de Stuart) 
todos ellos esenciales para el desarrollo 
de la cascada de la coagulación. De 
esta forma se producen factores 
carboxilados los cuales se hallan 
dispuestos para ser activados y ligarse 
por esta carboxilación de los residuos 
terminales de ácido glutámico con el 
calcio y fosfolípidos. La vitamina K 
también se utiliza en la síntesis de otros 
factores de coagulación tales como la proteína C, la proteína S y la proteína Z. La vitamina 
K hidroquinona al recibir una molécula de oxígeno se convierte en vitamina K epóxido, la 
cual a la vez cierra el ciclo convirtiéndose en vitamina k quinona por efecto de una vitamino K 
epóxido reductasa. De esta manera se mantiene un equilibrio entre las distintas formas de 
vitamina K, regenerándose in situ la vitamina K de forma inactiva y usada (vitamina K 
epóxido) a forma activa (Vitamina K hidroquinona), pasando previamente por su forma 
natural la vitamina K quinona (Fig. 13) 
También se ha evidenciado el papel de vitamina K como cofactor en la γ- carboxilación de la 
osteocalcina (producto secretorio de los osteoblastos) la cual es necesaria para la formación 
ósea. Esto representa un adelanto importante en la dilucidación de los mecanismos de 
acción de la vitamina K ya que abre la posibilidad de que otras proteínas no relacionadas con 
la coagulación sanguínea. 
La deficiencia primaria de vitamina K es poco frecuente en los adultos sanos. Los adultos 
están protegidos frente a la carencia de vitamina K porque ésta se encuentra ampliamente 
distribuida en los tejidos de plantas y animales que son consumidos en la dieta, además, el 
ciclo de la vitamina K conserva la vitamina y la flora microbiana del intestino normal sintetiza 
menaquinonas. Sin embargo, una deficiencia secundaria de vitamina K puede presentarse 
en adultos que presentan condiciones patológicas con una ingesta dietética marginal, en 
especial si experimentan traumatismos, cirugía extensa o nutrición parenteral con o sin 
tratamiento con antibióticos de amplio espectro. Las personas con obstrucción biliar, 
malabsorción, diarreas crónicas, colitis ulcerosa, ileítis regional, síndrome de intestino corto, 
fibrosis quística o hepatopatía parenquimatosa también tienen un riesgo más elevado de 
deficiencia de vitamina K. 
La sintomatología y signos causados por la deficiencia de esta vitamina ocurren debido a la 
hipoprotrombinemia y a la disminución asociada de otros factores de la coagulación 
dependientes de vitamina K. El sangramiento es la principal manifestación si la causa es una 
ingesta dietética insuficiente o un antagonismo de la vitamina K por fármacos. La deficiencia 
de vitamina K se presenta con aparición de equimosis, sangrado de mucosas 
(especialmente epistaxis), hemorragias gastrointestinales, menorragia y hematuria. En los 
Fig. 16. Estructura química de los miembros 
de la familia de la vitamina D 
lactantes se manifiesta por hemorragias cutáneas, gastrointestinales, torácicas y, en el peor 
de los casos, intracraneales. Una disminución en la actividad de la protrombina y de otros 
factores de la coagulación dependientes de la vitamina K indica deficiencia o antagonismo 
de la vitamina K. El tiempo de protrombina (TP) y el tiempo de tromboplastina parcial 
activada (TTPa) suelen estar prolongados. El nivel de fibrinógeno, el tiempo de trombina, el 
recuento de plaquetas y el tiempo de hemorragia están en el intervalo normal. El nivel 
plasmático de filoquinona oscila entre 0,2 y 1,0 ng/ml en sujetos normales que consumen de 
50 a 150 mg de filoquinona por día. La restricción de la ingesta de vitamina K a <50 mg/día 
rebaja el nivel plasmático. Sin embargo, medir los niveles plasmáticos sin conocer la ingesta 
de vitamina K no tiene utilidad en la detección selectiva de la deficiencia. 
 
VITAMINA D 
 
Generalidades 
El término genérico vitamina D (VD) se refiere a 
un grupo de esteroides que se caracterizan por 
presentar el anillo B de su núcleo esteroideo en 
forma abierta. La vitamina D se encuentra en la 
sangre en dos formas: la vitamina D2 o 
ergocalciferol (calciferol) (VD 2), que es de 
origen vegetal, y la vitamina D3 o colecalciferol 
(VD3), que se sintetiza en la piel, gracias a la 
acción de la luz UV. Esta última también se 
puede obtener de la dieta a partir del aceite de 
hígado de pescado, del hígado y del huevo. La 
VD (VD sin subíndice se refiere a ambas formas 
D2 y D3), que fue descubierta en 1920 por 
Mellanby se catalogó inicialmente como una 
vitamina por que se sabía que era esencial para 
la formación del esqueleto y porque se obtenía 
exclusivamente de los alimentos. Sin embargo, 
a principios de la década de los 30`s (siglo 20), 
gracias a los trabajos del “Vitamin D 
implications in health and pregnancy” de 
Windaus y Brockmann, se logró determinar la 
estructura química de la VD de manera 
definitiva que permitió demostrar su naturaleza 
esteroidea, por lo que se situó finalmente dentro 
de la clasificación de las hormonas esteroideas. 
De hecho, Windaus recibió el premio Nóbel de 
química en 1928 por sus aportaciones al conocimiento de la estructura de la VD, lo cual 
permitió su aplicación en el tratamiento de enfermedades tales como el raquitismo y otras 
que cursaban con deficiencias en esta vitamina. 
Estructura química, formas coenzimáticas y mecanismo de acción 
La VD es un compuesto químico de naturaleza orgánica derivada del 
ciclopentanoperhidrofenantreno, el cual es común a todas las hormonas esteroideas, con el 
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Fig. 17. Procesos metabólicos que intervienen en la síntesis de 
la forma hormonalmente activa de la vitamina D, el 1-25-
dihidroxi-colecalciferol (Calcitriol) 
anillo B abierto entre los carbonos 
9 y 10, lo que permite identificarla 
como secoesteroide. 
Adicionalmente, y a diferencia de 
las hormonas esteroides (estradiol, 
testosterona) que no presentan 
cadena lateral, la VD conserva 
ocho carbonos de la cadena lateral 
del colesterol. La diferencia entre 
la VD2 y la VD3 es que en su 
estructura, la primera presenta un 
grupo metilo en el carbono 24 y un 
doble enlace entre el carbono 22 y 
23 (Fig.14) 
En la piel, la VD se sintetiza a 
partir del 7-dehidrocolesterol. La 
radiación ultravioleta rompe el 
anillo B dando lugar a la formación 
de un intermediario inestable 
(previtamina D), que a través de un 
proceso fototérmico se 
biotransforma en colecalciferol el 
cual es transportado en la sangre 
unido a su proteína transportadora 
hasta el hígado, en donde es 
hidroxilado en el carbono 25 para 
convertirse en 25-hidroxivitamina D3 (25-OH-D). Este metabolito, si bien es el más 
abundante en el plasma, no representa la forma activa. En el riñón la 25-OH-D es hidroxilada 
en el carbono 1 para obtener la forma hormonal: la 1,25-di-hidroxivitamina D3 (1,25-
dihidroxicolecalciferol) (Fig.15). 
A principios de la década de los setenta (del siglo 20) se determinó la naturaleza endocrina 
de la vitamina D, lo que dependió básicamente del descubrimiento de los receptores 
nucleares para la 1,25-(OH) D3 en el intestino así como del conocimiento del papel que tiene 
el riñón en la producción de esta hormonay su regulación por parte de la hormona 
paratiroidea (PTH). El sistema endocrino de la vitamina D se basa en el hecho de que la 
1,25-(OH) D3 es una hormona que se sintetiza en un tejido específico, es transportada a 
través de la sangre y activada en ciertos órganos, ejerciendo sus efectos biológicos al 
interactuar con sus receptores específicos. El funcionamiento del sistema endocrino de la 
vitamina D depende entonces de tres elementos principales: la presencia de los citocromos 
P450 en el hígado y en el riñón para biotransformar la 25-OH-D en su metabolito activo 
(1,25-(OH)D); en segundo lugar, la presencia de proteínas transportadoras para movilizar 
estas moléculas hidrófobas hasta sus órganos blanco, y tres, la existencia de receptores 
específicos en una variedad de tejidos. Actualmente se conoce que la 1,25-(OH) D se une a 
sus receptores localizados en sus diversas células blanco y que su producción y degradación 
son procesos regulados por mecanismos de retroalimentación que responden a factores 
iónicos (Ca++, PO4--), polipeptídicos (PTH, calcitonina), y esteroideos (1,25-(OH) D). Los 
órganos blanco principales de acción del calcitriol son el riñón, el hueso y el intestino, y sus 
Fig.19. El derivado del anillo 
tiazol es la parte activa del 
pirofosfato de tiamina 
Fig. 18 Individuo con Beri-beri 
del tipo “seco” 
funciones fisiológicas más importantes son las de mantener concentraciones adecuadas de 
calcio y fósforo, así como la mineralización del hueso (Fig.16). 
 
VITAMINAS HIDROSOLUBLES 
 
VITAMINA B1 ó TIAMINA 
 
Generalidades 
La Tiamina fue la primera vitamina del complejo B en ser 
identificada. Su descubrimiento está firmemente relacionado 
con la enfermedad originada por la carencia de la misma: El 
Beri-beri (Fig.17). 
El Beri-beri es una enfermedad que afecta el sistema 
nervioso caracterizada por polineuritis y que fue muy 
frecuente durante el siglo XIX en el este de Asia debido a 
que los molinos mecánicos para el arroz (que fueron 
introducidos en esa época) eliminaban la cáscara de este 
cereal, la cual es rica en esta vitamina. En 1880 se propuso 
por primera vez que la enfermedad dependía de la dieta 
cuando el Almirante Takaki redujo la incidencia de la 
enfermedad en la marina japonesa al agregar pescado, 
cebada y vegetales al arroz sin cáscara. En 1897, Eijkman, 
un médico holandés que vivía en Java (donde el Beri-beri era 
también frecuente) observó que las aves de corral 
alimentadas con arroz sin cáscara presentaban 
manifestaciones parecidas al Beri-beri y que eran curadas al 
administrárseles arroz con cáscara. Poco después se 
comprobó que la adición de cáscara de arroz a la dieta curaba 
el Beri-beri en humanos. 
Para 1911, Funk, aisló una forma muy concentrada del factor 
activo al que llamó Vitamines (que fue acortado 
posteriormente a Vitamins). El factor activo de la cáscara de 
arroz se llamó vitamina B1 y para 1926, Jansen y Donath la 
aislaron en forma cristalina, siendo Williams en 1936 quién 
determinó su estructura. El Council on Pharmacy and 
Chemistry adoptó el nombre de Tiamina para designar a la 
forma cristalina de la vitamina B1. 
La absorción de cantidades habituales de Tiamina en la dieta 
a partir del tubo digestivo ocurre por medio de transporte 
activo dependiente de Na+. A concentraciones más altas, la 
difusión pasiva también es importante. La absorción por lo general se limita a una cantidad 
máxima diaria de 8 a 15 mg, pero esta cantidad puede excederse a través de la 
administración oral de esta vitamina en presentaciones farmacológicas. 
En adultos, los tejidos descomponen aproximadamente 1 mg al día de Tiamina mediante la 
ruptura del puente metileno, por lo que esta cantidad es la considerada como requerimiento 
Fig.20. La forma activa de la tiamina o vitamina B1 
es el pirofosfato de tiamina, la cual tiene carga 
negativa debido a la presencia de los fosfatos. Esto 
le permite interactuar con el sitio catalítico de la 
apoenzima (cargado positivamente). El pirofosfato 
es transferido a la tiamina desde el ATP mediante 
la enzima tiaminadifosfotransferasa 
mínimo diario. Cuando el consumo es menor que esta cifra casi no se excreta Tiamina por la 
orina. Cuando la ingestión sobrepasa el requerimiento mínimo, primero se llenan las 
reservas tisulares, a partir de lo cual, el exceso empieza a aparecer en la orina como 
Tiamina intacta o como Pirimidina y a medida que el consumo de Tiamina aumenta, una 
porción mayor del exceso se excreta sin cambios. 
 
Estructura química, formas coenzimáticas 
y mecanismo de acción 
 
Desde el punto de vista estructural la 
Tiamina consiste en una pirimidina sustituida 
enlazada a un Tiazol sustituido a través de 
un puente metileno (Fig.20). Es soluble en 
agua y alcohol hasta el 70 %. Su estabilidad 
es considerable en soluciones ácidas, pero 
baja en soluciones neutras o alcalinas y en 
medio ácido se puede calentarse a altas 
temperaturas sin que pierda su actividad. En 
la Tiamina tratada en medio alcalino y con 
oxidantes ligeros se forma un nuevo anillo, el 
tiocromo, sustancia con fluorescencia azul, 
cuya determinación sirve para llevar a cabo 
la estimación cuantitativa de la cantidad de 
Tiamina en una muestra. 
 
La forma coenzimática o forma activa de la 
Tiamina es el pirofosfato de Tiamina (TPP). 
Dentro de las células animales, la coenzima 
es sintetizada a partir de la Tiamina 
proveniente de la dieta mediante la 
transferencia enzimática de pirofosfato a 
partir del ATP como donador de fosfato. La 
enzima encargada de la catálisis de este 
paso es la tiaminadifosfotransferasa (Fig.20). 
El anillo Tiazol contiene la parte activa de 
la coenzima, es decir, la parte encargada de 
las transformaciones químicas del sustrato (Fig. 21). El pirofosfato de tiamina es la 
coenzima utilizada por enzimas que catalizan la descarboxilación de α-cetoácidos como el 
Piruvato y α-cetoglutarato. Igualmente es una coenzima imprescindible en las reacciones de 
transcetolación. 
El carbanión del anillo tiazol del pirofosfato de tiamina tiene una alta densidad electrónica, es 
decir, tiene características nucleófilas. Este hecho le permite atraer al H+ (electrófilo) 
presente en la forma nativa de la coenzima y que puede a su vez ser desplazado por el 
carbono que contiene el grupo carbonilo del Piruvato ya que éste tiene mayor poder 
electrofílico, provocando la separación del grupo carboxilo del Piruvato y su posterior 
rearreglo a CO2, dejando un par de electrones en el carbono carbonilo del acetil. Obsérvese 
Maria Isabel
Resaltado
Maria Isabel
Resaltado
que en la forma activa de la Tiamina el pirofosfato es fundamental para el anclaje al grupo 
NH3+ de la Lisina en la apoenzima (Fig.22). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.21. Bases moleculares del mecanismo de acción del pirofosfato de Tiamina. Para explicación, 
ver texto. 
Fig.22. Estructura química de la Vitamina B2 o 
Riboflavina. 
Fig.23. Síntesis del mononucleótido de flavina o 
FMN. 
VITAMINA B2 ó RIBOFLAVINA 
 
Generalidades 
Los pigmentos amarillos relacionados con la 
riboflavina fueron aislados por primera vez de 
los tejidos animales, el huevo y la leche. El 
aislado de la leche, llamado al principio 
lactoflavina y posteriormente riboflavina, se vio 
que era un factor de crecimiento para muchos 
mamíferos. 
Los químicos Europeos R. Kuhn y P. Kaner 
lograron en 1935 dilucidar la estructura de la 
riboflavina al descubrir que se trataba de un 
derivado de la isoaloxacina. La Riboflavina es 
sintetizada por las plantas y muchos 
microorganismos. 
La teoría de que los pigmentos flavínicos 
amarillos actuaban como coenzimas había sido 
dilucidada anteriormente por H. Theorell 
(Sueco) y por O. Warburg (Alemán) quienes 
descubrieron que una enzima que participaba 
en la oxidación de los nucleótidos de piridina 
reducidos contenían un grupo proteico amarillo 
identificado por Theorell como 5´-fosfato de 
riboflavina (FMN). Mas tarde, en 1938, Warburg 
descubrió una segundaforma coenzimática de 
la riboflavina, el Flavin-adenin dinucleótido 
(FAD). El FMN no es un verdadero nucleótido ya 
que no posee pentosa en su estructura. 
Los flavin-nucleótidos actúan como grupos 
prostéticos de enzimas de oxido-reducción 
llamadas flavoenzimas o flavoproteínas. Estas 
enzimas intervienen en muchos procesos como 
la descarboxilación del Piruvato y en la cadena 
respiratoria. En muchas flavoenzimas, el flavin-
nucleótido se encuentra fuertemente unido 
(aunque no de manera covalente) a la enzima, 
constituyendo una excepción la succinato 
deshidrogenasa, en la que el FAD se une covalentemente a un residuo de histidina de la 
enzima. 
Las metaloflavoproteínas contienen uno o más metales como cofactores adicionales. Los 
flavin nucleótidos experimentan oxidación/reducción reversible del anillo isoaloxacina para 
rendir las formas oxidadas y reducidas de la coenzima. 
La riboflavina se halla ampliamente distribuida tanto en los vegetales como en los animales, 
pero la cantidad varia enormemente de uno a otro. El hígado, el germen de trigo, la levadura 
y los vegetales verdes constituyen fuentes ricas de esta vitamina. 
Maria Isabel
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Maria Isabel
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Fig.24. Síntesis del dinucleótido de flavina y adenina o 
FAD. 
La riboflavina puede obtenerse en forma 
de sales de ciertos minerales, es 
termoestable en soluciones ácidas, 
neutras y débilmente alcalinas. Se 
descompone por exposición a la luz, 
especialmente con la luz ultravioleta. 
Estructura química, formas 
coenzimáticas y mecanismo de acción 
La riboflavina está constituida por un 
anillo isoaloxacina heterocíclico unido al 
alcohol ribitol. Como se mencionó 
anteriormente las formas activas de esta 
vitamina (formas coenzimáticas) son el 
FMN (mononucleótido de flavina) y el FAD 
(flavin adenin dinucleótido). El FMN se 
forma de la riboflavina a partir de una 
fosforilación dependiente del ATP, en 
tanto que el FAD se sintetiza a través de 
una reacción adicional en la cual el ATP 
dona una fracción AMP que es transferida 
al FMN (Fig. 23) 
La parte activa desde el punto de vista 
coenzimático del FMN y FAD es el anillo 
de isoaloxacina, el cual es capaz de 
oxidarse o reducirse, es decir, recibir o 
donar 2 átomos completos de hidrógeno 
mediante una reacción de adición 1,4 
(Fig. 24) 
En vista de sus funciones metabólicas tan 
amplias, tal como se esperaría observar 
en una coenzima de oxido/reducción, es 
sorprendente que la deficiencia de 
riboflavina no produzca estados 
patológicos de importancia. Se ha 
reportado sin embargo, que la deficiencia 
de esta vitamina esta relacionada con 
fotofobia, dermatitis seborreica, 
estomatitis y quelosis. 
Distintas líneas experimentales han 
demostrado que la reducción de las 
flavoproteínas se desarrolla en dos etapas 
en las cuales se incorpora un átomo de 
hidrógeno completo a la vez. En la primera etapa se forma un intermediario llamado “forma 
semiquinónica de la B2”, que es en realidad, un compuesto semireducido. Es de esperar que 
la forma semiquinónica de la coenzima sea razonablemente estable ya que puede tomar 
diferentes formas de resonancia. Esta forma semireducida es un verdadero radical libre con 
Maria Isabel
Resaltado
Maria Isabel
Resaltado
Fig. 25. Mecanismo de acción (óxido – reducción) del anillo isoaloxazina del FAD. 
un electrón no pareado en el nitrógeno 1 que buscará estabilizarse incorporando un segundo 
átomo completo de hidrógeno (Fig.25) 
 
 
VITAMINA B3 (Nicotinamida, Ácido Nicotínico, Niacina) 
 
Generalidades 
La niacina es el nombre genérico del ácido nicotínico y la nicotinamida, las cuales son las 
formas vitamínicas presentes en la dieta. El ácido nicotínico es estructuralmente un derivado 
monocarboxílico de la piridina. 
La deficiencia de vitamina B3 en el hombre produce una enfermedad característica llamada 
pelagra (del italiano “piel áspera”). Los síntomas más llamativos de esta entidad son de la 
esfera dermatológica, caracterizándose en su inicio por graves lesiones cutáneas que 
empiezan por un eritema duro de bordes bien definidos y que generalmente guardan 
simetría bilateral. Las partes del cuerpo más afectadas son el dorso de las manos, los 
antebrazos y el cuello. También se pueden observar síntomas digestivos como diarrea 
debido a ulceración extensa a nivel del colon. 
La pelagra fue una entidad endémica durante el siglo XIX, en especial, en la región sureña 
de los EUA. Entre 1915 – 1920 fue reconocida como enfermedad carencial gracias a los 
clásicos estudios realizados por Joseph Golderberg del US Public Health Service en 
orfelinatos. A pesar de todo el esfuerzo investigativo de la época no se pudo demostrar que 
la deficiencia de ácido nicotínico era la causa de esta enfermedad hasta 1937, cuando los 
científicos británicos A. Harden y W.J. Yomeg descubrieron que se necesitaba la presencia 
Fig. 26. El ácido nicotínico puede obtenerse de la dieta 
o por recuperación mediante desaminación de la 
nicotinamida proveniente de la degradación del NAD. 
Para la síntesis del NAD, el ácido nicotínico se une al 
ribosilfosfato proveniente del PRPP (5´-fosforribosil 1-
pirofosfato) mediante la enzima fosforibosiltransferasa 
(reacción 1) formando el mononucleótico de nicotinato o 
MNN (que también puede ser sintetizado a partir del 
quinolinato proveniente del triptófano). Seguidamente 
una fosfoadenosiltransferasa utilizando el ATP como 
donador transfiere al MNN una unidad fosfoadenosilo 
que lo convierte en desamido NAD+ (reacción 2) el cual 
luego es transformado en NAD+, cuando se le une un 
grupo amino proveniente de la glutamina, en una 
reacción catalizada por la NAD+ sintasa que utiliza al 
ATP como fuente de energía (reacción 3). 
de un cofactor termoestable para la 
fermentación alcohólica del azúcar por los 
extractos de levadura. Este cofactor recibió 
el nombre de coenzima I ó cozimasa siendo 
finalmente aislado en 1933 por el sueco H. 
Von Euler, recibiendo el nombre actual de 
ácido nicotínico cuando fue dilucidada la 
estructura de la coenzima por los bioquímicos 
norteamericanos C.A. Elvelijem y D.W. 
Woolley en 1937. 
La mayor parte de los vegetales y animales 
pueden sintetizar ácido nicotínico a partir de 
otros precursores, sobre todo, a partir del 
triptófano. De hecho, si se administra una 
dieta rica en triptófano, el humano no 
experimenta síntomas y signos de carencia 
de Vitamina B3. Lamentablemente, la dieta 
clásica humana es relativamente pobre en 
triptófano por lo cual es importante incorporar 
esta vitamina en la dieta. 
 
Estructura química, formas coenzimáticas 
y mecanismo de acción 
El ácido nicotínico y la nicotinamida una vez 
absorbidas en el tubo digestivo se distribuyen 
por todo el organismo, sufriendo en el interior 
celular una serie de transformaciones 
enzimáticas que las convierten en NAD+ y 
NADP+ (las formas coenzimáticas activas). 
El nicotinato es la forma de niacina que se 
requiere para la síntesis de NAD+ y NADP+ a 
nivel citosólico, por lo que, cualquier 
nicotinamida proveniente de la dieta debe 
desamidarse a nicotinato. Dentro de la 
célula, el nicotinato se convierte en desamido 
NAD+ al reaccionar con el 5-fosforribosil-1-
pirofosfato (PRPP) siendo adenilado 
posteriormente gracias al ATP para formar 
mononucleótido de nicotinato. Finalmente 
este compuesto es aminado gracias a la 
incorporación de un grupo amino de la 
glutamina para formar NAD+ (niacin-adenin 
dinucleótido ó dinucleótido de nicotinamida y 
adenina) que por una reacción extra puede 
fosforilarse a expensas del ATP para formar 
NADP+ (Fig.26) 
Fig. 27. Síntesis del NAD+ a partir del aminoácido 
Triptófano. 
La parte coenzimáticamente activa del NAD+ y 
del NADP+ es la nicotinamida, la cual puede 
recibir equivalentes reductores provenientes 
de sustratos donadores reducidos. Dichos 
equivalentes reductores son incorporados a la 
nicotinamida gracias a la formación de un ión 
hidruro (Fig.27) 
Sehan postulado dos mecanismos que 
explican cómo el ión hidruro se incorpora al 
NAD+ y depende de las forma de resonancia 
que presente la nicotinamida al momento de 
la oxidación: 
Si el carbono 4 posee la carga positiva 
derivada del nitrógeno cuaternario. En este 
caso el hidruro cargado negativamente será 
llamado por este carbono positivo debido a la 
rotación de los enlaces. 
Si el nitrógeno cuaternario está cargado 
positivamente, el hidruro será atraído por éste 
ingresando a la estructura de la nicotinamida 
en dos pasos: En primer lugar se incorpora un 
electrón y luego un átomo completo de 
hidrógeno (Fig.28) 
La Niacina se distribuye ampliamente en 
alimentos animales y vegetales. No obstante, 
la valoración de la cantidad de Niacina en un 
alimento debe tomar en cuenta el hecho de 
que el aminoácido triptófano puede 
convertirse en NAD+. Se ha calculado que por 
cada 60 mg de triptófano se genera 1 mg de 
niacina, de esta forma, para que se produzca 
deficiencia de niacina y por lo tanto pelagra, la 
dieta debe ser pobre en niacina y triptófano. 
Este problema se presenta en poblaciones 
que basan su dieta en el maíz, ya que éste a 
pesar de poseer niacina se encuentra en 
forma de niacitina. Las dietas basadas en 
sorgo también pueden producir pelagra por 
que este alimento es rico en leucina, la cual 
es capaz de inhibir la enzima quinolato-
fosforribosil-transferasa, clave en la síntesis 
de NAD+ a partir de ácido nicotínico. 
Igualmente debe tomarse en cuenta que el 
fosfato de piridoxal, la forma activa de la vitamina B6 interviene como cofactor en esta vía 
metabólica. 
 
 
Fig. 28. Mecanismo de acción (óxido – reducción) del NAD+. 
 
Otros estados que pueden conducir a la pelagra son la administración de isoniacida y el 
síndrome carcinoide, en los cuales el metabolismo del triptófano se desvía hacia la síntesis 
de serotonina. 
 
VITAMINA B6 
 
Generalidades 
Goldberger y Lillie en 1926 descubrieron una dermatitis característica de la rata que 
denominaron acrodinia. En otro tiempo este estado se conoció con el nombre de pelagra de 
la rata, denominación que ha sido abandonada. Unos 12 años después György demostró 
que esta enfermedad era una avitaminosis específica y propuso que se denominase 
Vitamina B6 a la sustancia curativa. La investigación de esta sustancia experimentó un rápido 
avance durante 1938 y 1939, años en que fue aislada de fuentes alimentarias en diversos 
laboratorios, se estableció su naturaleza química y se llevo a cabo su síntesis artificial. 
 
Estructura química, formas coenzimáticas y mecanismo de acción 
Existen tres formas de vitamina B6 en los alimentos: la piridoxina, el piridoxal y la 
piridoxamina. Desde un punto de vista estructural se consideran derivados del núcleo básico 
de piridina. Se debe recalcar que estas tres variantes tienen la misma actividad vitamínica. 
Las tres formas se absorben bien a nivel intestinal. La mayor parte de los tejidos contienen 
una enzima, la piridoxal cinasa, capaz de catalizar la fosforilación de este grupo de 
compuestos a expensas del ATP, para formar así los ésteres de fosfato de cada una de 
Fig. 29. Estructura 
química de las tres 
formas activas de la 
vitamina B6. 
Fig. 30. Sitios de 
ataque de las 
diferentes enzimas 
que utilizan a la B6 
ellas. La forma activa mas importante de esta vitamina (forma 
coenzimática) es el fosfato de piridoxal, aunque el fosfato de 
piridoxamina también se ha comprobado que actúa como coenzima 
(Fig.29) 
La deficiencia de vitamina B6 aislada es muy rara en el humano, de 
manera que cualquier problema de este tipo forma parte de una 
deficiencia general de vitaminas del complejo B. El hígado, pescado, 
aguacate, plátano, carne, verduras y huevos son fuentes adecuadas 
de esta vitamina. 
Las coenzimas de la B6 son muy versátiles y actúan en gran número 
de reacciones enzimáticas en las que los grupos amino de los 
aminoácidos son transferidos a un sustrato aceptor. El tipo más 
corriente de reacción enzimática que precisa del fosfato de piridoxal 
como coenzima es la transaminación, es decir, la transferencia del 
grupo α-amino de un aminoácido al carbono α de un α-cetoácido. Las 
enzimas que catalizan esta reacción se denominan transaminasas o 
amino transferasas. Otras reacciones en las cuales esta coenzima 
puede intervenir son las descarboxilaciones y las racemizaciones de 
α-aminoácidos (Fig.30). El fosfato de piridoxal establece unión con su 
enzima mediante una combinación llamada base de Schiff que se 
forma cuando el grupo aldehído del piridoxal interactúa con el grupo 
amino de un residuo de lisina de la apoenzima. El fosfato de piridoxal puede facilitar los 
cambios en los enlaces remanentes en el carbono α del aminoácido 
para catalizar transaminaciones, descarboxilaciones y 
racemizaciones, etc. En el caso de las transaminaciones, la primera 
fase de la reacción comprende la producción del α-cetoácido 
correspondiente del α-aminoácido y fosfato de piridoxamina-
enzima, seguida posteriormente por la inversión del proceso 
mediante la incorporación de un α-cetoácido como nuevo sustrato 
(Fig.31). 
 
BIOTINA 
Generalidades 
Desde comienzos del presente siglo se sabe que la levadura 
necesita para su crecimiento de cierta sustancia que se halla 
ampliamente distribuida en los tejidos vegetales y animales. Wildiers en 1901 la denominó 
bios. Fulmer y otros en 1923 demostraron que el bios consistía en 
más de una sustancia y poco después Lucas logró separar dos 
fracciones que llamó bios I bios II. Actualmente se conoce que el 
bios I es el inositol y el bios II es la biotina. Correspondió al científico 
sueco Kögl la demostración en 1935 que el bios II es la biotina. 
Fig. 31. Reacción de transaminación (1): Intervienen un aminoácido donador de un grupo amino, un 
cetoácido aceptor del grupo amino y la enzima del tipo de las transaminasas en cuyo sitio catalítico está el 
fosfato de piridoxal fijado en dos sitios, uno, mediante enlace iónico entre un grupo NH3 que se atrae con el 
fosfato del fosfato de piridoxal y el otro, por la unión entre el grupo amino de un resto de Lisina ubicado en el 
sitio catalítico y el grupo formilo del fosfato de piridoxal formando una base de Schiff. La transaminación se 
cumple en dos etapas, en la primera, ocurre el desplazamiento de la Lisina por el aminoácido formando una 
nueva base de Schiff formando luego de manera espontánea a la Cetimina. Finalmente ocurre liberación del 
cetoácido por entrada de una molécula de entrada. El grupo amino del aminoácido queda unido al fosfato de 
piridoxal formando piridoxamina. 
 
 
 
Fig. 32. Reacción de transaminación (2): Formación del aminoácido. En esta segunda etapa el grupo amino 
fijado al piridoxal en forma de piridoxamina va a ser transferido a un segundo cetoácido para formar un nuevo 
aminoácido. En una primera reacción el cetoácido (por pérdida de una molécula de agua) forma una Cetimina 
con el grupo amino de la piridoxamina que posteriormente se transforma en Aldimina. El grupo amino del resto 
de Lisina del sitio catalítico desplaza finalmente el aminoácido de la Aldimina reestableciendo el estado nativo de 
la transaminasa. 
 
Fig. 33. Mecanismo de acción coenzimático de la Biotina. 
Nótese que esta coenzima actúa en reacciones de 
carboxilación, es decir, la adición de un carbono extra a una 
cadena hidrocarbonada. En este caso, el piruvato (un 
cetoácido) es transformado por adición de un carbono en 
oxalacetato, un cetoácido de 4 átomos de carbono. 
La historia del descubrimiento de la 
biotina ha resultado ser la más 
interesante de todas las vitaminas. 
Desde comienzos del siglo XX se 
había reconocido un curioso 
fenómeno en el cual animales de 
experimentación sometidos a 
alimentación rica en clara de 
huevos presentaban un síndrome 
caracterizado por trastornos 
neuromusculares, dermatitis grave, 
y pérdida del pelo, el cual podía 
evitarse al someter a cocción a la 
albúmina de huevo o al administrar 
dentro