Vitamin B1 (Tijamin. Anti-neuritski vitamin). Hemijska struktura i svojstva vitamina B1 Reakcije koje uključuju vitamin B1

Crni hljeb, žitarice, grašak, pasulj, meso, kvasac.

Dnevne potrebe

Struktura

Struktura vitamina B1.

Vitamin B 1- Ovo je supstanca u kojoj je određen pirimidinski prsten, povezan sa tiazolnim prstenom. Koenzimski oblik vitamina je tiamin difosfat.

Metabolizam

Apsorbira se u tankom crijevu kao slobodni tiamin. Vitamin se fosforilira direktno u ciljnoj ćeliji. Oko 50% ukupnog B1 nalazi se u mišićima, oko 40% u jetri. Tijelo ne sadrži više od 30 dnevnih doza vitamina odjednom.

Biohemijske funkcije

1. Dio je tiamin difosfata (TDF), koji je koenzim:
   • enzim transketolaza pentozofosfatnog puta, u kojem nastaje riboza, neophodna za sintezu nukleinskih kiselina DNK i RNK, i NADPH, koji se koristi u reakcijama sinteze supstanci;
   • enzimi piruvat dehidrogenaza i α-ketoglutarat dehidrogenaza, koji su uključeni u energetski metabolizam.
2. Uključen je u nervno tkivo u sastavu tiamin trifosfata, koji je uključen u prijenos nervnih impulsa.
3. Ostali derivati ​​vitamina su inhibitori monoamin oksidaze, koji doprinose produženom dejstvu kateholamina u centralnom nervnom sistemu.

Hipovitaminoza

Uzrok

Nedostatak hrane, kao i višak pića koja sadrže alkohol ili ugljikohidrate, što povećava potrebu za vitaminom.

Klinička slika

Bolest "beriberi" ili "okovi nogu" je poremećaj metabolizma probavnog, kardiovaskularnog i nervnog sistema zbog nedovoljnog energetskog i plastičnog metabolizma.

Sa strane nervnog tkiva uočava se sledeće:

• polineuritis: smanjena periferna osjetljivost, gubitak nekih refleksa, bol duž nerava;
• encefalopatija: Wernickeov sindrom - zbunjenost, poremećena koordinacija, halucinacije, oštećenje vidne funkcije, Korsakovljev sindrom - retrogradna amnezija, nemogućnost apsorbovanja novih informacija, pričljivost.

Na dijelu kardiovaskularnog sistema dolazi do poremećaja srčanog ritma, bolova u srcu i povećanja njegove veličine.

U gastrointestinalnom traktu dolazi do poremećaja sekretorne i motoričke funkcije, javlja se crijevna atonija i zatvor, nestaje apetit, smanjuje se kiselost želučanog soka.

Tiamin adenozin trifosfat

Tiamin adenozin trifosfat (ATPT), ili tiaminil adenozin trifosfat, nedavno je otkriven u E. coli, gdje se akumulira kao rezultat gladovanja ugljikom. U E. coli, ATPT može činiti do 20% ukupnog tiamina. Osim toga, prisutan je u manjim količinama u kvascu, korijenju viših biljaka i životinjskim tkivima.

Adenozin tiamin difosfat

Adenozin tiamin difosfat (ATP), ili tiaminilirani ADP, postoji u malim količinama u jetri kralježnjaka, ali njegova uloga je još uvijek nepoznata.

Nedostatak tiamina

Derivati ​​tiamina i enzimi zavisni od tiamina prisutni su u svim ćelijama organizma, pa nedostatak utiče na sve organske sisteme. Nervni sistem je posebno osjetljiv na nedostatak tiamina zbog njegove ovisnosti o oksidativnom metabolizmu. Nedostatak tiamina je obično subakutni i može dovesti do metaboličke kome i smrti. Nedostatak tiamina može biti uzrokovan pothranjenošću, ishranom bogatom hranom bogatom tiaminazom (sirova slatkovodna riba, sirove školjke, paprati) i/ili hranom bogatom anti-tiaminskim faktorima (čaj, kafa, katehu orasi), ozbiljnim poremećajima u ishrani povezanim sa kod hroničnih bolesti kao što su alkoholizam, gastrointestinalni poremećaji, HIV, AIDS i često povraćanje. Pretpostavlja se da mnogi ljudi sa dijabetesom pate od nedostatka tiamina, što može biti povezano s nekim mogućim komplikacijama. Sindromi nedostatka tiamina uključuju beriberi, Wernicke-Korsakoff sindrom i optičku neuropatiju. Tiamin se također može koristiti za liječenje gubitka pamćenja kod Alchajmerove i alkoholne bolesti mozga.

Alchajmerova bolest

Nedostatak tiamina može imati štetne efekte na holinergički sistem. Kod Alchajmerove bolesti, enzimi zavisni od tiamina mogu biti izmenjeni; stoga, farmakološke doze tiamina (3 do 8 g / dan oralno) mogu imati blagi povoljan učinak kod demencije Alchajmerovog tipa. Fursultiamin (TTFD), derivat tiamina, ima umjereno blagotvorno djelovanje kod pacijenata sa Alchajmerovom bolešću, kao alternativni tretman za visoke doze tiamin hidrohlorida. Mehanizam i etiologija djelovanja tiamina na Alchajmerovu bolest još uvijek nisu jasni, a dokazi o njegovoj djelotvornosti još uvijek nisu u potpunosti potvrđeni.

Uzmi

Beriberi je neurološka i kardiovaskularna bolest. Tri glavna oblika bolesti su suhi beri-beri, mokri beri-beri i beri-beri kod novorođenčadi.
Suhi beriberi uglavnom karakterizira periferna neuropatija, odnosno simetrično oštećenje senzornih, motoričkih i refleksnih funkcija, koje zahvaćaju distalne, a ne proksimalne segmente udova i uzrokuju bol u mišićima lista.
Međutim, nedavno je uočeno da se periferna neuropatija (peckanje ili utrnulost udova) povezana s nedostatkom tiamina također može manifestirati aksonalnom neuropatijom (djelimična paraliza ili gubitak osjeta). Periferna neuropatija se može pojaviti sa subakutnom aksonalnom motornom neuropatijom koja oponaša Guillain-Barréov sindrom; ili kao subakutna senzorna ataksija.
Mokri beri-beri je bio povezan sa konfuzijom, atrofijom mišića, edemom, tahikardijom, kardiomegalijom i kongestivnom srčanom insuficijencijom pored periferne neuropatije.
Beriberi kod novorođenčadi se javlja kod beba koje doje ako majka ima nedostatak tiamina (koji se možda ne pojavljuje spolja). Poremećaj kod dojenčadi može se manifestirati srčanim, afoničnim ili pseudominingitisom. Bebe sa srčanim beriberijem često plaču glasno i kreštavo, a primećuju se i povraćanje i tahikardija. Konvulzije nisu neuobičajene, a ako se tiamin brzo ne unese u djetetov organizam, može doći do smrti. Nakon uvođenja tiamina, poboljšanje se opaža u pravilu u roku od 24 sata. Poboljšanje periferne neuropatije može zahtijevati nekoliko mjeseci liječenja tiaminom.

Alkoholna bolest mozga

Nervne i druge potporne ćelije (kao što su glijalne ćelije) u nervnom sistemu zahtevaju tiamin. Primjeri neuroloških poremećaja povezanih sa zloupotrebom alkohola uključuju Wernickeovu encefalopatiju (EV, Wernicke-Korsakoff sindrom) i Korsakoffovu psihozu (alkoholno amnestički sindrom), kao i različite stupnjeve kognitivnog oštećenja. Wernickeova encefalopatija je najčešća manifestacija nedostatka tiamina u zapadnom društvu, iako se može vidjeti i kod pacijenata s pothranjenošću i drugim uzrocima kao što su gastrointestinalne bolesti, HIV-AIDS infekcije, prekomjerna upotreba parenteralne glukoze ili prejedanje bez adekvatne količine B- vitaminske suplemente. Ovaj upečatljivi neuropsihijatrijski poremećaj karakterizira paraliza pokreta očiju, otežano stajanje i hodanje, te značajno pogoršanje mentalnih funkcija.

Optička neuropatija

Uz nedostatak tiamina, može se primijetiti i optička neuropatija, koju karakterizira bilateralni gubitak vida, centrocekalni skotom i poremećaji boje. Oftalmološka analiza obično pokazuje bilateralni edem papile u akutnoj fazi i bilateralnu atrofiju optičkog živca.

Alkoholičari imaju manjak tiamina iz sljedećih razloga:
Neadekvatan unos nutrijenata: Alkoholičari imaju tendenciju da konzumiraju manje tiamina nego što je preporučeno.
Smanjena apsorpcija tiamina iz gastrointestinalnog trakta: aktivni transport tiamina u enterocite narušen je akutnim izlaganjem alkoholu.
Zalihe tiamina u jetri su smanjene zbog steatoze ili fibroze jetre.
Poremećaj upotrebe tiamina: Zbog hronične konzumacije alkohola, nivo potreban da bi se tiamin vezao za enzime koji koriste tiamin u ćeliji je takođe nedovoljan. Neefikasna upotreba tiamina, koji dolazi do ćelije, dodatno pogoršava nedostatak.
Etanol sam po sebi inhibira transport tiamina u gastrointestinalnom traktu i blokira fosforilaciju tiamina kao njegovog kofaktora (TDF).
Vjeruje se da se Korsakoff sindrom (pogoršanje funkcije mozga) javlja kod pacijenata kojima je inicijalno dijagnosticirana EV. To je amnestičko-konfabulatorni sindrom koji karakterizira retrogradna i anterogradna amnezija, poremećene konceptualne funkcije i smanjena spontanost i inicijativa. Poboljšanom ishranom i prestankom konzumacije alkohola eliminiraju se neki od poremećaja povezanih s nedostatkom tiamina, posebno loše funkcioniranje mozga, međutim u težim slučajevima Wernicke-Korsakoff sindrom ostavlja nepovratna oštećenja.

Nedostatak tiamina u peradi

Budući da većina hrane koja se koristi u hrani za perad sadrži dovoljno vitamina da zadovolji njihove potrebe, ova „komercijalna“ prehrana ne uzrokuje nedostatak vitamina kod peradi. Tako se barem mislilo 1960-ih. Starije kokoši pokazuju znake nedostatka vitamina 3 sedmice nakon početka dijete s nedostatkom vitamina. Kod mladih pilića ovi se znakovi mogu početi pojavljivati ​​već u dobi od 2 sedmice. Kod mladih pilića bolest počinje iznenada. Uočavaju se anoreksija i nesiguran hod. Kasnije se javljaju mišićno-koštani poremećaji, počevši od vidljive paralize fleksora prstiju. Karakterističan položaj naziva se "gledanje u zvijezde", kada tijelo kokoške "nasloni na skočne zglobove i glavu u opistotonusu". Reakcija tijela na unošenje vitamina je prilično brza, poboljšanje se javlja u roku od nekoliko sati. Diferencijalna dijagnoza uključuje nedostatak riboflavina i ptičji encefalomijelitis. Kod nedostatka riboflavina, uvučeni prsti su karakterističan simptom. Tremor mišića tipičan je za infektivni encefalomijelitis. Terapijska dijagnoza se može postaviti tek nakon što su oboljele ptice tretirane tiaminom. Ako se u roku od nekoliko sati ne primijeti nikakav odgovor, može se isključiti nedostatak tiamina.

Nedostatak tiamina kod preživača

Poliencefalomalacija (PEM) je najčešći poremećaj nedostatka tiamina kod mladih preživača i nepreživača. Simptomi PEM-a uključuju obilan, ali prolazan proljev, letargiju, kružne pokrete, promatranje zvijezda ili opistotonus (konvulzivno istezanje glave uz vrat) i drhtanje mišića. Najčešći uzrok je hranjenje životinja hranom bogatom ugljikohidratima, što dovodi do proliferacije bakterija koje proizvode tiaminazu, moguć je i unos tiaminaze hranom (npr. iz paprati) ili inhibicija apsorpcije tiamina uz visoki unos sumpora. Drugi uzrok TEM je infekcija sa Clostridium Sporogenes, ili Bacillus aneurinolyticus. Ove bakterije proizvode tiaminaze, koje uzrokuju ozbiljan nedostatak tiamina kod oboljelih životinja.

Idiopatska paralitična bolest kod divljih ptica, riba i sisara

U novije vrijeme, nedostatak tiamina je identificiran kao uzrok paralitičke bolesti koja pogađa divlje ptice u regiji Baltičkog mora od 1982. godine. Kod ove bolesti ptice teško održavaju krila u presavijenom položaju uz tijelo tokom odmora, gube sposobnost letenja i glasa, moguća je i paraliza krila i nogu i smrt. Bolest pogađa prvenstveno ptice težine 0,5-1 kg, kao što su galeb haringa (Larus argentatus), obični čvorak (Sturnus vulgaris) i obična jega (Somateria mollissima). Istraživači napominju: "Zbog činjenice da proučavane vrste zauzimaju širok raspon ekoloških niša i pozicija u mreži hrane, ne poričemo mogućnost da druge klase životinja također pate od nedostatka tiamina." U okruzima Bleking i Skåne (južna Švedska), masovna smrt ptica, posebno galebova haringe, počela je početkom 2000-ih. Nedavno su pogođene i vrste drugih klasa. Smrtnost lososa (Salmo salar) posljednjih godina se povećala u poznatoj rijeci Mörrumsån. Sisar Evroazijski los (Alces alces) također pati u neobično velikom broju. Analiza je otkrila da je nedostatak tiamina čest uzrok ovih katastrofa. U aprilu 2012. Upravno tijelo okruga Bleking smatralo je situaciju toliko alarmantnom da je zatražilo od švedske vlade detaljniju istragu.

Analiza i dijagnostičko ispitivanje

Pozitivna dijagnoza nedostatka tiamina može se postaviti mjerenjem aktivnosti enzima transketolaze u eritrocitima (kvantitativna analiza aktivacije eritrocitne transketolaze). Tiamin i njegovi fosfatni derivati ​​se također mogu otkriti direktno u krvotoku, tkivima, hrani, stočnoj hrani i farmaceutskim proizvodima, nakon konverzije tiamina u njegov fluorescentni derivat tiohrom (tiohromna analiza) i odvajanja tečnom hromatografijom visokih performansi (HPLC). Poslednjih godina sve veći broj metoda kapilarne elektroforeze i kapilarnih enzimskih reakcija se pojavio kao potencijalne alternativne metode za određivanje i praćenje tiamina u uzorcima. Normalna koncentracija tiamina u EDTA krvi (krvi s etilendiamintetraoctenom kiselinom) je oko 20-100 μg/L.

Genetske bolesti

Genetske bolesti povezane s poremećenim transportom tiamina su rijetke, ali ozbiljne. Megaloblastična anemija ovisna o tiaminu (TZMA) sa dijabetes melitusom i senzorneuralnim gubitkom sluha je autosomno recesivni poremećaj uzrokovan mutacijama gena SLC19A2, transportera tiamina visokog afiniteta. Pacijenti sa TZMA ne pokazuju znakove sistemskog nedostatka tiamina, jer se pretpostavlja redundancija u transportnom sistemu tiamina. To je dovelo do otkrića drugog transportera tiamina visokog afiniteta, SLC19A3. Leejeva bolest (subakutna nekrotizirajuća encefalomielopatija) je nasljedni poremećaj koji pogađa prvenstveno djecu u ranim godinama života i uvijek je fatalan. Patološke sličnosti između Leejeve bolesti i EV dovode do pretpostavke da su uzrokovane nekim defektom u metabolizmu tiamina. Najkonzistentnije su bile informacije o anomalijama u aktivaciji kompleksa piruvat dehidrogenaze. Drugi poremećaji koji uključuju navodnu ulogu tiamina su subakutna nekrotizirajuća encefalomielopatija, paraneoplastični sindrom i nigerijska sezonska ataksija. Osim toga, prijavljeno je nekoliko nasljednih poremećaja enzima zavisnih od TDP koji mogu reagirati na liječenje tiaminom.

Priča

Tiamin je bio prvi opisan vitamin rastvorljiv u vodi. Njegovo otkriće dovelo je do brojnih drugih otkrića i do pojave samog koncepta "vitamina". Godine 1884, Kanehiro Takaki (1849-1920), glavni hirurg japanske mornarice, odbacio je tada preovlađujuću mikrobnu teoriju o nedostatku vitamina i sugerisao da bi bolest mogla biti povezana sa nedostatkom u ishrani. Poboljšavajući ishranu mornara na ratnom brodu, otkrio je da je zamjena bijelog pirinča (koji je činio osnovu njihove prehrane) ječmom, mesom, mlijekom, kruhom, povrćem, uzrokovala gotovo potpunu eliminaciju nedostatka vitamina tokom 9-mjesečne plovidbe morem. Međutim, budući da je Takaki svojoj prehrani dodao široku paletu namirnica, pogrešno je zaključeno da je povećan unos dušika bio koristan, jer vitamini u to vrijeme nisu bili poznati. Osim toga, predstavnici mornarice nisu se mogli uvjeriti u potrebu za tako skupim programom poboljšanja ishrane, pogotovo jer su mnogi muškarci nastavili umirati od nedostatka vitamina čak i tokom rusko-japanskog rata 1904-5. Međutim, 1905. godine, nakon što je u pirinčanim mekinjama otkriven antivitaminski faktor (uklonjen iz belog pirinča preradom) i smeđi ječmeni pirinač, Takaki je dobio titulu barona, po kojoj je dobio nadimak „Baron ječma“. Godine 1897., Christian Eikmann (1858-1930), vojni ljekar u Holandskoj Istočnoj Indiji, otkrio je da su ptice koje jedu kuhani polirani pirinač počele razvijati paralizu, koja se mogla izliječiti prestankom hranjenja ptica poliranim pirinčem. Tvrdio je da se beri-beri razvija zbog nervnog "otrova" u endospermu pirinča, a vanjski slojevi žitarica pružaju tijelu zaštitu. Njegov pomoćnik, Gerrit Gridgins (1865-1944), 1901. je ispravno protumačio vezu između prekomjerne konzumacije polirane riže i nedostatka vitamina. Zaključio je da vanjski slojevi zrna riže sadrže hranjive tvari koje su potrebne tijelu, a koje se uklanjaju mljevenjem. Godine 1929. Eikman je konačno dobio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu jer su njegova zapažanja dovela do otkrića vitamina. Naziv ovim spojevima dao je Kazimir Funk. Godine 1911., Casimir Funk je izolovao antineuritičku supstancu iz pirinčanih mekinja, koje je nazvao "vitamini" (pod pretpostavkom da sadrže amino grupu). Godine 1926., holandski hemičari, Barend Konrad Petrus Jansen (1884-1962) i njegov najbliži saradnik Frederic Willem Donath (1889-1957), uspjeli su izolirati i kristalizirati aktivnu supstancu, čiju je strukturu 1934. odredio Runnels Robert Williams. (1886-1965), hemičar iz SAD-a. Ista grupa sintetizirala je tiamin ("vitamin koji sadrži sumpor") 1936. godine. Tiamin je prvobitno nazvan "aneurin" (vitamin za borbu protiv neuritisa). Sir Rudolph Peters iz Oksforda predstavio je golubove čija je prehrana bila lišena tiamina kao model za razumijevanje kako nedostatak tiamina može dovesti do fizioloških simptoma beri-beri. Zaista, hranjenje golubova poliranom rižom rezultira lako prepoznatljivom kontrakcijom mišića vrata i glave koja se naziva opistotonus. U nedostatku tretmana, životinja je uginula nakon nekoliko dana. Uvođenje tiamina u fazi opistotonusa dovodi do potpunog izlječenja životinja u roku od 30 minuta. Kako prije i poslije tretmana tiaminom nisu uočene morfološke promjene u mozgu golubova, Peters je uveo koncept "biohemijskog oštećenja". Kada su Lochman i Schuster (1937) pokazali da je difosforilirani derivat tiamina (tiamin difosfat, TDP) kofaktor neophodan za oksidativnu dekarboksilaciju piruvata (reakcija sada poznata kao dehidrogenaza katalizirana piruvatom), činilo se da mehanizam djelovanja tiamina u ćelijskom metabolizmu je razjašnjeno. Ovaj pogled se sada čini previše pojednostavljenim: piruvat dehidrogenaza je samo jedan od nekoliko enzima potrebnih tiamin difosfatu kao kofaktoru, a od tada su otkriveni i drugi derivati ​​tiamin fosfata koji također mogu utjecati na simptome uočene kod nedostatka tiamina. Konačno, mehanizam kojim tiaminski fragment TDP-a manifestira svoju funkciju kao koenzima kada je proton supstituiran na poziciji 2 na tiazolskom prstenu otkrio je Ronald Breslow 1958.

Istraživanja

Istraživanja u ovoj oblasti uglavnom se bave mehanizmima po kojima nedostatak tiamina dovodi do smrti neurona u odnosu na Wernicke-Korsakoff psihozu. Druga važna tema fokusira se na razumijevanje molekularnih mehanizama uključenih u TDF katalizu. Studija se fokusirala na razumijevanje mogućih nekofaktorskih uloga drugih derivata kao što su TTF i ATP.

Nedostatak tiamina i selektivna neuronska smrt

Eksperimentalna polineuropatija izazvana beriberijem kod pilića može biti dobar primjer za proučavanje ovog oblika neuropatije u pogledu dijagnoze i liječenja. Studije na štakorima su otkrile povezanost između nedostatka tiamina i karcinogeneze debelog crijeva. Pacovi su također korišteni u proučavanju Wernickeove encefalopatije. Štakori lišeni tiamina su klasični model sistemskog oksidativnog stresa koji se koristi u istraživanju Alchajmerove bolesti.

Katalitički mehanizmi enzima zavisnih od tiamin difosfata

Mnogi radovi su posvećeni razumijevanju odnosa između TDP i TDP-ovisnih enzima u katalizi.

Nekofaktorske uloge derivata tiamina

Većina ćelija mnogih organizama, uključujući bakterije, gljive, biljke i životinje, sadrže tiamin spojeve osim TDF. Među ovim spojevima su tiamin trifosfat (TTP) i adenozin tiamin trifosfat (ATP), koji imaju nekofaktorsku ulogu, iako se trenutno ne zna tačno u kojoj mjeri utiču na simptome bolesti.

Novi derivati ​​tiamina

Novi derivati ​​tiamin fosfata se još uvijek otkrivaju, naglašavajući složenost metabolizma tiamina. Derivati ​​tiamina sa poboljšanom farmakokinetikom mogu biti efikasni u ublažavanju simptoma nedostatka tiamina i drugih bolesti povezanih s tiaminom, kao što je poremećeni metabolizam glukoze kod dijabetesa. Ova jedinjenja uključuju alitiamin, prosultiamin, fursultiamin, benfotiamin i druge.

Perzistentni karbeni

Proizvodnju furoina iz furfurala katalizira tiamin preko relativno stabilnog karbena (organski molekul koji sadrži nevezane elektronske valentne parove u centru ugljika). Ova reakcija, koju je 1957. proučavao R. Breslow, bio je prvi dokaz postojanja postojanih karbena.

Ministarstvo zdravlja Republike Bjelorusije

Obrazovne ustanove

"Gomel State Medical University"

odjel ___________________________________________________

Razgovarano na sastanku odeljenja (MK ili TsUNMS) ____________________

Protokol br. _______

Biološka hemija

za _____ studenata 2. _____ godine ___ medicinskog ___________________ fakulteta

Tema: ___ Vitamini 2

Vrijeme__90 minuta ___________________

Vaspitno-obrazovni ciljevi:

Formirati ideju o strukturi, metabolizmu i molekularnim mehanizmima djelovanja vitamina topivih u vodi. Prevencija hipovitaminoze pod stresom.

1.Rastvorljivo u vodi

LITERATURA

1..Osnove biohemije: A. White, F. Hendler, E. Smith, R. Hill, I. Lehman.-M. knjiga,

1981, tom 3, str. 1703-1757.

2 .. Ishrana u prevenciji i liječenju karcinoma - T.S. Morozkina., K.K. Dalidovich.

Minsk., 1998

3 . Human Biochemistry :, R. Marry, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell - M. Book, 2004.

4. Vizuelna biohemija: Kohlman., Rem K.-G-M., knjiga 2004.

5. Spirichev

MATERIJALNA PODRŠKA

1.Multimedijalna prezentacija

PRORAČUN VREMENA UČENJA

Ukupno: 90 minuta

Vitamin B1 (Tijamin. Antineuritički vitamin)

Hemijska struktura i svojstva... Vitamin B 1 je prvi vitamin izolovan u kristalnom obliku od strane K. Funka 1912. godine. Kasnije je izvršena njegova hemijska sinteza. Njegovo ime - tiamin- ovaj vitamin je dobijen zbog prisustva atoma sumpora i amino grupe u njegovoj molekuli.

Tiamin se sastoji od 2 heterociklična prstena - aminopirimidina i tiazola. Potonji sadrži katalitički aktivnu funkcionalnu grupu - ugljikohidratni anion (relativno kiseli ugljik između sumpora i dušika).

Tiamin se dobro zadržava u kiseloj sredini i podnosi zagrijavanje do visokih temperatura. U alkalnom okruženju, na primjer kada se tijesto peče uz dodatak sode ili amonijum karbonata, brzo se razgrađuje.

Metabolizam... U gastrointestinalnom traktu, različiti oblici vitamina hidroliziraju se u slobodni tiamin. Većina tiamina se apsorbira u tankom crijevu pomoću specifičnog mehanizma aktivnog transporta, a ostatak njegove količine razgrađuje tiaminaza crijevnih bakterija. Protokom krvi, apsorbirani tiamin prvo ulazi u jetru, gdje ga fosforilira tiamin pirofosfokinaza, a zatim se prenosi u druge organe i tkiva.

TPP kinaza

ATP + tiamin tiamin pirofosfat + AMP

Postoji mišljenje da je glavni transportni oblik tiamina TMP.

V Itamin B 1 je prisutan u različitim organima i tkivima kako u obliku slobodnog tiamina tako i u obliku njegovih fosfornih estera: tiamin monofosfat (TMP), tiamin difosfat (TDF, sinonimi: tiamin pirofosfat, TPP, kokarboksilaze a) i tiamin trifosfat (TTF).

TTF - sintetizira se u mitohondrijima pomoću enzima TPP-ATP-fosfotransferaze:

transferesis

TPP + ATP TDF + AMP

Glavni oblik koenzima (60-80% ukupnog intracelularnog sadržaja) je TPP.

TTF igra važnu ulogu u metabolizmu nervnog tkiva. Ako je njegovo formiranje poremećeno, razvija se nekrotizirajuća encefalopatija.

Nakon razgradnje koenzima, slobodni tiamin se izlučuje urinom i određuje se kao tiohrom.

Biohemijske funkcije... Vitamin B 1 u obliku TPP sastavni je dio enzima koji katalizuju reakcije direktne i oksidativne dekarboksilacije keto kiselina.

Učešće TPP-a u reakcijama dekarboksilacije keto kiselina objašnjava se potrebom povećanja negativnog naboja ugljikovog atoma karbonila keto kiseline u prijelaznom, nestabilnom stanju:

O - S - C = O CO 2 + - C = O

Prijelazno stanje keto kiseline

Prijelazno stanje se stabilizira TPP-om delokalizacijom negativnog naboja ugljiko-aniona tiazolnog prstena, koji igra ulogu svojevrsnog odliva elektrona. Kao rezultat ove protonacije nastaje aktivni acetaldehid (hidroksietil-TPP).

Aminokiselinski ostaci proteina imaju slabu sposobnost da izvedu ono što TPP lako radi, pa je apoproteinima potreban koenzim. TPP je čvrsto povezan s apoenzimom multienzimskih kompleksa α-hidroksiketokiselinskih dehidrogenaza (vidi dolje).

pirogrožđana kiselina (PVC).

1... Učešće TPP-a u reakciji direktne dekarboksilacije pirogrožđane kiseline (PVA). Dekarboksilacijom PVA sa piruvat dekarboksilazom nastaje acetaldehid koji se pod uticajem alkohol dehidrogenaze pretvara u etanol.TPP je nezamenljiv kofaktor piruvat dekarboksilaze. Kvasac je bogat ovim enzimom.

Oksidativna dekarboksilacija PVCA katalizira piruvat dehidrogenaza... Kompleks piruvat dehidrogenaze sadrži nekoliko strukturno povezanih enzimskih proteina i koenzima (vidi poglavlje).TPP katalizira početnu reakciju dekarboksilacije PVC-a. Ova reakcija je identična onoj koju katalizira piruvat dekarboksilaza. Međutim, za razliku od potonjeg, piruvat dehidrogenaza ne pretvara intermedijer hidroksietil TPP u acetaldehid. Umjesto toga, hidroksietilna grupa se prenosi na sljedeći enzim u multienzimskoj strukturi kompleksa piruvat dehidrogenaze.

Oksidativna dekarboksilacija PVC-a jedna je od ključnih reakcija u metabolizmu ugljikohidrata. Kao rezultat ove reakcije, PVC, nastao tokom oksidacije glukoze, uključen je u glavni metabolički put ćelije - Krebsov ciklus, gdje se oksidira do ugljičnog dioksida i vode uz oslobađanje energije. Tako se reakcijom oksidativne dekarboksilacije PVC-a stvaraju uslovi za potpunu oksidaciju ugljikohidrata i iskorištavanje sve energije koja se u njima nalazi. Osim toga, aktivni oblik octene kiseline nastao pod djelovanjem PDH kompleksa služi kao izvor za sintezu mnogih bioloških proizvoda: masnih kiselina, kolesterola, steroidnih hormona, acetonskih tijela i drugih.

Oksidativna dekarboksilacija α-ketoglutatarata katalizira α – Ketogluta-ratdehidrogenaza... Ovaj enzim je dio Krebsovog ciklusa. Struktura i mehanizam djelovanja kompleksa α-ketoglutarat dehidrogenaze slični su piruvat dehidrogenazi, tj. TPP također katalizira početni korak konverzije keto kiseline. Dakle, nesmetan rad ovog ciklusa zavisi od stepena obezbeđenja ćelije sa TPF.

Pored oksidativnih transformacija PVCL-a i α-ketoglutarata, TPF učestvuje u oksidativna dekarboksilacija keto kiselina s razgranatim ugljičnim skeletom(proizvodi deaminacije valina, izoleucina i leucina). Ove reakcije igraju važnu ulogu u procesu iskorišćavanja aminokiselina, a samim tim i proteina u ćeliji.

3. TPF - koenzim transketolaza ... Transketolaza – enzim pentozofosfatnog puta oksidacije ugljikohidrata . Fiziološka uloga ovog puta je da je glavni dobavljač NADPH. H + i riboza-5-fosfat. Transketolaza prenosi ugljikohidratne fragmente iz ksiluloza-5-fosfata u ribozu-5-fosfat, što dovodi do stvaranja trioznog fosfata (3-fosfoglicerol aldehida) i 7 C šećera (sedoheptuloza-7-fosfata). TPP je neophodan za stabilizaciju ugljikohidratnog anjona koji nastaje tokom cijepanja C2-C3 veze ksiluloza-5-fosfata.

4 ... Vitamin B 1 učestvuje u sinteza acetilholina katalizujući stvaranje acetil-CoA, supstrata za acetilaciju holina, u reakciji piruvat dehidrogenaze.

5. Osim što učestvuje u enzimskim reakcijama, tiamin može obavljati i ne-koenzimske funkcije , čiji specifični mehanizam tek treba da se razjasni. Vjeruje se da je tiamin uključen u hematopoezu, na što ukazuje prisustvo kongenitalnih tiamin zavisnih anemija, koje se mogu liječiti visokim dozama ovog vitamina, kao i u steroidogenezi. Ova potonja okolnost omogućava da se neki od efekata preparata vitamina B 1 objasne kao posredovani reakcijom na stres.

Hipovitaminoza. Već rane manifestacije hipovitaminoze praćene su smanjenjem apetita i mučninom. Primjećuju se neurološki poremećaji koji uključuju poremećenu perifernu osjetljivost, osjećaj puzanja, neuralgije. Zaborav je karakterističan, posebno za nedavne događaje. Slabost srčanog mišića manifestira se tahikardijom, čak i pri manjim opterećenjima.

Nedostatak tiamina u hrani dovodi do značajnog nakupljanja pirugrožđane i α-ketoglutarne kiseline, smanjenja aktivnosti enzima ovisnih o tiaminu u krvi i tjelesnim tkivima.

Eksperiment je pokazao da je nedostatak tiamina praćen kršenjem strukture i funkcije mitohondrija. Dodavanje TPF potonjem normalizira disanje tkiva. Bijeli pacovi kojima nedostaje taimin razvili su anoreksiju i smanjenu tjelesnu težinu. Kaput je izgubio sjaj, postao je raščupan. Životinje se nisu mnogo kretale i obično su ležale sklupčane u kutu kaveza. Anoreksija je rezultat oštrog potiskivanja lučenja želučane kiseline i slabljenja njegove probavne sposobnosti.

Alimentarni nedostatak tiamina kod ljudi dovodi do patoloških promjena u nervnom, kardiovaskularnom i probavnom sistemu, praćenih općim iscrpljivanjem organizma.

Bolest "beriberi" javlja se uz značajan nedostatak tiamina i karakteriše je izuzetno težak tok. U prošlom veku, u zemljama Istoka, odneo je milione života. "Beri-beri" u prijevodu s indijskog znači "ovca". Hod pacijenta je zaista sličan hodu ovce (simetrično spuštanje stopala). Budući da su pacijenti imali težinu u nogama i ukočenost hoda, "beri-beri" je nazvana i "bolest okova". Zatvorenici čija se ishrana sastojala uglavnom od rafinisanog pirinča često su patili od ove bolesti. Manifestacija nedostatka tiamina još uvijek se može uočiti kod siromašnih ljudi u onim zemljama u kojima je osnova prehrane stanovništva polirani pirinač - polirano zrno, za razliku od nerafinisanog, nema ovaj vitamin. Posljednja epidemija beriberija bila je na Filipinima 1953. (100.000 smrtnih slučajeva).

Bolest ima 2 oblika: suhi (nervno-paralitički) i edematozni (srčani). Štaviše, u oba slučaja zahvaćeni su kardiovaskularni i nervni sistem, ali u različitoj meri. Trenutno, klasični "beriberi", očigledno, više ne postoji, međutim, često se primjećuju fenomeni umjerene hipovitaminoze. Glavni simptomi nedostatka tiamina su: fizička slabost, smanjen apetit (vitamin B 1 je potreban za stimulaciju želučane sekrecije), uporni zatvor; disfunkcija nervnog sistema (utrnulost prstiju, osjećaj "puzanja", gubitak perifernih refleksa, bol duž nerava); mentalni poremećaji (razdražljivost, zaboravnost, strah, ponekad halucinacije, smanjena inteligencija). Kasnije se razvija duboka lezija nervnog sistema, koju karakterizira gubitak osjetljivosti udova, razvoj paralize, atrofija mišića kao rezultat kršenja njihove inervacije. U edematoznom obliku, zajedno s fenomenima polineuritisa, čak i uz manji napor primjećuju se tahikardija i otežano disanje. Zbog slabosti srčanog mišića nastaje edem. Naročito se često manifestacije nedostatka tiamina uočavaju kod hroničnih alkoholičara zbog njihove sklonosti da više piju nego da jedu. Wernickeov sindrom, koji se razvija kod ovih osoba, karakterizira poremećena koordinacija pokreta, vizualna funkcija, konfuzija.

Posebna osjetljivost nervnog tkiva na nedostatak tiamina objašnjava se činjenicom da je koenzimski oblik ovog vitamina apsolutno neophodan da nervne ćelije asimiliraju glukozu, koja je za njih gotovo jedini izvor energije (većina drugih ćelija u tijelo može koristiti druge energetske tvari, na primjer, masne kiseline). Inače, konzumiranje pretežno ugljikohidratne hrane (bijeli hljeb, slatkiši) dovodi do povećane potrebe za tiaminom i, posljedično, razvoja sekundarnog nedostatka tiamina.

Urođeni poremećaji metabolizma tiamina.

SindromWernicke-TOorsakoff... U srcu ovog sindroma, praćenog gubitkom pamćenja i djelomičnom paralizom, je promjena u svojstvima enzima transketolaze, koji ima smanjen afinitet za TPP. Geni drugih enzima zavisnih od TPP nisu pogođeni. Bolest se manifestira ako se razina konzumiranog TPF smanji ispod vrijednosti potrebnih za zasićenje transketolaze. Sindrom se često javlja kod hroničnih alkoholičara sa nedovoljnim unosom vitamina.

Intermitentna ataksija... Bolest je uzrokovana urođenim defektom piruvat dehidrogenaze.

Tiamin-ovisni oblik bolesti "urin sa mirisom javorovog sirupa". Kod ove patologije uočen je defekt u oksidativnoj dekarboksilaciji razgranatih keto kiselina. U krvi i urinu se naglo povećava sadržaj razgranatih keto kiselina (otuda i specifičan miris urina) i njihovih supstrata - aminokiselina valin, izoleucin i leucin. Klinički simptomi su slični terminalnoj fazi B 1 - insuficijencije.

Subakutna nekrotizirajuća encefalopatija... Kod ove bolesti, stvaranje TTF-a u mozgu je poremećeno. Encefalopatija se manifestuje gubitkom apetita, povraćanjem i otežanim sisanjem. Bebe gube sposobnost držanja glave i imaju brojne neurološke poremećaje. Bolest se završava bez liječenja fatalno tokom prvih godina života.

Megaloblastna anemija zavisna od tiamina... Mehanizam učešća tiamina u hematopoezi nije u potpunosti shvaćen.

Hipervitaminoza nije opisano . Višak uzetog vitamina se brzo izlučuje urinom, ali kod nekih osoba postoji povećana osjetljivost na parenteralnu primjenu tiaminskih preparata.

Procjena opskrbljenosti tijela tiaminom... U tu svrhu obično se određuje sadržaj vitamina i/ili njegovih koenzima u crvenim krvnim zrncima. Budući da nedostatak vitamina B 1 remeti oksidativnu dekarboksilaciju keto kiselina, povećanje sadržaja pirugrožđane i α-ketoglutarne kiseline u krvi i urinu će ukazivati ​​na nedostatak tiamina u organizmu. Međutim, treba imati na umu da se akumulacija piruvata bilježi ne samo kod hipovitaminoze B 1, već i kod hipoksije i drugih patoloških stanja.

Najbolji način da se proceni stepen snabdevanja organizma vitaminom B1 je da se utvrdi aktivnost enzima zavisnih od tiamina. Međutim, aktivnost piruvatne i α-ketoglutarat dehidrogenaze opada samo s dubokom hipovitaminozom, budući da njihov apoenzim čvrsto veže TPP. Transketolaza slabije vezuje TPP i njena aktivnost u eritrocitima počinje da opada već u ranim fazama hipovitaminoze vitamina B1. Ako se uzorku krvi doda TPP, onda će veličina povećanja aktivnosti transketolaze (tzv. TPP efekat) omogućiti da se proceni stepen nedostatka tiamina.

Dnevne potrebe. Izvori hrane.

Dosta vitamina B1 nalazi se u integralnom pšeničnom hlebu, u ljusci semena žitarica, u soji, pasulju, grašku. Ima ga dosta u kvascu. Manje - u krompiru, šargarepi, kupusu. Od životinjskih proizvoda, tiaminom su najbogatija jetra, nemasna svinjetina, bubrezi, mozak i žumance. Trenutno, nedostatak vitamina B 1 postaje jedan od nutritivnih problema, jer se zbog velike potrošnje šećera i konditorskih proizvoda, kao i bijelog hljeba i polirane riže, potrošnja ovog vitamina u organizmu značajno povećava. Ne preporučuje se upotreba kvasca kao izvora vitamina zbog visokog sadržaja purina, što može dovesti do metaboličkog artritisa (gihta).

Dnevna potreba za tiaminom je 1,1-1,5 mg.

Prvi spomeni bolesti (kakke, beriberi), danas poznate kao manifestacija nedostatka tiamina, nalaze se u drevnim medicinskim raspravama koje su do nas stigle iz Kine, Indije i Japana. Krajem 19. stoljeća, nekoliko oblika ove patologije već je klinički razlučeno, ali je samo Takaki (1887) povezao bolest s nekom vrstom, kako je tada vjerovao, manjkom tvari koje sadrže dušik u prehrani. Određenije ideje imao je holandski liječnik S. Eijkman (1893-1896), koji je u pirinčanim mekinjama i nekim mahunarkama otkrio tada nepoznate faktore koji su spriječili razvoj ili izliječili beri-beri. Pročišćavanje ovih supstanci potom je izvršio Funk (1924), koji je prvi predložio sam termin "vitamin" i niz drugih istraživača. Aktivnu tvar ekstrahiranu iz prirodnih izvora tek 1932. godine karakterizirala je opća empirijska formula, a zatim su je 1936. uspješno sintetizirali Williams et al. Još 1932. godine postavljena je hipoteza o ulozi vitamina u jednom od specifičnih metaboličkih procesa - dekarboksilaciji pirogrožđane kiseline, ali je tek 1937. postao poznat koenzimski oblik vitamina, tiamin difosfat (TDP). Dugo vremena, koenzimske funkcije TDP-a u sistemu dekarboksilacije alfa-keto kiselina izgledale su kao gotovo jedini biohemijski mehanizmi za realizaciju biološke aktivnosti vitamina, međutim, već 1953. godine raspon enzima u zavisnosti od prisustvo TDF je prošireno zbog transketolaze, a relativno nedavno i specifične dekarboksilaze gama-hidroksi α-ketoglutarne kiseline. Nema razloga da se misli da gore navedeni izgledi iscrpljuju perspektivu daljeg proučavanja vitamina, budući da eksperimenti na životinjama, podaci dobijeni u klinici tokom terapijske upotrebe vitamina, analiza činjenica koje ilustruju poznatu neuro- i kardiotropnost vitamina. tiamin, nesumnjivo ukazuje na prisustvo nekih drugih specifičnih veza vitamina sa drugim biohemijskim i fiziološkim mehanizmima.

Hemijska i fizička svojstva vitamina B1

Tiamin ili 4-metil-5-beta-hidroksietil-N-(2-metil-4-amino-5-metilpirimidil)-tiazolijum se dobija sintetički, obično u obliku hlorovodonične ili bromovodonične soli.

Tiamin hlorid (M-337.27) kristalizira u vodi u obliku bezbojnih monoklinskih iglica, topi se na 233-234 ° (sa raspadanjem). U neutralnom mediju, njegov apsorpcioni spektar ima dva maksimuma - 235 i 267 nm, a pri pH 6,5 jedan - 245-247 nm. Vitamin je lako rastvorljiv u vodi i sirćetnoj kiselini, nešto lošije u etil i metil alkoholima i nerastvorljiv u hloroformu, eteru, benzenu, acetonu. Iz vodenih rastvora tiamin se može istaložiti fosfor-volframom ili pikrinskom kiselinom. U alkalnom mediju, tiamin prolazi kroz brojne transformacije, koje, ovisno o prirodi dodanog oksidacijskog sredstva, mogu rezultirati stvaranjem tiamin disulfida ili tiohroma.

U kiseloj sredini, vitamin se razgrađuje samo uz produženo zagrijavanje, formirajući 5-hidroksi-metilpirimidin, mravlju kiselinu, 5-aminometilpirimidin, tiazolnu komponentu vitamina, i 3-acetil-3-merkapto-1-propanol. Među produktima razgradnje vitamina u alkalnoj sredini identifikovani su tiotiamin, vodonik sulfid, pirimidodiazepin itd. Dobijeni su i vitamin sulfat i mononitrat. Poznate soli tiamina sa naftalensulfonskom, arilsulfonskom, cetil sumpornom i estri sa sirćetnom, propionskom, maslačnom, benzojevom i drugim kiselinama.

Od posebnog značaja su esteri tiamina sa fosfornom kiselinom, posebno TDF, koji je koenzimski oblik vitamina. Homolozi tiamina su takođe dobijeni raznim supstitucijama na drugom (etil-, butil-, oksimetil-, oksietil-, fenil-, oksifenil-, benzil-, tioalkil-), četvrtom (oksitiamin) i šestom (metil-, etil) atomi ugljika pirimidinske metilacije amino grupe, supstitucija tiazolnog prstena za piridin (piritiamin), imidazol ili oksazol, modifikacije supstituenata na petom ugljiku tiazola (metil, hidroksimetil, etil, hloretil, hidroksipropil, itd.). Posebna velika grupa vitaminskih jedinjenja su S-alkil i derivati ​​disulfida. Među potonjima, tiaminopropil disulfid (TPDS) se najviše koristi kao vitaminski preparat.

Metode za određivanje vitamina B1

U čistim vodenim rastvorima, kvantitativno određivanje tiamina najlakše je provesti apsorpcijom na 273 nm, što odgovara izobestičnoj tački vitaminskog spektra, iako neki autori radije rade u području od 245 nm, u kojem se ekstinkcija mijenja. su najuočljivije. Pri pH 7,3 u fosfatnom puferu, tiamin još u koncentraciji od 1 μg/ml daje izrazit polarografski katalitički val vodika, au alkalnom mediju formira anodni val zbog interakcije tioltiamina sa živom i stvaranja merkaptida. Obje polarografske karakteristike mogu se koristiti za kvantificiranje vitamina. Ako je potrebno istražiti različite derivate vitamina, onda je potrebno pribjeći njihovom preliminarnom razdvajanju elektroforezom ili kromatografijom.

Najuspješniji opći princip kolorimetrijskog određivanja vitamina je reakcija njegove interakcije s različitim diazo jedinjenjima, među kojima najbolje rezultate daje diazotizirani p-aminoacetofenon. Dobiveno jedinjenje jarke boje lako se ekstrahuje iz vodene faze u organski rastvarač, u kojem se lako podvrgava kvantitativnoj fotometriji. U fosfatnom puferu pH 6,8, tiamin takođe reaguje sa ninhidrinom kada se zagreje, dajući žutu boju proporcionalnu koncentraciji vitamina u rasponu od 20-200 μg.

Najrasprostranjenije su različite verzije fluorimetrijskog određivanja vitamina, zasnovane na oksidaciji tiamina u tiohrom u alkalnoj sredini. Prethodno pročišćavanje ispitivanog materijala od nečistoća koje ometaju naknadnu fluorometriju postiže se kratkotrajnim ključanjem uzoraka razrijeđenim mineralnim kiselinama, uklanjanjem nečistoća ekstrakcijom butil ili amil alkoholima ili ekstrakcijom vitamina na odgovarajućim adsorbentima. Kao što su studije japanskih autora pokazale, poželjno je koristiti cijanogen bromid kao oksidant umjesto kalij-fericijanida, koji daje veći prinos tiohroma i smanjuje stvaranje drugih spojeva koji ometaju određivanje. Za zadovoljavajuće određivanje tiamina potrebno je 100-200 mg tkiva ili 5-10 ml krvi. S obzirom na to da je glavni oblik vitamina prisutan u tkivima TDF ili proteinski derivati ​​disulfida tiamina, uvijek je potrebno prethodno obraditi test uzorke (hidroliza slabe kiseline, fosfataza, redukcioni agensi) kako bi se oslobodio tiamin, budući da drugi oblici vitamina rade. ne formiraju tiohrom koji se može ekstrahovati, zatim za fluorimetriju u organski rastvarač.

Kvantitativno određivanje koenzimskog oblika vitamina vrši se rekombinacijom TDF sadržanog u test otopini sa prijateljskom apokarboksilazom. U oba slučaja, u prisustvu magnezijevih i piruvatnih jona, dolazi do specifične dekarboksilacije keto kiseline, a količina oslobođenog ugljičnog dioksida (u Warburg aparatu) je proporcionalna količini TDF unesenog u uzorak (0,02-1 μg) . Osjetljivost (0,005-0,06 μg TDF) metode zasnovane na enzimskom određivanju acetaldehida nastalog u prvoj reakciji je još veća. Uz apokarboksilazu i specifičan supstrat, dodavanje alkohol dehidrogenaze u inkubacijski medij omogućava vrlo brzo (5-7 minuta) praćenje reakcije promjenom ekstinkcije otopine na 340 nm u području koje odgovara NADH2.

Ostali tiamin fosfati se kvantitativno određuju nakon elektroforetskog ili hromatografskog odvajanja, naknadnog eluiranja, defosforilacije fosfatazama i fluorimetrije tiohroma dobijenog oksidacijom u alkalnom mediju. Mikrobiološke metode za određivanje tiamina zasnivaju se na odabiru odgovarajućih kultura mikroorganizama osjetljivih na nedostatak vitamina. Najtačniji i najponovljiviji rezultati se dobijaju upotrebom Lactobacillus fermenti-36 u ove svrhe.

Rasprostranjenost vitamina B1 u prirodi

Proizvod	Sadržaj tiamina u μg%	Proizvod	Sadržaj tiamina u μg%
Pšenica	0,45	Paradajz	0,06
Raž	0,41	Govedina	0,10
Grašak	0,72	Ovčetina	0,17
Pasulj	0,54	Svinjetina	0,25
Ovsena krupica	0,50	Teletina	0,23
Heljda	0,51	Šunka	0,96
Griz	0,10	Pilići	0,15
Polirani pirinač	0	Pileća jaja	0,16
Pasta	otisci prstiju	Svježa riba	0,08
Pšenično brašno	0,2-0,45	Kravlje mleko	0,05
Raženo brašno	0,33	Razno voće	0,02-0,08
Pšenični hljeb	0,10-0,20	Suvi pivski kvasac	5,0
ražani hljeb	0,17	orasi	0,48
Krompir	0,09	Mleveni orasi	0,84
Bijeli kupus	0,08

Tiamin je sveprisutan i nalazi se u raznim predstavnicima divljih životinja. U pravilu, njegova količina u biljkama i mikroorganizmima dostiže vrijednosti znatno veće nego kod životinja. Osim toga, u prvom slučaju, vitamin je predstavljen uglavnom u slobodnom obliku, au drugom - u fosforiliranom obliku. Sadržaj tiamina u osnovnim prehrambenim proizvodima varira u prilično širokim granicama, u zavisnosti od mesta i načina dobijanja sirovine, prirode tehnološke obrade poluproizvoda i dr. što samo po sebi značajno uništava tiamin. U prosjeku se može smatrati da rutinska priprema hrane uništava oko 30% vitamina. Neke vrste prerade (visoka temperatura, visok krvni pritisak i prisustvo velike količine glukoze) uništavaju i do 70-90% vitamina, a konzerviranje namirnica tretiranjem sulfita može potpuno inaktivirati vitamin. U žitaricama i sjemenkama drugih biljaka, tiamin se, kao i većina vitamina topivih u vodi, nalazi u ljusci i embrionu. Prerada biljnog materijala (uklanjanje mekinja) uvijek je praćena naglim smanjenjem nivoa vitamina u rezultirajućem proizvodu. Polirana riža, na primjer, uopšte ne sadrži vitamin.

Metabolizam tiamina u tijelu

Vitamin dolazi sa hranom u slobodnom, esterifikovanom i delimično vezanom obliku. Pod uticajem probavnih enzima skoro kvantitativno se pretvara u slobodni tiamin koji se apsorbuje iz tankog creva. Značajan dio tiamina koji ulazi u krv brzo se fosforilira u jetri, dio u obliku slobodnog tiamina ulazi u opći krvotok i distribuira se u druga tkiva, a dio se ponovo oslobađa u gastrointestinalni trakt zajedno sa žuči i izlučevinama. probavnih žlijezda, osiguravajući stalnu recirkulaciju vitamina i postupnu, ujednačenu asimilaciju u tkivima. Bubrezi aktivno izlučuju vitamin u urinu. Odrasla osoba izluči od 100 do 600 μg tiamina dnevno. Unošenje povećane količine vitamina hranom ili parenteralno povećava izlučivanje vitamina urinom, ali kako se doze povećavaju, proporcionalnost postepeno nestaje. U urinu, zajedno s tiaminom, u sve većim količinama počinju se pojavljivati ​​proizvodi njegovog raspadanja, što uz unošenje vitamina preko 10 mg po osobi može iznositi i do 40-50% početne doze. Eksperimenti s obilježenim tiaminom pokazali su da se, uz nepromijenjen vitamin, u urinu nalazi i određena količina tiohroma, TDS, pirimidina, komponenti tialoze i raznih fragmenata koji sadrže ugljik i sumpor, uključujući obilježene sulfate.

Dakle, uništavanje tiamina u tkivima životinja i ljudi je prilično intenzivno, ali pokušaji otkrivanja enzima u životinjskim tkivima koji specifično uništavaju tiamin još nisu dali uvjerljive rezultate.

Ukupan sadržaj tiamina u celom ljudskom organizmu, normalno snabdevenog vitaminom, iznosi oko 30 mg, au punoj krvi 3-16 μg%, au ostalim tkivima mnogo više: u srcu - 360, jetri - 220, u mozgu - 160, plućima - 150, bubrezima - 280, mišićima - 120, nadbubrežnim žlijezdama - 160, želucu - 56, tankom crijevu - 55, debelom crijevu - 100, jajniku - 61, testisima - 80, koži - 52 μg%. U krvnoj plazmi se pretežno nalazi slobodni tiamin (0,1 - 0,6 μg%), au eritrocitima (2,1 μg na 1011 ćelija) i leukocitima (340 μg na 1011 ćelija) - fosforiliran. Gotovo polovina vitamina nalazi se u mišićima, 40% u unutrašnjim organima, a 15-20% u jetri. Glavnu količinu tkivnog tiamina predstavlja TDF, iako koža i skeletni mišići sadrže dosta vitaminskih disulfida.

Slobodni tiamin se normalno lako određuje u crijevima i bubrezima, što može biti povezano i s nedostacima čisto metodološkog poretka, budući da ova tkiva imaju izuzetno visoku aktivnost fosfataze i do trenutka kada se materijal uzme za istraživanje, može doći do djelomične defosforilacije vitaminskih estera. već nastaju. S druge strane, ovi isti mehanizmi mogu igrati ulogu u uklanjanju vitamina iz krvi u urin ili izmet. Količina vitamina u fecesu kod ljudi je otprilike 0,4-1 μg i praktički ne ovisi o biosintezi vitamina crijevnom mikroflorom.

Eksperimenti provedeni sa S35-tiaminom daju neku ideju o dinamici razmjene tkivnih rezervi vitamina. Obnavljanje tiamina se događa u različitim tkivima različitom brzinom, a gotovo potpuna zamjena neradioaktivnog vitamina radioaktivnim (koje se daje dnevno) vrši se do 8. dana eksperimenta samo u jetri, bubrezima, slezeni i skeletnim mišićima. . U srcu, pankreasu i moždanom tkivu ovaj proces nije završen do navedenog datuma. Ovi podaci pokazuju da je količina vitamina prisutnog u tkivima višestruko veća od nivoa potrebnog za obezbeđivanje specifičnih enzimskih sistema TDF. Očigledno, značajne količine vitamina prisutne su u tkivima, posebno u srcu i jetri, u obliku njegovih derivata koji obavljaju neke druge ne-koenzimske funkcije.

Mehanizmi taloženja tiamina u tijelu

Fiksacija vitamina u tkivima uglavnom je povezana sa stvaranjem TDF, koji čini najmanje 80-90% ukupnog tiamina koji se nalazi u tijelu. Određena nesigurnost u vezi sa ovim problemom povezana je s otkrivanjem zajedno sa TDF, posebno u kratkim intervalima nakon uvođenja vitamina, drugih TF i miješanih tiamin disulfida. Pod određenim uslovima, od 10 do 30% vitamina može predstavljati TMP i TTF. Osim toga, TTF se lako pretvara u TDF tokom obrade biološkog materijala prije testiranja. Kao i drugi fosforilirani koenzimi, TDP je fiksiran na proteinima svojom pirofosfatnom grupom. Međutim, i drugi dijelovi molekule vitamina također igraju jednako aktivnu ulogu.

Formiranje tiamin fosfata (tf)

Reakcija fosforilacije tiamina nastaje zbog ATP-a prema opštoj jednačini: tiamin + ATP-> TDP + AMP.

Pravilnosti ove reakcije potvrđene su na delimično prečišćenom preparatu tiaminkinaze iz rastvorljive frakcije homogenata jetre. Optimalni pH za formiranje TDF ovim enzimskim preparatom bio je u rasponu od 6,8-6,9. AMP i ADP inhibiraju fosforilaciju tiamina. U prisustvu AMP-a formirani su samo tragovi, au prisustvu ADP-a vrlo male količine TDP-a. Ako je u medijum dodat TMP umesto tiamina, formiranje TDP je inhibirano. Preparat tiamikinaze, pročišćen približno 600 puta, korišten je za proučavanje mehanizma fosforilacije vitamina pomoću označenog gama-P32-ATP. Ispostavilo se da tiamin prima kompletnu pirofosfatnu grupu iz ATP-a.

U nizu studija na tiaminkinazi izolovanoj iz kvasca i životinjskih tkiva, utvrđeno je da se aktiviraju joni mangana, magnezija i kobalta, dok kalcij, nikal, rubidijum i željezo u širokom rasponu koncentracija ne inhibiraju enzim. Isti radovi su pokazali mogućnost fosforilacije tiamina na račun ostalih nukleotid trifosfata (GTP, ITP, UTP, itd.) i činjenicu da je glavni proizvod reakcije TDP i mala količina TMP. Upotreba R32-ATP, kao iu studijama prethodnih autora, potvrdila je mehanizam prenosa pirofosfatne grupe direktno na tiamin.

Međutim, rezultati dobiveni in vitro nisu našli potpunu potvrdu prilikom proučavanja fosforilacije tiamina u tijelu i u eksperimentima s mitohondrijama. S jedne strane, nakon intravenske primjene tiamina, već nakon 30-60 minuta, u krvi životinja pronađeni su fosforom označeni TDF i TTP, ali ne i TMP, tj. mehanizam pirofoforilacije je potvrđen. S druge strane, nakon intravenske primjene TMP-a, aktivnost kokarboksilaze i transketolaze u krvi se povećavala brže nego nakon primjene slobodnog tiamina. Neki mikroorganizmi lakše formiraju TDP iz TMP nego iz slobodnog vitamina, a tiaminkinaza, pronađena ranije u jetri, nije pronađena u mitohondrijama bubrega, u kojima se fosforilacija tiamina odvija na drugačiji način. Mehanizam fosforilacije vitamina uz učešće samo ATP-a ne uklapa se uvijek u jednostavnu shemu prijenosa pirofosfatne grupe u cjelini, makar samo zato što se, uz TDP, drugi TF nalaze u značajnim količinama u različitim biološkim materijalima, uključujući čak i T-polifosfati.

Brojne studije se bave pitanjem lokalizacije sistema odgovornih za fosforilaciju tiamina. Jetra, u roku od sat vremena nakon unošenja tiamina, uhvati 33-40% vitamina, akumulirajući razne njegove estre fosfora. Fosforilacija označenog vitamina u različitim organima odvija se po opadajućoj aktivnosti: jetra, bubrezi, srce, testisi i mozak. U ovom slučaju, radioaktivnost fosfornih estera tiamina opada po redu: TTF, TDF, TMP. Fosforilacija tiamina je aktivna u mitohondrijima, mikrosomima i hijaloplazmi.

Iz navedenih činjenica lako je zaključiti da bi ukupan intenzitet procesa esterifikacije vitamina u organizmu ili u pojedinim tkivima u velikoj mjeri trebao korelirati sa aktivnošću procesa koji opskrbljuju ATP. Prva eksperimentalna zapažanja u tom pogledu, provedena na homogenatima jetre ili ćelijskih elemenata krvi, naknadno su u potpunosti potvrđena. Svi inhibitori disanja i glikolize, ili jedinjenja koja se takmiče sa T za ATP, po pravilu smanjuju nivo TDP u krvi i tkivima.

Uloga pojedinih grupa u molekulu tiamina za njegovo vezivanje u tkivima

Do danas je sintetizovan veliki broj novih derivata tiamina (mešoviti disulfidi, derivati ​​O-benzoila itd.), koji se široko uvode u medicinsku i preventivnu praksu. Prednosti novih vitaminskih preparata, u pravilu, otkrivene su čisto empirijski zbog činjenice da do sada nemamo dovoljno informacija o molekularnim mehanizmima asimilacije tiamina, o prirodi njegove interakcije sa specifičnim (enzimi) i nespecifičnim ( transport vitamina) proteina. Potrebu za tačnim razumijevanjem ovog pitanja diktiraju široki izgledi za upotrebu antivitamina tiamina (amprol, hlorotiamin, deoksitiamin) u terapeutske svrhe (vidi dolje).

Radovi na sintezi novih derivata tiamina sa unapred određenim fizičko-hemijskim svojstvima, koji omogućavaju da se ciljano utiče na metaboličke procese u organizmu, nezamislivi su bez konkretnih ideja o ulozi pojedinih grupa atoma vitamina i njegovih derivata u ovoj oblasti. Značaj pirofosfatnog radikala za specifičnu proteidizaciju TDF-a u sastavu odgovarajućih enzima je već naveden gore. Pojavio se veliki broj podataka koji dokazuju učešće tiamina u drugim reakcijama koje nemaju nikakve veze sa koenzimskim funkcijama vitamina. Može se pretpostaviti da raznovrsnost aktivnih grupa u molekulu tiamina odgovara posebnim oblicima preheidizacije, pri čemu se neki blokiraju, a istovremeno se otvaraju drugi, važni za odgovarajuću funkciju, dijelovi molekule vitamina. Zaista, prvi tip proteidizacije (preko pirofosfatnog radikala) odgovara funkciji koenzima i ostavlja 2. ugljik tiazola i amino grupu pirimidinske komponente slobodnim za supstrat. S druge strane, očigledno je da učešće vitamina u redoks reakcijama ili u procesima refosforilacije treba kombinovati sa isključivanjem mogućnosti njegovog istovremenog funkcionisanja kao koenzima, jer u prvom slučaju dolazi do depolarizacije i neophodno je otvaranje tiazolnog prstena, au drugom slobodni položaj fosforiliranog oksietil radikala... Budući da se 80-90% tiamina prisutnog u tkivima oslobađa samo tokom kisele i enzimske hidrolize, može se pretpostaviti da su svi vezani oblici vitamina u proteidiziranom stanju, odnosno vezani za proteine.

Lako je steći predstavu o značaju pojedinih delova molekule tiamina u ovom procesu određivanjem stepena vezivanja tkiva sumporom obeleženog (S35) vitamina i nekih njegovih derivata lišenih određenih aktivnih centara, jer na primjer, amino grupa - oksitiamin (oksi-T), amino grupa i oksietil radikal - hloroksitiamin (XOT), kvaternarni dušik u tiazolnom ciklusu - tetrahidrotiamin (TT). Ne dotičući se detalja pokrenutog pitanja, može se s dovoljno pouzdanja tvrditi da modifikacije strukture barem jednog mjesta u molekuli vitamina oštro narušavaju (vidi tabelu) uslove za njegovo_vezivanje od strane tkiva: nakon 24 sata, svi uvedeni označeni derivati ​​tiamina vezuju se lošije od vitamina.

Sama po sebi, ova činjenica sugerira da u interakciji tiamina s proteinima, ne jedna ili dvije, već, očigledno, nekoliko grupa igraju ulogu.

Funkcije koenzima tiamin difosfata

Poznat je značajan broj različitih reakcija koje katalizira TDF. Međutim, svi se oni mogu svesti na nekoliko tipičnih varijanti: jednostavna i oksidativna dekarboksilacija alfa-keto kiselina, kondenzacija aciloina, fosforoklastično cijepanje ketošećera. Enzimski sistemi koji učestvuju u ovim reakcijama, očigledno su ujedinjeni u osnovnim principima njihovog delovanja; drugačija je samo kasnija sudbina “aktivnog aldehidnog fragmenta” koji nastaje u prvim fazama procesa. Istraživanja transformacija alfa-keto kiselina omogućila su jasno razumijevanje kako uloge dekarboksilirajućeg fragmenta polienzimskog kompleksa dehidrogenaze koji sadrži TDF, tako i redoslijeda svih drugih reakcija povezanih s njim.

U sistemu transketolaze (TC), fragment “aktivnog aldehida” će očigledno biti predstavljen radikalom glikola koji se prenosi iz odgovarajućih izvora (ksiluloza-5-fosfat, fruktoza-6-fosfat, oksipiruvat, itd.) na različite akceptore (ribozu). -5-fosfat, eritrozo-4-fosfat, glukoza-6-fosfat). U reakciji fosfoketolaze, "aktivni glikolni" radikal se pretvara direktno u acetil fosfat.

Značajan napredak u rasvjetljavanju mehanizma katalitičkog djelovanja TDF-a postignut je kao rezultat istraživanja sprovedenih u dva glavna pravca: stvaranje modelnih neenzimskih sistema i uvođenje različitih analoga ili antagonista tiamina u enzimske sisteme. Prvom metodom bilo je moguće pokazati da je vitamin B1 u nefosforilisanom obliku sposoban, pod određenim uslovima, u nedostatku proteina, da katalizira reakcije dekarboksilacije, stvaranja acetona i dismutacije diacetila. Različitim varijantama eksperimenata u kojima je koenzimska aktivnost TDF uspoređena sa aktivnošću vitaminskih antimetabolita ili je proučavana uz dodatak Reineckeove soli, bromoacetata, para-kloro-živinog benzoata i drugih spojeva, pokazalo se da su katalitički najvažnije grupe u molekulu tiamina su: sumpor, kvaternarni dušikov tiazolni prsten, amino grupa na poziciji 4 pirimidinskog prstena, drugi atom ugljika tiazola (2-C-T3), metilenski most. Neki aktivni centri (sumpor, dušik, metilenski most) potrebni su samo za održavanje određene strukture i stvaranje odgovarajuće elektronske gustoće na drugom atomu ugljika tiazola (2-C-T3), koji je glavni katalitički centar. Koncept značenja amino grupe pirimidinske komponente je još uvijek kontroverzan i neizvjestan.

Vrijednost drugog ugljika tiazola

Na primjeru kondenzacije benzoina po prvi put su prikazana katalitička svojstva tiazolijevih soli. Tada je otkriveno da se proton lako odvaja od 2-C-T3 pod normalnim, bliskim fiziološkim uslovima, a iz tiamina se formira dvostruki ion, za koji je bilo lako pretpostaviti mehanizme interakcije sa alfa-keto kiselinama i formiranje međuprodukta oksietiltiamina (OET), koji odgovara idejama o "aktivnom acetaldehidu".

Sintetički preparati MAE, testirani kao faktori rasta za mikrobe, imali su 80% aktivnosti u odnosu na vitamin. Za neke mikroorganizme je pokazano stvaranje MAE kao prirodnog metaboličkog produkta. Ideje o odlučujućoj ulozi 2-C-Tz u implementaciji funkcija koenzima pokazale su se prilično plodonosnim, jer su u relativno kratkom vremenskom periodu izolovani neki derivati ​​TDF-a, koji odgovaraju drugim poznatim međuproduktima enzimskih reakcija. : dihidroksietil-TDF ("aktivni glikolni aldehid" u reakcijama transketolaze i fosfoketolaze), alfa-hidroksi-gama-karboksi-propil-TDF ("aktivni jantar polualdehid") i oksimetil-TDF, koji igra ulogu u razmjeni glioksilata i formiranje aktivnih formil radikala.

Vrijednost pirimidinske komponente

Čak i manje zamjene u aminopirimidinskoj komponenti tiamina naglo smanjuju vitaminsku aktivnost novih spojeva. Posebna pažnja u tom pogledu dugo se poklanja amino grupi, čija zamjena hidroksi grupom uzrokuje stvaranje dobro poznatog antimetabolita vitamina - oksi-T, koji nakon fosforilacije u difosfat može potisnuti aktivnost i PD i TC. Gubitak aktivnosti koenzima se takođe primećuje u slučaju manjih promena u strukturi amino grupe (metilacija) ili njenog jednostavnog uklanjanja iz TDF.

Kritički pregled ogromnog eksperimentalnog materijala koji se odnosi na proučavanje katalitičke aktivnosti tiamina ili njegovih derivata u modelima i enzimskim sistemima tjera nas da obratimo novu pažnju na neke strukturne karakteristike katalizatora i supstrata koji se razmjenjuju uz njegovo učešće.

Takva karakteristika, uobičajena za koenzim i supstrate, je stroga ovisnost razmatranih reakcija istovremeno o dva aktivna centra - na supstratu i, očigledno, na katalizatoru. Zaista, čitav niz supstrata koji sudjeluju u reakcijama kataliziranim TDF-om može se lako svesti na suštinski jedan tip, čija je karakteristika susjedni raspored karbonilnih i hidroksilnih grupa na susjednim atomima ugljika. Samo između takvih atoma ugljika dolazi do pucanja (tiaminolize) veze uz učešće TDF-a.U ovom slučaju uvijek isti fragment postaje u budućnosti "aktivan", sposoban za razne kondenzacije, a drugi - "pasivan", konačni metabolit reakcije. Određeni raspored karbonilnih i hidroksilnih grupa je apsolutno neophodan da bi katalitički mehanizam funkcionirao.

Neenzimska aktivnost tiamina i nekih njegovih derivata

Uz rasvjetljavanje mehanizma glavnih reakcija u kojima TDF ima katalitičku ulogu, postoje brojni podaci o visokoj biološkoj aktivnosti drugih ne-koenzimskih derivata tiamina. Jasno su se pojavila dva područja istraživanja: moguće učešće različitih fosfornih estera vitamina u aktivnom prijenosu energetski bogatih fosfatnih grupa (anhidridna veza u TDF-u je visokoenergetska) i vjerovatnoća da se tiamin miješa u redoks reakcije. Zbog činjenice da su specifični enzimski sistemi koji sadrže tiamin uključeni u regulaciju gore navedenih procesa nepoznati, efekti vitamina uočeni u ovoj oblasti metabolizma mogu se smatrati manifestacijom njegovih nespecifičnih funkcija.

tiaminofosfati (tf)

Nakon razvoja dostupnih metoda za dobijanje TDF-a, počeo je da se široko testira u različitim bolestima u kliničkom okruženju. Intravenska primjena 100-500 mg TDF u dijabetičkoj acidozi povećala je količinu piruvata formiranog iz glukoze. Učinak slične prirode uočen je kod dijabetesa nakon primjene ATP-a ili fosfokreatina. U mišićima, tokom umora i odmora, razgradnja i resinteza TDP se odvija približno po istim zakonima koji su poznati za ATP i fosfokreatin. Karakteristične su promjene tokom odmora, kada je količina TDF-a prelazila početni nivo prije zamornog rada. Razlozi povećanog raspada TDP-a tokom mišićne kontraktilne aktivnosti teško se mogu objasniti sa stanovišta poznatih koenzimskih funkcija TDP-a. Utvrđeno je da davanje velikih doza TDF životinjama nakon nekoliko sati značajno (ponekad 2 puta) povećava sadržaj labilnih fosfornih spojeva u tkivima.

Slobodni tiamin i njegovi derivati

Uvođenje vitaminskih antimetabolita životinjama - oksi-T i PT - uzrokuje drugačiju sliku poremećaja metaboličkih i fizioloških funkcija, što je omogućilo pretpostaviti vjerojatnost postojanja nekoliko različitih ili čak neovisnih funkcija u tiaminu. Razlika između ovih antimetabolita sa hemijske tačke gledišta svodi se na isključenje transformacija tiol disulfida u PT i tricikličkih tiohrom (Tx) tipa u oksi-T. Mogućnost katalitičkog djelovanja tiamina na nivou redoks reakcija u metabolizmu odavno je priznata i kritizirana od strane raznih autora. Zaista, različita opskrba vitaminom snažno utječe na aktivnost niza oksidativnih enzima ili na sadržaj reduciranih oblika glutationa u krvi. Vitamin ima antioksidativna svojstva protiv askorbinske kiseline, piridoksina i lako stupa u interakciju sa hidroksi grupama polifenola. Dihidro-T se djelomično oksidira u tiamin kvascem i ekstraktima bez ćelija, kristalnim preparatima peroksidaze, tirozinaze i neenzimski pri interakciji sa kristalnim ubikinonom, plastohinonom, menadionom.

Tiol-disulfidne transformacije

TDS je pronađen u životinjskim tkivima, urinu, krvi koja teče iz jetre koja je prokrvljena vitaminom, kvascem itd. Lakoća interakcije TDS-a sa cisteinom i glutationom dala je razlog za pretpostavku o vjerovatnoći direktnog sudjelovanja vitamina u oblik tiola u redoks reakcijama u tijelu. Takođe je pokazano da u alkalnoj sredini iu biološkim sistemima vitamin lako reaguje sa različitim tiolnim jedinjenjima, formirajući uparene disulfide. U interakciji sa hidrohinonom, rutinom i katehinima, tiamin se pretvara u TDS. Ova reakcija može imati posebnu ulogu u reverzibilnim konverzijama kinona u difenole, na primjer, u melanogenezi u jednoj od faza konverzije tirozina u melanin.

Učešće tiamina u metabolizmu

Dekarboksilacija alfa-keto kiselina u mikroorganizmima se odvija bez oksidacije konjugata, a enzim karboksilaza, tipičan za ovo djelovanje, razlaže piruvat do ugljičnog dioksida i acetaldehida.

CH3-CO-COOH -> CH3-CHO + C02

Isti enzim učestvuje u razmjeni drugih slično izgrađenih keto kiselina i može katalizirati kondenzaciju nastalih aldehida do odgovarajućih aciloina. Neoksidativne transformacije alfa-keto kiselina pod određenim uslovima se dešavaju i u životinjskim tkivima. Ali za životinjska tkiva, glavni tipični način konverzije alfa-keto kiselina je njihova oksidativna dekarboksilacija. Ovaj proces se odnosi na nekoliko jedinjenja (piruvat, ketoglutarat, glioksilat, gama-hidroksi-alfa-ketoglutarat) i povezan je sa različitim specifičnim enzimima.

1. Dehidrogenaza pirogrožđane kiseline (PD) vrši dekarboksilaciju i oksidaciju piruvata (PC) kroz međufaze, koje se mogu sažeti općom jednačinom:

CH3-CO-COOH + CoA + PREKO CH3-CO-CoA + C02 + PREKO.H2.

Dakle, reakcija kontrolira proces aerobne oksidacije ugljikohidrata i zauzima ključno mjesto u putevima konverzije ugljikohidrata u lipide i katabolizma glukoze kroz ciklus limunske kiseline. Enzim je vrlo osjetljiv na nedostatak tiamina u cijelom tijelu, pa su nedostatak vitamina i hipovitaminoza B1, po pravilu, praćeni inhibicijom razgradnje PC-a i odgovarajućom akumulacijom keto kiseline u krvi i urinu. Ova posljednja okolnost se široko koristi kao biohemijski indikator nedostatka tiamina. PD reakcija je također od velike važnosti za održavanje određene ravnoteže u razmjeni aminokiselina, budući da je PC učesnik u mnogim reakcijama transaminacije, uslijed čega se pretvara u aminokiselinu alanin.

2. Dehidrogenaza alfa-ketoglutarne kiseline (KGD) u glavnom slijedu svog djelovanja i kofaktorima uključenim u reakciju ne razlikuje se od PD. Međutim, sam enzim je izgrađen od većih proteinskih podjedinica, a TDF u njemu je čvršće vezan za dekarboksilirajući fragment nego za analogni protein u AP. Ova okolnost sama po sebi umnogome objašnjava veću otpornost enzima na nedostatak tiamina u tijelu i naglašava važnost reakcije koju katalizira CHD za vitalne procese. Zaista, enzim, kao komponenta sistema cikloforaze, učestvuje u oksidativnoj konverziji alfa-ketoglutarne kiseline (CHA) u sukcinil-CoA.

HOOC-CH2 CH2 CO- COOH + CoA + NAD -> HOOC-CH2 CH2 CO- CoA + CO2 + NAD-H2.

Nivo CHC-a, koji kontrolira CHD, važan je, osim toga, za ostvarivanje stalne veze ciklusa limunske kiseline s metabolizmom proteina, posebno s reakcijama transaminacije i aminacije, uslijed kojih nastaje glutaminska kiselina.

3. Dehidrogenaza gama-hidroksi-alfa-ketoglutarne kiseline otkrivena je 1963. Ovo jedinjenje se formira u tkivima u značajnim količinama iz hidroksiprolina ili iz PK i glioksilata. Nakon oksidativne dekarboksilacije, gama-hidroksi-alfa-CHC se pretvara u jabučnu kiselinu, jedan od međusupstrata ciklusa limunske kiseline. Sa nedostatkom tiamina, enzim brzo gubi svoju aktivnost, a usporen metabolizam PA uočen u ovim uslovima doprinosi prekomernom stvaranju gama-hidroksi-alfa CHC. Potonje jedinjenje, kako se pokazalo, snažan je kompetitivni inhibitor akonitaze, izocitrat dehidrogenaze i alfa-CHC dehidrogenaze, odnosno tri enzima ciklusa limunske kiseline odjednom. Ova okolnost prilično dobro objašnjava ranije naizgled kontradiktornu činjenicu, kada količina CHD u nedostatku vitamina B1 ostaje gotovo normalna kada je ciklus limunske kiseline jasno inhibiran.

4. Oksidativna dekarboksilacija glioksilne kiseline sa formiranjem aktivnog formilnog ostatka, koji se, očigledno, može široko koristiti u odgovarajućim reakcijama razmene, na primer, u sintezi azotnih baza nukleinskih kiselina.

5. Fosforoklastično cijepanje ketošećera, posebno ksiluloze-5-fosfata kod nekih mikroorganizama, vrši enzim fosfoketolaza koji sadrži TDF.

Ksiluloza-5-fosfat + H3P04 -> fosfoglicerol aldehid + acetil fosfat.

Odsustvo poznatih specifičnih akceptora vodika u sastavu ovog enzima sugerira da DOETDP nastao tokom reakcije prolazi kroz intramolekularnu oksidaciju sa formiranjem acetilnog ostatka odmah na TDF, nakon čega se gotovi acetil odstranjuje iz koenzima uz učešće fosforne kiseline. kiselina. Zbog činjenice da se reakcija odvija na sličan način sa fruktozo-6-fosfatom, pretpostavlja se da mikroorganizmi imaju poseban "fosfoketolazni" šant u metabolizmu ugljikohidrata, koji uz učešće transaldolaze, transketolaze, izomeraze i epimeraze pentoza fosfata, aldolaze i fruktoze difosfataze, osigurava skraćivanje fruktoze uz moguće stvaranje 3 molekula ATP-a i acetata.

Fruktoza-6-fosfat + 2H3PO4 -> 3-acetil fosfat.

Enzimi slični fosfoketolazi koji kataliziraju stvaranje acetil fosfata iz piruvata također su pronađeni u određenim vrstama mikroorganizama.

6. Transketolaza katalizira reakciju prijenosa glikolaldehidnog radikala iz ketošećera u aldošećere. Tipičan i možda najvažniji primjer ove vrste je interakcija ksiluloza-5-fosfata sa ribozom-5-fosfatom ili sa eritrozo-4-fosfatom u pentoznom ciklusu. Uz učešće transketolaze javljaju se reakcije neoksidativnog stvaranja pentoza fosfata iz heksoza fosfata ili reakcije asimilacije pentozofosfata kada je u pitanju funkcionisanje glukozno-monofosfatnog oksidativnog šanta. Očigledno, na taj način se odvijaju procesi snabdijevanja organizma pentoza fosfatima (sinteza nukleotida, nukleinskih kiselina) i NADPH2, koji je najvažniji snabdjevač vodonikom u većini reduktivnih biosinteza (masne kiseline, holesterol, hormoni itd.), blisko su povezani sa transketolazom. Ista reakcija transketolaze služi kao jedan od međufaza u procesima fotosinteze, ovisno o stalnoj regeneraciji ribuloza-1,5-difosfata. Zanimljivo je napomenuti da se DOETDP, koji nastaje tokom reakcije transketolaze, pokazao kao jedinjenje koje se podvrgava oksidaciji u glikolil-CoA u sistemu dehidrogenaze alfa-keto kiseline. Na taj način može nastati ostatak glikolne kiseline, koji se zatim koristi u sintezi N-glikolil-neuraminske kiseline i drugih glikolnih spojeva.

Antitiaminski faktori

• vitaminski antimetaboliti
• tvari koje inaktiviraju vitamin na različite načine direktnom interakcijom s njim.

Prva grupa uključuje niz umjetno dobivenih analoga tiamina s različitim kemijskim modifikacijama strukture njegove molekule. Interes za takve spojeve objašnjava se činjenicom da su se neki od njih pokazali kao moćni antiprotozoalni lijekovi, dok drugi izazivaju promjene u tijelu životinja koje su od interesa za korekciju određenih metaboličkih poremećaja kod ljudi.

Druga grupa uključuje enzime koji specifično uništavaju vitamine (tiaminaze) i širok spektar prirodnih spojeva (termostabilni antivitaminski faktori) koji inaktiviraju tiamin. Antivitamini druge vrste u velikom broju slučajeva djeluju kao patogenetski uzročnici u nastanku hipo- i avitaminoznih stanja kod ljudi ili životinja i, moguće, imaju određenu ulogu kao prirodni regulatori djelovanja tiamina. Razmatranje ovog pitanja u ovom smislu čini se razumnim zbog činjenice da višak vitamina u organizmu dovodi do izrazitih metaboličkih abnormalnosti, a neke bolesti kod ljudi su praćene nakupljanjem tiamina ne samo u krvi, već iu unutrašnjim organi.

Antimetaboliti tiamina

Iznad je detaljno razmotren značaj pirimidinskih i tiazolnih komponenti u enzimskim reakcijama i uloga oksietil radikala za fiksiranje TDP u tkivima ili za učešće u reakcijama reposforilacije. Ispostavilo se da su sve tri navedene grupe oni dijelovi molekule vitamina, čije modifikacije dramatično mijenjaju biološka svojstva cijelog spoja. Od derivata sa modifikovanom strukturom tiazola detaljnije je proučavan analog u kome je tiazol supstituisan piridinom - PT. Antivitaminska svojstva ovog jedinjenja u odnosu na nervno tkivo mogu se povećati za oko 10 puta ako se istovremeno 2"-metilna grupa u pirimidinu zameni etilnom. Najmoćniji antivitamin B1 među pirimidin- Modifikovani derivati ​​tiamina su oksi-T i oko 8 puta su slabiji od 2"-butil-T. Da bi dobili antimetabolite s modificiranim 5-hidroksietil radikalom, istraživači su došli na zaobilazni način. Prvo je dobijen 1-(4-amino-2-p-propil-5-pirimidinil)-2-pikolin hlorid ili amprol, koji se pokazao kao vrlo efikasan antikokcidni lijek. Tada se pokazalo da je njegov terapeutski učinak posljedica poremećene asimilacije (najvjerovatnije fosforilacije) tiamina u protozoama. Nastali derivati ​​vitamina, lišeni hidroksila u 5-etil radikalu, postali su nova grupa antimetabolita proizvedenih u industrijskim razmjerima u medicinske svrhe.

Prirodni antivitaminski faktori

Tiaminaza. Simptomi koji liče na paralitički oblik beri-beri i koji se javljaju kod lisica kada se pretežno hrane sirovim šaranom prvi put su opisani 1936. godine. Ubrzo je ustanovljeno da je uzrok bolesti kod životinja nedostatak tiamina uzrokovan prisustvom određenih morskih riba u unutrašnjim organima. šarana i drugih tkiva, mekušaca, biljaka i mikroorganizama enzima koji specifično uništava tiamin – tiaminazu. Kasnije su se počela razlikovati dva oblika enzima: tiaminaza I, koja razgrađuje vitamin dok istovremeno zamjenjuje tiazol nekom dušičnom bazom, i tiaminaza II, koja hidrolitički razlaže vitamin na komponente pirimidina i tiazola. Drugi oblik tiaminaze do sada se nalazio samo kod mikroorganizama (Bac. Aneurinolyticus), ali su potonji često uzročnici tiaminazne bolesti kod ljudi, teče prema tipu kronične hipovitaminoze B1.

Termostabilni faktori koji inaktiviraju tiamin pronađeni su u ribama i mnogim biljkama, posebno paprati. Ovi faktori su često povezani sa tiaminazama. Poznato je da termostabilni faktor iz crijeva šarana uništava vitamin, poput tiaminaze, i sam je supstanca heminske prirode, a faktor sadržan u paprati je 3,4-dihidroksicimetna kiselina, koja stvara neaktivne komplekse sa tiaminom.

I tiaminski antimetaboliti i prirodni antivitaminski faktori našli su široku primjenu za eksperimentalnu reprodukciju nedostatka vitamina B1 kod životinja, a neki od njih (amprol, hlorotiamin) se koriste kao medicinski preparati u veterinarskoj praksi.

Potreba za tiaminom i metode za određivanje snabdijevanja tijela vitaminom B1

Poteškoće u određivanju potrebe ljudi ili životinja za tiaminom uglavnom su povezane s nemogućnošću postavljanja odgovarajućih pokusa ravnoteže za ove svrhe, budući da značajan dio vitamina koji ulazi u organizam prolazi kroz brojne transformacije koje su još uvijek slabo shvaćene. U tom smislu, jedini kriterijum koji je kontrola vitaminske vrednosti ishrane su indirektni pokazatelji utvrđeni analizom urina i krvi kod ljudi ili i tkiva kod životinja. Značajan dio preporuka o potrebi za tiaminom dat je i na osnovu procjene općeg stanja ispitanika: odsustvo kliničkih znakova hipovitaminoze, otklanjanje nekih vrsta funkcionalnog nedostatka dodatnom primjenom vitamina itd. Za stanovništvo Rusije, uzimajući u obzir prilagođavanja za individualne fluktuacije, norma od 0,6 mg tiamina na 1000 kalorija dnevne prehrane. Ovu dozu treba smatrati najpotpunijom uzimajući u obzir ljudsku potrebu za vitaminom u uvjetima prosječnih klimatskih zona i prosječnog fizičkog napora. U određenim granicama, profesionalne karakteristike dijeta (povećanje kalorijskog sadržaja) ovim pristupom su obezbeđene skupom različitih proizvoda u hrani koja se konzumira dnevno. Međutim, treba imati na umu da prevlast masti u prehrani (4 puta u odnosu na uobičajeno) smanjuje potrebu za tiaminom za oko 15-20%, a prekomjerna konzumacija ugljikohidrata, naprotiv, povećava potrošnju vitamina.

Poznato je da se potreba za tiaminom u odnosu na kalorijski sadržaj hrane povećava sa fizičkim i neuropsihičkim stresom, tokom trudnoće i dojenja, kada je organizam izložen određenim hemijskim (lijekovi, industrijski otrovi) ili fizičkim (hlađenje, pregrijavanje, vibracije). i dr.) faktora, kao i za mnoge zarazne i somatske bolesti. Dakle, potreba za tiaminom na krajnjem sjeveru je 30-50% veća. Starenjem organizma, kada se uslovi za apsorpciju i intersticijsku asimilaciju vitamina značajno pogoršavaju, obračun potrebe treba povećati za 25-50% u odnosu na kalorijski sadržaj hrane. Potrošnja vitamina kod radnika u vrućim radnjama i letačkog osoblja moderne super-brze avijacije naglo raste (za l, 5-2,5 puta). Kod fiziološkog stresa uzrokovanog endogenim faktorima (trudnoća, dojenje), potreba za tiaminom se povećava za 20-40%. Za mnoge intoksikacije i bolesti preporučuje se dnevna primjena tiamina u dozama višestruko većim od fizioloških potreba (10-50 mg). Malo je vjerovatno da je u potonjim slučajevima riječ o specifičnom vitaminskom djelovanju unesenog spoja, jer neka svojstva tiamina kao hemijskog spoja mogu igrati posebnu ulogu.

Dnevna potreba za tiaminom kod različitih grupa stanovništva u gradovima sa razvijenim javnim službama
(U gradovima i selima sa slabije razvijenim javnim službama potreba se povećava za oko 8-15%)
po intenzitetu rada

		Potrebe za tiaminom u mcg
Grupe	Starost u godinama	Muškarci		Žene
		pod normalnim uslovima		pod normalnim uslovima	uz dodatnu fizičku aktivnost
Prvi	18 - 40	1,7	1,9	1,4	1,6
	40 - 60	1,6	1,7	1,3	1,4
Drugi	18 - 40	1,8	2,0	1,5	1,7
	40 - 60	1,7	1,8	1,4	1,5
Treći	18 - 40	1,9	2,1	1,5	1,8
	40 - 60	1,7	1,9	1,6	1,6
Četvrto	18 - 40	2,2	2,4	2,0	2,0
	40 - 60	2,0	2,2	1,7	1,8
Mladići	14 - 17	1,9
cure	14 - 17			1,7
Starije osobe	60 - 70	1,4	1,5	1,2	1,3
Stara	70	1,3		1,1
Djeca (bez spolne podjele)
Djeca	0,5 - 1,0	0,5
Djeca	1 - 1,5	0,8
Djeca	1,5 - 2	0,9
Djeca	3 - 4	1,1
Djeca	5 - 6	1,2
Djeca	7 - 10	1,4
Djeca	11 - 13	1,7

Za laboratorijske životinje koje se najčešće koriste u eksperimentu, mogu se fokusirati na sljedeće vrijednosti potreba za tiaminom: za goluba - 0,125 mg na 100 g hrane, za psa - 0,027-0,075 mg, za miša - 5-10 μg, za štakora - 20-60 μg, za mačku - 50 mcg na 100 g dnevno.

Dakle, odlučujući kriterij za opskrbu tijela tiaminom je pouzdanost utvrđivanja prisustva ili odsustva nedostatka vitamina kod ispitanika. Uz definiciju samog vitamina, važni pokazatelji u ovom slučaju su metaboliti (alfa-keto kiseline), čija izmjena zavisi od enzima koji sadrže TDF ili samih enzima (dehidrogenaza, transketolaza). Uzimajući u obzir specifičnosti kliničkih i eksperimentalnih studija, razmotrimo ukratko vrijednost navedenih indikatora u primjeni na neke specifične uslove i prirodu materijala koji se analizira.

Pregled urina

Kao što je već navedeno, kod ljudi, sadržaj vitamina u dnevnom urinu manji od 100 μg većina autora uzima kao dokaz nedostatka tiamina. Međutim, uz normalan unos vitamina hranom, njegovo izlučivanje mokraćom ovisi i o prirodi liječenja lijekom (ako je riječ o pacijentu) i stanju izlučne funkcije bubrega. Neki lijekovi mogu naglo smanjiti, dok drugi pojačavaju izlučivanje vitamina. Povećano izlučivanje tiamina ne može se uvijek shvatiti kao dokaz zasićenosti vitaminima, jer uzrok može biti kršenje mehanizama reapsorpcije u tubularnom aparatu bubrega ili nedovoljno skladištenje vitamina zbog kršenja procesa njegove fosforilacije. . S druge strane, nizak sadržaj tiamina u mokraći oboljelih osoba može biti posljedica ne njegovog nedostatka, već djelomične restrikcije unosa hrane koja sadrži odgovarajuću manju količinu vitamina. U tom smislu, kako bi se dobile dodatne informacije o stanju intersticijalnog metabolizma tiamina, prilično je rasprostranjena metoda za ispitivanje urina nakon parenteralnih opterećenja. Pogodno je provesti trostruko opterećenje, na osnovu doze od 0,5 mg vitamina na 1 kg težine pacijenta, zaokružujući težinu na desetke kilograma.

Sve metode za određivanje tiamina moraju se provjeriti na ponovljivost vrijednosti dobivenih uz njihovu pomoć u slučaju prisutnosti lijekova u urinu pacijenata. Poznato je, na primjer, da salicilati, kinin i drugi lijekovi mogu uzrokovati dodatnu fluorescenciju, ometajući ispravnu interpretaciju fluorometrijskih podataka, a PASK, u direktnoj interakciji s fericinidom, naglo smanjuje prinos tiohroma. U eksperimentalnim uslovima, prikladan pokazatelj opskrbe tiaminom je određivanje nivoa piruvata (PC) u urinu. Treba imati na umu da su samo izraženi oblici B1 hipovitaminoze praćeni izrazitom akumulacijom ove keto kiseline, koja se najčešće definira kao supstancije koje vežu bisulfite (BSB). U patološkim stanjima, posebno kada su u pitanju bolesni ljudi, nivo BSV, kao i količina samog PC u urinu, varira u veoma širokom rasponu u zavisnosti od intenziteta metabolizma ugljenih hidrata, a ovaj poslednji kontroliše veliki broj. raznih faktora koji nisu direktno povezani s tiaminom. Indikatore nivoa BSV ili PC u urinu u takvim situacijama treba koristiti samo kao dodatne podatke.

Test krvi

Glavni oblik vitamina prisutan u krvi je TDF. Određivanja kod zdravih ljudi različitim metodama daju u prosjeku iste vrijednosti, ali sa fluktuacijama u prilično širokim rasponima (4-12 μg%). Kao pouzdan znak nedostatka vitamina, ako se fokusiramo samo na ovaj pokazatelj, mogu se smatrati samo vrijednosti ispod 2-4 μg%. Definicija samo ukupnog tiamina je manje prihvatljiva. Normalno, ovo ne predstavlja značajnu grešku, jer je slobodnog vitamina vrlo malo - 0,3-0,9 μg%. Njegova količina u krvnom serumu može se naglo povećati s pogoršanjem funkcije izlučivanja bubrega kod hipertenzije ili u vezi s kršenjem procesa fosforilacije vitamina. Ako ova ograničenja izostaju, onda možemo pretpostaviti da nivo tiamina u krvi adekvatno odražava opskrbu tijela njime.

U proučavanju krvi, kao i urina, određivanje koncentracije PC se široko koristi. Važno je koristiti specifičniju metodu (enzimsku, hromatografsku) u ove svrhe, jer reakcije s bisulfitnim ili salicilnim aldehidom daju precijenjene rezultate. Ako se PC utvrdi da karakteriše metabolizam nekog vitamina kod pacijenata, potrebno je računati sa velikim brojem faktora koji nisu vezani za ovaj vitamin, ali aktivno utiču na metabolizam, a samim tim i na nivo PC u organizmu. Tako se uočava povećanje nivoa PC krvi unošenjem adrenalina, ACTH, tokom vježbanja, električnim i inzulinskim šokom, nedostatkom vitamina A i D, mnogim zaraznim i drugim bolestima, kada je često teško posumnjati na nedostatak. tiamina. Eksperiment je pokazao da u nekim slučajevima nivo PCK u krvi više korelira sa hiperfunkcijom sistema hipofiza – kora nadbubrežne žlijezde nego sa snabdijevanjem organizma vitaminom.

Budući da postoje poteškoće u utvrđivanju pravog stanja metabolizma tiamina prema sadržaju samog vitamina ili nivou keto kiselina u krvi, moguće je u te svrhe koristiti određivanje aktivnosti enzima koji sadrže TDP, posebno , eritrocitna transketolaza (TC). Za ovaj enzim čak i male promjene u koncentraciji koenzima primjetno utiču na aktivnost cijelog sistema. Posmatranja u klinici i tokom preventivnih pregleda stanovništva, eksperimenti na životinjama potvrđuju vrlo visoku osjetljivost MC čak i na blagi nedostatak vitamina. Enzim reaguje čak i kada promene u nivou PC ili samog vitamina u krvi nisu indikativne. Za veću tačnost sada se koristi metoda dodatne aktivacije MC koji se in vitro dodaje u hemolizat eritrocita TDF. Stimulacija TC do 15% početne aktivnosti uzima se odgovarajućom stopom, od 15 do 25% - hipovitaminoza, više od 20-25% - nedostatak vitamina.

Kršenje ravnoteže vitamina i metabolizma tiamina

Rasprostranjena u 19. i ranom 20. veku u zemljama Dalekog istoka, bolest (beriberi), koja je klasičan oblik nedostatka vitamina B1, danas je mnogo ređa. Postoje tri oblika beri-beri, koji odgovaraju najizraženijim manifestacijama bolesti:

• suha ili paralitična (prevladavaju neurološke lezije - pareza, paraliza itd.);
• edematozni (kršenja se primjećuju uglavnom na dijelu cirkulacijskog aparata krvi);
• akutni ili srčani (brzo završava smrću u pozadini teškog zatajenja desne komore).

U praksi su navedeni oblici u čistom obliku rijetki, a uočavaju se i njihovi djelomični prijelazi. U savremenim uslovima najčešće se susreće B1 hipovitaminoza različite dubine. Simptomatologija potonjeg je u pravilu prilično opća (kratak dah, lupanje srca, bol u predjelu srca, slabost, brzi zamor, gubitak apetita, smanjenje opće otpornosti na druge bolesti, itd.) i ne može se u potpunosti prepoznati kao tipičan za insuficijenciju samo tiamina, jer se nalazi u mnogim drugim hipovitaminozama. U suštini, još jednom treba naglasiti da se navedeni simptomi mogu pripisati hipovitaminozi B1 konačno samo na osnovu posebnih biohemijskih studija (vidi gore). Sekundarna B1 hipovitaminoza, koja nastaje kao rezultat neravnoteže ili metabolizma vitamina, zahtijeva posebno razmatranje. U prvu grupu spadaju slučajevi povećane konzumacije vitamina pri uobičajenom unosu s hranom (tireotoksikoza i neke druge bolesti, višak ugljikohidrata u ishrani), poremećena apsorpcija iz gastrointestinalnog trakta ili pojačano izlučivanje vitamina u urinu nakon dugotrajnog upotreba diuretika. Drugu grupu poremećaja većina autora povezuje sa slabljenjem procesa intersticijalne fosforilacije tiamina ili njegove proteidizacije, kao u terapijskoj upotrebi hidrazida izonikotinske kiseline ili u proteinskom gladovanju.

Raznolikost gore navedenih razloga (u suštini endogenog reda) uzrokuje razvoj nedostatka tiamina, koji se u prvoj grupi poremećaja u velikoj mjeri eliminira dodatnom primjenom vitamina u povećanim dozama. Hipovitaminoza druge vrste često nije podložna direktnoj vitaminskoj terapiji i zahtijeva prethodno otklanjanje početnih osnovnih poremećaja u metabolizmu samog tiamina ili uvođenje derivata koenzima u organizam.

Kombinacija tako različitih etiološki različitih oblika narušavanja opskrbe tijela tiaminom u jednu grupu takozvanih endogenih hipovitaminoza izgleda nije sasvim uspješna. Za metaboličke poremećaje prikladniji je izraz "disvitaminoza", odnosno jednostavno izjava o činjenici kršenja metabolizma vitamina uz normalan, dovoljan unos u organizam. Nešto slično se uočava kada se vitamini međusobno nadmeću, kada prekomjeran unos jednog od vitamina inhibira razmjenu i proteidizaciju drugog.

Preventivna i terapijska primjena tiamina i njegovih derivata

Indikacije i kontraindikacije za tiaminoterapiju

Prilikom potkrepljivanja osnovnih principa terapijske upotrebe vitamina ili njegovih derivata treba poći od nekoliko preduslova. U slučaju kada je u pitanju nedostatak tipa avitaminoze ili hipovitaminoze, liječenje se provodi po uobičajenim pravilima supstitucione terapije. Situacija je složenija s disvitaminozom koja se javlja u pozadini bilo kakvog patološkog procesa ili kao rezultat izloženosti metabolizmu tiamina raznim egzogenim faktorima (lijekovi, hemijski otrovi, fizički agensi itd.), kada uspjeh u velikoj mjeri ovisi o etiotropnoj terapiji ili upotreba odgovarajućih vitaminskih preparata (kokarboksilaza, derivati ​​disulfida). Analizirajući dostupne podatke, može se pretpostaviti da postoje preduslovi za terapijsku primjenu tiamina za različite etiološke lezije gastrointestinalnog trakta, jetre, neuropsihijatrijske bolesti, kardiovaskularno zatajenje, hipotenziju, reumatizam. Praktično iskustvo opravdava upotrebu vitamina kod rahitisa, kroničnog tonzilitisa, mnogih kožnih i zaraznih bolesti, dijabetes melitusa, hipertireoze, tuberkuloze. Dovoljno je potkrijepljena profilaktička primjena tiamina sportašima, pilotima uoči očekivanih preopterećenja, radnicima koji rade s industrijskim otrovima (ugljični monoksid, amonijak, dušikovi oksidi itd.), u akušerskoj praksi uoči porođaja iu drugim slučajevima.

Drugi pravac u utemeljenju terapije tiaminom može biti uzimanje u obzir poznatih biohemijskih funkcija ovog vitamina. U ovom slučaju, pitanje se mora riješiti na osnovu konkretnih podataka o kršenju onih metaboličkih procesa u tijelu pacijenta koje možemo ispraviti uvođenjem vitamina. U suštini, treba govoriti o koenzimskoj i nekoenzimskoj aktivnosti tiamina, odnosno o onim njegovim funkcijama, o kojima je gore detaljno razmotreno. U početku su glavne indikacije za primjenu tiamina kod raznih bolesti bili simptomi tipični za beriberi: neuritis, neuralgija, paraliza, bolovi različite etiologije, poremećaji nervnog i srčanog djelovanja. Trenutno, kada se opravdava potreba za vitaminskom terapijom, oni uglavnom polaze od metaboličkih poremećaja (acidoza, dijabetička koma, piruvatemija, toksemija trudnica).

Tiamin se koristi za periferne neuritise, opšte poremećaje zbog pothranjenosti, anoreksiju, Wernickeovu encefalopatiju, nedostatak vitamina, hronični alkoholizam, alkoholni neuritis, kardiovaskularnu insuficijenciju i gastrointestinalne poremećaje.

Za sve ove bolesti (osim Wernickeove encefalopatije) tiamin se koristi približno podjednako enteralno i parenteralno u dozama od 5 do 100 mg dnevno. Trenutno su neki medicinski preparati vitamina široko uvedeni u kliničku praksu: tiamin fosfati (TF) i derivati ​​disulfida. Nakon razvoja jednostavne metode za sintezu TF kao terapeutskog agensa, takozvana kokarboksilaza (TDF) brzo je stekla popularnost. Razlog za uvođenje TDF-a u medicinsku praksu bila je dobro poznata činjenica o koenzimskoj aktivnosti ovog derivata vitamina. Osim toga, toksičnost TF je 2,5-4 puta manja od toksičnosti slobodnog tiamina. Postoji još jedna značajna prednost TF-a - potpunija svarljivost. Tako je kod ljudi nakon ekvimolarnih intramuskularnih injekcija tiamina, TMP-a i TDF-a količina vitamina koja se pojavila u urinu u 24 sata iznosila 33, 12 odnosno 7% primijenjene doze.

Upotreba TF je najefikasnija kada je potrebno provesti vitaminsku terapiju kod pacijenata sa oslabljenim procesima fosforilacije. Dakle, kod plućne tuberkuloze, injekcije tiamina su neefikasne: do 70% vitamina može se izlučiti urinom dnevno. Ako su pacijenti primali ekvivalentne doze TDF, tada je izlučivanje vitamina iz organizma bilo manje - 11%. Kada se primjenjuje parenteralno, posebno intravenozno, TDF proizvodi metaboličke efekte koji se ne primjećuju nakon injekcija slobodnog vitamina. Vrlo često TDF uzrokuje pomake slične onima koji se primjećuju pri upotrebi ATP-a ili fosfokreatina.

Najbrojniji podaci odnose se na primjenu TDF-a kod dijabetes melitusa i kardiovaskularne insuficijencije. Primjena TDF-a (50-100 mg intravenozno) dramatično je smanjila smrtnost od dijabetičke kome i pokazala se vrlo djelotvornom u liječenju acidotičnih stanja. TDF ne samo da pojačava učinak inzulina, već i uklanja inzulinsku rezistenciju kod nekih pacijenata. Uz normalizaciju tradicionalnih pokazatelja koji karakterišu težinu dijabetes melitusa (glikemija, glukozurija, ketoza), TDF ima izražen normalizujući učinak na nivo holesterola i fosfolipida u Corviju. U slučaju kardiovaskularne insuficijencije, čak i pojedinačne injekcije TDF-a brzo normalizuju povišene razine piruvata i mliječne kiseline u krvi pacijenata.

TDF značajno aktivira miokardni unos nutrijenata iz krvi, brzo poboljšavajući parametre elektrokardiograma. Slično djelovanje TDF-a ima široku primjenu u liječenju različitih funkcionalnih abnormalnosti srca (ekstrasistola, neki oblici aritmija). Izražene pozitivne promjene u indeksima elektrokardiograma opisane su kod arterioskleroze, hipertenzije, nekih endokrinih i bubrežnih bolesti, infarkta miokarda, defekta srčanih zalistaka u slučajevima gdje je vodeći faktor patologije bio poremećaj trofizma srca. Takođe se pokazalo da je TDF efikasniji od tiamina kod oboljenja perifernog i centralnog nervnog sistema, kod multiple skleroze, bronhijalne astme i mnogih drugih bolesti.

Rasprostranjeni su i različiti disulfidni derivati ​​vitamina, čija se efikasnost objašnjava boljom asimilacijom disulfidnih oblika u crijevnom traktu. Jedna od prednosti ovih derivata je njihova značajno niža toksičnost u odnosu na tiamin.

Izvori od

Crni hljeb, žitarice, grašak, pasulj, meso, kvasac.

Dnevne potrebe

Struktura

U sastavu tiamina određen je pirimidinski prsten, vezan za tiazolni prsten. Koenzimski oblik vitamina je tiamin difosfat.

Struktura vitamina B1

Struktura tiamin difosfata

Metabolizam

Apsorbira se u tankom crijevu kao slobodni tiamin. Vitamin se fosforilira direktno u ciljnoj ćeliji. Oko 50% ukupnog B1 nalazi se u mišićima, oko 40% u jetri. Tijelo ne sadrži više od 30 dnevnih doza vitamina odjednom.

Biohemijske funkcije

1. Dio tiamin difosfat(TDF), koji

Primjer reakcije koja uključuje tiamin difosfat (pentozofosfatni put)

2. Dio tiamin trifosfat, koja još nije dovoljno proučena. Postoje raštrkane informacije o učešću TTF-a u prenosu nervnih impulsa, u stvaranju ćelijskog signala, u reakcijama ćelijske bioelektrogeneze, u regulaciji aktivnosti jonskih kanala.

Hipovitaminoza B1

Uzrok

Glavni razlog je nedostatak vitamin u hrani, višak alkohol-sadrže pića koja smanjuju apsorpciju i povećavaju izlučivanje vitamina, ili ugljikohidrata namirnice koje povećavaju potrebu za tiaminom.

Uzrok hipovitaminoze može biti i konzumacija sirove ribe (bakalar, pastrmka, haringa), sirovih kamenica, jer sadrže anti-vitamin - enzim tiaminaza uništavajući vitamin. Ljudsko crijevo sadrži bakterije tiaminaza.

Klinička slika

Bolest "beriberi" ili "okovi nogu" je poremećaj metabolizma probavnog, kardiovaskularnog i nervnog sistema zbog nedovoljnog energetskog i plastičnog metabolizma.

Sa strane nervnog tkiva uočava se sledeće:

• polineuritis: smanjena periferna osjetljivost, gubitak nekih refleksa, bol duž nerava,
• encefalopatija:
  - Wernickeov sindrom - zbunjenost, poremećena koordinacija, halucinacije, oštećenje vida,
  - Korsakovljev sindrom - retrogradna amnezija, nemogućnost asimilacije novih informacija, pričljivost.

Sa strane kardiovaskularnog sistema postoji kršenje srčanog ritma, bol u srcu i povećanje njegove veličine.

V gastrointestinalnog trakta poremećena je sekretorna i motorička funkcija, javlja se crijevna atonija i zatvor, nestaje apetit, smanjuje se kiselost želučanog soka.