Cobalto

Cobalto: es el oligoelemento cuya única función en humanos es ser el átomo central de la vitamina B12, sin dosis de referencia dietética establecida.

El nombre «cobalto» viene del alemán Kobold: el duende o espíritu travieso de las minas. Los mineros medievales del Erzgebirge —la cordillera de Bohemia donde se extraía plata— encontraban una mena que tenía el aspecto del mineral de plata pero que, al intentar fundirla, no producía plata: en su lugar liberaba vapores arsénicos y sulfurosos que enfermaban a los trabajadores. Culpaban a los duendes. El mineral era, en realidad, arsenuro de cobalto. El elemento que tomó el nombre del duende resultó ser, siglos después, el átomo en el centro de la única vitamina que tu organismo no puede fabricar ni obtener del reino vegetal.

El cobalto es un oligoelemento cuya función dietética en humanos se reduce, hasta donde la ciencia ha podido determinar, a una sola cosa: ser el átomo central del anillo corrínico (luego te explico qué es) de la vitamina B12. No hay otra función esencial del cobalto inorgánico en el metabolismo humano reconocida por EFSA, OMS ni ningún organismo de referencia.

¿Cuánto cobalto necesitas?

La EFSA, la OMS y el Instituto de Medicina de Estados Unidos no establecen ninguna dosis de referencia para el cobalto como elemento inorgánico. La razón es estructural: los humanos no podemos incorporar el cobalto libre en ninguna reacción metabólica útil. Tus tejidos no tienen enzimas que usen cobalto iónico; solo usan cobalto ya integrado en la vitamina B12 —la cobalamina—. Tus necesidades de cobalto en la dieta son, por tanto, exactamente las mismas que tus necesidades de vitamina B12.

Cualquier ingesta adecuada de B12 cubre automáticamente las necesidades de cobalto. Cualquier déficit de B12 es, bioquímicamente, un déficit de cobalto funcional.

El cobalto en la vitamina B12: el átomo insustituible de dos reacciones esenciales

La vitamina B12 no es una única molécula: es una familia de compuestos que comparten el mismo núcleo, una estructura cíclica con un átomo de cobalto en el centro coordinado con cuatro nitrógenos —el anillo corrínico—. La estructura es análoga a la del componente central de la hemoglobina que une el oxígeno —el grupo hemo—: en ambos casos hay un metal en el centro de un anillo de nitrógenos. La diferencia es que el corrínico es más rígido y el cobalto puede adoptar tres estados de oxidación (Co⁺, Co²⁺, Co³⁺), una versatilidad química que el hierro del hemo no tiene.

Dos formas de B12 que actúan como moléculas auxiliares que las enzimas necesitan para completar su función —las coenzimas—, ambas dependientes del cobalto central, catalizan reacciones que sólo ellas pueden realizar en el organismo humano:

Metilcobalamina — Es el cofactor de la enzima metionina sintasa. Ésta actúa sobre un aminoácido azufrado, que cuando se acumula en sangre daña los vasos y eleva el riesgo cardiovascular —la homocisteína—, y lo convierte en metionina. Sin esta reacción, la homocisteína se acumula y la metionina cae.

La metionina es la materia prima para fabricar el principal donante de grupos metilo de la célula —la S-adenosilmetionina (SAM)—. El SAM es imprescindible para la síntesis de neurotransmisores y hormonas, y para la regulación epigenética del ADN. Si la metilcobalamina falla, esa cadena se detiene.

La misma reacción libera también la forma activa del ácido fólico que circula en sangre —el 5-metiltetrahidrofolato—, sin la cual el folato no puede participar en la síntesis de ADN. El vínculo entre B12 y vitamina B9 pasa, literalmente, por el átomo de cobalto de la metilcobalamina.

Adenosilcobalamina — Es el cofactor de la metilmalonil-CoA mutasa, la enzima que convierte el metilmalonil-CoA en succinil-CoA dentro de la central energética de la célula —la mitocondria—.

El metilmalonil-CoA se genera al degradar los ácidos grasos de cadena impar —los que tienen un número impar de átomos de carbono, presentes en pequeñas cantidades en lácteos y carne— y tres aminoácidos: la isoleucina, la valina y la treonina.

Sin la mutasa, ese intermedio se acumula y se convierte en ácido metilmalónico, que el cuerpo excreta por la orina. De ahí que la prueba del ácido metilmalónico urinario sea el marcador más sensible del déficit funcional de B12.

En ambas reacciones, el cobalto actúa como andamiaje y actor: forma el enlace cobalto-carbono que es uno de los enlaces organometálicos más inusuales de la bioquímica, y cuya rotura dejando un electrón libre en cada fragmento —la ruptura homolítica— genera el radical que permite a la enzima acelerar la reacción —la catálisis—.

El cobalto: dos reacciones, cero sustitutos.

Fuentes de cobalto en la dieta

El cobalto dietético en una forma utilizable para los humanos es, en la práctica, el cobalto de la vitamina B12. No hay ninguna fuente dietética de cobalto libre que tu organismo pueda incorporar a sus enzimas. La tabla de fuentes de cobalto es, por tanto, la tabla de fuentes de B12:

Alimento	Vitamina B12 por 100 g
Berberechos cocidos	84 µg
Hígado de ternera (cocido)	83 µg
Almejas cocidas	20 µg
Salmón del Atlántico (cocido)	3,2 µg
Atún enlatado al natural	2,5 µg
Ternera magra (cocida)	1,9 µg
Queso curado	1,5 µg
Huevo entero (cocido)	0,9 µg
Leche entera	0,45 µg

Valores aproximados. Fuente: USDA FoodData Central. Valores expresados como vitamina B12 por ser la única forma de cobalto biodisponible para humanos.

Los productos de origen vegetal no contienen B12 ni, por tanto, cobalto en forma aprovechable. Algunas algas y productos fermentados contienen análogos de B12 que no son biológicamente activos en humanos —o que incluso compiten con la B12 real—, por lo que no se consideran fuentes válidas.

La tabla de fuentes de cobalto es la tabla de fuentes de B12. No hay una sola fuente de cobalto aprovechable fuera de esa lista.

Por qué los humanos no sintetizamos vitamina B12

Los ruminantes —vacas, ovejas, cabras— no necesitan comer B12. Sus microbios estomacales (en el rumen) sintetizan B12 a partir del cobalto inorgánico del pasto y del suelo. Los animales absorben esa B12 producida bacterianamente y la acumulan en el hígado y los músculos, razón por la que la carne y el hígado son fuentes tan concentradas para los humanos.

Tu intestino grueso también alberga bacterias capaces de sintetizar B12. El problema es anatómico. La B12 —como todos los nutrientes de gran tamaño— se absorbe en el íleon, el segmento final del intestino delgado, mediante un mecanismo que requiere una proteína que las células del estómago secretan y que se une a la B12 para que el intestino pueda captarla —el factor intrínseco—. Las bacterias que podrían hacer B12 viven en el colon, que queda después del íleon en el sentido del tránsito intestinal. La B12 que tus bacterias colónicas producen nunca llega al lugar donde podría absorberse; sale del cuerpo con las heces.

El resultado es que los humanos somos uno de los pocos mamíferos completamente dependientes de la ingesta dietética de B12 —y por tanto de cobalto— sin posibilidad de producción interna. Los primates que no comen insectos ni carne tienen un riesgo real de déficit de B12. En la prehistoria, el consumo de insectos y partes de animales habría cubierto esa necesidad en las poblaciones vegetarianas de facto.

Tus bacterias intestinales producen B12, pero en el colon, aguas abajo del único sitio donde el intestino puede absorberla. La B12 que fabricas la pierdes con las heces.

El exceso de cobalto: ortopedia, industria y la cerveza de los años sesenta

El cobalto inorgánico en concentraciones elevadas es tóxico. Los mecanismos de toxicidad son distintos de los del déficit.

Implantes de cadera metal-metal — Las prótesis de cadera de contacto metal sobre metal utilizan aleaciones de cobalto-cromo. El movimiento del implante desprende micropartículas e iones metálicos que se liberan en los tejidos circundantes y desde ahí al torrente sanguíneo.

Pacientes con implantes en mal estado han desarrollado insuficiencia cardíaca por toxicidad directa del metal sobre el músculo cardíaco —la cobalto-cardiomiopatía—, disminución de la función del tiroides —el hipotiroidismo—, daño en los nervios de las extremidades —la neuropatía periférica— y proliferación excesiva de glóbulos rojos —la policitemia—. En los casos más graves, los niveles de cobalto en suero sanguíneo alcanzaban centenares de veces el valor normal. Las agencias reguladoras han restringido el uso de estos implantes en muchos países desde los años 2010.

La cardiomiopatía de los bebedores de cerveza — A mediados de los años sesenta, varias cervecerías de Quebec (Canadá) y Bélgica empezaron a añadir sulfato de cobalto al proceso de elaboración como estabilizador de la espuma. En pocos meses aparecieron casos de insuficiencia cardíaca grave con acumulación de líquido en el saco que envuelve el corazón —el derrame pericárdico— y una mortalidad del 40–50 % entre los afectados, todos ellos grandes consumidores de esa cerveza en particular. La epidemia se resolvió al rastrear la causa y prohibir el uso de cobalto en la elaboración.

Lo que fijaba la espuma mataba el corazón.

El mecanismo de la policitemia y el HIF — Una de las manifestaciones de la toxicidad por cobalto es la proliferación excesiva de glóbulos rojos —la policitemia—. Esto sucede porque el cobalto inhibe las enzimas que en condiciones normales marcan para degradación al principal activador genético de la respuesta a la falta de oxígeno —las prolil hidroxilasas de dominio (PHD)—. Sin ese freno, dicho activador —la proteína HIF-1α— se estabiliza y dispara la producción de eritropoyetina (EPO), la hormona que ordena a la médula ósea fabricar más glóbulos rojos. Es el mismo mecanismo que explotan los inhibidores de PHD de nueva generación —roxadustat, vadadustat— aprobados para la anemia de la enfermedad renal crónica.

La toxicidad crónica del cobalto tiene así el mismo mecanismo molecular que un grupo de fármacos innovadores.

Exposición ocupacional — Los trabajadores expuestos al polvo de metal duro (mezcla de carburo de tungsteno y cobalto) pueden desarrollar una enfermedad pulmonar específica —la neumoconiosis— causada por la inhalación crónica de ese polvo que es conocida como enfermedad del metal duro, caracterizada por una cicatrización progresiva del tejido pulmonar que reduce permanentemente su capacidad —la fibrosis pulmonar— y, en fases avanzadas, la aparición de células gigantes al microscopio características de esta enfermedad. Es una enfermedad profesional reconocida en mineros, fresadores y trabajadores de la industria aeroespacial.

¿Qué ocurre si falta cobalto?

La deficiencia de cobalto en humanos es, en la práctica, déficit de vitamina B12. Los síntomas son exactamente los del déficit de B12: una alteración en la que los glóbulos rojos crecen de forma anormal porque son demasiado grandes para dividirse —la anemia megaloblástica—, un daño progresivo a la médula espinal que deteriora la coordinación y la sensibilidad —la neuropatía subaguda combinada—, hormigueo o entumecimiento en las extremidades —las parestesias—, deterioro cognitivo y depresión. En déficit prolongado, el daño neurológico puede ser irreversible.

Los grupos con mayor riesgo de déficit son los mismos que en el déficit de B12: personas que siguen dietas veganas estrictas sin suplementación, personas mayores con una inflamación crónica que deteriora la mucosa del estómago y reduce la producción del factor intrínseco —la gastritis atrófica—, pacientes con cirugía bariátrica o resección del íleon terminal, y pacientes con una enfermedad autoinmune que destruye las células parietales gástricas productoras del factor intrínseco —la anemia perniciosa—.

La deficiencia de cobalto como mineral aislado —sin relación con la B12— se produce en la naturaleza en rumiantes que pastorean en suelos deficientes en cobalto. En esas condiciones, los animales desarrollan un cuadro llamado «enfermedad del marchitamiento» o pine disease en la literatura veterinaria: pérdida de peso, anemia, deterioro del pelaje y muerte si no se corrige. En humanos, ese escenario no ocurre porque no podemos usar el cobalto inorgánico para sintetizar B12 propios.

En la clínica humana, el déficit de cobalto no se diagnostica: se diagnostica el déficit de B12. Son la misma cosa, con la misma carga neurológica.

Creo que ningún otro oligoelemento ilustra tan bien como el cobalto que el cuerpo humano no trabaja con elementos, sino con las moléculas que los contienen.

El cobalto que necesitas viene siempre empaquetado como B12: no existe una dosis de referencia para el elemento, sino para la molécula que lo contiene, y esa diferencia lo dice todo sobre cómo el metabolismo humano hace suya la química de los metales de transición.

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Referencias

• Simonsen LO et al. Cobalt metabolism and toxicology — a brief update. Sci Total Environ. 2012;432:210-5.
• Leyssens L et al. Cobalt toxicity in humans — a review of the potential sources and systemic health effects. Toxicology. 2017;387:43-56.