La vitamina B1

Un treno di lusso attraversa l’Asia coloniale di fine Ottocento. Nelle carrozze di prima classe il riso arriva in tavola brillato, privato della sua pellicola, splendente come perle minuscole. Intanto, negli alloggi dell’equipaggio e nelle caserme militari della stazione successiva, una paralisi inspiegabile comincia a mietere vittime. Le gambe degli uomini cedono, i loro cuori si dilatano in modo grottesco fino a fermarsi, i loro nervi si atrofizzano finché i corpi si riducono a poco più che spettri incapaci di fare un passo.

I medici dell’epoca sospettano un virus, un batterio esotico o qualche tossina nascosta nelle spezie. Nessuno immagina che la causa di una delle piaghe più devastanti dell’Estremo Oriente non sia qualcosa che si trova nel cibo, ma proprio qualcosa che manca in esso.

Quella sostanza invisibile era la tiamina, ribattezzata più tardi nei libri di testo come vitamina B1. Fu la prima a inaugurare la dinastia del complesso B, il primo anello di una catena di catalizzatori senza i quali il metabolismo umano semplicemente si spegne. Senza B1, le calorie che ingerisci sono utili quanto un serbatoio pieno di benzina in un’auto senza candele: il combustibile c’è, ma la scintilla non scocca mai.

Scheda tecnica

Parametro	Dettaglio
Nomi chimici	Tiamina, aneurina (storico) e tiamina pirofosfato (TPP), la sua forma attiva.
Tipo	Idrosolubile, del complesso B: si accumula pochissimo e va reintegrata ogni giorno.
Superpotere principale	Trasformare il glucosio in energia utilizzabile e accendere i motori del sistema nervoso centrale.
Curiosità express	I tannini del caffè e del tè possono inattivare la tiamina dentro il tubo digerente prima ancora che tu riesca ad assorbirla.

Un po’ di storia…

La storia della scoperta della tiamina si legge come un western medico pieno di colpi di scena, false piste e serendipità. Alla fine dell’Ottocento la malattia nota come beriberi — un termine che di solito si traduce dal singalese come «non posso, non posso» — devastava le popolazioni asiatiche. L’innesco involontario era stata la Rivoluzione industriale: i mulini meccanici a vapore permisero di togliere in modo rapido ed economico il rivestimento esterno del riso, la crusca, dando origine al riso bianco brillato. Era più morbido, durava più a lungo senza irrancidire e simboleggiava uno status sociale. Portava con sé anche un’epidemia silenziosa.

Il primo grande investigatore di questa trama fu il medico di marina giapponese Takaki Kanehiro. Negli anni Ottanta dell’Ottocento Takaki osservò che i marinai della Marina imperiale si ammalavano gravemente di beriberi nelle traversate lunghe, quando la loro dieta si riduceva quasi soltanto a riso bianco. La nave scuola Ryūjō era appena tornata da un giro fra Nuova Zelanda, Cile, Perù e Hawaii con 169 dei suoi 376 uomini malati e 25 morti.

Takaki convinse allora i suoi superiori a tentare un esperimento audace: mandare una seconda nave, la Tsukuba, esattamente sulla stessa rotta, ma con orzo, carne, latte e verdure aggiunti al rancio. Dei 333 uomini della Tsukuba se ne ammalarono 14 e non ne morì nessuno. Per giunta, quei quattordici erano proprio quelli che si erano rifiutati di mangiare il menù nuovo. Takaki dimostrò che il problema era nutrizionale trent’anni prima che qualcuno sapesse che cosa fosse una vitamina, anche se attribuì erroneamente il merito alle proteine della dieta.

La svolta di laboratorio arrivò anni dopo grazie al medico olandese Christiaan Eijkman, di stanza a Giava. Eijkman cercava il microbo responsabile del beriberi infettando dei polli e, all’improvviso, gli animali svilupparono una debolezza muscolare identica alla paralisi umana. Prima però che potesse isolare il presunto patogeno, le galline guarirono da sole.

Indagando sul colpo di scena, Eijkman scoprì che il cuoco dell’ospedale militare aveva nutrito temporaneamente gli animali con gli avanzi di riso bianco cotto della cucina degli ufficiali. Quando all’ospedale arrivò un nuovo direttore e vietò di dare «riso militare raffinato ad animali civili», le galline tornarono al riso integrale a buon mercato e recuperarono la mobilità. L’agente causale non era nel riso: era in ciò che al riso era stato tolto.

La malattia non si combatte solo uccidendo i germi, ma nutrendo correttamente i tessuti che vi resistono.

Nel 1912 il biochimico polacco Kazimierz Funk isolò la sostanza attiva a partire dalla crusca di riso. Scoprendo che conteneva un gruppo azotato di tipo «ammina» e che era vitale, coniò il termine «vitamina» (dal latino vita più ammina). Anche se più tardi si scoprì che non tutte le vitamine sono ammine, il nome rimase inciso per sempre. Eijkman avrebbe ricevuto il premio Nobel nel 1929 per le sue scoperte, aprendo la porta all’era moderna della nutrizione.

Manuale di meccanica cellulare: che cosa fa la vitamina B1 nel tuo corpo?

Per capire che cosa fa la vitamina B1 dentro di te bisogna scendere al livello molecolare ed esaminare il motore cellulare. La tiamina da sola è soltanto il pezzo di ricambio: per mettersi al lavoro, l’organismo la trasforma aggiungendole due gruppi fosfato e convertendola nella sua forma biologicamente attiva, la tiamina pirofosfato (TPP) o difosfato di tiamina.

La TPP agisce come coenzima. Se immaginiamo gli enzimi delle nostre cellule come operai iperspecializzati incaricati di tagliare, assemblare e trasformare molecole, la TPP è l’attrezzo indispensabile senza il quale quegli operai hanno le mani legate.

Il pedaggio del glucosio: la piruvato deidrogenasi

Quando mangi carboidrati — un piatto di pasta, un frutto, una fetta di pane — la digestione li scompone in glucosio. Il glucosio entra nelle cellule e si spezza a metà lungo una via anaerobica chiamata glicolisi, producendo due molecole di piruvato. Ed è qui che entra in scena la TPP:

1. Il piruvato deve varcare la porta del mitocondrio — la centrale elettrica cellulare — per diventare acetil-CoA ed entrare nel famoso ciclo di Krebs.
2. Il complesso enzimatico che gestisce quella dogana, la piruvato deidrogenasi, richiede in modo assoluto la TPP per togliere un atomo di carbonio al piruvato (decarbossilazione ossidativa).
3. Senza TPP, il piruvato non entra. La cellula devia allora l’eccedenza verso la produzione di acido lattico, con un accumulo tossico di lattato nel sangue e un crollo drastico nella produzione di adenosina trifosfato (ATP), la moneta energetica fondamentale.

La TPP fa inoltre da copilota in altri due crocevia: l’alfa-chetoglutarato deidrogenasi, dentro lo stesso ciclo di Krebs, e la transchetolasi, l’enzima che governa la via dei pentoso fosfati da cui dipendono la sintesi del DNA e la difesa antiossidante. Tre colli di bottiglia, una sola chiave.

La manutenzione dei cavi elettrici: acetilcolina e mielina

Il cervello consuma circa il 20 % di tutto il glucosio del corpo, il che lo rende l’organo più dipendente dalla tiamina. E non solo per l’energia:

• Sintesi di acetilcolina. L’acetil-CoA che la TPP aiuta a fabbricare è anche il materiale di partenza dell’acetilcolina, il neurotrasmettitore di base della memoria, dell’attenzione e della contrazione muscolare.
• Manutenzione delle guaine mieliniche. La tiamina partecipa alla sintesi dei lipidi che rivestono e isolano gli assoni neuronali. Senza quello strato protettivo, gli impulsi nervosi vanno in cortocircuito e compaiono le neuropatie.

L’arte della biodisponibilità

A differenza delle vitamine liposolubili, che restano immagazzinate per mesi nel tessuto adiposo e nel fegato, la vitamina B1 è idrosolubile. Il corpo umano trattiene appena 25-30 milligrammi di tiamina in tutto — distribuiti soprattutto fra fegato, cuore, reni e cervello —, una riserva così esigua da potersi esaurire del tutto in due o tre settimane se smette di essere reintegrata.

Fonti di tiamina

Esiste il mito che gli agrumi o le verdure a foglia verde siano ricchi di tutte le vitamine del gruppo B. Nel caso della B1, la realtà gastronomica è ben diversa:

• Le superstar: carne di maiale (prosciutto incluso), lievito di birra, germe di grano e semi di girasole.
• Fonti solide: legumi (lenticchie, ceci), cereali integrali (riso integrale, avena), sesamo e frutta secca (pinoli, nocciole).
• Fonti secondarie: pesci come il salmone, la trota o il tonno, oltre al fegato e alle frattaglie.

Nota: come di consueto, le fonti di origine vegetale tendono a essere cariche di antinutrienti — soprattutto cereali, legumi, frutta secca e semi —, per cui risulta molto più efficiente dare la priorità a quelle di origine animale.

La fragilità in cucina

La tiamina è una delle molecole più fragili dell’arsenale vitaminico. La sua struttura chimica — un anello pirimidinico unito a un anello tiazolico da un ponte metilenico — è estremamente vulnerabile:

1. Calore e acqua. Essendo idrosolubile, bollire le verdure significa che fino alla metà della tiamina finisce disciolta nell’acqua di cottura, e il calore prolungato degrada ciò che resta. La soluzione è privilegiare il vapore, la saltatura rapida o recuperare il brodo.

2. Il pH alcalino. Il bicarbonato di sodio — spesso usato per mantenere il verde delle verdure o ammorbidire i legumi — distrugge rapidamente la tiamina rompendone il ponte metilenico.

3. Le antitiamine naturali.

   • Tiaminasi del pesce crudo. Alcuni molluschi e pesci d’acqua dolce contengono enzimi (tiaminasi) che inattivano la tiamina. Cuocere il pesce denatura l’enzima ed elimina il problema.
   • Tannini e acido clorogenico. Presenti nel caffè, nel tè e nel cacao. Bere grandi quantità di tè o caffè concentrato subito dopo i pasti permette ai tannini di reagire con la tiamina e trasformarla in un composto inassorbibile.

   Non è un’ipotesi da laboratorio: nel nord-est della Thailandia, dove i due fattori convivono nella dieta, è bastato eliminare il pesce fermentato crudo — carico di tiaminasi — e la noce di betel — ricca di tannini — perché lo stato della tiamina della popolazione migliorasse.

Luci e ombre: carenza contro tossicità

Poiché la tiamina è il motore energetico cellulare, la sua carenza si manifesta in modo drammatico nei tessuti con la maggiore domanda metabolica: il sistema nervoso, quello cardiovascolare e il fegato.

La carenza: quando si spegne la scintilla

Prima che compaia una qualsiasi malattia clinica, la sub-carenza si traduce in un quadro aspecifico ma invalidante: stanchezza cronica inspiegabile, irritabilità, insonnia, mancanza di appetito e una sottile debolezza muscolare agli arti inferiori. Sono sintomi così generici che quasi mai vengono attribuiti a una vitamina.

Se la carenza si prolunga, il quadro si organizza in due forme classiche:

• Beriberi secco. Colpisce soprattutto il sistema nervoso periferico. I nervi si demielinizzano: sensazione di bruciore ai piedi, intorpidimento, perdita dei riflessi e incapacità di camminare (piede cadente).
• Beriberi umido. Attacca il sistema cardiovascolare. I vasi sanguigni si dilatano in modo massiccio e il cuore entra in uno stato di alta gittata incapace di sostenere la pressione, con edemi gravi — gonfiore massiccio a gambe e polmoni — e scompenso cardiaco fulminante.

Tiamina e fegato grasso

Esiste un paradosso metabolico poco noto fuori dai circoli della biochimica clinica: la carenza di tiamina può favorire lo sviluppo del fegato grasso.

Quando si consumano zuccheri e carboidrati, il fegato li elabora per ricavarne energia. Come abbiamo visto nel manuale cellulare, la TPP è la chiave indispensabile perché il piruvato entri nei mitocondri e venga bruciato come combustibile. Senza tiamina a sufficienza si crea un collo di bottiglia:

1. Ingorgo del glucosio. I mitocondri del fegato non riescono a bruciare adeguatamente il glucosio in eccesso per mancanza del coenzima.
2. Deviazione verso la lipogenesi de novo. Non potendo ossidare i carboidrati, gli epatociti dirottano quell’eccesso di metaboliti accumulati verso la fabbricazione di nuovi acidi grassi.
3. Accumulo di lipidi. Il fegato comincia a stipare quel grasso dentro le proprie cellule, innescando o aggravando la steatosi epatica.

Ciò che comincia come un deposito adiposo innocuo può evolvere verso infiammazione, fibrosi e, alla fine, un danno epatico severo. Funziona anche l’esperimento inverso: in modelli animali sovralimentati con diete ricche di carboidrati, il trattamento con dosi elevate di tiamina ha mantenuto il grasso epatico su livelli normali pur continuando a mangiare esattamente le stesse cose.

In sintesi: la tiamina agisce come un «sgrassatore» cellulare involontario; senza di essa, la raffineria epatica è costretta a trasformare gli zuccheri non bruciati in depositi di grasso.

La sindrome di Wernicke-Korsakoff: il fantasma dell’alcolismo

Nella società occidentale la carenza severa di tiamina compare soprattutto in associazione al consumo cronico di alcol. L’etanolo è un triplo nemico: fornisce calorie vuote che scalzano il cibo vero, inibisce l’assorbimento intestinale della tiamina danneggiandone i trasportatori specifici — THTR1 e THTR2, codificati dai geni SLC19A2 e SLC19A3 — e ostacola la sua conversione epatica in TPP.

Il risultato è devastante:

• Encefalopatia di Wernicke. Un’emergenza medica caratterizzata da confusione mentale, andatura instabile (atassia) e paralisi dei muscoli oculari (oftalmoplegia).
• Sindrome di Korsakoff. Se non si somministra tiamina per via endovenosa in tempo, la malattia progredisce verso uno stato irreversibile in cui il cervello perde la capacità di formare nuovi ricordi. Per riempire i vuoti opprimenti della memoria, i pazienti ricorrono alla confabulazione: inventano inconsciamente storie elaborate sulla propria vita, intrappolati in un presente perennemente frammentato.

La tossicità

A differenza delle vitamine A o D, la tiamina orale non ha un livello massimo di assunzione tollerabile (UL) stabilito. Essendo idrosolubile, i reni eliminano con efficienza qualsiasi eccesso attraverso l’urina, e le dosi elevate per via orale non provocano di norma effetti avversi gravi al di là di qualche disturbo gastrointestinale.

L’angolo del mito

«Prendere vitamina B1 evita le punture di zanzara»

Esiste una credenza popolare molto diffusa secondo cui dosi massicce di vitamina B1 fanno sì che il sudore emani un odore impercettibile per gli esseri umani ma repellente per le zanzare. Nonostante migliaia di viaggiatori continuino a ingoiare compresse di tiamina prima di volare ai tropici, le prove rigorose hanno smentito questo mito ripetutamente.

Quando è stato messo alla prova in condizioni controllate — con campioni ampi di volontari e non con una sola specie di zanzara —, l’integrazione con vitamina B non ha mostrato alcun effetto sul numero di punture. Esiste sì una variazione individuale enorme e costante nel grado di attrattiva di ciascun corpo per le zanzare, ma quella variazione non ha nulla a che vedere con la tiamina: le zanzare si orientano soprattutto grazie alla concentrazione di anidride carbonica che emettiamo respirando, all’acido lattico e al calore corporeo, tre variabili sulle quali la tiamina orale non esercita il minimo effetto dissuasivo.

Avanguardia scientifica

La ricerca attuale sulla tiamina ha abbandonato lo studio classico del beriberi per addentrarsi nella frontiera della medicina di precisione:

• Benfotiamina e diabete. La benfotiamina è un derivato sintetico liposolubile della tiamina che attraversa le membrane cellulari con straordinaria facilità e ne moltiplica la concentrazione nei tessuti. Attivando la transchetolasi, è in grado di bloccare tre delle grandi vie attraverso cui l’iperglicemia danneggia i vasi sanguigni, fra cui quella dei prodotti finali della glicazione avanzata (AGE). Negli animali diabetici ha prevenuto la retinopatia sperimentale, e oggi se ne indaga il ruolo contro la neuropatia.
• Asse intestino-cervello e microbiota. Analizzando i genomi dei batteri intestinali umani si è visto che buona parte di essi — i Bacteroidetes fra i più rilevanti — sa fabbricare tiamina de novo e scambiarla fra loro e con l’ospite. È una fonte silenziosa di vitamina la cui alterazione potrebbe contribuire a stati di stanchezza cronica e infiammazione intestinale.
• Alzheimer e metabolismo del glucosio. Un tratto fisiopatologico precoce dell’alzheimer è l’ipometabolismo cerebrale del glucosio: il cervello perde la capacità di consumare zucchero. Poiché gli enzimi chiave di quel processo dipendono dalla tiamina, e le loro attività risultano sistematicamente ridotte nei cervelli autopsiati, si stanno sperimentando analoghi ad alta biodisponibilità per verificare se ripristinare l’energia mitocondriale dei neuroni possa rallentare il declino cognitivo.

Prossima tappa…

Il viaggio della tiamina ci ricorda che la macchina umana, per quanto sofisticata, dipende da equilibri molecolari minuscoli. Un solo atomo di zolfo e un anello di azoto sostengono il flusso della nostra coscienza, il battito del nostro cuore e la forza delle nostre gambe.

Nel prossimo articolo: la vitamina B2 (riboflavina), il pigmento fluorescente che trasforma il cibo in energia.

Riferimenti e supporto scientifico

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• L’articolo che coniò la parola «vitamina». Funk, C. (1912). The etiology of the deficiency diseases. The Journal of State Medicine, 20, 341-368. Consultare lo studio su PubMed
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