El estudio con mantequilla que llevó a descubrir la vitamina A

Si bien no hay un solo evento que pueda llamarse como el «descubrimiento» de la vitamina A, varios expertos señalan los trabajos de Elmer McCollum y Marguerite Davis y Thomas Osborne y Lafayette Mendel en 1913 que demostraron que no todas las grasas tenían un valor nutricional similar.

El artículo de Richard D. Semba «Sobre el descubrimiento de la vitamina A» explicó que no se puede hablar de un único evento pues la caracterización de la vitamina A abarcó un periodo de 130 años. (Lea: La importancia de dar vitamina A al ganado en épocas críticas como la sequía)

Este largo proceso empezó con el fisiólogo François Magendie, que descubrió en 1816 que los perros desnutridos tendían a desarrollar úlceras corneales y su riesgo de muerte aumentaba. Este fue un hallazgo similar a una situación clínica común en niños mal alimentados y abandonados en París.

En la década de 1880, Nicolai Lunin, un investigador en nutrición, demostró que había una sustancia desconocida en la leche que era esencial para la nutrición. Por su parte, Carl Socin sugirió que una sustancia desconocida para el crecimiento de la yema de huevo era liposoluble.

En el siglo XX, el bioquímico británico Frederick Gowland Hopkins propuso en 1906 que había «factores dietéticos insospechados» que eran necesarios para la vida, en tanto que Wilhelm Stepp demostró en 1911 que esta sustancia esencial en la leche era liposoluble (se pueden disolver las grasas).

En 1912, Hopkins publicó el trabajo por el que es más conocido, demostrando en una serie de experimentos de alimentación animal que las dietas que consisten en proteínas puras, carbohidratos, grasas, minerales y agua no apoyan el crecimiento animal.

Esto lo llevó a sugerir la existencia en las dietas normales de pequeñas cantidades de sustancias aún no identificadas que son esenciales para el crecimiento y la supervivencia de los animales. Estas sustancias hipotéticas las llamó «factores alimentarios accesorios», más tarde rebautizados como vitaminas. Hopkins recibió el Premio Nobel (en 1929) por este descubrimiento.

En 1913, Elmer McCollum de la Universidad de Wisconsin-Madison junto con Marguerite Davis, de un lado, y Lafayette Mendel y Thomas Burr Osborne de la Universidad de Yale, del otro, descubrieron una de estas sustancias mientras investigaban el papel de las grasas en la dieta. En 1918, estos «factores accesorios» se describieron como liposolubles y en 1920 se denominaron vitamina A.

Los autores del estudio con la mantequilla donde se descubrió la vitamina A

El portal de Lamberts en el artículo «Breve historia de la vitamina A» reveló que en 1913, McCollum y Davis de la Universidad de Wisconsin en Estados Unidos demostraron que la mantequilla y la yema de huevo no eran equivalentes a la manteca de cerdo y al aceite de oliva para apoyar el crecimiento y la supervivencia de ratas.

Tres semanas después del descubrimiento de McCollum y Davis, otros dos investigadores, Lafayette Benedict Mendel y Thomas Burr Osborne, también hallaron una sustancia alimenticia accesoria y soluble en grasa; pero ya los primeros habían publicado su descubrimiento oficial en el verano de 1913.

El trabajo titulado «La necesidad de ciertas lipinas en la dieta durante el crecimiento» fue la conclusión de varios años pero también del interés de toda la vida de McCollum por la química de la nutrición. (Blog: Mantequilla vs margarina ¿Cuál es la diferencia?)

Según los relatos, el experto tuvo experiencia de primera mano con las deficiencias de vitaminas, pues a la edad de apenas 7 meses «su madre tuvo que destetarlo, alimentándolo durante el invierno con leche hervida y puré de patatas». Al cabo de unos meses enfermó, sufriendo de llagas en la piel, hinchazón de las articulaciones y encías sangrantes, una enfermedad conocida como escorbuto, que es la deficiencia de vitamina C.

«Nadie sabía lo que tenía y el niño se estaba muriendo misteriosamente. Un día, mientras su madre estaba pelando manzanas, comenzó a chupar los restos. Al día siguiente, lucía un poco mejor, por lo que su madre le alimentó con cáscaras de manzana durante días y el niño recobró sus fuerzas», anota.

Cuando le dio otras frutas y verduras, el niño se recuperó completamente. McCollum creció escuchando esta historia de cómo sobrevivió gracias a estos alimentos, y quizás esto lo haya motivado a estudiar la química de la nutrición.

Obtuvo una beca para la Universidad de Yale en 1904 y recibió su título de PhD. en dos años. En 1910 se mudó a Madison (Wisconsin) como profesor asistente de química. En aquellos tiempos la vanguardia de la química nutricional eran los «alimentos purificados» los cuales se procesaban midiendo las cantidades exactas de proteínas, carbohidratos y grasas, para una dieta saludable con cantidades óptimas.

En su experimento de laboratorio sobre estudios en nutrición, McCollum pidió usar ratas. De hecho, fue de los primeros científicos en usar ratas de laboratorio para investigación nutricional, una idea que en la época fue considerada como «tonta» por sus compañeros. (Blog: ¿Cuáles son los lácteos más saludables?)

Luego conoció a una joven llamada Marguerite Davis, una estudiante de economía doméstica que luego se pasó a bioquímica que las cuidaba a diario, sin remuneración, durante cinco años, que apareció en el campus buscando ser voluntaria. Davis ayudó a McCollum a desarrollar «el método biológico para el análisis de alimentos» y fue coautora de varios artículos.

Al nutrir a las ratas con «dietas purificadas», vieron que no prosperaban. Las alimentaron con caseína pura, carbohidratos (lactosa, dextrina y/o almidón), un poco de agar y una mezcla de seis o siete sales. Sustituyeron la manteca de cerdo o el aceite de oliva por algunos de los carbohidratos para un grupo de ratas.

Durante 70 a 120 días, sus ratas crecieron y luego dejaron de crecer. Parecían estar saludables, excepto que las hembras no tenían suficiente leche para nutrir a sus crías. En 1912 encontraron su primera pista cuando probaron tres grasas diferentes: leche, aceite de oliva y manteca de cerdo. Las ratas alimentadas con leche continuaron creciendo, mientras que las que recibían las otras dos dejaron de crecer y enfermaron.

En cambio, las 30 que recibieron leche junto con una pequeña cantidad de yemas de huevo o mantequilla, se recuperaron con éxito. Se convencieron de que sin una sustancia en la yema de huevo o mantequilla, las ratas no podrían crecer, aunque pareciera que estaban sanas.

Llegaron a la conclusión de que las ratas dejan de crecer hasta que se les alimenta con ciertos «extractos de éter de huevo o de mantequilla» y que «hay ciertos factores accesorios en ciertos alimentos que son esenciales para el crecimiento normal durante períodos prolongados». También encontraron este factor alimentario en extractos de hojas de alfalfa y en hígado de bacalao.

El «factor accesorio» que apoya el crecimiento se conoció bajo el nombre de «factor liposoluble A» en 1918 y luego como «vitamina A» en 1920. Se denominó así porque fue la primera vitamina en ser descubierta y por ello recibió la primera letra del alfabeto. Los siguientes factores liposolubles que se descubrieron recibieron las siguientes letras, y luego fueron rebautizados con vitaminas.

Rápidamente este hallazgo salió en los anuncios de periódicos y revistas para mujeres, y los productores de leche se apresuraron a citar la prueba científica de que la leche era necesaria para un crecimiento saludable. El descubrimiento de McCollum fue el primer compuesto de alimento aislado demostrado para prevenir la enfermedad por deficiencia de vitamina A.

Durante su estancia en Wisconsin y luego en la Universidad Johns Hopkins, McCollum trabajó en parte a pedido de la industria láctea. Cuando dijo que la leche era «el mayor de todos los alimentos protectores», el consumo de leche en los Estados Unidos se duplicó entre 1918 y 1928. Además de descubrir la vitamina A, Elmer McCollum también descubrió las vitaminas B y D.

McCollum y Davis presentaron su artículo para su publicación tres semanas antes que Osborne y Mendel y fueron quienes finalmente recibieron el crédito por el descubrimiento. Ambos artículos aparecieron en la misma edición del Journal of Biological Chemistry en 1913. (Blog: Tipos de leche: aprende a encontrar la mejor para tu cuerpo)

Más tarde los científicos suizos David Adriaan van Dorp y Jozef Ferdinand Arens desarrollaron los métodos para sintetizar vitamina A en 1946, así como Otto Isler y sus colegas hicieron lo propio en 1947. El trabajo adicional sobre el papel de la vitamina A en la inmunidad y la supervivencia infantil continuó hasta la década de 1990.

Hoy en día sabemos que la vitamina A contribuye al metabolismo normal del hierro, funcionamiento del sistema inmune y al mantenimiento en condiciones normales de la visión, la piel y las mucosas. También es importante en el proceso de diferenciación celular.

McCollum no estuvo de acuerdo con el nombre «vitamina»

McCollum bautizó el nutriente como factor A, pero fue Casimir Funk uno de los primeros en formular (en 1912) el concepto de vitaminas, procedente de «aminas vitales». Para el PhD de Yale, el prefijo «vita» le daba demasiada importancia a la sustancia, mientras que la terminación «amina» significa algo específico en química orgánica, pero solo tenían escasa evidencia de un grupo amino.

McCollum y Kennedy escribieron en 1916 en el Journal of Biological Chemistry en su artículo «Los factores dietéticos que operan en la producción de polineuritis» (resumiendo lo que resultó ser su comprensión incompleta de la época):

«Por lo tanto, sugerimos la conveniencia de discontinuar el uso del término vitamina y la sustitución de los términos A soluble en grasa y B soluble en agua por las dos clases de sustancias desconocidas relacionadas con la inducción del crecimiento».

En 1920, Jack Drummond, bioquímico británico, señaló que las reglas de nomenclatura incluyen «una sustancia neutra de composición indefinida» que termina en «ina». Drummond también sugirió que la nomenclatura «un tanto engorrosa» de A soluble en grasa, B soluble en agua, etc. se detuviera a favor de las vitaminas A, B, C, etc., hasta que se conoció su naturaleza. La palabra vitamine sobrevivió, sin su «e» final en inglés, y fue reemplazada por la «a» en español: vitamina.