Publicitat
Publicitat

Les vitamines, des dels orígens de la vida

En els últims 4.000 milions d'anys ha anat canviant la manera com els éssers vius treballen per produir aquestes molècules petites i fonamentals

El 1602 una flota espanyola navegava en direcció nord per la costa del Pacífic de Mèxic quan la tripulació va contreure una malaltia mortal. "El primer símptoma són dolors per tot el cos que fan que esdevingui molt sensible al tacte", va escriure Antonio de la Ascensión, un sacerdot que formava part de l'expedició. "Comencen a aparèixer punts morats pel cos, especialment de cintura cap avall. Després les genives se'ls inflen tant que no poden ajuntar les dents i només són capaços de beure. Finalment, moren de cop i volta, mentre parlen".

La tripulació patia d'escorbut, una malaltia que en aquells temps era tan amargament familiar com profundament misteriosa. Ningú no sabia per què afectava els mariners ni com curar-la. Però, en aquell viatge del 1602, Antonio de la Ascensión va ser testimoni del que va considerar un miracle. Mentre la tripulació era a terra enterrant els morts, un mariner malalt va collir el fruit d'un cactus per menjar-se'l. Es va començar a trobar millor i els seus companys en van seguir l'exemple. Així es van curar.

Durant els dos segles següents va anar-se aclarint que l'escorbut era provocat per la falta de fruita i de verdura en els viatges de llarga distància. A finals del segle XVIII l'armada britànica va començar a abastir els seus vaixells de milers de galons de suc de llimona, que va eradicar la malaltia. Però no va ser fins al 1928 que el bioquímic hongarès Albert Szent-Györgyi va descobrir l'ingredient que la curava: la vitamina C.

Els experiments de Szent-Györgyi formaven part d'una onada d'investigacions que es van dur a terme a principis del segle XX i que van suposar la descoberta de les vitamines. Els científics es van adonar que el cos humà necessitava quantitats diminutes de 13 molècules orgàniques. Un dèficit de qualsevol d'aquestes molècules provocava diverses malalties: la falta de vitamina A provocava ceguera; la de vitamina B, una anèmia greu, i la de vitamina D, raquitisme.

Avui dia hi ha moltíssims projectes de recerca dedicats a aprofundir en la comprensió de les vitamines, i la majoria se centren en la quantitat que en necessitem per estar sans però no responen a una pregunta bàsica: com hem acabat depenent tant d'aquestes petites molècules tan peculiars?

D'ençà que va aparèixer la vida

Sembla que les vitamines eren fonamentals per a la vida des dels seus estadis inicials, ara fa uns 4.000 milions d'anys. Les formes de vida primitives produïen les seves pròpies vitamines, però, amb el pas del temps, algunes espècies -entre les quals la nostra- en van perdre la capacitat. Els éssers vius van començar a dependre els uns dels altres per obtenir vitamines i van generar un flux complex de molècules que els científics van batejar com a trànsit vitamínic. Totes les vitamines són produïdes per cèl·lules vives, ja siguin les nostres o les d'altres espècies. La vitamina D se sintetitza a la nostra pell quan la llum solar entra en contacte amb un precursor del colesterol. Els llimoners generen vitamina C a partir de la glucosa.

Sovint la síntesi d'una vitamina és un procés d'allò més alambinat. A algunes espècies els calen 22 proteïnes per produir una molècula de vitamina B. Mentre que una proteïna pot estar constituïda per milers d'àtoms, pot ser que una vitamina només n'estigui formada per desenes. I malgrat la seva mida petita, les vitamines amplien la nostra versatilitat química: cooperen amb les proteïnes per ajudar-les a dur a terme reaccions que no serien capaces de generar per si soles.

La vitamina B, per exemple, ajuda les proteïnes a extreure diòxid de carboni de les molècules. "Siguin bacteris, fongs, plantes o humans: tots les necessiten", diu Harold B. White, de la Universitat de Delaware.

Aquesta química universal és, amb tota probabilitat, producte de l'evolució. Els científics consideren, en general, que els éssers vius actuals deriven de formes químicament més senzilles que van existir fa uns 4.000 milions d'anys. Aquells organismes primitius depenien d'una variant de l'ADN monocatenària anomenada ARN. Aleshores, l'ARN tenia una doble funció: era portador dels gens, com l'ADN en l'actualitat, i feia de catalitzador de reaccions químiques, com les proteïnes avui dia.

La genètica de les vitamines

White va ser un dels primers científics que va reflexionar sobre el món primitiu de l'ARN. El 1975 va postular que les vitamines ajudaven les molècules d'ARN a dur a terme reaccions químiques. Si bé amb el pas del temps les proteïnes van passar a ocupar-se d'aquesta funció, seguien necessitant les vitamines per complir-la.

El 2007 Dipankar Sen, bioquímic de la Universitat Simon Fraser de la Colúmbia Britànica, es va proposar posar a prova la idea de White. Després de sis anys d'experiments i de proves, Sen i un estudiant de postgrau, Paul Cernak, van descobrir una molècula d'ARN que era capaç d'extreure diòxid de carboni d'una altra molècula valent-se de la vitamina B. Aquesta és la utilitat que donen les proteïnes a la vitamina B avui dia, tal com havia predit White.

Quan l'evolució va modificar la capacitat de produir vitamines dels éssers vius, algunes espècies es van especialitzar a sintetitzar-ne. Les plantes, per exemple, es van convertir en fàbriques de vitamina C, amb la concentració de grans quantitats a les fulles i als fruits. És probable que, en un principi, la molècula protegís les plantes contra l'estrès, una funció que du a terme en altres espècies, entre les quals la nostra. Però, amb el pas del temps, la vitamina va assumir noves funcions en els vegetals, com ajudar a controlar el desenvolupament dels fruits.

Treball en xarxa

Hi ha molts vertebrats capaços de sintetitzar vitamina C que ho fan gràcies a un mateix conjunt de gens. "Nosaltres també hauríem de ser capaços de produir-ne, atès que tenim tots els gens necessaris per fer-ho", afirma Rebecca Stevens, de l'Institut Francès de Recerca Agrícola.

Ara que els científics poden desxifrar els genomes de milers d'espècies, estan descobrint molts més casos en què els gens implicats en la producció d'una vitamina s'han atrofiat o han desaparegut del tot. No fa gaire que Sergio Sanudo-Wilhelmy, de la Universitat del Sud de Califòrnia, va descodificar els genomes de 400 de les espècies de bacteris més abundants dels oceans. Segons el seu article a Annual Review of Marine Science, al 24% dels bacteris els falten gens necessaris per sintetitzar la vitamina B i el 64% són incapaços de produir vitamina B. Aquests estudis són especialment sorprenents tenint en compte que durant molt de temps s'ha pensat que els bacteris eren autosuficients pel que fa a les vitamines. Ara cal esbrinar per què moltes espècies de bacteris que poblen els oceans no moren a causa de la versió microbiana de l'escorbut. "Hi ha algú que les produeix pel bé de la comunitat, però no sabem qui", explica Sanudo-Wilhelmy.

Fins no fa gaire els científics no havien mesurat mai els nivells de vitamines als mars. En fer-ho han descobert que en alguns llocs n'hi ha en abundància, mentre que d'altres són autèntics deserts vitamínics. És possible que aquestes diferències no influeixin només en els bacteris i les algues, sinó també en els animals que se n'alimenten.

Les vitamines flueixen seguint itineraris complexos, no només a l'oceà, sinó també en terra ferma. Els humans som incapaços d'autoabastir-nos de vitamina B, posem per cas, cosa que ens obliga a obtenir-la dels aliments. Una manera de fer-ho consisteix a menjar carn com la de vedella, que en conté. A més, resulta que les vaques i altres animals dels quals ens alimentem tampoc no sintetitzen la vitamina Ba les seves pròpies cèl·lules. En lloc d'això, l'obtenen dels bacteris del seu tub digestiu, que sí que en produeixen.

Nosaltres també acollim milers d'espècies de bacteris que sintetitzen vitamines en consumir els nostres aliments. ¿Això significa que depenem del nostre propi trànsit de vitamines? "Encara no és més que una teoria", adverteix Douwe van Sinderen, microbiòleg del University College de Cork, Irlanda. "Però s'estan obtenint proves que indiquen que és possible que els bacteris ens aportin algunes vitamines que necessitem". Si fos cert, hauríem de pensar en el nostre cos com un oceà autònom on es produeixen interaccions vitamíniques.

PUBLICITAT
PUBLICITAT
PUBLICITAT

EDICIÓ PAPER 17/12/2017

Consultar aquesta edició en PDF