La Chimica Delle Cose

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Vitamina B12

Il capitolo finale delle vitamine del gruppo B è stato tra i più impegnativi.

A metà dell’800, molto prima che le vitamine venissero riconosciute, i medici in Inghilterra avevano identificato l’anemia perniciosa, una malattia che provoca la produzione di un numero troppo esiguo di globuli rossi nel corpo.

La malattia fa sentire i soggetti stanchi e senza fiato e può essere letale. Nel 1926, un team di medici dell'Università di Harvard scoprì che mangiare mezzo chilo di fegato ogni giorno avrebbe prevenuto l'anemia perniciosa nella maggior parte dei pazienti.

Da lì partì da parte dei ricercatori di tutto il mondo, la caccia alla sostanza presente nel fegato che era capace di prevenire l'anemia. Per l'anemia perniciosa non sembrava esserci un analogo animale sul quale potessero essere condotti esperimenti e test.

Quindi era necessario eseguire le prove su pazienti umani. Folkers ha lavorato con Randolph West (1890-1949) della Columbia University per trovare volontari disposti a partecipare all’esperimento e a essere nutriti con varie sostanze estratte dal fegato.

I ricercatori dovettero aspettare settimane per trovare il giusto numero di volontari, visto che l’anemia perniciosa era anche a quel tempo una malattia abbastanza rara.

Una fortunata coincidenza portò a un progresso critico: Folkers apprese che Mary Shorb (1907–1990), una microbiologa del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, aveva identificato un batterio che rispondeva alle sostanze estratte dal fegato. Folkers riconobbe che i batteri potevano essere usati come sostituti dei soggetti umani e assunse la microbiologa presso i laboratori della Merck per accelerare la sua ricerca.

I ricercatori scoprirono che gli estratti di fegato che producevano l'effetto più promettente nei batteri di Shorb erano di colore rosato, suggerendo che la vitamina ricercata era un composto rosso.

Nel 1947, Folkers e il suo team isolarono finalmente il composto che risultò essere cianocobalamina, una sostanza che aveva al suo interno un atomo di cobalto, producendo minuscoli cristalli rosso vivo di questo nuovo composto.

L'anno successivo, la sostanza fu testata su una paziente che soffriva di anemia perniciosa, guarendola.

Successivamente si è scoperto che la cianocobalamina è un fattore di crescita chiave negli animali e le si dette quindi il nome di vitamina, la vitamina B12.

Denominazioni:

Vitamina B12, cianocobalamina, fattore LLD, fattore estrinseco, fattore antianemico pernicioso. Si noti che recentemente altre sostanze, di struttura simile ma non identica, ovvero contenenti un atomo di cobalto complessato, di peso molecolare altrettanto elevato, definiti cobalamine. In particolare la idrossocobalamina, denominata anche vitamina B12b e la nitrosocobalamina, detta anche vitamina B12c.

Formula bruta: C63H90O14N14PCo

Si noti come la vitamina B12 contenga, a differenza di altre vitamine, un atomo di un metallo al proprio interno: il Cobalto.

Formula di struttura: vedi figura all’inizio del post

Caratteri:

La cianocobalamina si presenta sotto forma di una polvere cristallina di colore rosso scuro, inodore e insapore, fortemente igroscopica, tanto che esposta ad aria umida può assorbire fino al 12% in peso di acqua. Si scioglie facilmente in acqua e alcool etilico, insolubile in acetone e in altri comuni solventi organici.

La vitamina B12 si altera facilmente alla luce mentre resiste bene all’ossigeno dell’aria.

Resiste molto bene al riscaldamento in soluzione acquosa, fino a 120 °C in autoclave a pH leggermente acido (4,5-5) mentre decompone facilmente a pH più acidi (2) o basici (9).

Per forte riduzione, sviluppa acido cianidrico. Non fonde ma decompone, cominciando a imbrunire attorno ai 210-220 °C anche se a 300 °C non è ancora fusa. Il cobalto è presente in percentuale del 4,34% in peso.

Attività biologica:

Le cobalamine sono sintetizzate da numerosi microrganismi ma non da piante e da animali superiori.

La frazione prodotta dalla flora intestinale umana è assolutamente insufficiente e così di fatto l’apporto proviene dall’alimentazione di origine animale.

Le fonti principali sono il fegato, i reni, i pesci, il latte, la carne in genere. Piccole quantitò introdotte con ortaggi freschi sono in realtà di origine microbica.

Le cobalamine introdotte sotto forma di complessi proteici, liberano la vitamina durante la digestione, per azione del calore e dei succhi digestivi e viene assorbita a livello dell’ileo.

Nel tratto digerente si forma un complesso glicoproteico particolare che si lega alla cobalamina e che, così legata, riesce ad attaccarsi ad uno specifico recettore della mucosa intestinale.

Da qui, in forma libera, passa nella vena porta e nel circolo venoso dove circola legata ad altre proteine, dette transcobalamine.

Il fegato costituisce riserva di vitamina B12. L’escrezione della vitamina B12, contrariamente alla maggior parte delle altre vitamine del gruppo B, avviene attraverso le feci e non l’urina.

Fabbisogno, sintomi di carenza:

Il fabbisogno è molto ridotto, circa 1 – microgrammi al giorno, ampiamente fornito da una dieta normale. Il fabbisogno aumenta nella crescita e in gravidanza.

La carenza da vitamina B12 è assai rara e quando capita in genere è dovuta a scarsità della glicoproteina secreta dallo stomaco, dando origine alla malattia dell’anemia perniciosa, con alterazioni del tessuto emapoietico e del sangue, da disturbi digestivi e neurologici.

La vitamina B12 è indispensabile per un corretto sviluppo cellulare (proliferazione e maturazione).

Preparazione:

La vitamina B12 è presente in molte sostanze di origine animale, anche se in piccolissima quantità, come uova e carne, specialmente nel fegato dei bovini.

Viene sintetizzata da numerosi microrganismi e dai batteri della flora intestinale di molti animali e dell’uomo.

Industrialmente, pur potendo essere estratta dal fegato dei bovini, si ricava per estrazione da brodi di cultura dello Streptomyces griseus o, come sottoprodotto, dai brodi di cultura di streptomiceti utilizzati per la fabbricazione di antibiotici.

Prodotti con attività di Vitamina B12:

Oltre alla cianocobalamina hanno azioni vitaminiche identiche altre sostanze simili, come l’idrossocobalamina idrata e i suoi sali, la nitrocobalamina, la solfitocobalamina, ecc.

Bibliografia

P. Cappelli, V. Vannucchi, Chimica degli Alimenti, Zanichelli, 2000

T. Storto, E. Soriani, Principi attivi per la preparazione di integratori e di integratori medicati per mangimi, Associazione Nazionale tra i Produttori di Alimenti Zootecnici, 1978

https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/vitamin-b-complex.html