Un uomo di 45 anni viene ricoverato in ospedale per la valutazione di diplopia, debolezza degli arti inferiori e difficoltà di deambulazione. Durante il colloquio il paziente rivela di essersi costretto a vomitare dopo quasi ogni pasto nelle ultime 6 settimane. Nega il dolore oculare associato e il disagio, il mal di testa o la disfagia. Non ha mai avvertito tali sintomi in passato. L'esame del paziente evidenzia lieve disorientamento, nistagmo veicale peggiorato con lo sguardo verso il basso, debolezza diffusa degli arti inferiori, dismetria bilaterale e ipotermia. Le analisi di laboratorio rivelano lieve disidratazione e ipokaliemia. Lo stato del paziente è migliorato dopo la somministrazione di una vitamina. La forma fisiologicamente attiva di questa vitamina funge da coenzima per quale dei seguenti enzimi?
Glicogenofosforilasi
L-metilmalonil-CoA mutasi
Metionina sintasi
Piruvato deidrogenasi
La tiamina (vitamina B1) viene convogliata a livello intracellulare nella sua forma attiva, la tiamina pirofosfato, che è un cofattore essenziale nel metabolismo dei carboidrati intermedi. La tiamina agisce come un coenzima per gli enzimi coinvolti nel ciclo dell'acido tricarbossilico, che svolge un ruolo fondamentale nella produzione di energia dal cibo, e nella via del pentoso-fosfato, che produce un importante intermedio, il ribosio-5-fosfato, necessario per la sintesi di ATP, GTP, DNA, RNA e NADPH. Il cervello è particolarmente vulnerabile alla carenza di tiamina perché fa affidamento esclusivamente sui carboidrati per le richieste energetiche immediate. La vulnerabilità selettiva delle strutture ceina spiega le manifestazioni cliniche specifiche dell'encefalopatia di Wernicke. La tiamina pirofosfato (TPP), la forma fisiologicamente attiva della tiamina, è necessaria per l'attività della piruvato deidrogenasi (PDH). Il PDH catalizza la decarbossilazione ossidativa del piruvato in acetil-CoA, regolando l'ingresso nel ciclo dell'acido citrico per i metaboliti che lasciano la glicolisi. Il complesso PDH è composto da 3 enzimi separati: piruvato deidrogenasi (decarbossilasi), diidrolipoammide transacetilasi e diidrolipoammide deidrogenasi. Oltre al TPP, il complesso richiede anche CoA, NAD, FAD e acido lipoico come coenzimi. Il meccanismo d'azione del TPP include la formazione di un carbanione che può attaccare il carbonio cheto carente di elettroni del piruvato. Inoltre, il TPP funziona come coenzima per l'alfa-chetoglutarato deidrogenasi e la transchetolasi. Il piridossal fosfato funge da coenzima per la glicogeno fosforilasi. La vitamina B12 agisce come cofattore della L-metilmalonil-CoA mutasi, che catalizza la conversione di L-metilmalonil-CoA in succinil-CoA. L'attivazione della metionina sintasi porta alla sintesi della metionina dall'omocisteina con acido folico come coenzima.