La neurociencia nutricional es la disciplina científica que estudia los efectos que varios componentes de la dieta, como minerales , vitaminas , proteínas , carbohidratos , grasas, suplementos dietéticos, hormonas sintéticas y aditivos alimentarios, tienen sobre la neuroquímica , la neurobiología , el comportamiento y la cognición .
Investigaciones recientes sobre los mecanismos nutricionales y su efecto en el cerebro muestran que están involucrados en casi todas las facetas del funcionamiento neurológico, incluidas las alteraciones en la neurogénesis , los factores neurotróficos , las vías neurales y la neuroplasticidad , a lo largo del ciclo de vida. [2]
En términos relativos, el cerebro consume una inmensa cantidad de energía en comparación con el resto del cuerpo. El cerebro humano es aproximadamente el 2% de la masa corporal humana y utiliza del 20 al 25% del gasto energético total. [3] Por lo tanto, es probable que los mecanismos involucrados en la transferencia de energía de los alimentos a las neuronas sean fundamentales para el control de la función cerebral. [4] La ingesta insuficiente de vitaminas seleccionadas, o ciertos trastornos metabólicos, afectan los procesos cognitivos al interrumpir los procesos dependientes de nutrientes dentro del cuerpo que están asociados con el manejo de la energía en las neuronas, que posteriormente pueden afectar la neurotransmisión, la plasticidad sináptica y la supervivencia celular. . [4]
Minerales
La deficiencia o el exceso de minerales esenciales (por ejemplo, hierro, zinc, cobre y magnesio) pueden alterar el desarrollo del cerebro y la neurofisiología para afectar el comportamiento. [5] Además, los minerales se han implicado en la fisiopatología de enfermedades neurodegenerativas, incluida la demencia de Alzheimer. [6] [7]
Hierro
El hierro es esencial para varias enzimas metabólicas críticas y una deficiencia de este mineral puede interrumpir el desarrollo del cerebro. [8] Por ejemplo, el hierro marginal crónico afecta el metabolismo de la dopamina y la composición de los ácidos grasos de la mielina [9] y el comportamiento en ratones. [10] En ratas, una deficiencia marginal de hierro que no causa anemia interrumpió el crecimiento del axón en el nervio auditivo y afecta la latencia auditiva del tronco encefálico sin cambios importantes en la mielinización. [11] En los macacos rhesus , la deficiencia de hierro prenatal altera el comportamiento emocional [12] y los polimorfismos que reducen la expresión de la monoamino oxidasa interactúan con la deficiencia de hierro gestacional para exacerbar la respuesta a una situación estresante que conduce a una mayor agresividad. [13] La suplementación de hierro económica y eficaz es una estrategia preventiva disponible recomendada por la Organización Mundial de la Salud. [14] Sin embargo, la suplementación con hierro puede exacerbar la infección por malaria. Por lo tanto, las personas que reciben suplementos de hierro en áreas endémicas de malaria deben ser monitoreadas cuidadosamente. [15]
Zinc
El zinc es esencial para la estructura y función de miles de proteínas críticas para la función de cada célula. [16] El zinc también puede servir como un neurotransmisor en el cerebro, [17] por lo tanto, una deficiencia de este mineral puede interrumpir claramente el desarrollo y la neurofisiología. Por ejemplo, la deficiencia de zinc durante el desarrollo temprano altera la neurogénesis y conduce a alteraciones de la memoria. [18] [19] Sin embargo, la deficiencia de zinc más adelante en la vida puede interrumpir el apetito y causar un comportamiento similar a la depresión. [19] [20] Sin embargo, es importante considerar la ingesta de cobre en relación con la suplementación de zinc porque el exceso de zinc puede interrumpir la absorción de cobre. [21]
Deficiencia
Las estimaciones conservadoras sugieren que el 25% de la población mundial está en riesgo de deficiencia de zinc. [22]
La hipozincemia suele ser una deficiencia nutricional, pero también puede asociarse con malabsorción , diarrea , acrodermatitis enteropática , enfermedad hepática crónica, enfermedad renal crónica , anemia falciforme , diabetes , neoplasias malignas , piroluria y otras enfermedades crónicas . [23] [24] También puede ocurrir después de cirugía bariátrica , exposición a metales pesados [25] [26] y tartrazina. [ cita requerida ]
La deficiencia de zinc suele ser el resultado de una ingesta dietética inadecuada de zinc, estados de enfermedad que promueven la pérdida de zinc o estados fisiológicos que requieren un aumento de zinc. Las poblaciones que consumen principalmente dietas basadas en plantas que son bajas en zinc biodisponible a menudo tienen deficiencias de zinc. [27] [28] Las enfermedades o condiciones que involucran malabsorción intestinal promueven la pérdida de zinc. Las pérdidas fecales de zinc causadas por la diarrea son un factor contribuyente, [29] a menudo común en los países en desarrollo . Los cambios en la capacidad de absorción y permeabilidad del tracto intestinal debidos, en parte, a patógenos virales, protozoarios y bacterianos también pueden fomentar las pérdidas fecales de zinc. [30] Los estados fisiológicos que requieren un aumento de zinc incluyen períodos de crecimiento en bebés y niños, así como en las madres durante el embarazo. [31]
Anorexia
La deficiencia de zinc puede causar una disminución del apetito que puede degenerar en anorexia o anorexia nerviosa . [32] Los trastornos del apetito, a su vez, provocan desnutrición y, en particular, una ingesta inadecuada de zinc. La anorexia en sí misma es una causa de deficiencia de zinc, lo que conduce a un círculo vicioso: el empeoramiento de la anorexia empeora la deficiencia de zinc. Un ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo de 1994 mostró que el zinc (14 mg por día) duplicaba la tasa de aumento de masa corporal en el tratamiento de la anorexia nerviosa. [33]
Deterioro cognitivo y de la función motora
La función cognitiva y motora también puede verse afectada en niños con deficiencia de zinc. La deficiencia de zinc puede interferir con muchos sistemas de órganos, especialmente cuando ocurre durante un período de rápido crecimiento y desarrollo cuando las necesidades nutricionales son altas, como durante la infancia. [34] En estudios con animales , las ratas que fueron privadas de zinc durante el desarrollo fetal temprano mostraron una mayor emocionalidad, mala memoria y una respuesta anormal al estrés que interfirió con el rendimiento en situaciones de aprendizaje. [35] La privación de zinc en monos mostró que los animales con deficiencia de zinc eran emocionalmente menos maduros, y también tenían déficits cognitivos indicados por su dificultad para retener problemas aprendidos previamente y aprender nuevos problemas. [35] Los estudios de observación en humanos muestran resultados más débiles. El bajo nivel de zinc materno se ha asociado con una menor atención durante el período neonatal y un peor funcionamiento motor. [36] En algunos estudios, la suplementación se ha asociado con el desarrollo motor en bebés de muy bajo peso al nacer y una actividad más vigorosa y funcional en bebés y niños pequeños. [36]
El nivel de zinc en plasma se ha asociado con muchos trastornos psicológicos. Sin embargo, la naturaleza de esta relación sigue sin estar clara en la mayoría de los casos. Una cantidad cada vez mayor de evidencia sugiere que la deficiencia de zinc podría desempeñar un papel causal en la etiología de la depresión. [37] De hecho, se ha informado que la suplementación con zinc mejora las medidas de depresión en ensayos aleatorizados, doble ciego, controlados con placebo. [38]
Cobre
El cobre es importante para la función de muchas enzimas del cerebro. En particular, la dopamina β-monooxigenasa se ve afectada por la deficiencia de cobre que conduce a un aumento de la dopamina y una disminución de los niveles de noradrenalina. [39] Tanto la deficiencia de cobre como la toxicidad pueden interferir con el desarrollo y la función del cerebro.
Deficiencia
El síndrome neurodegenerativo de la deficiencia de cobre se ha reconocido desde hace algún tiempo en los animales rumiantes, en el que se conoce comúnmente como " swayback ". [40] La enfermedad implica una deficiencia nutricional en el oligoelemento cobre . [40] El cobre es omnipresente y el requerimiento diario es bajo, lo que hace que la deficiencia de cobre adquirida sea muy rara. La deficiencia de cobre puede manifestarse en paralelo con la vitamina B12 y otras deficiencias nutricionales. [41] La causa más común de deficiencia de cobre es una cirugía gastrointestinal remota, como la cirugía de bypass gástrico, debido a la malabsorción de cobre o la toxicidad del zinc. Por otro lado, la enfermedad de Menkes es un trastorno genético de la deficiencia de cobre que involucra una amplia variedad de síntomas que a menudo es fatal. [42]
Presentación neurológica
La deficiencia de cobre puede causar una amplia variedad de problemas neurológicos que incluyen mielopatía , neuropatía periférica y neuropatía óptica . [40] [43]
Mielopatía
Los pacientes suelen presentar dificultad para caminar ( dificultad para caminar ) causada por ataxia sensorial (coordinación muscular irregular) debido a una disfunción de la columna dorsal [43] o degeneración de la médula espinal ( mielopatía ). [40] [44] Los pacientes con marcha atáxica tienen problemas para mantener el equilibrio y presentan una marcha ancha inestable. A menudo sienten temblores en el torso, lo que provoca sacudidas y embestidas laterales. [45]
En la resonancia magnética cerebral, a menudo hay un aumento de la señalización T2 en las columnas posteriores de la médula espinal en pacientes con mielopatía causada por deficiencia de cobre. [40] [43] [46] La señalización T2 es a menudo un indicador de algún tipo de neurodegeneración. Hay algunos cambios en la resonancia magnética de la médula espinal que involucran la médula torácica, la médula cervical o, a veces, ambas. [40] [43] La mielopatía por deficiencia de cobre a menudo se compara con la degeneración combinada subaguda (SCD). [44] La degeneración combinada subaguda es también una degeneración de la médula espinal, pero en cambio la deficiencia de vitamina B12 es la causa de la degeneración espinal. [40] La SCD también tiene las mismas intensidades de señalización T2 altas en la columna posterior que el paciente con deficiencia de cobre en la resonancia magnética. [46]
Neuropatía periférica
Otro síntoma común de la deficiencia de cobre es la neuropatía periférica , que es entumecimiento u hormigueo que puede comenzar en las extremidades y, a veces, puede progresar radialmente hacia adentro, hacia el torso. [43] [47] En un informe de caso publicado por Advances in Clinical Neuroscience & Rehabilitation (ACNR), un paciente de 69 años había empeorado progresivamente los síntomas neurológicos. [48] Estos síntomas incluían disminución de los reflejos de las extremidades superiores con reflejos anormales de las extremidades inferiores, disminución de la sensibilidad al tacto ligero y al pinchazo por encima de la cintura, pérdida de la sensación de vibración en el esternón y una marcada reducción de la propiocepción o sensación sobre la orientación del yo. [48] Muchas personas que sufren los efectos neurológicos de la deficiencia de cobre se quejan de síntomas muy similares o idénticos a los del paciente. [40] [47] Este entumecimiento y hormigueo representa un peligro para los ancianos porque aumenta el riesgo de caerse y lastimarse. La neuropatía periférica puede volverse muy incapacitante y dejar a algunos pacientes dependientes de sillas de ruedas o bastones para caminar para moverse si no hay un diagnóstico correcto. Rara vez la deficiencia de cobre puede causar síntomas incapacitantes importantes. La deficiencia tendrá que estar presente durante una gran cantidad de tiempo hasta que se manifiesten tales condiciones de discapacidad.
Neuropatía óptica
Algunos pacientes que padecen deficiencia de cobre han mostrado signos de pérdida de visión y color. [47] La visión generalmente se pierde en las vistas periféricas del ojo. [47] La pérdida de visión bilateral suele ser muy gradual. [47] [49] Una tomografía de coherencia óptica (OCT) muestra cierta pérdida de la capa de fibras nerviosas en la mayoría de los pacientes, lo que sugiere que la pérdida de la visión y la pérdida de la visión del color fue secundaria a neuropatía óptica o neurodegeneración. [47]
Toxicidad
La toxicidad del cobre puede ocurrir por el uso excesivo de suplementos, comer alimentos ácidos cocinados en utensilios de cocina de cobre sin recubrimiento, exposición a un exceso de cobre en el agua potable o como resultado de un trastorno metabólico hereditario en el caso de la enfermedad de Wilson . Una parte importante de la toxicidad del cobre proviene de su capacidad para aceptar y donar electrones individuales a medida que cambia el estado de oxidación. Esto cataliza la producción de iones radicales muy reactivos, como el radical hidroxilo, de una manera similar a la química de Fenton . [50] Esta actividad catalítica del cobre es utilizada por las enzimas con las que está asociado, por lo que solo es tóxico cuando no es secuestrado ni mediado. Este aumento de radicales reactivos no mediados generalmente se denomina estrés oxidativo y es un área activa de investigación en una variedad de enfermedades en las que el cobre puede desempeñar un papel importante pero más sutil que en la toxicidad aguda.
Algunos de los efectos del envejecimiento pueden estar asociados con el exceso de cobre. [51] Además, los estudios han encontrado que las personas con enfermedades mentales, como la esquizofrenia , tenían niveles elevados de cobre en sus sistemas. Sin embargo, en esta etapa se desconoce si el cobre contribuye a la enfermedad mental, si el cuerpo intenta almacenar más cobre en respuesta a la enfermedad o si los altos niveles de cobre son el resultado de la enfermedad mental. [52]
Enfermedad de Alzheimer
Existen niveles elevados de cobre libre en la enfermedad de Alzheimer . [53] Se sabe que el cobre y el zinc se unen a las proteínas beta amiloides en la enfermedad de Alzheimer. [54] Se cree que esta forma ligada media en la producción de especies reactivas de oxígeno en el cerebro. [55] Un ensayo clínico preliminar sugiere que los suplementos de zinc pueden disminuir los niveles de cobre y retrasar la degeneración en la enfermedad de Alzheimer. [56]
Manganeso
El manganeso es un componente de algunas enzimas y estimula el desarrollo y la actividad de otras enzimas. La superóxido dismutasa de manganeso (MnSOD) es el principal antioxidante en las mitocondrias . Varias enzimas activadas por el manganeso contribuyen al metabolismo de los carbohidratos , los aminoácidos y el colesterol . [57]
La deficiencia de manganeso causa deformación esquelética en animales e inhibe la producción de colágeno en la cicatrización de heridas. [58] Por otro lado, la toxicidad del manganeso se asocia con complicaciones neurológicas. [59]
Toxicidad
El envenenamiento por manganeso es una condición tóxica resultante de la exposición crónica al manganeso y fue identificada por primera vez en 1837 por James Couper . [60]
Presentación
La exposición crónica a niveles excesivos de Mn puede provocar una variedad de trastornos psiquiátricos y motores, denominados manganismo . Generalmente, la exposición a concentraciones de Mn en el aire ambiental superiores a 5 mg Mn / m3 puede provocar síntomas inducidos por Mn. [61]
En las etapas iniciales del manganismo, los síntomas neurológicos consisten en una velocidad de respuesta reducida, irritabilidad, cambios de humor y conductas compulsivas. [59] Tras una exposición prolongada, los síntomas son más prominentes y se parecen a los de la enfermedad de Parkinson idiopática , ya que a menudo se diagnostica erróneamente, aunque existen diferencias particulares tanto en los síntomas (la naturaleza de los temblores, por ejemplo) como en la respuesta a fármacos como la levodopa , y porción afectada de los ganglios basales . Los síntomas también son similares a los de la enfermedad de Lou Gehrig y la esclerosis múltiple .
Causas
El manganismo se ha convertido en un tema activo en la seguridad en el lugar de trabajo, ya que ha sido objeto de numerosas demandas por responsabilidad del producto contra los fabricantes de suministros de soldadura por arco . En estas demandas, los soldadores han acusado a los fabricantes de no proporcionar una advertencia adecuada de que sus productos podrían causar que los humos de soldadura contengan concentraciones peligrosamente altas de manganeso que podrían llevar a los soldadores a desarrollar manganismo. Las empresas que emplean a soldadores también están siendo demandadas, por lo que coloquialmente se conoce como "enfermedad de los soldadores". Sin embargo, los estudios no muestran ningún vínculo entre el empleo como soldador y el manganismo (u otros problemas neurológicos). [62] [63] [64]
El manganismo también está documentado en informes de fabricación ilícita de metcatinona . [65] Esto se debe a que el manganeso es un subproducto de la síntesis de metcatinona si se usa permanganato de potasio como oxidante. [66] Los síntomas incluyen apatía, bradicinesia, trastorno de la marcha con inestabilidad postural y disartria espástica-hipocinética . Otra droga callejera que a veces está contaminada con manganeso es la denominada "Bazooka", preparada mediante métodos de base libre a partir de cocaína utilizando carbonato de manganeso . [67]
Los informes también mencionan fuentes como el agua potable contaminada, [68] y el aditivo de combustible metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo (MMT), [69] que en la combustión se convierte parcialmente en fosfatos y sulfatos de manganeso que se transportan por el aire con los gases de escape, [70] [71] [72] y etilen-bis-ditiocarbamato de manganeso ( Maneb ), un plaguicida. [73]
Mecanismos patológicos
El manganeso puede afectar la función hepática , pero el umbral de toxicidad aguda es muy alto. Por otro lado, más del 95% del manganeso se elimina por excreción biliar. Cualquier daño hepático existente puede ralentizar este proceso, aumentando su concentración en el plasma sanguíneo. [74] El mecanismo neurotóxico exacto del manganeso es incierto, pero hay pistas que apuntan a la interacción del manganeso con el hierro , [75] [76] [77] [78] zinc , [79] aluminio , [75] [79] y cobre . [79] Según varios estudios, la alteración del metabolismo del hierro podría ser la base de la acción neurotóxica del manganeso. [80]
Participa en las reacciones de Fenton y por tanto podría inducir daño oxidativo , hipótesis corroborada por la evidencia de estudios de soldadores afectados. [81] Un estudio de los trabajadores expuestos mostró que tienen significativamente menos hijos. [82] Esto puede indicar que la acumulación de manganeso a largo plazo afecta la fertilidad . Los animales preñados que recibieron repetidamente altas dosis de manganeso dieron a luz crías con malformaciones significativamente más a menudo en comparación con los controles. [83] El manganismo imita a la esquizofrenia. [84] Se encuentra en grandes cantidades en la pintura y la fabricación de acero.
Tratamiento
El pilar actual del tratamiento del manganismo es la levodopa y la quelación con EDTA . Ambos tienen una eficacia limitada y, en el mejor de los casos, transitoria. Se ha demostrado que la reposición del déficit de dopamina con levodopa mejora inicialmente los síntomas extrapiramidales , [85] [86] [87], pero la respuesta al tratamiento disminuye después de 2 o 3 años, [88] y se observa un empeoramiento de la condición de los mismos pacientes incluso después de 10 años desde la última exposición al manganeso. [89] La excreción mejorada de manganeso provocada por la terapia de quelación reduce sus niveles en sangre, pero los síntomas permanecen prácticamente sin cambios, lo que plantea dudas sobre la eficacia de esta forma de tratamiento. [90] [91]
El aumento de la expresión de la proteína ferroportina en las células de riñón embrionario humano (HEK293) se asocia con una concentración de Mn intracelular disminuida y una citotoxicidad atenuada, caracterizada por la reversión de la captación de glutamato reducida de Mn y la pérdida de lactato deshidrogenasa (LDH) disminuida . [61]
Ubicaciones
El delta del río Rojo cerca de Hanoi tiene altos niveles de manganeso o arsénico en el agua. Aproximadamente el 65 por ciento de los pozos de la región contienen altos niveles de arsénico, manganeso, selenio y bario. [92] Esto también se publicó en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Magnesio
El magnesio es necesario para la función de muchas enzimas metabólicas y también sirve como un regulador clave de los canales de calcio involucrados en la neurotransmisión (por ejemplo, el receptor NMDA). [93] La suplementación con magnesio facilita la regeneración nerviosa después de una lesión. [94] Aunque los granos sin pulir contienen magnesio, el ácido fítico en los granos puede inhibir su absorción. Las verduras de hoja verde son una excelente fuente de magnesio. [95]
Vitaminas
La deficiencia o la ingesta excesiva de muchas vitaminas puede afectar al cerebro contribuyendo al desarrollo de enfermedades [96] y degenerativas. [97]
Vitamina A
La vitamina A es un nutriente esencial para los mamíferos que se forma en retinol o en la provitamina betacaroteno . Ayuda a regular la división celular, la función celular, la regulación genética, ayuda a mejorar el sistema inmunológico y es necesaria para la función cerebral, el equilibrio químico, el crecimiento y desarrollo del sistema nervioso central y la visión. [ cita requerida ]
Aprendiendo memoria
En un experimento de la Universidad Médica de Chongqing, las ratas preñadas eran abundantes en vitamina A o tenían una deficiencia de vitamina A (DAV) debido a su dieta. La descendencia de estas ratas fue luego probada en un laberinto de agua a las 8 semanas de edad y se encontró que la descendencia de VAD tuvo más dificultades para terminar el laberinto, lo que ayuda a demostrar que estas ratas, incluso cuando tienen una deficiencia en el útero , tienen más problemas con aprendizaje de la memoria. [98] En un estudio separado de la misma universidad, las ratas jóvenes también mostraron una potenciación a largo plazo deteriorada en el hipocampo cuando eran VAD, lo que muestra un deterioro neuronal. [99] Cuando el paciente tiene DAV durante demasiado tiempo, los efectos del daño en el hipocampo pueden ser irreversibles. [100]
Memoria espacial
La vitamina A afecta la memoria espacial la mayor parte del tiempo porque el tamaño de los núcleos de las neuronas del hipocampo se reduce en aproximadamente un 70% cuando hay una deficiencia que afecta las capacidades de una persona para una función cognitiva superior. En un estudio de la Universidad de Cagliari, Italia, las ratas VAD tuvieron más problemas para aprender un laberinto de brazos radiales que las ratas que tenían niveles normales de vitamina . Las ratas sanas pudieron resolver correctamente el laberinto dentro del período de entrenamiento de 15 días y otras ratas que alguna vez fueron deficientes pero que tenían vitamina A restaurada a niveles normales también pudieron resolverlo. Aquí se encontró que los receptores de retinoides que ayudan a transportar la vitamina A tenían una función normal. [101]
Prevención, tratamiento y síntomas
Comer alimentos con alto contenido de vitamina A o tomar suplementos dietéticos , retinol o retina evitará una deficiencia. Los alimentos más ricos en vitamina A son las frutas y verduras pigmentadas y las verduras de hoja verde también proporcionan betacaroteno . [ cita requerida ] Puede haber síntomas de pérdida de grasa y una reducción de cualquier aumento de peso que se consideraría normal para un individuo, [101] especialmente aumentos de peso durante el desarrollo, como en los bebés, que ocurrirían si el bebé fuera privado de vitamina A en útero y / o si fue privado después del parto durante un período extenso de tiempo. [98] La deficiencia también puede causar afecciones como ceguera o ceguera nocturna, también conocida como nictalopía . La ceguera nocturna se debe a la incapacidad de regenerar la rodopsina en las varillas, que es necesaria en condiciones de poca luz para poder ver correctamente. [ cita requerida ] Un tratamiento con suplementos de ácido retinoico que es parte de la vitamina A puede ayudar a reponer los niveles y ayudar a normalizar el aprendizaje, [102] pero después de 39 semanas esto es ineficaz incluso si el tratamiento es diario porque no traerá consigo la hiposeñalización retinoide vuelve a la normalidad. [100]
Relación con el zinc
El zinc es necesario para mantener niveles normales de vitamina A en el plasma sanguíneo . [ cita requerida ] También ayuda a que la vitamina A sea metabolizada por el hígado . Sin embargo, la evidencia sugiere que cuando alguien tiene deficiencia tanto de vitamina A como de zinc, la memoria mejora más cuando solo aumenta la vitamina A que cuando solo aumenta el zinc. Por supuesto, la memoria tiene la mayor mejora cuando se aumentan ambos. Cuando uno de estos nutrientes no está equilibrado, es más probable que el otro se vea afectado porque dependen el uno del otro para funcionar correctamente en el aprendizaje. [103]
Tiamina (vitamina B1)
La vitamina B 1 , también conocida como tiamina, es una coenzima esencial para el metabolismo de los carbohidratos . [104] Esta vitamina es importante para facilitar el uso de glucosa, asegurando así la producción de energía para el cerebro, [105] y el funcionamiento normal del sistema nervioso, los músculos y el corazón. [106]
La tiamina se encuentra en todos los seres vivos tejidos , [107] y se distribuye uniformemente por todo el tejido nervioso de los mamíferos, incluyendo el cerebro y la médula espinal . El metabolismo y la función coenzimática de la vitamina sugieren una función distintiva de la tiamina dentro del sistema nervioso . [108]
El cerebro retiene su contenido de tiamina ante una dieta deficiente en vitaminas con gran tenacidad, ya que es el último de todos los tejidos nerviosos estudiados en agotarse. Una reducción del 50% de las reservas de tiamina en ratas se hace evidente después de solo 4 días de haber sido sometidas a una dieta deficiente en tiamina. Sin embargo, los signos polineuríticos no comienzan a aparecer hasta que han pasado aproximadamente 4 o 5 semanas. [108] Se han encontrado resultados similares en sujetos humanos. [107]
Deficiencias
El cuerpo tiene solo pequeñas reservas de B 1 ; en consecuencia, existe riesgo de deficiencia si el nivel de ingesta se reduce solo durante unas pocas semanas. [107] La deficiencia de tiamina durante los períodos críticos del desarrollo temprano puede alterar la neurogénesis en modelos animales. [109] La falta de tiamina más adelante en la vida causa la enfermedad conocida como beriberi. [110] Hay dos formas de beriberi : "húmedo" y "seco". El beriberi seco también se conoce como beriberi cerebral. Las características del beriberi húmedo incluyen edema prominente y compromiso cardíaco , mientras que el beriberi seco se caracteriza principalmente por una polineuritis . [108] La deficiencia severa de tiamina también puede resultar en neurodegeneración aguda que conduce a neuropatía periférica y pérdida de memoria. [111]
En los países industrializados, la deficiencia de tiamina es un problema clínicamente significativo en personas con alcoholismo crónico u otros trastornos que interfieren con la ingestión normal de alimentos. [112] La deficiencia de tiamina en los países desarrollados tiende a manifestarse como síndrome de Wernicke-Korsakoff . [110] El alcoholismo crónico puede interrumpir la absorción de tiamina y la deficiencia de tiamina contribuye a la neurodegeneración y pérdida de memoria en alcohólicos conocida como encefalopatía de Wernicke. [113] Las personas con alcoholismo crónico pueden no cumplir con los requerimientos diarios mínimos de tiamina, en parte debido a la anorexia , los hábitos alimenticios erráticos, la falta de alimentos disponibles o una combinación de cualquiera de estos factores. Se ha informado deficiencia de tiamina en hasta el 80% de los pacientes alcohólicos debido a una ingesta nutricional inadecuada, una absorción reducida y una utilización deficiente de la tiamina. [114] El alcohol, en combinación con su metabolito acetaldehído , interactúa con la utilización de tiamina a nivel molecular durante los procesos de transporte, difosforilación y modificación. Por esta razón, los alcohólicos crónicos pueden tener una cantidad insuficiente de tiamina para el mantenimiento de la función cerebral normal, incluso con una ingesta dietética aparentemente adecuada. [112]
Síntomas
Los signos clínicos de la deficiencia de B 1 incluyen cambios mentales como apatía, disminución de la memoria a corto plazo , confusión e irritabilidad. [110] La deficiencia moderada de tiamina puede reducir el crecimiento en poblaciones jóvenes y aumentar las enfermedades crónicas en adultos jóvenes y de mediana edad. Además, la deficiencia moderada de tiamina puede aumentar las tasas de depresión , demencia , caídas y fracturas en la vejez. [112]
Los síntomas persistentes de la neuropatía asociados con el beriberi cerebral se conocen como síndrome de Korsakoff o la fase crónica de Wernicke-Korsakoff. [115] La encefalopatía de Wernicke es un trastorno neurológico resultante de una deficiencia de tiamina, que comparte las mismas características predominantes del beriberi cerebral, que se caracteriza por anomalías oculares, ataxia de la marcha , un estado global de confusión y neuropatía. [112] El estado de confusión asociado con el síndrome de Wernicke puede consistir en apatía, falta de atención, desorientación espacial, incapacidad para concentrarse y lentitud o inquietud mental. [104] El diagnóstico clínico de la enfermedad de Wernicke no se puede realizar sin evidencia de alteración ocular, aunque estos criterios pueden ser demasiado rígidos. [116] Es probable que la enfermedad de Korsakoff represente una variación en la manifestación clínica de la encefalopatía de Wernicke, ya que ambos comparten un origen patológico similar. [116]
El síndrome de Korsakoff a menudo se caracteriza por confabulación , desorientación y amnesia profunda . [115] Las características de la neuropatología son variadas, pero generalmente consisten en lesiones de la línea media bilateralmente simétricas de las áreas del tronco encefálico , incluidos los cuerpos mamilares , el tálamo , la región periacueductal , el hipotálamo y el vermis cerebeloso . [112] [115]
Tratamiento
El tratamiento inmediato de la encefalopatía de Wernicke implica la administración de tiamina intravenosa , seguida de un tratamiento a largo plazo y la prevención del trastorno mediante suplementos de tiamina orales, abstinencia de alcohol y una dieta equilibrada. [104] Pueden producirse mejoras en el funcionamiento cerebral de los alcohólicos crónicos con el tratamiento relacionado con la abstinencia, que implica la interrupción del consumo de alcohol y una mejor nutrición. [112] La encefalopatía de Wernicke es potencialmente mortal si no se trata. Sin embargo, una rápida reversión de los síntomas puede resultar de la pronta administración de tiamina. [107]
Prevención
En algunos países se practica la fortificación de la harina para reemplazar la tiamina perdida durante el procesamiento. Sin embargo, este método ha sido criticado por pasar por alto la población objetivo de alcohólicos crónicos, que tienen mayor riesgo de deficiencia. Soluciones alternativas han sugerido la fortificación de bebidas alcohólicas con tiamina. [107]
La ingestión de una dieta rica en tiamina puede evitar los efectos adversos de la deficiencia. Los alimentos que proporcionan una rica fuente de tiamina incluyen productos refinados de grano , listo para comer cereales , carne (especialmente cerdo), productos lácteos , maní, legumbres , frutas y huevos. [117]
Niacina (vitamina B3)
La vitamina B 3 , también conocida como niacina, incluye tanto la nicotinamida como el ácido nicotínico , los cuales funcionan en muchas reacciones biológicas de oxidación y reducción dentro del cuerpo. Estas funciones incluyen la degradación bioquímica de carbohidratos, grasas y proteínas . La niacina también participa en la síntesis de ácidos grasos y colesterol , [118] que son mediadores conocidos de la bioquímica del cerebro y, de hecho, de la función cognitiva. [119]
La ingesta suficiente de niacina se obtiene de la dieta o se sintetiza a partir del aminoácido triptófano . [118]
Deficiencias
La deficiencia grave de niacina se manifiesta típicamente como la enfermedad de pelagra . [118] La síntesis de B 3 a partir del triptófano implica vitamina B 2 y B 6 , por lo que las deficiencias en cualquiera de estos nutrientes pueden provocar una deficiencia de niacina. Un exceso de leucina , un aminoácido esencial , en la dieta también puede interferir con la conversión de triptófano y, posteriormente, resultar en una deficiencia de B 3 . [120]
La pelagra es más común en las poblaciones de los países en desarrollo en los que el maíz es el alimento básico . La enfermedad prácticamente ha desaparecido de los países industrializados, pero todavía aparece en la India y partes de China y África. [118] Esto se debe en parte a la forma unida de niacina que contiene el maíz sin procesar, que no se absorbe fácilmente en el cuerpo humano. Los procesos involucrados en la elaboración de tortillas de maíz pueden liberar la niacina unida en una forma más absorbible. La pelagra no es problemática en países que tradicionalmente preparan su maíz de esta manera, pero es un problema en otros países donde el maíz sin procesar es la principal fuente de ingesta calórica. [121]
Aunque la pelagra ocurre predominantemente en países en desarrollo , se pueden observar casos esporádicos de pelagra en las naciones industrializadas, principalmente en alcohólicos crónicos y pacientes que viven con complicaciones de absorción funcional. [120]
Síntomas
La pelagra se caracteriza clásicamente por cuatro 4 "D": diarrea, dermatitis , demencia y muerte. [120] Las manifestaciones neuropsiquiátricas de la pelagra incluyen dolor de cabeza, irritabilidad, falta de concentración, ansiedad, alucinaciones, estupor, apatía, malestar psicomotor, fotofobia, temblor, ataxia, paresia espástica, fatiga y depresión. Los síntomas de fatiga e insomnio pueden progresar a encefalopatía caracterizada por confusión, pérdida de memoria y psicosis. [120]
Los afectados por la pelagra pueden sufrir alteraciones patológicas en el sistema nervioso. Los hallazgos pueden incluir desmilenación y degeneración de varias partes afectadas del cerebro, la médula espinal y los nervios periféricos . [122]
Tratamiento
El pronóstico de la deficiencia es excelente con tratamiento. Sin ella, la pelagra progresará gradualmente y conducirá a la muerte en 4 a 5 años, a menudo como resultado de desnutrición por diarrea prolongada o complicaciones causadas por infecciones concurrentes o síntomas neurológicos. Los síntomas de la pelagra se pueden curar con la administración exógena de ácido nicotínico o nicotinamida. [120]
El enrojecimiento ocurre en muchos pacientes tratados terapéuticamente con ácido nicotínico, [123] y como resultado, la nicotinamida tiene más valor clínico ya que no se asocia con el mismo enrojecimiento incómodo. La dosis de nicotinamida para adultos es de 100 mg por vía oral cada 6 horas hasta la resolución de los síntomas agudos importantes, seguida de la administración oral de 50 mg cada 8 a 12 horas hasta que cicatrizan las lesiones cutáneas. Para los niños, el tratamiento incluye la ingestión oral de 10 a 15 mg de nicotinamida, según el peso, cada 6 horas hasta que desaparezcan los signos y síntomas. Los casos graves requieren 1 gramo cada 3-4 horas, administrado por vía parenteral . [120]
La nicotinamida oral se ha promocionado como un medicamento de venta libre para el tratamiento de la demencia de Alzheimer . Por el contrario, no se ha encontrado ningún efecto clínicamente significativo para el fármaco, ya que no se ha encontrado que la administración de nicotinamida promueva las funciones de la memoria en pacientes con demencia leve a moderada de tipo Alzheimer, vascular o fronto-temporal. Esta evidencia sugiere que la nicotinamida puede tratar la demencia en relación con la pelagra, pero la administración no trata eficazmente otros tipos de demencia. [124]
Prevención
El mejor método de prevención es ingerir alimentos ricos en vitamina B 3 . Generalmente, esto implica la ingesta de una dieta rica en proteínas. Los alimentos que contienen altas concentraciones de niacina en forma libre incluyen frijoles y vísceras, así como cereales y productos de cereales enriquecidos. [118] Si bien la niacina está presente en el maíz y otros granos, la biodisponibilidad del nutriente es mucho menor que en las fuentes ricas en proteínas. Los diferentes métodos de procesamiento del maíz pueden resultar en un mayor grado de biodisponibilidad de la vitamina. [121]
Aunque el tratamiento con niacina hace poco por alterar los efectos de la demencia de Alzheimer, la ingesta de niacina de los alimentos está inversamente asociada con la enfermedad. [125]
Folato (vitamina B9)
La deficiencia de folato puede alterar la neurulación y la neurogénesis. La ingesta materna de ácido fólico alrededor del momento de la concepción previene los defectos del tubo neural. [126] Además, la ingesta de ácido fólico se asoció recientemente con la incidencia de autismo. [127] La harina blanca enriquecida está fortificada con ácido fólico en los Estados Unidos y muchos otros países. Sin embargo, la Unión Europea no tiene la fortificación obligatoria con ácido fólico. Aunque los efectos protectores del ácido fólico están bien documentados, sigue existiendo una preocupación legítima de que la fortificación pueda generar niveles tóxicos en un subconjunto de la población. Por ejemplo, los niveles elevados de ácido fólico pueden interactuar con la deficiencia de vitamina B12 y causar neurodegeneración. [128] Además, el ácido fólico y el hierro pueden interactuar para exacerbar la malaria. [129]
El ácido fólico es la forma de folato más oxidada y estable, y también puede denominarse vitamina B 9 . Rara vez ocurre naturalmente en los alimentos, pero es la forma que se usa en los suplementos vitamínicos y en los productos alimenticios fortificados. [130]
Las coenzimas de folato están involucradas en numerosos procesos de conversión dentro del cuerpo, incluida la síntesis de ADN y las interconversiones de aminoácidos. [130] El folato y la vitamina B 12 juegan un papel vital en la síntesis de S-adenosilmetionina , que es de importancia clave en el mantenimiento y reparación de todas las células, incluidas las neuronas. [131] Además, el folato se ha relacionado con el mantenimiento de niveles cerebrales adecuados de cofactores necesarios para las reacciones químicas que conducen a la síntesis de neurotransmisores de serotonina y catecolamina. [130]
El folato tiene un papel importante, pero indirecto, en las actividades que ayudan a dirigir la expresión génica y la proliferación celular . Estas actividades ocurren a un ritmo mucho mayor durante el embarazo y dependen de los niveles adecuados de folato en el plasma sanguíneo . [132]
Las concentraciones de folato en plasma sanguíneo y las concentraciones de homocisteína están inversamente relacionadas, de modo que un aumento en el folato en la dieta disminuye la concentración de homocisteína. Por lo tanto, la ingesta dietética de folato es un determinante importante de los niveles de homocisteína dentro del cuerpo. [133]
Se han encontrado autoanticuerpos contra el receptor alfa de folato en hasta el 75% de los niños con autismo. [134]
Deficiencias
La deficiencia de folato generalmente surge de una ingesta insuficiente de folato en la dieta, pero también puede deberse a una absorción o utilización metabólica ineficaz del folato, generalmente como resultado de una variación genética. [135] La relación entre el ácido fólico y la vitamina B 12 es tan interdependiente que la deficiencia de cualquiera de las dos vitaminas puede provocar anemia megaloblástica , caracterizada por un cambio mental orgánico. [136]
El proceso de transformación del tubo neural en estructuras que eventualmente se convertirán en el sistema nervioso central se conoce como neurulación , cuyo éxito depende de la presencia de folato dentro del cuerpo. Este proceso comienza en el ser humano aproximadamente 21 días después de la concepción y se completa a los 28 días. Por lo tanto, es posible que una mujer ni siquiera se dé cuenta de su embarazo cuando se complete el proceso de neurulación, lo que podría causar graves consecuencias en el desarrollo del feto. [130]
Los problemas funcionales en la absorción y utilización de vitaminas también pueden influir en las deficiencias de folato en los ancianos. [131]
Síntomas
El vínculo entre los niveles de folato y la función mental alterada no es grande, pero es suficiente para sugerir una asociación causal. [130] La deficiencia de folato puede causar una elevación de la homocisteína en la sangre, [133] ya que el aclaramiento de la homocisteína requiere una acción enzimática dependiente del folato y, en menor grado, de las vitaminas B 6 y B 12 . La homocisteína elevada se ha asociado con un mayor riesgo de eventos vasculares , así como con demencia. [138]
Las diferencias radican en la presentación de la anemia megaloblástica inducida por deficiencia de folato o B 12 . La anemia megaloblástica relacionada con la deficiencia de B 12 generalmente resulta en neuropatía periférica, mientras que la anemia relacionada con folato a menudo resulta en trastornos afectivos o del estado de ánimo. [136] [139] Los efectos neurológicos a menudo no se relacionan con la anemia megaloblástica relacionada con el folato, aunque eventualmente se pueden presentar trastornos desmielinizantes. [136] En un estudio, se registraron alteraciones del estado de ánimo en la mayoría de los pacientes que presentaban anemia megaloblástica en ausencia de deficiencia de B 12 . [130] Además, se ha encontrado que las concentraciones de folato en el plasma sanguíneo son más bajas en pacientes con trastornos depresivos unipolares y bipolares en comparación con los grupos de control. Además, los grupos depresivos con concentraciones bajas de folato respondieron peor a la terapia antidepresiva estándar que aquellos con niveles normales en plasma. [130] Sin embargo, la replicación de estos hallazgos es menos sólida. [140]
El papel del ácido fólico durante el embarazo es vital para el desarrollo normal del sistema nervioso del feto. Una deficiencia en los niveles de folato de una mujer embarazada podría resultar en un trastorno del tubo neural , una condición debilitante en la que los tubos del sistema nervioso central no se fusionan por completo. [132] Los defectos del tubo neural no deben confundirse con la espina bífida , que no involucra elementos neurales. [130] Los defectos del tubo neural pueden presentarse de diversas formas como resultado del cierre inadecuado en varios puntos del tubo neural. El espectro clínico del trastorno incluye encefalocele , craneoraquisquisis y anencefalia . Además, estos defectos también pueden clasificarse como abiertos, si el tejido neural está expuesto o cubierto solo por una membrana, o pueden clasificarse como cerrados, si el tejido está cubierto por piel normal. [137]
La ingesta de vitamina se ha relacionado con déficits en el aprendizaje y la memoria, particularmente en la población anciana. [130] Las personas mayores con deficiencia de folato pueden presentar déficits en el recuerdo y el reconocimiento libres, lo que sugiere que los niveles de folato pueden estar relacionados con la eficacia de la memoria episódica. [141]
Tratamiento
La falta de folato adecuado puede producir una forma de demencia considerada reversible con la administración de la vitamina. De hecho, existe un grado de mejora en la memoria asociado con el tratamiento con folato. En un estudio longitudinal de 3 años de hombres y mujeres de 50 a 70 años con concentraciones plasmáticas elevadas de homocisteína, los investigadores encontraron que una suplementación diaria de ácido fólico oral de 800 μg resultó en un aumento en los niveles de folato y una disminución en los niveles de homocisteína en el plasma sanguíneo. Además de estos resultados, se observaron mejoras en la memoria y la velocidad de procesamiento de la información, así como ligeras mejoras en la velocidad sensoriomotora , [142] lo que sugiere que existe un vínculo entre la homocisteína y el rendimiento cognitivo.
Sin embargo, mientras que la cantidad de mejora cognitiva después del tratamiento con folato se correlaciona con la gravedad de la deficiencia de folato, la gravedad del deterioro cognitivo es independiente de la gravedad de la deficiencia de folato. Esto sugiere que la demencia observada puede no estar completamente relacionada con los niveles de folato, ya que podría haber factores adicionales que no se tomaron en cuenta y que podrían tener un efecto. [143]
Prevención
Debido a que la neurulación puede completarse antes de que se reconozca el embarazo, se recomienda que las mujeres que puedan quedar embarazadas tomen alrededor de 400 μg de ácido fólico de alimentos fortificados, suplementos o una combinación de ambos para reducir el riesgo de defectos del tubo neural. [130] Estas anomalías importantes en el sistema nervioso se pueden reducir en un 85% con la administración sistemática de suplementos de folato antes del inicio del embarazo. [132]
La incidencia de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades cognitivas se ha relacionado vagamente con las deficiencias de ácido fólico. Se recomienda que las personas mayores consuman folato a través de alimentos, fortificados o no, y suplementos para reducir el riesgo de desarrollar la enfermedad. [143] Entre las buenas fuentes de ácido fólico se encuentran el hígado , los cereales para el desayuno listos para comer, los frijoles, los espárragos, las espinacas, el brócoli y el jugo de naranja. [144]
Colina
La colina es un importante donante de metilo involucrado en el metabolismo de un carbono que también se incorpora a los fosfolípidos y al neurotransmisor acetilcolina. Debido a su papel en la síntesis celular, la colina es un nutriente importante durante el desarrollo prenatal y postnatal temprano de la descendencia, ya que contribuye en gran medida al desarrollo del cerebro. Un estudio encontró que las ratas que recibieron suplementos de colina en el útero o en las semanas posteriores al nacimiento tenían una memoria superior. Los cambios parecían ser el resultado de cambios físicos en el hipocampo , el área del cerebro responsable de la memoria. [145] [146] Además, la colina puede reducir algunos de los efectos nocivos de la deficiencia de folato sobre la neurogénesis. [147]
Si bien la colina durante el desarrollo es importante, los niveles de colina en los adultos también son importantes. Se ha demostrado que la colina aumenta la síntesis y liberación de acetilcolina de las neuronas, [148] lo que a su vez aumenta la memoria. Se realizó un estudio doble ciego con estudiantes universitarios normales (sin trastornos neurológicos). Los resultados mostraron que veinticinco gramos de fosfatidilcolina (otra forma de colina) crearon una mejora significativa en la memoria explícita , medida por una tarea de aprendizaje en serie ; sin embargo, esta mejora puede atribuirse a la mejora de los aprendices lentos. [149] Otro estudio encontró que una sola dosis oral de diez gramos de colina, administrada a voluntarios normales (nuevamente, sin trastornos neurológicos) disminuyó significativamente el número de ensayos necesarios para dominar una prueba de palabras de aprendizaje en serie. Este aumento de la memoria es particularmente beneficioso para la pérdida de memoria que sufre la vejez. Un estudio realizado en ratas que, al igual que los humanos, sufren de pérdida de memoria relacionada con la edad, analizó cómo la colina afectaba la memoria. Los resultados mostraron que las ratas que tenían una dieta baja en colina crónica mostraron una mayor pérdida de memoria que sus contrapartes de control de la misma edad, mientras que las ratas que tenían dietas enriquecidas con colina mostraron una pérdida de memoria disminuida en comparación con la dieta baja en colina y los grupos de ratas de control. . Además, las ratas jóvenes que tenían deficiencia de colina se desempeñaron tan mal en las tareas de memoria como las ratas mayores, mientras que las ratas mayores que recibieron suplementos de colina se desempeñaron tan bien como las ratas de tres meses. [150]
Deficiencias y tratamientos
A pesar de la amplia gama de alimentos en los que se encuentra la colina, los estudios han demostrado que la ingesta media de colina de hombres, mujeres y niños está por debajo de los niveles de ingesta adecuada . [151] Es importante tener en cuenta que el cuerpo no produce de forma natural suficiente colina, por lo que la dieta es un factor importante. Las personas que consumen una gran cantidad de alcohol pueden tener un mayor riesgo de deficiencia de colina. El sexo y la edad también influyen, y las mujeres premenopáusicas son menos sensibles a la deficiencia de colina que los hombres o las mujeres posmenopáusicas . [150] Se ha teorizado que esto se debe a que las mujeres premenopáusicas tienen una mayor capacidad para sintetizar colina de alguna forma, lo que se ha confirmado en estudios con ratas. [152] En tales casos de deficiencia, los suplementos de colina o (si es posible) los cambios en la dieta pueden ser beneficiosos. Buenas fuentes de colina incluyen hígado, leche, huevos y cacahuetes. [153] Existe más evidencia que sugiere que los suplementos de colina se pueden usar para tratar a personas que sufren de trastornos neurológicos, así como defectos de memoria. [150] [151] Las dosis orales de CDP-colina (otra forma de colina) administradas a ancianos con déficit de memoria, pero sin demencia, durante cuatro semanas mostraron una mejor memoria en las tareas de memoria libre, pero no en las de reconocimiento. [154] En un segundo estudio, los pacientes con demencia temprana de tipo Alzheimer fueron tratados con dosis de veinte gramos de fosfatidilcolina todos los días durante seis meses. Se mostraron ligeras mejoras en las pruebas de memoria en comparación con el grupo de control con placebo. Otros estudios realizados no encontraron tal mejora.
Cobalamina (vitamina B12)
También conocida como cobalamina, la vitamina B 12 es una vitamina esencial necesaria para la formación normal de sangre . También es importante para el mantenimiento de la función neurológica y la salud psiquiátrica. [155] La absorción de B 12 en el cuerpo requiere cantidades adecuadas de factor intrínseco , la glicoproteína producida en las células parietales del revestimiento del estómago. Un intestino delgado en funcionamiento también es necesario para el metabolismo adecuado de la vitamina, ya que la absorción se produce dentro del íleon . [155]
B 12 se produce en el tracto digestivo de todos los animales, incluidos los humanos. [156] Por lo tanto, los alimentos de origen animal son la única fuente natural de vitamina B 12 [157] Sin embargo, la síntesis de B 12 se produce en el intestino grueso , que supera el punto de absorción que se produce en el intestino delgado. Como tal, la vitamina B 12 debe obtenerse a través de la dieta. [156]
Deficiencias
A diferencia de otras vitaminas B que no se almacenan en el cuerpo, la vitamina B 12 se almacena en el hígado . Debido a esto, pueden pasar de 5 a 10 años antes de que una deficiencia repentina de vitamina B 12 en la dieta se manifieste en un adulto previamente sano. [158] La deficiencia de B 12 , también conocida como hipocobalaminemia, a menudo resulta de complicaciones que involucran la absorción en el cuerpo. [159]
La deficiencia de vitamina B 12 a menudo se asocia con anemia perniciosa , ya que es la causa más común. La anemia perniciosa es el resultado de un trastorno autoinmune que destruye las células que producen el factor intrínseco dentro del revestimiento del estómago, lo que dificulta la absorción de B 12 . La absorción de B 12 es importante para la posterior absorción de hierro, por lo que las personas con anemia perniciosa a menudo presentan síntomas típicos de anemia , como piel pálida, mareos y fatiga. [160]
Entre las personas con mayor riesgo de deficiencia de B 12 se encuentran la población anciana, ya que entre el 10 y el 15% de las personas mayores de 60 años pueden presentar alguna forma de hipocobalaminemia. Las altas tasas de deficiencia en los ancianos suelen deberse a la disminución de la absorción funcional de B 12 , ya que la producción de factor intrínseco disminuye con la edad. Sin embargo, la anemia perniciosa es la causa más común de deficiencia de B 12 en las poblaciones de América del Norte y Europa. [157]
Aquellos afectados por diversas enfermedades gastrointestinales también pueden tener riesgo de deficiencia como resultado de la malabsorción. Estas enfermedades pueden afectar la producción del factor intrínseco en el estómago o de la bilis pancreática . Las enfermedades que involucran trastornos del intestino delgado, como la enfermedad celíaca, la enfermedad de Crohn y la ileítis , también pueden reducir la absorción de B 12 . Por ejemplo, las personas con enfermedad celíaca pueden dañar las microvellosidades del intestino delgado a través del consumo de gluten, lo que inhibe la absorción de B 12 y otros nutrientes. [159]
Una dieta baja en B 12 , ya sea voluntaria o no, también puede causar síntomas de hipocobalaminemia. Muchas fuentes ricas en vitamina B 12 provienen de carnes y subproductos animales. Es posible que las poblaciones de los países en desarrollo no tengan acceso a estos alimentos de manera constante y, como resultado, se vuelvan deficientes en B 12 . [161] Además, los veganos , y en menor medida los vegetarianos , corren el riesgo de consumir una dieta baja en cobalamina, ya que voluntariamente se abstienen de fuentes animales de B 12 . [159] Una combinación de estos dos escenarios puede aumentar la prevalencia del déficit de cobalamina. Por ejemplo, la deficiencia de vitamina B 12 es problemática en India, donde la mayoría de la población es vegetariana y la escasez de consumo de carne también es común para los omnívoros. [161]
Síntomas
Se puede observar una variedad de efectos neurológicos en el 75-90% de las personas de cualquier edad con deficiencia de B 12 clínicamente observable . Las manifestaciones de deficiencia de cobalamina son evidentes en las anomalías de la médula espinal, los nervios periféricos, los nervios ópticos y el cerebro . Estas anomalías implican una degeneración progresiva de la mielina , [162] y pueden expresarse conductualmente a través de informes de alteraciones sensoriales en las extremidades o alteraciones motoras, como ataxia de la marcha. La mielopatía y la neuropatía combinadas son prevalentes en un gran porcentaje de casos. Los cambios cognitivos pueden variar desde pérdida de concentración hasta pérdida de memoria, desorientación y demencia. Todos estos síntomas pueden presentarse con o sin cambios de humor adicionales. [157] Los síntomas mentales son extremadamente variables e incluyen trastornos leves del estado de ánimo, lentitud mental y defectos de memoria. El defecto de memoria incluye síntomas de confusión , agitación severa y depresión, delirios y conducta paranoide, alucinaciones visuales y auditivas , incontinencia urinaria y fecal en ausencia de lesiones espinales manifiestas, disfasia, conducta maníaca violenta y epilepsia. Se ha sugerido que los síntomas mentales podrían estar relacionados con una disminución del metabolismo cerebral, como consecuencia del estado de deficiencia. [162] Todos estos síntomas pueden presentarse con o sin cambios de humor adicionales. [157]
Los casos leves a moderados de anemia perniciosa pueden mostrar síntomas de encías sangrantes , dolor de cabeza , falta de concentración , dificultad para respirar y debilidad. En casos graves de anemia perniciosa, las personas pueden presentar diversos problemas cognitivos, como demencia y pérdida de memoria. [160]
No siempre es fácil determinar si la deficiencia de B 12 está presente, especialmente en los adultos mayores. [159] Los pacientes pueden presentar un comportamiento violento o cambios de personalidad más sutiles. También pueden presentar quejas vagas, como fatiga o pérdida de memoria, que pueden atribuirse a procesos normativos de envejecimiento. Los síntomas cognitivos también pueden imitar el comportamiento en el Alzheimer y otras demencias. [157] Las pruebas deben realizarse en individuos que presenten tales signos para confirmar o negar la deficiencia de cobalamina en la sangre. [160]
Tratamiento
Los pacientes con deficiencia de B 12 a pesar de la funcionalidad de absorción normal pueden tratarse mediante la administración oral de al menos 6 mg de la vitamina en forma de píldora. Los pacientes que padecen causas irreversibles de deficiencia, como anemia perniciosa o vejez, necesitarán un tratamiento de por vida con dosis farmacológicas de B 12 . La estrategia de tratamiento depende del nivel de deficiencia del paciente, así como de su nivel de funcionamiento cognitivo. [159] El tratamiento para las personas con deficiencia grave incluye 1000 mg de B 12 administrados por vía intramuscular al día durante una semana, semanalmente durante un mes y luego mensualmente durante el resto de la vida del paciente. La suplementación oral diaria de mega dosis de B 12 puede ser suficiente en pacientes confiables, pero es imperativo que la suplementación se continúe durante toda la vida, ya que de lo contrario puede producirse una recaída. [160]
La progresión de las manifestaciones neurológicas de la deficiencia de cobalamina es generalmente gradual. Como resultado, el diagnóstico temprano es importante o de lo contrario pueden ocurrir daños irreversibles. [155] Los pacientes que se vuelven dementes por lo general muestran poca o ninguna mejoría cognitiva con la administración de B 12 . [160]
Una deficiencia de ácido fólico puede producir anemia similar a la anemia resultante de la deficiencia de B 12 . Existe el riesgo de que el ácido fólico administrado a personas con deficiencia de B 12 pueda enmascarar los síntomas de anemia sin resolver el problema en cuestión. En este caso, los pacientes aún estarían en riesgo de deficiencias neurológicas asociadas con la anemia relacionada con la deficiencia de B 12 , que no están asociadas con la anemia relacionada con la deficiencia de folato. [135]
Prevención
Además de satisfacer los requisitos de ingesta mediante el consumo de alimentos, la suplementación de la dieta con vitamina B 12 se considera una medida preventiva viable para la deficiencia. Se ha recomendado que las personas mayores complementen 50 mcg al día para evitar que se produzca un déficit. [160]
Los productos de proteína animal son una buena fuente de vitamina B 12 , particularmente las vísceras como el riñón o el hígado. Otras buenas fuentes son el pescado, los huevos y los productos lácteos. [156] Se sugiere que los veganos, que no consumen carne o subproductos animales, complementen su dieta con B 12 . Si bien hay alimentos fortificados con B 12 disponibles, algunos pueden estar mal etiquetados en un intento de aumentar sus afirmaciones nutricionales. Los productos de la fermentación, como los extractos de algas y vegetales marinos, pueden etiquetarse como fuentes de B 12 , pero en realidad contienen análogos de B 12 que compiten por la absorción del propio nutriente. [161] Con el fin de obtener cantidades adecuadas de la vitamina, se recomiendan a los veganos las píldoras administradas por vía oral o los alimentos enriquecidos como los cereales y la leche de soja. [163]
Vitamina D
La vitamina D es un regulador esencial del receptor de vitamina D que controla la transcripción de genes durante el desarrollo. El receptor de vitamina D se expresa fuertemente en la sustancia negra. [164] En consecuencia, la deficiencia de vitamina D puede alterar la neurogénesis y provocar una alteración de la señalización de la dopamina y un mayor comportamiento exploratorio en ratas. [165] [166] Esto se considera un modelo de roedor del fenotipo de esquizofrenia y se ha propuesto la deficiencia de vitamina D como una explicación de la mayor incidencia de esquizofrenia entre los niños que fueron concebidos durante los meses de invierno. Un estudio finlandés encontró que el uso de suplementos de vitamina D está asociado con un riesgo reducido de esquizofrenia. [167]
Lípidos
gordo
Los ácidos grasos son necesarios para la síntesis de neurotransmisores de las membranas celulares y otras moléculas de señalización. Si bien la ingesta excesiva de grasas puede ser perjudicial, la deficiencia de ácidos grasos esenciales puede alterar el desarrollo neurológico y la plasticidad sináptica. [168]
Grasa saturada
El consumo de grandes cantidades de grasas saturadas puede afectar negativamente al cerebro. Comer alimentos con grasas saturadas eleva el nivel de colesterol y triglicéridos en el cuerpo. Los estudios han demostrado que los niveles altos de triglicéridos están estrechamente relacionados con problemas del estado de ánimo como depresión, hostilidad y agresión. Esto puede ocurrir porque los niveles altos de triglicéridos disminuyen la cantidad de oxígeno que la sangre puede transportar al cerebro. [169] La Asociación Estadounidense del Corazón recomienda que las personas no consuman más de 16 g de grasas saturadas al día. Las fuentes comunes de grasas saturadas son la carne y los productos lácteos.
Acidos grasos esenciales
Hay dos tipos de ácidos grasos esenciales que las personas deben consumir (omega-3 y omega-6). Muchos académicos recomiendan una cantidad equilibrada de omega-3 y omega-6. Sin embargo, algunos estiman que los estadounidenses consumen veinte veces más omega-6 que omega-3. Existe la teoría de que un desequilibrio de ácidos grasos esenciales puede conducir a trastornos mentales como depresión, hiperactividad y esquizofrenia, pero aún carece de evidencias. Una dieta deficiente en omega-3 aumenta los niveles de omega-6 en el cerebro, alterando la señalización de endocannabinoides en la corteza prefrontal y el núcleo accumbens, lo que contribuye a la ansiedad y comportamientos similares a la depresión en ratones. [168] Las fuentes de omega-3 incluyen semillas de lino, semillas de chía, nueces, vegetales marinos, vegetales de hojas verdes y pescado de agua fría. Las fuentes de omega-6 incluyen nueces, avellanas; aceites de girasol, cártamo, maíz y sésamo. [170]
Colesterol
Si bien el colesterol es esencial para las membranas y las hormonas esteroides, el exceso de colesterol afecta el flujo sanguíneo y afecta la función cognitiva en la demencia vascular. [171]
Carbohidratos
Los estudios han demostrado que el aprendizaje y la memoria mejoran después de consumir carbohidratos. Hay dos tipos de carbohidratos que las personas consumen: simples y complejos. Los carbohidratos simples se encuentran a menudo en los alimentos procesados y liberan azúcar en el torrente sanguíneo rápidamente después de su consumo. Los carbohidratos complejos se digieren más lentamente y, por lo tanto, hacen que el azúcar se libere al torrente sanguíneo más lentamente. [172] Buenas fuentes de carbohidratos complejos son los panes integrales, la pasta, el arroz integral, la avena y las papas. Se recomienda que las personas consuman carbohidratos más complejos porque consumir carbohidratos complejos hará que el nivel de azúcar en el torrente sanguíneo sea más estable, lo que hará que se liberen menos hormonas del estrés. El consumo de carbohidratos simples puede hacer que los niveles de azúcar en el torrente sanguíneo aumenten y disminuyan, lo que puede causar cambios de humor. [173]
Dietas cetogénicas bajas en carbohidratos
El beta-hidroxibutirato de cuerpos cetónicos es una fuente de combustible para el cerebro durante los períodos de ayuno cuando los niveles de glucosa en sangre disminuyen. Aunque no se comprende el mecanismo, está bien establecido que una dieta baja en carbohidratos puede ser terapéutica para los niños con epilepsia. [174] Esto probablemente se deba a que los cuerpos cetónicos proporcionan una fuente de combustible alternativa a la glucosa para la función neuronal. Además, una dieta cetogénica puede ser beneficiosa para los pacientes con demencia. [175] Los triglicéridos de cadena media pueden estimular la síntesis de cetonas [176] y el aceite de coco es una fuente rica en triglicéridos de cadena media que varios informes anecdóticos sugieren que pueden mejorar la función cognitiva en pacientes con demencia tipo Alzheimer. [177] [178]
Proteína
Cuando se consume proteína, se descompone en aminoácidos. Estos aminoácidos se utilizan para producir muchas cosas como neurotransmisores, enzimas, hormonas y cromosomas. Las proteínas conocidas como proteínas completas contienen los ocho aminoácidos esenciales. La carne, el queso, los huevos y el yogur son ejemplos de proteínas completas. Las proteínas incompletas contienen solo algunos de los ocho aminoácidos esenciales y se recomienda que las personas consuman una combinación de estas proteínas. Los ejemplos de proteínas incompletas incluyen nueces, semillas, legumbres y granos. [179] Cuando los animales se alimentan con una dieta deficiente en aminoácidos esenciales, los ARNt no cargados se acumulan en la corteza piriforme anterior, lo que indica el rechazo de la dieta [105]. El cuerpo normalmente interconvierte los aminoácidos para mantener la homeostasis, pero la proteína muscular puede catabolizarse para liberar aminoácidos durante condiciones de deficiencia de aminoácidos. La interrupción del metabolismo de los aminoácidos puede afectar el desarrollo del cerebro y la neurofisiología para afectar el comportamiento. Por ejemplo, la deficiencia de proteínas fetales disminuye el número de neuronas en la región CA1 del hipocampo. [180]
Glutamato
El glutamato es un aminoácido proteinogénico y un neurotransmisor, aunque quizás sea mejor conocido públicamente en su forma de sal de sodio : glutamato monosódico (MSG). También es un sabor por sí solo, que produce el sabor umami o sabroso que se encuentra en muchos alimentos fermentados como el queso . Como aminoácido actúa como fuente de combustible para diversas funciones celulares y como neurotransmisor. El glutamato funciona como un neurotransmisor excitador y se libera cuando un impulso nervioso excita una célula productora de glutamato. Este, a su vez, se une a las neuronas con receptores de glutamato, estimulándolas.
Deficiencias y tratamientos
El glutamato es un nutriente del que es extremadamente difícil tener deficiencia, ya que, al ser un aminoácido, se encuentra en todos los alimentos que contienen proteínas. Además se encuentra, como se mencionó anteriormente, en alimentos fermentados y en alimentos que contienen glutamato monosódico. Como tal, las buenas fuentes de glutamato incluyen la carne, el pescado, los productos lácteos y una amplia variedad de otros alimentos. El glutamato también es absorbido de manera extremadamente eficiente por los intestinos. [181] Sin embargo, existen casos de deficiencia de glutamato, pero solo en los casos en que existen trastornos genéticos. Un ejemplo de ello es la deficiencia de glutamato formiminotransferasa y puede causar discapacidades físicas e intelectuales menores o profundas, dependiendo de la gravedad de la afección. Sin embargo, este trastorno es extremadamente raro, ya que hasta ahora solo veinte personas han sido identificadas con esta condición. [182] El glutamato, aunque es de importancia crítica en el cuerpo, también actúa como excitotoxina en concentraciones elevadas que normalmente no se encuentran fuera de las condiciones de laboratorio, [183] aunque puede ocurrir después de una lesión cerebral o una lesión de la médula espinal . [184]
Fenilalanina
La L-fenilalanina se convierte biológicamente en L-tirosina, otro de los aminoácidos codificados por el ADN, y beta- fenetilamina . [185] La L-tirosina a su vez se convierte en L-DOPA, que luego se convierte en dopamina, norepinefrina (noradrenalina) y epinefrina (adrenalina). Los últimos tres se conocen como catecolaminas. La fenetilamina se convierte además en N-metilfenetilamina. [186] La fenilalanina usa el mismo canal de transporte activo que el triptófano para cruzar la barrera hematoencefálica y, en grandes cantidades, interfiere con la producción de serotonina. [187]
Fenilcetonuria
Los niveles tóxicos de fenilalanina se acumulan en el cerebro de los pacientes con fenilcetonuria, lo que provoca daño cerebral grave y retraso mental. Para prevenir el daño cerebral, estas personas pueden restringir la ingesta dietética de fenilalanina evitando las proteínas y complementando su dieta con aminoácidos esenciales. [188]
Ver también
- Nutrición y cognición
- Psiquiatría ortomolecular
Referencias
- ^ Bedi KS (junio de 2003). "Efectos nutricionales sobre el número de neuronas". Neurociencia nutricional . 6 (3): 141–52. doi : 10.1080 / 1028415031000098549 . PMID 12793518 .
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