Las vitaminas son compuestos orgánicos esenciales que el cuerpo necesita en pequeñas cantidades para funcionar correctamente. A pesar de no proporcionar energía directamente como los carbohidratos, las proteínas o las grasas, desempeñan roles cruciales como coenzimas, antioxidantes, reguladores del crecimiento celular y moduladores de la expresión génica. Su importancia biomédica radica en su participación en una vasta red de procesos metabólicos, fisiológicos e inmunológicos, cuya alteración, ya sea por deficiencia o por exceso, puede conducir a una amplia gama de trastornos de salud, desde condiciones leves hasta enfermedades crónicas graves.

La Necesidad Imperiosa de Cuantificación de Vitaminas:

Dada su profunda influencia en la salud, la cuantificación precisa de los niveles de vitaminas en el cuerpo se ha convertido en una herramienta diagnóstica y de monitoreo esencial en la medicina moderna. Esta cuantificación no solo permite identificar estados de deficiencia o toxicidad, sino que también guía la suplementación nutricional, evalúa la eficacia de intervenciones dietéticas y ayuda a comprender mejor la fisiopatología de diversas enfermedades. La determinación de los niveles plasmáticos o séricos de vitaminas es un indicador fiable de su estado nutricional y metabólico. Por ejemplo, en pacientes con síndromes de malabsorción, enfermedades crónicas o aquellos sometidos a cirugías bariátricas, la monitorización regular de vitaminas es fundamental para prevenir complicaciones. Además, en la investigación biomédica, la cuantificación de vitaminas es vital para explorar su papel en la prevención y tratamiento de enfermedades, así como para el desarrollo de nuevas terapias nutricionales.

Técnicas Avanzadas para la Cuantificación de Vitaminas:

1. ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay):

El ELISA es una técnica inmunológica ampliamente utilizada para la detección y cuantificación de moléculas, incluyendo vitaminas, hormonas, anticuerpos y antígenos. Su fundamento radica en la reacción antígeno-anticuerpo y la posterior detección enzimática. En el contexto de las vitaminas, un ELISA puede configurarse para detectar la vitamina objetivo directamente o a través de la detección de una proteína transportadora o un metabolito.

En un ELISA indirecto para cuantificar una vitamina, la vitamina se une a una placa. Luego, se añade un anticuerpo primario específico para la vitamina, seguido de un anticuerpo secundario conjugado con una enzima (por ejemplo, peroxidasa de rábano picante o fosfatasa alcalina). Finalmente, se agrega un sustrato cromogénico que reacciona con la enzima para producir un producto coloreado. La intensidad del color, medida con un espectrofotómetro, es directamente proporcional a la cantidad de vitamina presente en la muestra. También se pueden utilizar ELISAs tipo sándwich para vitaminas de mayor tamaño o que tienen múltiples sitios de unión.

El ELISA es particularmente útil para vitaminas que pueden ser inmovilizadas en una superficie y para las cuales se pueden generar anticuerpos específicos. Es una técnica de alto rendimiento, relativamente económica y que permite el análisis de múltiples muestras simultáneamente. Se utiliza en la investigación nutricional y en algunos laboratorios clínicos para la detección de ciertas vitaminas o sus metabolitos, aunque su especificidad puede ser un factor limitante para algunas vitaminas de estructura más simple.

2. CLIA (Chemiluminescent Immunoassay):

El CLIA es una evolución del inmunoensayo que utiliza una reacción quimioluminiscente para la detección. Ofrece una sensibilidad significativamente mayor que el ELISA, lo que lo hace ideal para la cuantificación de analitos presentes en concentraciones muy bajas, como muchas vitaminas.

Similar al ELISA, el CLIA se basa en reacciones antígeno-anticuerpo. Sin embargo, en lugar de una enzima que produce un producto coloreado, el anticuerpo secundario (o un reactivo de detección) está conjugado con una molécula que, al reaccionar con un sustrato específico, emite luz. Esta luz es detectada por un luminómetro. La intensidad de la luz emitida es directamente proporcional a la concentración de la vitamina en la muestra.

La principal ventaja del CLIA es su excepcional sensibilidad y un amplio rango dinámico, lo que permite detectar concentraciones de vitaminas en el rango de picogramos o incluso femtogramos por mililitro. Esto es crucial para vitaminas que se encuentran en niveles traza. Además, el CLIA a menudo presenta una mayor velocidad de reacción y una menor interferencia de la matriz de la muestra en comparación con los ensayos colorimétricos.

El CLIA es ampliamente utilizado en laboratorios clínicos y de investigación para la cuantificación de una amplia gama de analitos, incluyendo vitaminas liposolubles e hidrosolubles. Es particularmente valioso para la monitorización de vitaminas en poblaciones específicas con necesidades especiales o en estudios donde se requiere una detección altamente sensible.

3. Titulación:

La titulación es una técnica analítica volumétrica que determina la concentración de un analito (en este caso, una vitamina) mediante la reacción con una solución de concentración conocida (el titulante). Se basa en una reacción química estequiométrica entre el analito y el titulante hasta alcanzar un punto de equivalencia, que se detecta mediante un indicador visual o instrumental (por ejemplo, pH-metro, conductímetro).

Un ejemplo muy conocido de titulación aplicada a vitaminas es la cuantificación de vitamina C (ácido ascórbico) mediante titulación redox. El ácido ascórbico es un agente reductor y puede ser titulado con un agente oxidante como el 2,6-diclorofenolindofenol (DCPIP) o el yodo. El DCPIP es de color azul en solución y se vuelve incoloro al ser reducido por el ácido ascórbico. El punto final se alcanza cuando el color azul persiste, indicando que todo el ácido ascórbico ha reaccionado.

Si bien la titulación es precisa para muestras puras o matrices simples, su aplicación directa en muestras biológicas complejas como suero o plasma es limitada debido a la presencia de múltiples compuestos que pueden interferir con la reacción. Sin embargo, es una técnica valiosa en la industria farmacéutica y alimentaria para el control de calidad de suplementos vitamínicos y alimentos fortificados, así como en la enseñanza de principios de química analítica.

Murray, R. K., Bender, D. A., Botham, K. M., Kennelly, P. J., Rodwell, V. W., & Weil, P. A. (2018). Harper's Illustrated Biochemistry (31st ed.). McGraw-Hill Education. 

Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehninger Principles of Biochemistry (7th ed.). W. H. Freeman.

Combs Jr, G. F., & McClung, J. P. (2017). The Vitamins: Fundamental Aspects in Nutrition and Health (5th ed.). Academic Press.