Fin de un enigma de 67 años: bioquímicos demuestran la «loca» teoría sobre el funcionamiento de la vitamina B1

La vitamina B1, o tiamina, es la «eminencia gris» de nuestro metabolismo. Sin ella, las células son incapaces de transformar el alimento en energía y el sistema nervioso sencillamente se apaga. Sin embargo, durante décadas los científicos han debatido cómo logra exactamente esta minúscula molécula cumplir su función dentro de la célula viva.

En 1958, el químico Ronald Breslow propuso una idea «descabellada». Sugirió que la vitamina B1 se transforma por fracciones de segundo en un carbeno, una forma de carbono extremadamente agresiva con enlaces vacíos. El problema radicaba en que los carbenos y el agua son enemigos acérrimos. En un entorno acuoso, el carbeno debería aniquilarse instantáneamente antes de poder reaccionar. La teoría de Breslow parecía lógica sobre el papel, pero resultaba biológicamente imposible en la práctica.

Un equipo de la Universidad de California en Riverside ha puesto fin a esta disputa. Lograron sintetizar un análogo de la tiamina y lo rodearon con una estructura protectora de carboranos clorados. Este «blindaje» generó una zona seca alrededor del centro reactivo, lo que permitió que el carbeno permaneciera estable en el agua durante varios meses. El experimento confirmó con éxito que la naturaleza ha encontrado el modo de emplear herramientas químicas ultrapotentes allí donde, según las leyes de la química clásica, no podrían existir.

¿Por qué nos concierne esto a todos? Comprender que la vitamina B1 opera mediante un mecanismo de carbenos abre la puerta al desarrollo de la química «verde». A partir de ahora, podremos utilizar catalizadores orgánicos basados en vitaminas en procesos que antes requerían metales pesados tóxicos.

Además, esto cambia el enfoque para tratar formas graves de deficiencia vitamínica y trastornos metabólicos. Si entendemos cómo el «blindaje» de la enzima protege el centro activo, podremos diseñar fármacos que restauren esta defensa en caso de fallos genéticos.

¿Se ha preguntado cuántas otras reacciones «imposibles» están ocurriendo en su cuerpo ahora mismo, simplemente porque la evolución aprendió a eludir las leyes del tubo de ensayo? Al parecer, la biología es mucho más audaz que nuestras teorías más atrevidas.

¿En qué consiste la «loca» teoría de Breslow?

La vitamina B1 (tiamina), bajo la forma de su coenzima (tiamina pirofosfato o TPP), participa en reacciones metabólicas fundamentales:

• la descarboxilación del piruvato (conversión en acetil-CoA),
• el funcionamiento de la ruta de las pentosas fosfato,
• el metabolismo de los cuerpos cetónicos y de los aminoácidos de cadena ramificada.

Breslow sugirió que la tiamina no actúa simplemente como una coenzima «ordinaria», sino que se transforma temporalmente en un intermediario tipo carbeno (el intermediario de Breslow). Este carbeno posee una reactividad muy elevada y permite a las enzimas catalizar procesos que, de otro modo, resultarían extremadamente complejos en el medio acuoso de la célula.

El problema: los carbenos convencionales reaccionan de inmediato con el agua y se degradan. Por esta razón, gran parte de la comunidad científica consideró que la idea de Breslow era «absurda» e inviable en un entorno biológico.

¿Qué se ha logrado en 2025?

El equipo sintetizó una molécula contenedora especial (basada en el imidazolio) que protegió al carbeno del ataque de las moléculas de agua. Como resultado:

• Por primera vez, se ha logrado no solo generar el carbeno, sino también estabilizarlo en agua líquida.
• Se aisló, se selló en un tubo de ensayo y se observó durante varios meses sin que sufriera degradación.
• Su estructura fue confirmada mediante espectroscopia y otras técnicas analíticas.

Se trata del primer carbeno estable en un medio acuoso en la historia.

¿Por qué es importante?

Desde un punto de vista fundamental, por fin comprendemos con exactitud el mecanismo molecular que rige la vitamina B1. Esto obliga a actualizar los libros de texto de bioquímica.

A nivel práctico:

• una mejor comprensión de la deficiencia de vitamina B1 (beriberi, trastornos neurológicos asociados al alcoholismo, diabetes, etc.).
• nuevos enfoques para la química verde y la biocatálisis, ya que los carbenos en agua pueden reemplazar a catalizadores y disolventes tóxicos.
• la posibilidad de desarrollar análogos de la vitamina B1 más eficaces o medicamentos para tratar desajustes metabólicos.
• el método empleado para proteger carbenos puede aplicarse a otros intermediarios de alta reactividad que antes resultaban imposibles de estudiar.

Se trata de un ejemplo clásico de cómo una teoría «descabellada» acaba demostrando su validez tras 67 años gracias a los avances de la química sintética.