Apotheca & Storia

La scoperta della vitamina B12

Giusi Sanci*

La vitamina B12, detta anche cobalamina o fattore antipernicioso, è un composto organico idrosolubile prodotto dai batteri e necessario in piccole quantità agli animali ed è l'unica molecola di interesse biologico che contiene cobalto. Detta anche "vitamina rossa" per il suo colore, la vitamina

B12 è stata l'ultima vitamina scoperta fra quelle conosciute oggi. Con il termine vitamina B12 vengono quindi comprese un gruppo di sostanze caratterizzate da un anello corrinoide contenente un atomo di cobalto: le cobalamine. Le forme più note sono l'idrossicobalamina e la cianocobalamina. Queste sostanze nell'organismo hanno un ruolo importante nella crasi ematica e rappresentano un coenzima fondamentale nel metabolismo dell'acido nucleico, nonché nel metabolismo degli acidi grassi e degli amminoacidi. In questo modo, la vitamina B12 non solo offre un importante contributo alla divisione cellulare, ma partecipa anche al metabolismo energetico, alle difese immunitarie e al metabolismo dell'omocisteina. Inoltre contribuisce alle normali funzioni del sistema nervoso e della psiche ed è coinvolta nella produzione dei globuli rossi.

La vitamina B12 non può essere prodotta dall'organismo umano, quindi deve necessariamente essere assunta dall’esterno. In natura la vitamina B12 viene esclusivamente sintetizzata dai batteri, tramite la catena alimentare giunge agli animali (muscolo, fegato) e quindi, attraverso il consumo di alimenti di origine animale, all’uomo. Le specie animali, come i ruminanti, che con il loro stomaco compartimentale dispongono di un sistema digestivo particolare, rappresentano una fonte alimentare di vitamina B12 nella catena alimentare. Infatti nel rumine avviene la sintesi di questa vitamina attraverso il metabolismo batterico. Per essere assorbita nell'intestino la vitamina B12 deve prima legarsi al fattore intrinseco, una glicoproteina secreta dalle cellule parietali dello stomaco, e la percentuale di assorbimento varia con la dose ingerita. La vitamina B12 viene ben immagazzinata nell'organismo e la sua emivita è stata calcolata in 1-4 anni. Le riserve di cobalamina nell'organismo sono a livello del fegato e il suo fabbisogno aumenta con l'età. Un eccesso di tale sostanza è davvero raro e qualora dovesse capitare, la vitamina viene espulsa con le urine. La condizione di carenza è piuttosto rara, e si può manifestare solo nei casi di dieta vegetariana stretta. In questo caso, è particolarmente delicata la fase di gravidanza, dove la carenza nella madre può avere effetti molto pericolosi per il nascituro. L'anemia macrocitica megaloblastica, identica a quella da carenza in folati, è il segno clinico più visibile della deUicienza in vitamina B12. La carenza però può derivare anche dall’assenza del fattore che ne facilita l’assorbimento a livello intestinale, dovuta spesso alla distruzione delle cellule delle pareti dello stomaco da parte di autoanticorpi, con conseguente diminuzione o mancanza di secrezione del fattore intrinseco, e conseguenti disturbi a carico del sistema nervoso e della produzione delle cellule del sangue, Uino a una forma di anemia deUinita perniciosa. La vitamina B12 può essere sintetizzata in natura solo da batteri, funghi ed alghe, e risulta presente in tutti gli alimenti animali, per l'accumulo delle quantità sintetizzate dai batteri, in particolare nel fegato, nella carne, nel pesce, nel latte e nelle uova, ed è resistente alla cottura; mentre gli alimenti vegetali non la contengono. Il suo fabbisogno minimo giornaliero, normalmente coperto dalla dieta è di 2 μg al giorno. Livelli di ingestione doppi o tripli di quelli normali non causano effetti dannosi. I tentativi effettuati per trattare l'anemia perniciosa hanno portato alla scoperta di questa vitamina nel 1948. In un primo tempo, l'unica cura era il consumo di grosse quantità di fegato crudo, poi si passò agli estratti di fegato e inUine la vitamina fu isolata e commercializzata. Si dimostrò anche che l'anemia perniciosa non era dovuta ad una mancanza della vitamina negli alimenti, bensı̀ alla carenza di un fattore secreto nello stomaco e necessario per l'assorbimento. Nel 1849 un medico del Guy's Hospital di Londra pubblicò la prima descrizione di un gruppo di pazienti con una grave forma di anemia ribattezzata anemia pernicio-

*Farmacista

Figura 1. Cobalamina.

sa. Verso la Uine del 1800 si scoprı̀ che i pazienti colpiti da anemia perniciosa presentavano anche una grave neuropatia, chiamata inizialmente degenerazione subacuta combinata. Studi successivi dimostrarono che questi pazienti potevano essere curati somministrando fegato crudo, ma fu necessario attendere il 1948 per isolare dal fegato il fattore “terapeutico", a cui fu dato appunto il nome di vitamina B12, e il 1955 per la deUinitiva comprensione della sua struttura. La scoperta della vitamina B12 ha rappresentato appunto il culmine della ricerca su scala mondiale di un principio attivo che fosse in grado di trattare l’anemia perniciosa. L’anemia perniciosa è una malattia del sangue che determina uno sviluppo anomalo dei globuli rossi. Fino al Ventesimo secolo inoltrato, la malattia risultava solitamente letale. Negli anni ’20 del secolo scorso due medici statunitensi, George Richards Minot e William Parry Murphy, notarono in uno studio da loro condotto che la somministrazione di grandi quantità di fegato di manzo aveva determinato un miglioramento della formazione dei globuli rossi nei cani che soffrivano di anemia. Quindi i due medici hanno tentato la medesima cura nei loro pazienti affetti da anemia perniciosa, e nel 1926 annunciarono con orgoglio che con 500 g di fegato di manzo al giorno era possibile tenere sotto controllo l’anemia perniciosa (per questa scoperta, nel 1934 fu conferito loro il premio Nobel per la medicina). Negli anni ’30 gli scienziati di tutto il mondo si apprestavano ad isolare il principio attivo presente nel fegato (oggi sappiamo infatti che si tratta della vitamina B12), ma l'operazione si rivelò più difUicile di quanto si pensasse e soltanto il lavoro nel 1948, di Mary Shaw Shorb (1907-1990) e del biochimico Karl August Folkers (1906-1997), condusse all'isolamento della vitamina attraverso tecniche di cromatograUia. Nel 1956, inUine venne chiarita la struttura chimica complessa della vitamina B12 tramite l’analisi radiograUica, che valse il premio Nobel per la chimica 1964 a Dorothy Criwfoot Hodgkin. Nel

Figura 2. Mary Shaw Shorb (1907-1990), e Karl August Folkers (1906-1997).

Figura 3. Dorothy Criwfoot Hodgkin (1910-1994).

1973 i gruppi di ricerca di A. Eschenmoser e di R.B. Woodward riuscirono a realizzare, con oltre 60 reazioni chimiche, la sintesi totale della vitamina B12. A distanza di più di 150 anni gli studi condotti per capire e deUinire le caratteristiche chimiche e gli effetti della vitamina B12 si contano numerosi, e le tecniche diagnostiche utilizzate per dosarne i livelli nel corpo umano sono state afUinate. Ora sappiamo che avere un livello di vitamina B12 nel sangue più basso di 200 pg/mL, correlato ad un aumento di omocisteina e di acido metilmalonico, indica uno stato di carenza. Questo stato di carenza, se non curato, porta alle sopracitate anemia perniciosa e degenerazione subacuta combinata (oggi chiamata neuropatia da carenza di vitamina B12). Ad oggi, possiamo dire che gli effetti di questa vitamina e in particolare della sua carenza riguardano numerosi campi, che vanno ben oltre quelli identiUicati in origine. Sono ancora numerosi gli studi volti a scoprire nel dettaglio non solo le proprietà chimiche ma soprattutto gli effetti sull’organismo umano della vitamina

B12. Ancora oggi nei Paesi industrializzati dell’Occidente l’anemia perniciosa causata dall’apporto insufUiciente di vitamina B12 costituisce la malattia più frequente dovuta a carenze vitaminiche. Accanto ai vegetariani rigorosi, anche le persone anziane appartengono ai gruppi che rischiano di presentare una carenza di vitamina B12, infatti con l’avanzare dell’età aumentano le difUicoltà di assorbimento che possono limitarne l’assorbimento a livello dell’intestino.

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