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Funciones de la vitamina E en el cuerpo

noviembre 1, 2012

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Durante casi un siglo, el papel biológico de la vitamina E ha sido un enigma para los científicos. Desde su descubrimiento, la vitamina E ha sido estudiada en profundidad por un gran número de investigadores en un intento de comprender totalmente su papel en distintas enfermedades. La gran mayo-ría de los trabajos publicados se ha centrado en las propiedades antioxidantes de la vitamina E, que es por lo que se conoce como antioxidante que protege las membranas del daño oxidativo que producen los radicales libres. Las investigaciones recientes han mostrado que la capacidad de la vitamina E de incor-porarse a la membrana plasmática y de actuar en ella como antioxidante parece esencial para favorecer la reparación de la membrana, la primera prueba de una de las funciones habituales de la vitamina E en el cuerpo.

Debido a la teoría que afirma que el envejecimiento del cerebro puede ser provo-cado por los radicales libres, se ha investigado la vitamina E en la prevención y/o minimización del daño cerebral causado por el estrés oxidativo y de enfermedades relacionadas como la demencia y la enfermedad de Alzheimer. Además de su papel como potente antioxidante, la vitamina E parece intervenir en un gran número de procesos fisiológicos que abarcan desde la función inmune, el control de la inflamación y el rendimiento cognitivo hasta la regulación de la expresión genética y la transducción de señales. Las dietas equilibradas suelen ser ricas en alimentos que contienen vitamina E. Sin embargo, los datos de las encuestas sobre alimentación indican que el consumo inadecuado de vitamina E está bastante extendido, incluso en los países ricos occidentales.


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Introducción

El descubrimiento de la vitamina E se remonta a 1922, cuando las ratas dejaron de reproducirse tras ser sometidas a dietas compuestas por las vitaminas esenciales conocidas hasta el momento. Cuando se añadió aceite de semilla de algodón a la dieta, las ratas recuperaron la fertilidad, y la sustancia no identificada del aceite de algodón recibió el nombre de vitamina E. Hoy el término “vitamina E” incluye ocho tipos distintos: alfa-, beta-, gamma-, delta-tocoferol y alfa-, beta-, gamma, y delta-tocotrienol. Las ocho isoformas son sintetizadas de forma natural por las plantas en varias concentraciones, mientras que el cuerpo humano es incapaz de producir vitamina E y debe obtenerla de fuentes externas. El componente de la dieta y la forma bio-activa más abundante con diferencia en el cuerpo es el alfa-tocoferol (1).

Puesto que todas las formas de vitamina E son liposolubles, se absorben fácilmente por el lumen intestinal tras el consumo en dieta. La vitamina E se incorpora entonces a las lipoproteínas y se segrega a la sangre, a través de la cual, transportada por varias ipoproteínas, viaja hasta el hígado. El hígado desempeña un papel central en la regulación de los niveles de alfa-tocoferol al actuar directamente en la distribución, el metabolismo y la excreción de dicha vitamina (2). Las concentraciones en plasma de la vitamina E dependen completamente de la absorción, el suministro a los tejidos y la tasa de excreción. Mientras que los niveles de alfa-tocoferol se mantienen, las otras formas de vitamina E se pierden con mucha más rapidez. Al ser transportada por las lipoproteínas, la vitamina E va hasta los tejidos, donde la cola hidrofó-bica de la vitamina se divide en membranas celulares. La concentración de vitamina E difiere de una célula a otra, pero se acumula en los órganos como el hígado, los músculos y el tejido adiposo.

Aunque son poco comunes, los casos documentados de deficiencia de vitamina E en humanos son causados normalmente por problemas no relacionados con la dieta como una absorción deficiente (malabsorción) y la cirrosis hepática (3). La deficiencia puede causar miopatía esquelética, y unos niveles bajos de vitamina E pueden estar relacionados con la pérdida de fuerza muscular en los ancianos (4). Una revisión reciente de encuestas nacionales sobre alimentación ha revelado que el consumo de vitamina E por debajo de los niveles recomendados es común en poblaciones representativas en países como Alemania, Reino Unido, los Países Bajos y EE. UU. (5). Por otro lado, se cree que el consumo insuficiente de vitaminas fomenta a largo plazo el desarrollo de enfermedades crónicassin que se manifiesten síntomas evidentes.

En la actualidad existen investigaciones sobre el papel de la vitamina E en varias enfermedades crónicas, en especial el cáncer, ladiabetes y las enfermedades cardiovasculares, por lo que se ha propuesto su uso para la prevención y el tratamiento de numerosos problemas de salud. Varios estudios han examinado la relación entre la suplementación con vitamina E y el riesgo de reducción de enfermedades crónicas, a menudo con resultados contradictorios. Las variaciones genéticas que participan en la absorción, distribución, metabolis-mo y acción molecular de la vitamina E podrían ser determinantes importantes para los efectos protectores de la suplementación con vitamina E. El polimorfismo de la haptoglobina 2-2, por ejemplo, parece estar relacionado con un aumento de la producción de radicales libres de oxígeno y reduce los niveles de vitamina E y C; el consiguiente riesgo elevado de enfermedad cardiovascular podría prevenirse mediante la suplementación con vitamina E (6).

El misterio en torno a la función celular de la vitamina E ha sido investigado en profundidad y se han sugerido varios mecanismos moleculares para explicarlo. Existen cada vez más pruebas de los dos papeles celulares de la vitamina E: la defensa antioxidante y la estabilidad de la membrana.



Función antioxidante

La vitamina E es un potente antioxidante capaz de evitar el daño producido por los radicales libres, los cuales pueden modificar componentes de la célula tales como las proteínas, el ADN y los lípidos. Se ha demostrado que la vitamina E (alfa-tocoferol) evita la oxidación del colesterol de lipoproteína de baja densidad en las células (endoteliales) vasculares (7), los neuclótidos del ADN y el ARN (8) y los lípidos de la membrana celular (9). Por lo tanto, la vitamina E podría desempeñar un papel en la prevención de la enfermedad cardiovascular aterosclerótica y el cáncer, y podría ser esencial para el mantenimiento del funcionamiento celular en general. Además, la vitamina E podría inhibir la proliferación celular (10), inducir la apoptosis (11) y potenciar la función inmune (12). Si bien muchos datos epidemiológicos y experimen-tales indican que existe una relación entre la reducción del riesgo de enfermedad y un mayor consumo de vitamina E procedente de la dieta y/o de los suplementos, los ensayos aleatorizados controlados han producido resultados poco concluyentes. Se ha sugerido que esto podría estar relacionado con el periodo relativamente corto de tratamiento y observación (generalmente de 3 a 5 años) de esos ensayos, por lo que se necesitarían estudios más largos (13).

En teoría, las potentes propiedades antioxidantes de la vitamina E actúan como un sistema activo de defensa de la membrana celular al librar a la célula del estrés oxidativo indeseado. De forma exclusiva, y a diferencia de otros antioxidantes celulares que son enzimaso dependientes de las enzimas, la acción antioxidante de la vitamina E es no enzimática y, por consiguiente, rápida (9). Sin embargo, una vez que una sola molécula de vitamina E neutraliza un radical libre, la capacidad antioxidante se pierde. La vitamina E puede ser regenerada por otros antioxidantes como la vitamina C (14). Puesto que la deficiencia de vitamina E puede producir enfermedades musculoesqueléticas y la vitamina se localiza en la membrana celular, las investigaciones recientes sobre el papel biológico de la vitamina E se han centrado en una posible función en las células musculares. Los músculos también generan oxidantes durante el metabolismo celular, que aumenta durante el ejercicio. Por lo tanto, no es de extrañar que los músculos con deficiencia de vitamina E tengan más tendencia al daño oxidativo. El tratamiento con vitamina E es efectivo para prevenir la oxidación de la membrana del músculo esquelético (15). También se suelen producir oxidantes en la diabetes, y se ha observado que la administración de vitamina E disminuye la producción de oxígeno (16). Las contracciones de los músculos aumentan de forma significativa la producción de oxidantes, y se ha demostrado que la suplementación con vitamina E disminuye la oxidación generada por el ejercicio (17). Estas y otras muchas observaciones sugieren una posible relación entre la vitamina E como antioxidante y la salud muscular.



Función estabilizadora y reparadora de la membrana

Aunque la vitamina E solo es un componente menor de la membrana celular, podría desempeñar un papel estructural significativo en la membrana plasmática. La vitamina E es una molécula lipofílica que se divide en partes hidrofóbicas de la bicapa. Una vez adherida, se limita la movilidad de la vitamina dentro de la membrana y se cree que esto estabiliza la membrana (9). Existen pruebas de que el alfa-tocoferol puede actuar tanto estabilizando como desestabilizando la membrana, dependiendo de la concentración de vitamina (18).

La membrana plasmática es una barrera celular crucial que marca la separación entre el interior y el exterior. Las alteraciones, como el levantamiento de la membrana, pueden producir rápidamente la muerte celular a menos que las roturas sean inmediatamente reparadas. Las células de los tejidos mecánicamente activos, como los del músculo esquelético y cardiaco, sufren a menudo alteraciones en la membrana bajo determinadas condiciones fisiológicas, y las enfermedades musculoesqueléticas podrían ser una consecuen-cia patológica importante de los problemas de reparación. Investigaciones recientes han demostrado que la vitamina E funciona fomentando la reparación de la membrana plasmática: las células tratadas con alfa-tocoferol respondieron mejor a la reparación tras el daño de la membrana y eran capaces de repararse en presencia de oxidantes (19). A diferencia de la vitamina E, otros antioxidantes que eran incapaces de unirse a la membrana plasmática no consiguieron fomentar la reparación de la membrana. La única excepción fue la vitamina C, un antioxidante que puede regenerar la capacidad antioxidante de la vitamina E.

En enfermedades como la diabetes, la reparación de la membrana es defectuosa, lo que puede dar lugar a patologías musculares (20). La vitamina E parece no solo propiciar la reparación de la membrana en la células sanas, sino que también se ha demostrado que con la suplementación se recupera este proceso de reparación natural en un modelo de células diabéticas (19). Puesto que los músculos son susceptibles a los daños en la membrana causados por las contracciones y las enfermedades que afectan a la reparación de la membrana tienen un efecto negativo en el músculo, se cree que la capacidad de la vitamina E de propiciar la reparación de la membrana influye en gran medida como suplemento de la salud muscular.



Aplicación a la salud muscular

El reciente descubrimiento de la función reparadora de la vitamina E podría ofrecer una nueva alternativa de tratamiento en casos de enfermedades con deficiencia en la membrana. Las investigaciones sugieren que incluso unas dosis bajas de vitamina E son suficientes para propiciar la reparación en las membranas celulares (19). En cuanto a la alimentación, la vitamina E obtenida a través de una dieta equilibrada debería garantizar unos niveles suficientes para la reparación de la membrana muscular. Sin embargo, las encues-tas sobre alimentación han mostrado que algunos sectores de la población de muchos países industrializa-dos tienen niveles de vitamina E por debajo de los recomendados (5). En Estados Unidos, por ejemplo, más del 25% de los adultos presenta niveles de vitamina E en suero insuficientes a pesar de que no se observan manifestaciones físicas de malnutrición (21). Por otro lado, el 60% de la población no alcanza los 15 mg diarios de la vitamina E requerida (22).

Los estudios que han investigado los posibles beneficios de la suplementación con vitamina E en la prevención del daño celular han producido resultados contradictorios. Los suplementos nutricionales adicionales no lograron disminuir el número de neutrófilos en circulación, un indicador del daño celular, en participantes que habían corrido cuesta abajo (23). Sin embargo, los neutrófilos en circulación, aunque determinan el grado del daño producido, no muestran de forma precisa el grado de la reparación de la membrana. Estudios más recientes afirman que la suplementación puede ser beneficiosa: en los humanos, la suplementación con vitamina E sirvió para evitar la pérdida de fuerza muscular y disminuyó el dolor muscular tras el ejercicio físico excesivo (24). Quizá la intensidad del ejercicio y la mejora de las herra-mientas de medida podrían explicar las contradicciones entre los estudios sobre suplementos previos y los actuales. La suplementación con vitamina E no logró mejorar los síntomas de la distrofia muscular de Duchenne, que se caracteriza por un aumento de la frecuencia de alteración de la membrana plasmática (25). La vitamina E no parece proteger del daño a la membrana, pero favorece la reparación de la membrana dañada.

El novedoso papel de la vitamina E en la reparación de la membrana podría abrir nuevos caminos para su aplicación terapéutica y sugiere una vía para el descubrimiento de componentes aún más potentes. Puesto que la disrupción de la membrana ocurre en muchos otros tipos de células aparte de las del músculo esquelético, los nuevos hallazgos podrían tener implicaciones mucho mayores.

Referencias

  1. Food and Nutrition Board, Institute of Medicine. Dietary reference intakes for vitamin C, vitamin E, selenium, and carotenoids. National Academy Press, Washington. 2000; 186–283.
  2. Hacquebard M. and Carpentier Y. A. Vitamin E: absorption, plasma transport and cell uptake. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2005; 8:133–138.
  3. Muller D. P. Vitamin E and neurological function. Mol Nutr Food Res. 2010; 54(5):710–8.
  4. Ble A. et al. Lower plasma vitamin E levels are associated with the frailty syndrome: the InCHIANTI study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2006; 61:278–283.
  5. Troesch B. et al. Dietary surveys indicate vitamin intakes below recommendations are common in representative Western countries. British Journal of Nutrition. 2012; 108(4):692–698.
  6. Milman U. et al. Vitamin E supplementation reduces cardiovascular events in a subgroup of middle-aged individuals with both type 2 diabetes mellitus and the haptoglobin 2-2 genotype: a prospective double-blinded clinical trial. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2008; 28, 341–347.
  7. Skyrme-Jones R. A. P. et al. Impaired endothelial function in insulin-dependent diabetes is related to LDL particle size and LDL vitamin E. J Am Coll Cardiol. 2000; 35:292–299.
  8. Prasad K. N. and Edwards-Prasad J. Vitamin E and cancer prevention: recent advances and future potentials. J Am Coll Nutr. 1992; 11(5):487–500.
  9. Quinn P. J. Is the distribution of -Tocopherol in Membranes Consistent with Its Putative Functions? Biochem. 2004; 69:58–66.
  10. Shklar G. and Schwartz J. L. Vitamin E inhibits experimental carcinogenesis and tumour angiogenesis. Eur J Cancer B Oral Oncol. 1996; 32:114–119.
  11. Sigounas G. et al. dl-alpha-Tocopherol induces apoptosis in erythroleukemia, prostate, and breast cancer cells. Nutr Cancer. 1997; 2830–2835.
  12. Meydani S. N. et al. Vitamin E and immune response in the aged: molecular mechanisms and clinical implications. Immunol Rev. 2005; 205:269–284.
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  14. Burton G. W. and Traber M. G. Vitamin E: antioxidant activity, biokinetics, and bioavailability. Annu Rev Nutr. 1990; 10:357–382.
  15. Phoenix. J. et al. Inhibition of Ca2+-induced cytosolic enzyme efflux from skeletal muscle by vitamin E and related compounds. Biochem J. 1989; 257(1):207–213.
  16. Trachtman H. Vitamin E prevents glucose-induced lipid peroxidation and increased collagen production in cultured rat mesangial cells. Microvasc Res. 1994; 47(2):232–239.
  17. Meydani M. et al. Protective effect of vitamin E on exercise-induced oxidative damage in young and older adults. Am J Physiol. 1993; 264:992–998.
  18. Ghosh P. K. et al. Membrane microviscosity regulates endothelial cell motility. Nat Cell Biol. 2002; 4(11):894–900.
  19. Howard A. C. et al. Promotion of plasma membrane repair by vitamin E. Nat Commun. 2011 ; 2:597.
  20. Howard A. C. and McNeil A. K. A novel cellular defect in diabetes: membrane repair failure. Diabetes. 2011; 60:3034–3043.
  21. Ford E. S. and Sowell A. Serum alpha-tocopherol status in the United States population: findings from the Third National Health and Nutrition Examination Survey. A J Epidemiol. 1999; 150(3):290–300.
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  23. Cannon J. G. et al. Acute phase response in exercise: interaction of age and vitamin E on neutrophils and muscle enzyme release. Am J Physiol. 1990; 259:1214–1219.
  24. Bloomer R. J. et al. Effects of antioxidant therapy in women exposed to eccentric exercise. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2004; 14(4):377–388.
  25. Backman E. et al. Selenium and vitamin E treatment of Duchenne muscular dystrophy: no effect on muscle function. Acta Neurol Scand. 1988; 78(5):429–435.