La scoperta della vitamina B3

Giusi Sanci*

Con i termini vitamina B3, PP o niacina vengono indicati sia l'acido nicotinico che la sua amide, la nicotinamide. La scoperta di tali composti è legata alle ricerche svolte sulla causa della pellagra. Fa parte delle cosiddette vitamine idrosolubili, quelle cioè che non possono essere accumulate nell’organismo, ma devono essere regolarmente assunte con l'alimentazione. Sotto forma di coenzimi partecipano a numerose reazioni di ossidoriduzione, sia a livello dei processi catabolici sia di quelli anabolici, quali sintesi di acidi grassi e aminoacidi. Favorisce la crescita, la digestione, la circolazione del sangue, gli ormoni sessuali e una bella pelle. Necessaria per la salute mentale, del sistema nervoso e delle articolazioni. Viene usata in dosi massicce (Qino a 50 g al giorno) nella cura delle psicosi. Una delle due forme di questa vitamina, la niacina o acido nicotinico, ha inoltre la notevole capacità di “stanare” i veleni accumulati nei tessuti grassi (residui di: medicine, droghe, additivi alimentari, inquinamento ambientale, ecc...), di mobilizzarli e di favorirne l’eliminazione. Inoltre elimina radiazioni di vario tipo (gamma, X, solari, ecc...), anche se assorbite molti anni prima. Date le imponenti reazioni che può dare (rossori, pruriti, vasodilatazione, aumento del Qlusso sanguigno cerebrale, ipotensione, nausea), va usata sotto la guida di persone esperte.

La niacina può essere sintetizzata a partire dal triptofano, un aminoacido essenziale. Il fabbisogno di triptofano e di niacina viene quindi espresso globalmente come "niacina equivalenti". La niacina, introdotta nella dieta sotto forma dei coenzimi NAD e NADP, viene assorbita dopo idrolisi da parte degli enzimi intestinali, e in parte dopo deaminazione. La niacina è molto diffusa negli alimenti di origine animale, e, poiché come già detto viene sintetizzata dall’organismo a partire dall’aminoacido triptofano, una dieta a base di proteine ne garantisce un apporto sufQiciente.

In particolare, troviamo la vitamina PP nel lievito, negli alimenti di origine animale (soprattutto fegato, rene, cuore, carne di manzo, carni bianche), in alcuni pesci (salmone, spada, tonno); e risulta sufQicientemente stabile ai processi di cottura, alla luce ed al calore. Tra gli alimenti di origine vegetale, ricordiamo gli spinaci, le arachidi e soprattutto la farina di frumento integrale; mentre nella farina di mais, al contrario, è presente una forma legata di nicotinamide, che non risulta essere biodisponibile. Verdura e frutta presentano uno scarso contenuto in niacina, come anche il latte e le uova, i quali, tuttavia, contengono il triptofano, suo precursore.

Una insufQiciente assunzione di niacina e triptofano porta nel tempo all'insorgenza della pellagra, una malattia caratterizzata da lesioni a carico della cute (dermatite), dell'apparato digerente (diarree) e del sistema nervoso centrale (demenza), mentre dosi elevate di acido nicotinico dell’ordine di 500 mg/die provocano danni al fegato, e dosi ancora più elevate (3-6 g/die) provocano vasodilatazione con conseguente ipotensione.

Il fabbisogno giornaliero è di 13-18 mg, tendente ad aumentare nelle diete ipercaloriche.

L'acido nicotinico è stato sintetizzato nel 1867, ma il suo ruolo vitaminico sarà preso in considerazione soltanto settant'anni dopo. La scoperta della niacina come vitamina deriva da ricerche condotte sulle cause della patologia nota come pellagra e fu C. Punk che nel 1912 avanzò l'ipotesi che la malattia fosse dovuta alla carenza di un fattore nutrizionale.

La pellagra è una malattia molto diffusa nelle zone povere, osservata anche del nostro Paese Qino all’inizio del ‘900, soprattutto nelle zone in cui si consuma farina di mais, povera di niacina e ricca di antivitamina PP, una sostanza che si combina con la vitamina PP e la rende non disponibile per l’organismo. Tipici sintomi della pellagra sono dermatiti, macchie e desquamazioni epidermiche, disturbi intestinali, diarrea, Qino ad alterazioni neurologiche, come la demenza.

La pellagra (da "pelle agra” ovvero "pelle ruvida”), per la prima volta identiQicata tra i contadini spagnoli da Don Gaspar Casal nel 1735, è descritta nel XVIII secolo in America del Nord e in Italia, nel Veneto, dove la dieta, specialmente fra i più poveri, è costituita quasi esclusivamente da granturco.

Il mais si diffuse rapidamente per la sua grande resa colturale rispetto all’orzo, al grano e alla segale, e sotto certi punti di vista salvò le popolazioni dalle grandi carestie. Il suo uso quasi esclusivo aveva però come conseguenza il manifestarsi della pellagra (senza contare che esso è mancante di alcuni amminoacidi essenziali).

Nel secolo scorso la pellagra era stata inizialmente considerata una malattia infettiva. Tuttavia, nel 1914 Joseph Goldberger, ufQiciale medico del servizio sanitario pubblico degli Stati Uniti, su incarico del Congresso, veriQicò l’ipotesi che la patologia potesse essere causata da una deQicienza alimentare e scoprı̀ che, con una dieta a base di latte fresco e carne, essa veniva prevenuta e curata. Infatti uno dei primi trattamenti anti-pellagra era considerato il consumo di 1,5-2 pinte di latte bovino. Gli studi di Goldberger considerati pionieristici nell’ambito dell’epidemiologia vennero condotti in due orfanotroQi del Mississippi, in due reparti femminili del più grande manicomio della Georgia, e, successivamente, tra gli addetti alla lavorazione del cotone in South Carolina. A conforto del carattere non infettivo della malattia, vi era ad esempio il fatto che questa fosse largamente diffusa tra le pazienti internate nel manicomio, mentre risparmiava del tutto il personale che viveva a stretto contatto con esse; o ancora, che fosse strettamente correlata a fattori socio-economici, presente infatti nella popolazione povera, risultava assente nel ceto più agiato.

Ventitré anni più tardi, Conrad Arnold Elvehjem ed i suoi collaboratori dell'Università del Wisconsin Madison, dopo aver ottenuto, da un estratto deproteinizzato di fegato, una frazione di acido nicotinico e nicotinamide, dimostrarono che queste molecole avevano la proprietà di guarire una malattia dei cani conosciuta per la sua sintomatologia come black tongue (lingua nera), nota da tempo per essere equivalente alla pellagra umana. Pertanto, fu introdotto il termine vitamina PP (Pellagra Preventing) che scaturisce proprio da queste ricerche, in quanto esse rivelano l’azione di prevenzione della vitamina nei confronti della pellagra.

Successivi studi metabolici identi namide quale componente strutturale fondamentale dei coenzimi NADH/NAD tre usato da altre classi d’enzimi che lo impiegano come substrato in reazioni coinvolte nella riparazione del DNA, nel controllo dell’espressione genica, nella regolazione del metabolismo energetico e nella mobilizzazione degli ioni Ca2+ intracellulare. Il NAD è da considerarsi uno dei metaboliti più abbondanti negli organismi viventi ed il suo rapido consumo da parte degli enzimi che lo usano come substrato ne stimola il costante rifornimento. Nei soggetti affetti da pellagra la diminuzione dei livelli cellulari di NAD e NADP è il risultato di una dieta carente dei suoi precursori, infatti dallo stesso Elvehjem fu dimostrato come animali affetti da pellagra presentavano una signiQicativa diminuzione dei livelli di NAD e NADP nei muscoli e nel fegato.

Tra le patologie da carenze vitaminiche, la pellagra rimane senz’altro quella più diffusa del passato: si stima che, solo negli Stati Uniti, oltre 100.000 persone sono morte a causa della pellagra tra il 1900 e il 1940, quando la malnutrizione dovuta alla povertà ha rappresentato la principale causa della malattia.

La pellagra è stata deQinita come la malattia delle 4 D (Dermatitis, Diarrhea, Dementia, Death) e mostra sintomi come la disepitelizzazione (desquamazioneperdita della pelle) delle mani e del collo, diarrea, perdita di appetito e di peso, lingua arrossata e gonQia, depressione e ansia.

Oggi la deQicienza di vitamina B3 è un evento molto raro nei Paesi industrializzati, tuttavia diverse situa- zioni Qisiopatologiche, come varie malattie neurodegenerative (Parkinson, Alzheimer), sindrome metabolica, HIV, malattie autoimmuni, dipendenza da alcol, anoressia, nonché numerose patologie legate all’invecchiamento sembrano riprodurre una o più manifestazioni pellagra-simili. Inoltre disturbi pellagra–simili (dermatite, disturbi psichici) sono tipici di una malattia metabolica nota come malattia di Hartnup, causata da un’anomalia nel trasporto gastrointestinale e renale di alcuni amminoacidi tra cui il triptofano (precursore della vitamina B3). Tali sintomi vengono alleviati ed in alcuni casi prevenuti dalla somministrazione della vitamina.

La pellagra umana è oggi rara anche in Italia, nella forma di carenza primaria del fattore speciQico o dei suoi vettori. Come problema sociale, il problema della pellagra, in tempi di normale approvvigionamento, ha cessato di esistere. I casi che qua e là si osservano non sono dovuti a carenza di introduzione, ma a difetto di utilizzazione (avitaminosi e ipovitaminosi secondarie). Enterocoliti croniche, Qistole gastrodigiunocoliche, tumori gastrici, ecc. rendono talvolta non assorbibile la vitamina normalmente assunta o la alterano nel tratto digerente; compare in tal caso il quadro della pellagra o una sindrome pellagrosimile. Va inQine ricordato che parte del fabbisogno di vitamina PP è coperto anche nell'uomo dall'attività sintetizzatrice della Qlora batterica intestinale, pertanto, anche le perturbazioni qualitative e quantitative del- la Qlora intestinale possono essere causa d'ipovitaminosi.

Bibliografia

1. Bender D.A., Bender A.E., Niacin and tryptophan metabolism: the biochemical basis of niacin requirements and recommendations. Nutr. Abstr. Rev. (Ser. A), 1986, 56:695719.

2. Combs G.F. Jr., The vitamins: fundamental aspects in nutrition and health. Academic Press Inc, San Diego (CA), 1992, pp. 151-78.

3. Cannella C., Solinas S.P., Vitamine: generalità e fattori idrosolubili. In: Mariani Costantini A., et al., Fondamenti di nutrizione umana. Il Pensiero ScientiQico Editore, 1999, pp. 291-294.

4. Miller D.R., Hayes K.C., Vitamin excess and toxicity. In: Hathcock J.N. (ed.), Nutritional toxicology. Academic Press, New York, vol. II, 1982, pp. 81-133.

5. Winter S.L., Boyer J.L., Hepatic toxicity from large doses of vitamin B3 (nicotinamide). N. Engl. J. Med., 1973, 289: 1180-82.

6. Morabia A., Joseph Goldberger’s research on the prevention of pellagra. J R Soc Med, 2008: 101: 566-568.

7. Goldberger J., Waring C.H., Willets D.G., The treatment and prevention of pellagra. Public Health Rep, 1914. 29: pp. 1683-86.

8. Goldberger J., Waring C.H., Willets D.G., A test of diet in the prevention of pellagra. South Med J. 1915;8:1043-4.

9. Goldberger J., Waring C.H., Tanner W.F., Pellagra prevention by diet among institutional inmates. Public Health Rep. 1923;38:2361-8.

10. Goldberger J., Wheeler G.A., Sydenstricker E., A study of the relation of family income and other economic factors to pellagra incidence in seven cotton-mill villages of South Carolina in 1916. Public Health Rep 1920;35:2673-14.

11. Goldberger J., The transmissibility of pellagra: Experimental attempts at transmission to human subjects. Public Health Rep 1916;31:3159-73.

12. Goldberger J., Wheeler G.A., The experimental production of pellagra in human subjects by means of diet. Hygienic Laboratory Bulletin, 1920;120:7-116.

13. Turner R.H., THE PATHOLOGIC PHYSIOLOGY OF PELLAGRA: I. Tabulated Clinical and Physiologic Data. J Clin Invest. 1931 Apr;10(1):61-70.

14. Caprino L., Il farmaco 7000 anni di storia, dal rimedio empirico alle biotecnologie. Armando Editore, 2011, pp. 177-178.