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 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 representa, bioquímicamente, un déficit de cobalto funcional.

El cobalto en la vitamina B12: el átomo que hace posibles dos reacciones sin alternativa

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 sin ninguna ruta alternativa en el organismo humano:

Metilcobalamina — Es el cofactor de la metionina sintasa, la enzima que transfiere un grupo metilo al cobalto y desde ahí a un aminoácido azufrado que, cuando se acumula en sangre, daña los vasos sanguíneos y aumenta el riesgo cardiovascular —la homocisteína— para producir metionina. Sin esta reacción, la homocisteína se acumula y los niveles de metionina —y de S-adenosilmetionina (SAM), el donante universal de grupos metilo en la célula e imprescindible para la síntesis de neurotransmisores, hormonas y la regulación epigenética del ADN— caen. La metilación del ADN, las histonas y los neurotransmisores depende de esta cadena. También es la reacción que libera la forma activa del ácido fólico (vitamina B9) que circula por la sangre —el 5-metiltetrahidrofolato— y permite al folato participar en la síntesis de ADN: el vínculo entre B12 y ácido fólico pasa 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 en la central energética de la célula —la mitocondria—. El metilmalonil-CoA es el producto del catabolismo de los ácidos grasos de cadena impar —los que tienen un número impar de átomos de carbono, presentes en pequeñas cantidades en lácteos y carne—, de la isoleucina, la valina y la treonina. Sin la mutasa, el metilmalonil-CoA se acumula y se convierte en ácido metilmalónico, que se excreta en orina —la prueba del ácido metilmalónico urinario es el marcador más sensible del déficit funcional de B12—. La función de la mutasa también conecta el catabolismo de los aminoácidos de cadena ramificada con el ciclo de Krebs.

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 la catálisis.

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 existe cobalto libre biodisponible en los alimentos de consumo habitual que el 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

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

Los alimentos de origen vegetal no contienen B12 ni, por tanto, cobalto en forma aprovechable. Algunas algas y alimentos 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.

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.

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 una insuficiencia cardíaca por toxicidad directa del metal sobre el músculo cardíaco —la cobalto-cardiomiopatía—, hipotiroidismo (reducción de la función del tiroides), 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 séricos de cobalto 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—. El mecanismo explica por qué: 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)—. Ese activador —la proteína HIF-1α— se estabiliza cuando las PHD están bloqueadas 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 causada por la inhalación crónica de ese polvo —una neumoconiosis— específica llamada 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.

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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Fuentes: 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.