Vitaminas B1 (tiaminas. Antineuritinis vitaminas). Vitamino B1 cheminė struktūra ir savybės Reakcijos, susijusios su vitaminu B1

Juoda duona, grūdai, žirniai, pupelės, mėsa, mielės.

Kasdienis reikalavimas

Struktūra

Vitamino B1 struktūra.

Vitaminas B1- Tai medžiaga, kurioje nustatomas pirimidino žiedas, sujungtas su tiazolo žiedu. Vitamino kofermento forma yra tiamino difosfatas.

Metabolizmas

Rezorbuojamas plonojoje žarnoje kaip laisvas tiaminas. Vitaminas fosforilinamas tiesiogiai tikslinėje ląstelėje. Apie 50 % viso B 1 yra raumenyse, apie 40 % – kepenyse. Vienu metu organizme yra ne daugiau kaip 30 vitamino paros dozių.

Biocheminės funkcijos

1. Tai yra tiamino difosfato (TDF), kuris yra kofermentas, dalis:
   • pentozės fosfato kelio fermentas transketolazė, kurioje susidaro ribozė, reikalinga nukleorūgščių DNR ir RNR sintezei, ir NADPH, kuris naudojamas medžiagų sintezės reakcijose;
   • fermentai piruvatdehidrogenazė ir α-ketoglutarato dehidrogenazė, dalyvaujantys energijos apykaitoje.
2. Jis yra įtrauktas į nervinį audinį į tiamino trifosfatą, kuris dalyvauja perduodant nervinius impulsus.
3. Kiti vitamino dariniai yra monoaminooksidazės inhibitoriai, kurie prisideda prie ilgalaikio katecholaminų veikimo centrinėje nervų sistemoje.

Hipovitaminozė

Priežastis

Maisto trūkumas, taip pat alkoholio turinčių gėrimų ar angliavandenių turinčio maisto perteklius, dėl kurių padidėja vitamino poreikis.

Klinikinis vaizdas

Liga „beriberi“ arba „kojų pančiai“ – tai virškinimo, širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemų medžiagų apykaitos pažeidimas dėl nepakankamos energijos ir plastinės apykaitos.

Iš nervinio audinio pusės pastebima:

• polineuritas: sumažėjęs periferinis jautrumas, kai kurių refleksų praradimas, skausmas išilgai nervų;
• encefalopatija: Wernicke sindromas – sumišimas, sutrikusi koordinacija, haliucinacijos, sutrikusi regėjimo funkcija, Korsakovo sindromas – retrogradinė amnezija, nesugebėjimas įsisavinti naujos informacijos, kalbumas.

Širdies ir kraujagyslių sistemoje yra širdies ritmo pažeidimas, skausmas širdyje ir jo dydžio padidėjimas.

Virškinamajame trakte sutrinka sekrecinė ir motorinė funkcija, atsiranda žarnyno atonija, užkietėja viduriai, dingsta apetitas, sumažėja skrandžio sulčių rūgštingumas.

Tiamino adenozino trifosfatas

Tiamino adenozino trifosfatas (ATPT) arba tiaminilintas adenozino trifosfatas neseniai buvo aptiktas E. coli, kur jis kaupiasi dėl anglies bado. E. coli ATPT gali sudaryti iki 20 % viso tiamino. Be to, mažesniais kiekiais jo yra mielėse, aukštesnių augalų šaknyse ir gyvūnų audiniuose.

Adenozino tiamino difosfatas

Adenozino tiamino difosfatas (ATP) arba tiaminilintas ADP nedidelis kiekis yra stuburinių gyvūnų kepenyse, tačiau jo vaidmuo vis dar nežinomas.

Tiamino trūkumas

Tiamino darinių ir nuo tiamino priklausomų fermentų yra visose organizmo ląstelėse, todėl jų trūkumas paveikia visas organų sistemas. Nervų sistema yra ypač jautri tiamino trūkumui dėl priklausomybės nuo oksidacinio metabolizmo. Tiamino trūkumas paprastai yra poūmis ir gali sukelti metabolinę komą ir mirtį. Tiamino trūkumą gali sukelti netinkama mityba, dieta, kurioje gausu tiaminazių turinčio maisto (žalia gėlavandenių žuvų, žalių vėžiagyvių, paparčių) ir (arba) maisto produktų, kuriuose yra daug antitiamino faktorių (arbatos, kavos, katechu riešutų), didelių mitybos sutrikimų, susijusių su sergant lėtinėmis ligomis, tokiomis kaip alkoholizmas, virškinimo trakto sutrikimai, ŽIV, AIDS ir dažnas vėmimas. Manoma, kad daugelis diabetu sergančių žmonių kenčia nuo tiamino trūkumo, kuris gali būti susijęs su kai kuriomis galimomis komplikacijomis. Tiamino trūkumo sindromai apima beriberi, Wernicke-Korsakoff sindromą ir optinę neuropatiją. Tiaminas taip pat gali būti naudojamas atminties praradimui gydyti Alzheimerio ir alkoholinių smegenų ligų atvejais.

Alzheimerio liga

Tiamino trūkumas gali turėti neigiamą poveikį cholinerginei sistemai. Sergant Alzheimerio liga, nuo tiamino priklausomi fermentai gali pakisti; todėl farmakologinės tiamino dozės (3–8 g per parą per burną) gali turėti nedidelį teigiamą poveikį sergant Alzheimerio tipo demencija. Fursultaminas (TTFD), tiamino darinys, turi vidutinį teigiamą poveikį pacientams, sergantiems Alzheimerio liga, kaip alternatyvus gydymas didelėmis tiamino hidrochlorido dozėmis. Tiamino poveikio Alzheimerio ligai mechanizmas ir etiologija vis dar nėra aiškūs, o jo veiksmingumo įrodymai dar nėra visiškai patvirtinti.

Imk

Beriberi yra neurologinė ir širdies ir kraujagyslių liga. Trys pagrindinės ligos formos yra sausas, šlapias ir kūdikių beriberis.
Sausam avitaminozei daugiausia būdinga periferinė neuropatija, ty simetriškas jutimo, motorinių ir refleksinių funkcijų sutrikimas, paveikiantis distalinius, o ne proksimalinius galūnių segmentus ir sukeliantis blauzdos raumenų skausmą.
Tačiau neseniai buvo pripažinta, kad periferinė neuropatija (galūnių dilgčiojimas ar tirpimas), susijusi su tiamino trūkumu, gali pasireikšti ir aksonine neuropatija (daliniu paralyžiumi arba jutimo praradimu). Periferinė neuropatija gali pasireikšti su poūmia aksonine motorine neuropatija, imituojančia Guillain-Barré sindromą; arba kaip poūmi jutiminė ataksija.
Be periferinės neuropatijos šlapias avitaminozė buvo siejamas su sumišimu, raumenų atrofija, edema, tachikardija, kardiomegalija ir staziniu širdies nepakankamumu.
Kūdikių avitaminozė pasireiškia kūdikiams, kurie maitina krūtimi, jei motinai trūksta tiamino (kuris gali nepasireikšti išoriškai). Kūdikių sutrikimas gali pasireikšti širdies, afoninio ar pseudominingito formomis. Kūdikiai, sergantys širdies beriberiu, dažnai verkia garsiai ir šiurkščiai, taip pat stebimas vėmimas ir tachikardija. Neretai pasitaiko traukulių, o jei tiamino greitai nepatenka į vaiko organizmą, gali ištikti mirtis. Įvedus tiamino, pagerėjimas paprastai pastebimas per 24 valandas. Norint pagerinti periferinę neuropatiją, gali prireikti kelių mėnesių gydymo tiaminu.

Alkoholinė smegenų liga

Nervinėms ir kitoms pagalbinėms nervų sistemos ląstelėms (pvz., gliuzinėms ląstelėms) reikalingas tiaminas. Neurologinių sutrikimų, susijusių su piktnaudžiavimu alkoholiu, pavyzdžiai yra Wernicke encefalopatija (EV, Wernicke-Korsakoff sindromas) ir Korsakoff psichozė (alkoholinis amnestinis sindromas), taip pat įvairaus laipsnio pažinimo sutrikimas. Wernicke encefalopatija yra labiausiai paplitęs tiamino trūkumo pasireiškimas Vakarų visuomenėje, nors ji taip pat gali pasireikšti pacientams, turintiems nepakankamos mitybos ir kitų priežasčių, tokių kaip virškinimo trakto ligos, ŽIV-AIDS infekcijos, per didelis parenterinės gliukozės vartojimas arba persivalgymas be tinkamo B vitamino papildų. . Šiam stulbinančiam neuropsichiatriniam sutrikimui būdingas akių judesių paralyžius, sutrikęs stovėjimas ir vaikščiojimas bei ryškus psichinės funkcijos pablogėjimas.

Optinė neuropatija

Esant tiamino trūkumui, taip pat gali būti stebima optinė neuropatija, kuriai būdingas dvišalis regėjimo praradimas, centrocekalinė skotoma ir spalvos sutrikimai. Oftalmologinė analizė dažniausiai parodo dvišalę papilemiją ūminėje fazėje ir dvišalę regos nervo atrofiją.

Alkoholikams tiamino trūksta dėl šių priežasčių:
Nepakankamas maistinių medžiagų suvartojimas: alkoholikai linkę vartoti mažiau tiamino nei rekomenduojama.
Sumažėjusi tiamino absorbcija iš virškinimo trakto: ūminis alkoholio poveikis iškreipiamas aktyvus tiamino pernešimas į enterocitus.
Kepenų tiamino atsargos sumažėja dėl kepenų steatozės ar fibrozės.
Tiamino vartojimo sutrikimas: dėl nuolatinio alkoholio vartojimo tiamino kiekis, reikalingas prisijungti prie fermentų, kurie naudoja tiaminą ląstelėje, taip pat yra nepakankamas. Neefektyvus tiamino, kuris pasiekia ląstelę, naudojimas dar labiau padidina trūkumą.
Pats etanolis slopina tiamino transportavimą virškinimo trakte ir blokuoja tiamino kaip jo kofaktoriaus (TDF) fosforilinimą.
Manoma, kad Korsakoffo sindromas (smegenų funkcijos pablogėjimas) pasireiškia pacientams, kuriems iš pradžių buvo diagnozuotas EV. Tai amnestinis-konfabuliacinis sindromas, kuriam būdinga retrogradinė ir anterogradinė amnezija, sutrikusios koncepcinės funkcijos, sumažėjęs spontaniškumas ir iniciatyvumas. Pagerėjus mitybai ir nutraukus alkoholio vartojimą, kai kurie su tiamino trūkumu susiję sutrikimai, ypač prastas smegenų funkcionavimas, pašalinami, tačiau sunkesniais atvejais Wernicke-Korsakoff sindromas palieka negrįžtamą žalą.

Tiamino trūkumas naminiams paukščiams

Kadangi daugumoje paukščių pašarams naudojamo maisto yra pakankamai vitaminų jų poreikiams patenkinti, ši „komercinė“ dieta nesukelia vitaminų trūkumo naminiams paukščiams. Taigi, bent jau taip buvo manoma 1960 m. Senyviems viščiukams vitaminų trūkumo požymiai pasireiškia praėjus 3 savaitėms po dietos, kurioje trūksta dietos. Jauniems viščiukams šie požymiai gali atsirasti jau 2 savaičių amžiaus. Jauniems viščiukams liga prasideda staiga. Pastebima anoreksija ir netvirta eisena. Vėliau atsiranda raumenų ir kaulų sistemos sutrikimai, prasidedantys matomu pirštų lenkiamųjų raumenų paralyžiumi. Būdinga padėtis vadinama „žiūriu į žvaigždes“, kai vištos kūnas „remias ant kulnų, o galva atsiremia į opistotoną“. Organizmo reakcija į vitamino įvedimą yra gana greita, pagerėjimas pasireiškia per kelias valandas. Diferencinė diagnozė apima riboflavino trūkumą ir paukščių encefalomielitą. Esant riboflavino trūkumui, sukišti pirštai yra būdingas simptomas. Raumenų tremoras būdingas infekciniam encefalomielitui. Terapinė diagnozė gali būti nustatyta tik po to, kai sergantys paukščiai buvo gydomi tiaminu. Jei per kelias valandas nepastebimas atsakas, galima atmesti tiamino trūkumą.

Tiamino trūkumas atrajotojams

Poliencefalomalacija (PEM) yra labiausiai paplitęs tiamino trūkumo sutrikimas jauniems atrajotojams ir neatrajotojams. PEM simptomai yra gausus, bet trumpalaikis viduriavimas, mieguistumas, sukamieji judesiai, žvilgsnis į žvaigždes arba opistotonusas (traukulinis galvos tempimas per kaklą) ir raumenų drebulys. Dažniausia priežastis yra gyvūnų šėrimas daug angliavandenių turinčiu maistu, dėl kurio dauginasi tiaminazę gaminančios bakterijos, taip pat galimas tiaminazės suvartojimas su maistu (pvz., iš paparčių) arba tiamino pasisavinimo slopinimas, kai suvartojama daug sieros. Kita TEM priežastis yra Clostridium Sporogenes arba Bacillus aneurinolyticus infekcija. Šios bakterijos gamina tiaminazes, kurios sukelia sunkų tiamino trūkumą paveiktiems gyvūnams.

Idiopatinė laukinių paukščių, žuvų ir žinduolių paralyžinė liga

Visai neseniai tiamino trūkumas buvo nustatytas kaip paralyžinės ligos, pažeidžiančios laukinius paukščius Baltijos jūros regione, priežastis nuo 1982 m. Sergant šia liga paukščiams ramybės metu sunku išlaikyti sulenktus sparnus išilgai kūno, jie praranda gebėjimą skraidyti ir balsą, taip pat galimas sparnų ir kojų paralyžius bei mirtis. Šia liga pirmiausia suserga 0,5–1 kg sveriantys paukščiai, pavyzdžiui, silkė (Larus argentatus), varnėnas (Sturnus vulgaris) ir paprastoji gaaga (Somateria mollissima). Tyrėjai pažymi: „Atsižvelgiant į tai, kad tiriamos rūšys užima daugybę ekologinių nišų ir pozicijų maisto tinkle, neneigiame galimybės, kad dėl tiamino trūkumo gali nukentėti ir kitos gyvūnų klasės“. Blekingo ir Skonės apskrityse (Pietų Švedija) 2000-ųjų pradžioje prasidėjo masinė paukščių, ypač silkių kirų, mirtis. Visai neseniai buvo paveiktos ir kitų klasių rūšys. Lašišų (Salmo salar) mirtingumas pastaraisiais metais išaugo garsiojoje Mörrumsån upėje. Taip pat neįprastai daug kenčia žinduolių Eurazijos briedis (Alces аlces). Analizė atskleidė, kad tiamino trūkumas yra dažna šių nelaimių priežastis. 2012 m. balandžio mėn. Blekingo rajono valdymo organas situaciją laikė tokia nerimą keliančia, kad paprašė Švedijos vyriausybės atlikti išsamesnį tyrimą.

Analizė ir diagnostiniai tyrimai

Teigiama tiamino trūkumo diagnozė gali būti nustatyta išmatuojant fermento transketolazės aktyvumą eritrocituose (eritrocitų transketolazės aktyvacijos kiekybinė analizė). Tiaminas ir jo fosfato dariniai taip pat gali būti aptikti tiesiogiai kraujyje, audiniuose, maiste, gyvūnų pašaruose ir farmaciniuose preparatuose, tiaminą paverčiant jo fluorescenciniu dariniu tiochromu (tiochrominė analizė) ir atskyrus taikant didelio efektyvumo skysčių chromatografiją (HPLC). Pastaraisiais metais vis daugiau kapiliarinės elektroforezės ir kapiliarinės fermentinės reakcijos metodų atsirado kaip galimi alternatyvūs metodai tiamino kiekiui mėginiuose nustatyti ir stebėti. Normali tiamino koncentracija EDTA kraujyje (kraujyje su etilendiaminotetraacto rūgštimi) yra apie 20-100 μg/l.

Genetinės ligos

Genetinės ligos, susijusios su sutrikusiu tiamino transportavimu, yra retos, bet rimtos. Nuo tiamino priklausoma megaloblastinė anemija (TZMA) su cukriniu diabetu ir sensorineuriniu klausos praradimu yra autosominis recesyvinis sutrikimas, kurį sukelia SLC19A2 geno, didelio afiniteto tiamino transporterio, mutacijos. Pacientams, sergantiems TZMA, nėra sisteminio tiamino trūkumo požymių, nes manoma, kad tiamino transportavimo sistemoje yra perteklius. Dėl to buvo atrastas antrasis didelio afiniteto tiamino transporteris SLC19A3. Lee liga (poūminė nekrozuojanti encefalomielopatija) yra paveldima liga, kuri dažniausiai paveikia vaikus ankstyvaisiais gyvenimo metais ir visada yra mirtina. Patologiniai Lee ligos ir EV panašumai leidžia daryti prielaidą, kad juos sukelia tam tikras tiamino metabolizmo defektas. Labiausiai nuosekli buvo informacija apie piruvato dehidrogenazės komplekso aktyvavimo anomalijas. Kiti sutrikimai, kurie apėmė numanomą tiamino vaidmenį, yra poūmė nekrozuojanti encefalomielopatija, paraneoplastinis sindromas ir Nigerijos sezoninė ataksija. Be to, buvo pranešta apie keletą paveldimų nuo TDP priklausomų fermentų sutrikimų, kurie gali reaguoti į gydymą tiaminu.

Istorija

Tiaminas buvo pirmasis aprašytas vandenyje tirpus vitaminas. Jo atradimas lėmė daugybę kitų atradimų ir pačios „vitaminų“ sąvokos atsiradimą. 1884 m. Kanehiro Takaki (1849–1920), Japonijos laivyno vyriausiasis chirurgas, atmetė tuomet vyravusią mikrobų teoriją apie vitaminų trūkumą ir pasiūlė, kad liga gali būti susijusi su mitybos trūkumais. Gerindamas jūreivių mitybą karo laive, jis išsiaiškino, kad baltuosius ryžius (kurie buvo jų mitybos pagrindas) pakeitus miežiais, mėsa, pienu, duona, daržovėmis, vitaminų trūkumas beveik visiškai pašalintas per 9 mėnesius trukusią kelionę jūra. Tačiau kadangi Takaki į savo racioną įtraukė daug įvairių maisto produktų, buvo padaryta klaidinga išvada, kad padidėjęs azoto suvartojimas buvo naudingas, nes vitaminai tuo metu nebuvo žinomi. Be to, karinio jūrų laivyno atstovai negalėjo įsitikinti, kad reikalinga tokia brangi mitybos tobulinimo programa, juolab kad daugelis vyrų ir toliau mirdavo dėl vitaminų trūkumo net per 1904–1905 m. Rusijos ir Japonijos karą. Tačiau 1905 m., kai ryžių sėlenose buvo aptiktas antivitamininis faktorius (iš baltųjų ryžių pašalintas perdirbant) ir rudieji miežių ryžiai, Takaki buvo suteiktas barono titulas, po kurio gavo „Miežių barono“ slapyvardį. 1897 m. Olandijos Rytų Indijos karo gydytojas Christianas Eikmannas (1858–1930) išsiaiškino, kad paukščiams, valgantiems virtus poliruotus ryžius, prasidėjo paralyžius, kurį būtų galima išgydyti nustojus šerti paukščius šlifuotais ryžiais. Jis teigė, kad avitaminozė išsivysto dėl ryžių endosperme esančio nervų „nuodo“, o išoriniai grūdų sluoksniai suteikia kūnui apsaugą. Jo padėjėjas Gerritas Gridginsas (1865–1944) 1901 m. teisingai išaiškino ryšį tarp nesaikingo šlifuotų ryžių vartojimo ir vitaminų trūkumo. Jis padarė išvadą, kad išoriniuose ryžių grūdo sluoksniuose yra organizmui reikalingų maistinių medžiagų, kurios pašalinamos malant. 1929 m. Eikmannas galiausiai buvo apdovanotas Nobelio fiziologijos ar medicinos premija, nes jo stebėjimai leido atrasti vitaminus. Šių junginių pavadinimą suteikė Kazimiras Funkas. 1911 metais Kazimieras Funkas iš ryžių sėlenų išskyrė antineuritinę medžiagą, kurią pavadino „vitaminais“ (darant prielaidą, kad juose yra amino grupės). 1926 metais olandų chemikai Barendas Konradas Petrusas Jansenas (1884-1962) ir jo artimiausias bendradarbis Fredericas Willemas Donathas (1889-1957) sugebėjo išskirti ir kristalizuoti veikliąją medžiagą, kurios struktūrą 1934 metais nustatė Runnelsas Robertas Williamsas. (1886-1965), chemikas iš JAV. Ta pati grupė 1936 metais susintetino tiaminą („sieros turintį vitaminą“). Iš pradžių tiaminas buvo pavadintas „aneurinu“ (vitaminu kovojant su neuritu). Seras Rudolphas Petersas iš Oksfordo balandžius, kurių racione nebuvo tiamino, pristatė kaip pavyzdį suprasti, kaip tiamino trūkumas gali sukelti fiziologinius beriberio simptomus. Iš tiesų, šeriant balandžius šlifuotais ryžiais, lengvai atpažįstamas kaklo ir galvos raumenų susitraukimas, vadinamas opistotonu. Nesant gydymo, gyvūnas mirė po kelių dienų. Tiamino įvedimas opistotonijos stadijoje leidžia gyvūnams visiškai išgydyti per 30 minučių. Kadangi prieš ir po gydymo tiaminu balandžių smegenyse morfologinių pokyčių nepastebėta, Petersas įvedė „biocheminės žalos“ sąvoką. Kai Lochman ir Schuster (1937) parodė, kad difosforilintas tiamino darinys (tiamino difosfatas, TDP) yra kofaktorius, būtinas oksidaciniam piruvato dekarboksilinimui (reakcija, dabar žinoma kaip piruvato katalizuojama dehidrogenazė), atrodė, kad tiamino veikimo mechanizmas. buvo išaiškintas ląstelių metabolizmas. Dabar šis požiūris atrodo pernelyg supaprastintas: piruvato dehidrogenazė yra tik vienas iš kelių fermentų, kurių tiamino difosfatas kaip kofaktorius reikalauja, o nuo to laiko buvo atrasti kiti tiamino fosfato dariniai, kurie taip pat gali turėti įtakos tiamino trūkumo simptomams. Galiausiai, mechanizmą, kuriuo TDP tiamino fragmentas parodo savo funkciją kaip kofermentas, kai tiazolo žiedo 2 padėtyje buvo pakeistas protonas, 1958 m. atrado Ronaldas Breslowas.

Tyrimas

Šios srities tyrimai daugiausia susiję su mechanizmais, kuriais tiamino trūkumas sukelia neuronų mirtį, susijusį su Wernicke-Korsakoff psichoze. Kita svarbi tema yra TDF katalizėje dalyvaujančių molekulinių mechanizmų supratimas. Tyrimo metu pagrindinis dėmesys buvo skiriamas kitų darinių, tokių kaip TTF ir ATP, galimų nekofaktorinių vaidmenų supratimas.

Tiamino trūkumas ir selektyvi neuronų mirtis

Eksperimentinė avitaminozės sukelta viščiukų polineuropatija gali būti geras pavyzdys tiriant šią neuropatijos formą diagnozuojant ir gydant. Tyrimai su žiurkėmis nustatė ryšį tarp tiamino trūkumo ir gaubtinės žarnos kancerogenezės. Žiurkės taip pat buvo naudojamos tiriant Wernicke encefalopatiją. Tiamino neturinčios žiurkės yra klasikinis sisteminio oksidacinio streso modelis, naudojamas Alzheimerio ligos tyrimams.

Nuo tiamino difosfato priklausomų fermentų kataliziniai mechanizmai

Daugelis darbų yra skirti suprasti ryšį tarp TDP ir nuo TDP priklausomų fermentų katalizėje.

Nekofaktoriniai tiamino darinių vaidmenys

Daugumoje daugelio organizmų ląstelių, įskaitant bakterijas, grybus, augalus ir gyvūnus, yra kitų tiamino junginių nei TDF. Tarp šių junginių yra tiamino trifosfatas (TTP) ir adenozino tiamino trifosfatas (ATP), kurie atlieka ne kofaktoriaus vaidmenį, nors šiuo metu tiksliai nežinoma, kiek jie veikia ligos simptomus.

Nauji tiamino dariniai

Vis dar atrandami nauji tiamino fosfato dariniai, pabrėžiantys tiamino metabolizmo sudėtingumą. Patobulintos farmakokinetikos tiamino dariniai gali būti veiksmingi mažinant tiamino trūkumo simptomus ir kitas su tiaminu susijusias ligas, pvz., sutrikusį gliukozės metabolizmą sergant diabetu. Šie junginiai apima alitiaminą, prosultiaminą, fursultiaminą, benfotiaminą ir kt.

Patvarūs karbenai

Furoino gamybą iš furfurolo katalizuoja tiaminas per santykinai stabilų karbeną (organinę molekulę, kurioje anglies centre yra nesusijusių elektronų valentinių porų). Ši reakcija, kurią 1957 metais ištyrė R. Breslow, buvo pirmasis patvarių karbenų egzistavimo įrodymas.

Baltarusijos Respublikos sveikatos apsaugos ministerija

Švietimo įstaiga

"Gomelio valstybinis medicinos universitetas"

Skyrius __________________________________________________________

Aptartas skyriaus posėdyje (MK arba TsUNMS) ____________________

protokolas Nr. _______

Biologinė chemija

_____ 2 _____ kurso ___ medicinos _______________________ fakulteto studentams

Tema: ___ Vitaminai 2

Laikas__90 minučių _______________________

Ugdymo ir ugdymo tikslai:

Formuoti idėją apie vandenyje tirpių vitaminų struktūrą, metabolizmą ir molekulinius veikimo mechanizmus. Hipovitaminozės prevencija streso metu.

1.Tirpus vandenyje

LITERATŪRA

1..Biochemijos pagrindai: A. White, F. Hendler, E. Smith, R. Hill, I. Lehman.-M. knyga,

1981, 3 t., 1703-1757 p.

2 .. Mityba vėžio prevencijos ir gydymo srityje - T.S. Morozkina., K.K. Dalidovičius.

Minskas, 1998 m

3 . Žmogaus biochemija: R. Marry, D. Grenneris, P. Meyesas, W. Rodwellas – M. knyga, 2004 m.

4. Vizualinė biochemija: Kohlman., Rem K.-G-M.knyga 2004 m.

5. Spiričevas

MEDŽIAGINĖ PARAMA

1.Multimedia pristatymas

MOKYMOSI LAIKO SKAIČIAVIMAS

Iš viso: 90 minučių

Vitaminas B1 (tiaminas. Antineuritinis vitaminas)

Cheminė struktūra ir savybės... Vitaminas B 1 buvo pirmasis vitaminas, kurį kristaline forma išskyrė K. Funkas 1912 m. Vėliau buvo atlikta jo cheminė sintezė. Jo vardas - tiaminas- šis vitaminas buvo gautas dėl to, kad jo molekulėje yra sieros atomas ir amino grupė.

Tiaminas susideda iš 2 heterociklinių žiedų – aminopirimidino ir tiazolo. Pastarajame yra kataliziškai aktyvi funkcinė grupė – angliavandenių anijonas (santykinai rūgšti anglis tarp sieros ir azoto).

Tiaminas gerai išsilaiko rūgščioje aplinkoje ir atlaiko kaitinimą iki aukštos temperatūros. Šarminėje aplinkoje, pavyzdžiui, kepant tešlą su soda arba amonio karbonatu, ji greitai suyra.

Metabolizmas... Virškinamajame trakte įvairios vitamino formos hidrolizuojamos, susidaro laisvas tiaminas. Didžioji dalis tiamino absorbuojama plonojoje žarnoje naudojant specifinį aktyvaus transportavimo mechanizmą, likusį jo kiekį skaido žarnyno bakterijų tiaminazė. Su kraujotaka absorbuotas tiaminas pirmiausia patenka į kepenis, kur yra fosforilinamas tiamino pirofosfokinazės, o vėliau perkeliamas į kitus organus ir audinius.

TPP kinazė

ATP + tiamino tiamino pirofosfatas + AMP

Yra nuomonė, kad pagrindinė tiamino transportavimo forma yra TMP.

V Itaminas B1 yra įvairiuose organuose ir audiniuose tiek laisvo tiamino, tiek jo fosforo esterių pavidalu: tiamino monofosfatas (TMP), tiamino difosfatas (TDF, sinonimai: tiamino pirofosfatas, TPP, kokarboksilazės a) ir tiamino trifosfatas (TTF).

TTF – yra sintetinamas mitochondrijose fermento TPP-ATP-fosfotransferazės pagalba:

transferezė

TPP + ATP TDF + AMP

Pagrindinė kofermento forma (60-80% viso tarpląstelinio kiekio) yra TPP.

TTF vaidina svarbų vaidmenį nervinio audinio metabolizme. Jei jo formavimasis sutrinka, išsivysto nekrozinė encefalopatija.

Suskaidžius kofermentus, laisvasis tiaminas išsiskiria su šlapimu ir nustatomas kaip tiochromas.

Biocheminės funkcijos... Vitaminas B1 TPP pavidalu yra neatsiejama fermentų, katalizuojančių tiesioginio ir oksidacinio keto rūgščių dekarboksilinimo reakcijas, dalis.

TPP dalyvavimas keto rūgščių dekarboksilinimo reakcijose paaiškinamas poreikiu padidinti keto rūgšties karbonilo anglies atomo neigiamą krūvį pereinamojoje, nestabilioje būsenoje:

О - С - C = O CO 2 + - C = O

Keto rūgšties pereinamojo laikotarpio būsena

Pereinamąją būseną stabilizuoja TPP, delokalizuodamas neigiamą tiazolo žiedo angliavandenių anijono krūvį, kuris atlieka tam tikro elektronų nutekėjimo vaidmenį. Dėl šio protonavimo susidaro aktyvus acetaldehidas (hidroksietil-TPP).

Baltymų aminorūgščių likučiai turi silpną gebėjimą atlikti tai, ką lengvai atlieka TPP, todėl apoproteinams reikia kofermento. TPP yra tvirtai susijęs su α-hidroksiketorūgšties dehidrogenazių kompleksų apofermentu (žr. toliau).

piruvo rūgštis (PVC).

1... TPP dalyvavimas tiesioginio piruvo rūgšties (PVA) dekarboksilinimo reakcijoje. Dekarboksilinant PVA piruvatdekarboksilaze susidaro acetaldehidas, kuris veikiamas alkoholdehidrogenazės virsta etanoliu TPP yra nepakeičiamas piruvatdekarboksilazės kofaktorius. Mielėse gausu šio fermento.

Oksidacinis PVCA dekarboksilinimas katalizuoja piruvato dehidrogenazė... Piruvatdehidrogenazės komplekse yra keletas struktūriškai giminingų fermentų baltymų ir kofermentų (žr. skyrių) TPP katalizuoja pradinę PVC dekarboksilinimo reakciją. Ši reakcija yra identiška tai, kurią katalizuoja piruvato dekarboksilazė. Tačiau, skirtingai nei pastaroji, piruvato dehidrogenazė nekeičia tarpinio hidroksietilo TPP į acetaldehidą. Vietoj to, hidroksietilo grupė perkeliama į kitą fermentą piruvato dehidrogenazės komplekso multifermentinėje struktūroje.

Oksidacinis PVC dekarboksilinimas yra viena iš pagrindinių angliavandenių metabolizmo reakcijų. Dėl šios reakcijos PVC, susidaręs oksiduojantis gliukozei, yra įtrauktas į pagrindinį ląstelės metabolizmo kelią – Krebso ciklą, kur, išskirdamas energiją, oksiduojasi iki anglies dioksido ir vandens. Taigi dėl PVC oksidacinio dekarboksilinimo reakcijos susidaro sąlygos visiškai oksiduotis angliavandeniams ir panaudoti visą juose esančią energiją. Be to, aktyvi acto rūgšties forma, susidaranti veikiant PDH kompleksui, yra daugelio biologinių produktų: riebalų rūgščių, cholesterolio, steroidinių hormonų, acetono kūnų ir kitų sintezės šaltinis.

Katalizuojamas oksidacinis α-ketoglutatarato dekarboksilinimas α – Ketogluta-ratdehidrogenazė... Šis fermentas yra Krebso ciklo dalis. α-ketoglutarato dehidrogenazės komplekso struktūra ir veikimo mechanizmas yra panašus į piruvatdehidrogenazės, t.y. TPP taip pat katalizuoja pradinį keto rūgšties konversijos etapą. Taigi sklandus šio ciklo veikimas priklauso nuo ląstelės aprūpinimo TPF laipsnio.

Be oksidacinių PVCL ir α-ketoglutarato transformacijų, TPF dalyvauja oksidacinis keto rūgščių dekarboksilinimas su šakotu anglies skeletu(valino, izoleucino ir leucino deamininimo produktai). Šios reakcijos atlieka svarbų vaidmenį aminorūgščių, taigi ir baltymų, panaudojimo procese ląstelėje.

3. TPF – transketolazės kofermentas ... Transketolaza – angliavandenių oksidacijos pentozės fosfato fermentas . Fiziologinis šio kelio vaidmuo yra tas, kad jis yra pagrindinis NADPH tiekėjas. H + ir ribozės-5-fosfatas. Transketolazė perneša angliavandenių fragmentus iš ksiliuliozės-5-fosfato į ribozės-5-fosfatą, dėl ko susidaro triozės fosfatas (3-fosfoglicerolio aldehidas) ir 7 C cukrus (sedoheptulozės-7-fosfatas). TPP būtinas norint stabilizuoti angliavandenių anijoną, susidarantį skaidant ksiliuliozės-5-fosfato C2-C3 ryšį.

4 ... Vitaminas B1 dalyvauja acetilcholino sintezė katalizuoja acetil-CoA, cholino acetilinimo substrato, susidarymą piruvato dehidrogenazės reakcijoje.

5. Be to, kad dalyvauja fermentinėse reakcijose, tiaminas gali atlikti ir nekofermentinės funkcijos , kurio konkretų mechanizmą dar reikia išsiaiškinti. Manoma, kad tiaminas dalyvauja kraujodaros procese, o tai rodo įgimtos nuo tiamino priklausomos anemijos, gydomos didelėmis šio vitamino dozėmis, taip pat steroidogenezėje. Pastaroji aplinkybė leidžia paaiškinti kai kuriuos vitamino B 1 preparatų poveikius, kuriuos sukelia stresinė reakcija.

Hipovitaminozė. Jau ankstyvąsias hipovitaminozės apraiškas lydi apetito sumažėjimas ir pykinimas. Pastebimi neurologiniai sutrikimai, tarp kurių yra sutrikęs periferinis jautrumas, ropojančių „žąsų gumbelių“ pojūtis, neuralgija. Būdingas užmaršumas, ypač naujausiems įvykiams. Širdies raumens silpnumas pasireiškia tachikardija, net ir esant nedidelėms apkrovoms.

Dėl tiamino trūkumo maiste smarkiai kaupiasi piruvo ir α-ketoglutaro rūgštys, sumažėja nuo tiamino priklausomų fermentų aktyvumas kraujyje ir kūno audiniuose.

Eksperimentas parodė, kad tiamino trūkumą lydi mitochondrijų struktūros ir funkcijos pažeidimas. Į pastarąjį pridėjus TPF normalizuojasi audinių kvėpavimas. Baltosioms žiurkėms, kurioms trūko taimino, išsivystė anoreksija ir sumažėjo kūno svoris. Paltas prarado blizgesį, tapo raukšlėtas. Gyvūnai mažai judėjo ir dažniausiai gulėdavo susirangę narvo kampe. Anoreksija atsiranda dėl staigaus skrandžio rūgšties sekrecijos slopinimo ir susilpnėjusio jo virškinimo.

Tiamino trūkumas organizme sukelia patologinius nervų, širdies ir kraujagyslių bei virškinimo sistemos pokyčius, kuriuos lydi bendras organizmo išsekimas.

Liga "Beriberi" pasireiškia esant dideliam tiamino trūkumui ir pasižymi itin sunkia eiga. Praėjusį šimtmetį Rytų šalyse ji nusinešė milijonus gyvybių. „Beri-beri“ išvertus iš indų kalbos reiškia „avis“. Paciento eisena išties panaši į avies (simetriško pėdų nuleidimo simptomas). Kadangi pacientams buvo sunkumas kojose ir eisenos standumas, „beriberi“ dar buvo vadinama „pančių liga“. Kaliniai, kurių racione daugiausia buvo rafinuoti ryžiai, dažnai sirgdavo šia liga. Tiamino trūkumo apraišką vis dar galima pastebėti neturtingiems žmonėms tose šalyse, kur gyventojų mitybos pagrindas yra poliruoti ryžiai – poliruoti grūdai, skirtingai nei nerafinuoti, šio vitamino neturi. Paskutinė beriberio epidemija buvo Filipinuose 1953 m. (100 000 mirčių).

Liga turi 2 formas: sausą (nervų paralyžinę) ir edeminę (širdies). Be to, abiem atvejais pažeidžiamos širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemos, tačiau nevienodu mastu. Šiuo metu klasikinio „beriberio“, matyt, nebėra, tačiau dažnai pastebimi vidutinio sunkumo hipovitaminozės reiškiniai. Pagrindiniai tiamino trūkumo simptomai: fizinis silpnumas, sumažėjęs apetitas (vitaminas B 1 reikalingas skrandžio sekrecijai skatinti), nuolatinis vidurių užkietėjimas; nervų sistemos disfunkcija (pirštų tirpimas, „šliaužimo“ pojūtis, periferinių refleksų praradimas, skausmas išilgai nervų); psichikos sutrikimai (dirglumas, užmaršumas, baimė, kartais haliucinacijos, sumažėjęs intelektas). Vėliau išsivysto gilus nervų sistemos pažeidimas, kuriam būdingas galūnių jautrumo praradimas, paralyžius, raumenų atrofija dėl jų inervacijos pažeidimo. Esant edeminei formai, kartu su polineurito reiškiniais, net ir esant nedideliam krūviui pastebima tachikardija ir dusulys. Dėl širdies raumens silpnumo išsivysto edema. Ypač dažnai tiamino trūkumo apraiškos pastebimos lėtiniams alkoholikams, nes jie linkę gerti daugiau nei valgyti. Šiems asmenims išsivystantis Wernicke sindromas pasižymi judesių koordinacijos, regos funkcijos sutrikimu, sumišimu.

Ypatingas nervinio audinio jautrumas tiamino trūkumui paaiškinamas tuo, kad šio vitamino kofermentinė forma yra absoliučiai būtina, kad nervinės ląstelės pasisavintų gliukozę, kuri yra beveik vienintelis jų energijos šaltinis (dauguma kitų organizmas gali panaudoti kitas energetines medžiagas, pavyzdžiui, riebalų rūgštis). Beje, valgant daugiausia angliavandenių turintį maistą (baltą duoną, saldumynus), padidėja tiamino poreikis ir dėl to išsivysto antrinis tiamino trūkumas.

Įgimti tiamino apykaitos sutrikimai.

sindromasWernicke-Įorsakoff... Šio sindromo, kurį lydi atminties praradimas ir dalinis paralyžius, esmė yra fermento transketolazės, kurios afinitetas TPP, savybių pokytis. Kitų nuo TPP priklausomų fermentų genai nėra paveikti. Liga pasireiškia, jei suvartoto TPF lygis sumažėja žemiau verčių, reikalingų transketolazės prisotinimui. Sindromas dažnai pasireiškia lėtiniams alkoholikams, kuriems nepakanka vitaminų.

Pertraukiama ataksija... Liga atsiranda dėl įgimto piruvatdehidrogenazės defekto.

Nuo tiamino priklausoma ligos forma „šlapimas su klevų sirupo kvapu“. Su šia patologija pastebimas šakotųjų keto rūgščių oksidacinio dekarboksilinimo defektas. Kraujyje ir šlapime smarkiai padidėja šakotųjų keto rūgščių (taigi ir specifinis šlapimo kvapas) bei jų substratų – aminorūgščių valino, izoleucino ir leucino – kiekis. Klinikiniai simptomai yra panašūs į galutinės stadijos B 1 nepakankamumą.

Poūminė nekrozinė encefalopatija... Sergant šia liga, sutrinka TTF susidarymas smegenyse. Encefalopatija pasireiškia apetito praradimu, vėmimu ir pasunkėjusiu čiulpimu. Kūdikiai praranda gebėjimą laikyti galvą ir turi daugybę neurologinių sutrikimų. Liga be gydymo baigiasi mirtinai pirmaisiais gyvenimo metais.

Nuo tiamino priklausoma megaloblastinė anemija... Tiamino dalyvavimo hematopoezėje mechanizmas nėra visiškai suprantamas.

Hipervitaminozė neaprašytas . Vartoto vitamino perteklius greitai pasišalina su šlapimu, tačiau kai kuriems asmenims padidėja jautrumas parenteraliniam tiamino preparatų skyrimui.

Organizmo aprūpinimo tiaminu įvertinimas... Šiuo tikslu paprastai nustatomas vitamino ir (arba) jo kofermentų kiekis raudonuosiuose kraujo kūneliuose. Kadangi vitamino B 1 trūkumas sutrikdo oksidacinį keto rūgščių dekarboksilinimą, piruvo ir α-ketoglutaro rūgščių kiekio padidėjimas kraujyje ir šlapime parodys, kad organizme trūksta tiamino. Tačiau reikia nepamiršti, kad piruvato kaupimasis pastebimas ne tik su hipovitaminoze B 1, bet ir su hipoksija bei kitomis patologinėmis sąlygomis.

Geriausias būdas įvertinti organizmo aprūpinimo vitaminu B 1 laipsnį – nustatyti nuo tiamino priklausomų fermentų aktyvumą. Tačiau piruvato ir α-ketoglutarato dehidrogenazių aktyvumas mažėja tik esant giliai hipovitaminozei, nes jų apofermentas tvirtai jungiasi su TPP. Transketolazė silpniau suriša TPP ir jos aktyvumas eritrocituose pradeda mažėti jau ankstyvose vitamino B 1 hipovitaminozės stadijose. Jei į kraujo mėginį pridedama TPP, transketolazės aktyvumo padidėjimo mastas (vadinamasis TPP efektas) leis spręsti apie tiamino trūkumo laipsnį.

Kasdienis reikalavimas. Maisto šaltiniai.

Gana daug vitamino B 1 yra viso grūdo kvietinėje duonoje, javų sėklų lukštuose, sojoje, pupelėse, žirniuose. Mielėse jo yra daug. Mažiau – bulvėse, morkose, kopūstuose. Iš gyvulinės kilmės produktų daugiausia tiamino yra kepenyse, liesoje kiaulienoje, inkstuose, smegenyse ir kiaušinio trynyje. Šiuo metu vitamino B 1 trūkumas tampa viena iš mitybos problemų, nes dėl didelio cukraus ir konditerijos gaminių, taip pat baltos duonos ir poliruotų ryžių vartojimo žymiai padidėja šio vitamino suvartojimas organizme. Nerekomenduojama vartoti mielių kaip vitaminų šaltinio dėl didelio purinų kiekio, dėl kurio gali išsivystyti metabolinis artritas (podagra).

Tiamino paros poreikis yra 1,1-1,5 mg.

Pirmieji paminėjimai apie ligą (kakke, beriberi), dabar žinomą kaip tiamino trūkumo pasireiškimą, yra senovės medicinos traktatuose, kurie atkeliavo pas mus iš Kinijos, Indijos ir Japonijos. XIX amžiaus pabaigoje kliniškai jau buvo išskirtos kelios šios patologijos formos, tačiau tik Takaki (1887 m.) susiejo ligą su tam tikru, jo manymu, azoto turinčių medžiagų trūkumu maiste. Tikslesnių minčių turėjo olandų gydytojas S. Eijkmanas (1893-1896), kuris ryžių sėlenose ir kai kuriuose ankštiniuose augaluose atrado tuo metu nežinomus veiksnius, trukdžiusius vystytis arba išgydyti avižinį. Tada šių medžiagų gryninimą atliko Funkas (1924), kuris pirmasis pasiūlė patį terminą „vitaminas“, ir nemažai kitų tyrinėtojų. Veiklioji medžiaga, išgauta iš natūralių šaltinių tik 1932 m., pasižymėjo bendra empirine formule, o vėliau 1936 m. sėkmingai susintetino Williams ir kt. Dar 1932 metais buvo iškelta hipotezė apie vitamino vaidmenį viename iš specifinių medžiagų apykaitos procesų – piruvo rūgšties dekarboksilinimo, tačiau tik 1937 metais tapo žinoma vitamino kofermentinė forma – tiamino difosfatas (TDP). Ilgą laiką TDP kofermentinės funkcijos alfa-keto rūgščių dekarboksilinimo sistemoje atrodė bene vieninteliai biocheminiai mechanizmai, padedantys realizuoti vitamino biologinį aktyvumą, tačiau jau 1953 m. TDF buvimas padidėjo dėl transketolazės, o pastaruoju metu - specifinės gama-hidroksi α-ketoglutaro rūgšties dekarboksilazės. Nėra pagrindo manyti, kad aukščiau išvardyti dalykai išsemia tolesnio vitamino tyrimo perspektyvą, nes buvo atlikti eksperimentai su gyvūnais, klinikoje gauti duomenys vartojant vitaminą terapiniu būdu, analizuojami faktai, iliustruojantys žinomą tiamino neurotropiškumą ir kardiotropiškumą. , neabejotinai rodo kai kurių kitų specifinių vitamino ryšių su kitais biocheminiais ir fiziologiniais mechanizmais buvimą.

Vitamino B1 cheminės ir fizinės savybės

Tiaminas arba 4-metil-5-beta-hidroksietil-N-(2-metil-4-amino-5-metilpirimidil)-tiazolis gaunamas sintetiniu būdu, dažniausiai druskos arba vandenilio bromido druskos pavidalu.

Tiamino chloridas (M-337.27) kristalizuojasi vandenyje bespalvių monoklininių adatų pavidalu, lydosi 233-234 ° (skildamas). Neutralioje terpėje jos sugerties spektras turi du maksimumus – 235 ir 267 nm, o esant pH 6,5 – vieną – 245-247 nm. Vitaminas lengvai tirpsta vandenyje ir acto rūgštyje, šiek tiek blogiau etilo ir metilo alkoholiuose ir netirpus chloroforme, eteryje, benzene, acetone. Iš vandeninių tirpalų tiaminas gali būti nusodinamas fosforo-volframo arba pikrino rūgštimi. Šarminėje terpėje tiaminas patiria daugybę transformacijų, dėl kurių, priklausomai nuo pridėto oksidatoriaus pobūdžio, gali susidaryti tiamino disulfidas arba tiochromas.

Rūgščioje aplinkoje vitaminas suyra tik ilgai kaitinant, susidaro 5-hidroksi-metilpirimidinas, skruzdžių rūgštis, 5-aminometilpirimidinas, vitamino tiazolo komponentas, ir 3-acetil-3-merkapto-1-propanolis. Tarp vitamino skilimo produktų šarminėje terpėje nustatytas tiotiaminas, vandenilio sulfidas, pirimidiazepinas ir kt., Taip pat gautas vitamino sulfatas ir mononitratas. Žinomos tiamino druskos su naftalensulfoninėmis, arilsulfoninėmis, cetilo sieros rūgštimis ir esteriai su acto, propiono, sviesto, benzenkarboksirūgštimis ir kitomis rūgštimis.

Ypatingą reikšmę turi tiamino esteriai su fosforo rūgštimi, ypač TDF, kuris yra vitamino kofermento forma. Tiamino homologai taip pat gauti įvairiais pakaitalais antrajame (etil-, butil-, oksimetil-, oksietil-, fenil-, oksifenil-, benzil-, tioalkil-), ketvirtajame (oksitiaminas) ir šeštajame (metil-, etilas) pirimidino anglies atomai amino grupės metilinimas, tiazolo žiedo pakeitimas piridinu (piritiaminu), imidazolu arba oksazolu, pakaitų prie penktosios tiazolo anglies modifikacijos (metilo, oksimetilo, etilo, chloroetilo, hidroksipropilo ir kt.). Atskira didelė vitaminų junginių grupė yra S-alkilo ir disulfido dariniai. Tarp pastarųjų tiaminopropildisulfidas (TPDS) plačiausiai naudojamas kaip vitaminų preparatas.

Vitamino B1 nustatymo metodai

Grynuose vandeniniuose tirpaluose kiekybinį tiamino nustatymą lengviausia atlikti absorbuojant ties 273 nm, o tai atitinka vitamino spektro izobestinį tašką, nors kai kurie autoriai nori dirbti 245 nm srityje, kurioje išnykimas keičiasi. yra labiausiai pastebimi. Esant pH 7,3 fosfatiniame buferyje, tiaminas, kurio koncentracija vis dar yra 1 μg / ml, suteikia ryškią vandenilio poliarografinę katalizinę bangą, o šarminėje terpėje sudaro anodinę bangą dėl tioltiamino sąveikos su gyvsidabriu ir merkaptido susidarymo. Abi poliarografinės charakteristikos gali būti naudojamos vitamino kiekiui nustatyti. Jei reikia tirti įvairius vitamino darinius, tuomet reikia imtis išankstinio jų atskyrimo elektroforezės arba chromatografijos būdu.

Sėkmingiausias bendrasis kolorimetrinio vitamino nustatymo principas yra jo sąveikos reakcija su įvairiais diazo junginiais, tarp kurių geriausius rezultatus duoda diazotintas p-aminoacetofenonas. Gautas ryškiaspalvis junginys lengvai ekstrahuojamas iš vandeninės fazės į organinį tirpiklį, kuriame lengvai atliekama kiekybinė fotometrija. Fosfatiniame buferyje, kurio pH 6,8, kaitinant tiaminas taip pat reaguoja su ninhidrinu, suteikdamas geltoną spalvą, proporcingą vitamino koncentracijai 20-200 μg diapazone.

Labiausiai paplitę yra įvairūs vitamino fluorimetrinio nustatymo variantai, pagrįsti tiamino oksidavimu į tiochromą šarminėje terpėje. Preliminarus tiriamosios medžiagos išvalymas nuo priemaišų, trukdančių atlikti tolesnę fluorimetriją, pasiekiamas trumpai virinant mėginius praskiestomis mineralinėmis rūgštimis, pašalinant priemaišas ekstrahuojant butilo arba amilo alkoholiu arba ekstrahuojant vitaminą ant atitinkamų adsorbentų. Kaip parodė japonų autorių tyrimai, vietoj kalio fericianido kaip oksidatorių geriau naudoti cianogeno bromidą, kuris suteikia didesnę tiochromo išeigą ir sumažina kitų nustatymui trukdančių junginių susidarymą. Norint tinkamai nustatyti tiaminą, reikia 100-200 mg audinio arba 5-10 ml kraujo. Atsižvelgiant į tai, kad pagrindinė vitamino, esančio audiniuose, forma yra TDF arba proteidizuoti disulfidinio tiamino dariniai, visada būtina iš anksto apdoroti tiriamuosius mėginius (silpnoji rūgštinė hidrolizė, fosfatazė, reduktorius), kad išsiskirtų laisvas tiaminas, nes kitos vitamino formos tai daro. nesudaro ekstrahuojamo tiochromo, tada fluorimetrijai į organinį tirpiklį.

Kiekybinis vitamino kofermento formos nustatymas atliekamas rekombinuojant tiriamajame tirpale esantį TDF su draugiška apokarboksilaze. Abiem atvejais, esant magnio ir piruvato jonams, vyksta specifinis keto rūgšties dekarboksilinimas, o išsiskiriančio anglies dioksido kiekis (Warburg aparate) yra proporcingas į mėginį patekusiam TDF kiekiui (0,02-1 μg). . Pirmoje reakcijoje susidariusio acetaldehido fermentiniu nustatymu pagrįsto metodo jautrumas (0,005-0,06 μg TDF) yra dar didesnis. Kartu su apokarboksilaze ir specifiniu substratu, į inkubacinę terpę pridėjus alkoholio dehidrogenazės, galima labai greitai (5-7 minutes) sekti reakciją, keičiant tirpalo ekstinciją esant 340 nm srityje, atitinkančią NADH2.

Kiti tiamino fosfatai kiekybiškai nustatomi po elektroforetinio arba chromatografinio atskyrimo, vėlesnio eliuavimo, defosforilinimo fosfatazėmis ir tiochromo fluorimetrijos, gauto oksiduojant šarminėje terpėje. Mikrobiologiniai tiamino nustatymo metodai yra pagrįsti atitinkamų mikroorganizmų kultūrų, jautrių vitaminų trūkumui, atranka. Tiksliausi ir atkuriami rezultatai gaunami šiems tikslams naudojant Lactobacillus fermenti-36.

Vitamino B1 pasiskirstymas gamtoje

Produktas	Tiamino kiekis μg%	Produktas	Tiamino kiekis μg%
Kvieciai	0,45	Pomidorai	0,06
Rugiai	0,41	Jautiena	0,10
Žirniai	0,72	Aviena	0,17
Pupelės	0,54	Kiauliena	0,25
Avižinės kruopos	0,50	Veršiena	0,23
grikiai	0,51	Kumpis	0,96
Manų kruopos	0,10	Viščiukai	0,15
Poliruoti ryžiai	0	Vištienos kiaušiniai	0,16
Makaronai	pėdsakų	Šviežia žuvis	0,08
Kvietiniai miltai	0,2-0,45	Karvės pienas	0,05
ruginiai miltai	0,33	Įvairūs vaisiai	0,02-0,08
Kvietinė duona	0,10-0,20	Sausos alaus mielės	5,0
ruginė duona	0,17	Graikiniai riešutai	0,48
Bulvė	0,09	Malti riešutai	0,84
Baltasis kopūstas	0,08

Tiaminas yra visur ir randamas įvairiuose laukinės gamtos atstovuose. Paprastai jo kiekis augaluose ir mikroorganizmuose pasiekia žymiai didesnį kiekį nei gyvūnuose. Be to, pirmuoju atveju vitaminas daugiausia pateikiamas laisva forma, o antruoju - fosforilinta forma. Tiamino kiekis pagrindiniuose maisto produktuose kinta gana plačiose ribose, priklausomai nuo žaliavos gavimo vietos ir būdo, tarpinių produktų technologinio apdorojimo pobūdžio ir pan., kuris pats savaime ženkliai sunaikina tiaminą. Galima manyti, kad įprastas maisto ruošimas vidutiniškai sunaikina apie 30 % vitamino. Kai kurios perdirbimo rūšys (aukšta temperatūra, aukštas kraujospūdis ir didelis gliukozės kiekis) sunaikina iki 70-90% vitamino, o maisto produktų konservavimas apdorojant juos sulfitu gali visiškai inaktyvuoti vitaminą. Grūduose ir kitų augalų sėklose tiamino, kaip ir daugumos vandenyje tirpių vitaminų, yra lukštuose ir embrione. Augalinių medžiagų perdirbimas (sėlenų pašalinimas) visada lydi staigų vitamino kiekio sumažėjimą gautame produkte. Pavyzdžiui, poliruoti ryžiai visiškai neturi vitamino.

Tiamino metabolizmas organizme

Vitaminas yra su maistu laisvos, esterintos ir iš dalies surištos formos. Veikiant virškinimo fermentams, jis beveik kiekybiškai paverčiamas laisvu tiaminu, kuris absorbuojamas iš plonosios žarnos. Didelė dalis į kraują patekusio tiamino greitai fosforilinamas kepenyse, dalis laisvo tiamino pavidalu patenka į bendrą kraujotaką ir pasiskirsto į kitus audinius, o dalis vėl patenka į virškinimo traktą kartu su tulžimi ir išskyromis. virškinimo liaukos, užtikrinančios nuolatinę vitamino recirkuliaciją ir laipsnišką, vienodą jo pasisavinimą audiniuose. Inkstai aktyviai išskiria vitaminą su šlapimu. Suaugęs žmogus per dieną išskiria nuo 100 iki 600 μg tiamino. Padidinus vitamino kiekius su maistu arba parenteriniu būdu, vitamino išsiskyrimas su šlapimu didėja, tačiau didėjant dozėms proporcingumas palaipsniui išnyksta. Šlapime kartu su tiaminu pradeda atsirasti vis daugiau jo skilimo produktų, kurie, įvedus vitamino daugiau kaip 10 mg vienam žmogui, gali sudaryti iki 40–50% pradinės dozės. Eksperimentai su žymėtu tiaminu parodė, kad kartu su nepakitusiu vitaminu šlapime randamas tam tikras kiekis tiochromo, TDS, pirimidino, tialozės komponentų ir įvairių anglies bei sieros turinčių fragmentų, įskaitant žymėtus sulfatus.

Taigi, tiamino naikinimas gyvūnų ir žmonių audiniuose vyksta gana intensyviai, tačiau bandymai gyvūnų audiniuose aptikti fermentus, kurie specifiškai ardo tiaminą, kol kas nedavė įtikinamų rezultatų.

Bendras tiamino kiekis visame žmogaus organizme, paprastai aprūpintame vitaminu, yra apie 30 mg, o visame kraujyje - 3-16 μg%, o kituose audiniuose jo daug daugiau: širdyje - 360, kepenyse - 220, smegenyse - 160, plaučiuose - 150, inkstuose - 280, raumenyse - 120, antinksčiuose - 160, skrandyje - 56, plonojoje žarnoje - 55, storojoje žarnoje - 100, kiaušidėse - 61, sėklidėse - 80, odoje - 52 μg%. Kraujo plazmoje daugiausia randamas laisvas tiaminas (0,1 - 0,6 μg%), o eritrocituose (2,1 μg 1011 ląstelių) ir leukocituose (340 μg 1011 ląstelių) - fosforilintas. Beveik pusė vitamino yra raumenyse, 40% – vidaus organuose, 15–20% – kepenyse. Pagrindinį audinių tiamino kiekį sudaro TDF, nors odoje ir griaučių raumenyse yra gana daug vitaminų disulfidų.

Laisvas tiaminas paprastai lengvai nustatomas žarnyne ir inkstuose, o tai gali būti susiję ir su grynai metodinės tvarkos trūkumais, kadangi šie audiniai pasižymi itin dideliu fosfatazės aktyvumu ir tuo metu, kai medžiaga paimama tyrimams, gali atsirasti dalinis vitaminų esterių defosforilinimas. jau atsiranda. Kita vertus, tie patys mechanizmai gali turėti įtakos vitamino pašalinimui iš kraujo į šlapimą ar išmatas. Vitamino kiekis žmogaus išmatose yra apie 0,4-1 μg ir praktiškai nepriklauso nuo vitamino biosintezės žarnyno mikrofloroje.

Eksperimentai, atlikti su S35-tiaminu, suteikia tam tikrą supratimą apie audinių vitamino atsargų mainų dinamiką. Tiamino atsinaujinimas skirtinguose audiniuose vyksta skirtingu greičiu, o beveik visiškai neradioaktyvus vitaminas pakeičiamas radioaktyviu (vartojamu kasdien) iki 8-osios eksperimento dienos tik kepenyse, inkstuose, blužnyje ir griaučių raumenyse. . Širdyje, kasoje ir smegenų audiniuose šis procesas iki nurodytos datos nesibaigia. Šie duomenys rodo, kad vitamino kiekis audiniuose yra daug kartų didesnis nei reikalingas specifinėms TDF fermentų sistemoms aprūpinti. Matyt, nemaži vitamino kiekiai yra audiniuose, ypač širdyje ir kepenyse, jo darinių pavidalu, kurie atlieka kai kurias kitas ne kofermentines funkcijas.

Tiamino nusėdimo organizme mechanizmai

Vitamino fiksavimas audiniuose daugiausia susijęs su TDF susidarymu, kuris sudaro mažiausiai 80–90% viso organizme esančio tiamino. Tam tikras netikrumas dėl šios problemos yra susijęs su aptikimu kartu su TDF, ypač trumpais intervalais po vitamino, kitų TF ir mišrių tiamino disulfidų įvedimo. Tam tikromis sąlygomis TMP ir TTF gali pateikti nuo 10 iki 30 % vitamino. Be to, apdorojant biologinę medžiagą prieš bandymą, TTF lengvai konvertuojamas į TDF. Kaip ir kiti fosforilinti kofermentai, TDP ant baltymų fiksuojamas pirofosfato grupe. Tačiau kitos vitamino molekulės dalys taip pat atlieka ne mažiau aktyvų vaidmenį.

Tiamino fosfatų (tf) susidarymas

Tiamino fosforilinimo reakcija vyksta dėl ATP pagal bendrąją lygtį: tiaminas + ATP-> TDP + AMP.

Šios reakcijos dėsningumai buvo patvirtinti iš dalies išgrynintu tiaminkinazės preparatu iš tirpios kepenų homogenato frakcijos. Optimalus pH TDF susidarymui naudojant šį fermentinį preparatą buvo 6,8–6,9. Tiamino fosforilinimą slopino AMP ir ADP. Esant AMP susidarė tik pėdsakai, o esant ADP – labai nedideli TDP kiekiai. Jei į terpę vietoj tiamino buvo pridėta TMP, TDP susidarymas buvo slopinamas. Tiamikinazės preparatas, išgrynintas maždaug 600 kartų, buvo naudojamas vitamino fosforilinimo mechanizmui tirti naudojant pažymėtą gama-P32-ATP. Paaiškėjo, kad tiaminas visą pirofosfatų grupę gauna iš ATP.

Atliekant daugybę tyrimų su tiaminkinaze, išskirta iš mielių ir gyvūnų audinių, buvo nustatyta, kad mangano, magnio ir kobalto jonai aktyvuojasi, o kalcis, nikelis, rubidis ir geležis neslopina fermento įvairiose koncentracijose. Tie patys darbai parodė tiamino fosforilinimo galimybę kitų nukleotidų trifosfatų (GTP, ITP, UTP ir kt.) sąskaita ir tai, kad pagrindinis reakcijos produktas yra TDP ir nedidelis kiekis TMP. Р32-ATP naudojimas, kaip ir ankstesnių autorių tyrimuose, patvirtino pirofosfato grupės perkėlimo tiesiai į tiaminą mechanizmą.

Tačiau in vitro gauti rezultatai nerado visiško patvirtinimo tiriant tiamino fosforilinimą organizme ir atliekant eksperimentus su mitochondrijomis. Viena vertus, suleidus į veną tiamino, jau po 30-60 minučių gyvūnų kraujyje buvo rasta fosforu žymėtų TDF ir TTP, bet ne TMP, t.y. buvo patvirtintas pirofoforilinimo mechanizmas. Kita vertus, suleidus TMP į veną, kokarboksilazės ir transketolazės kraujo aktyvumas padidėjo greičiau nei suleidus laisvo tiamino. Kai kurie mikroorganizmai lengviau formuoja TDP iš TMP nei iš laisvo vitamino, o tiaminkinazė, anksčiau aptikta kepenyse, nerandama inkstų mitochondrijose, kuriose tiamino fosforilinimas vyksta kitaip. Vitaminų fosforilinimo mechanizmas, dalyvaujant tik ATP, ne visada atitinka paprastą visos pirofosfatų grupės perkėlimo schemą, jei tik todėl, kad kartu su TDP dideliais kiekiais randama ir kitų TF įvairiose biologinėse medžiagose, įskaitant net T-polifosfatai.

Daugybė tyrimų yra susiję su sistemų, atsakingų už tiamino fosforilinimą, lokalizacijos klausimu. Kepenys per valandą po tiamino įvedimo sulaiko 33–40% vitamino, kaupdamos įvairius jo fosforo esterius. Žymėtų vitaminų fosforilinimas vyksta skirtinguose organuose aktyvumo mažėjimo tvarka: kepenyse, inkstuose, širdyje, sėklidėse ir smegenyse. Šiuo atveju tiamino fosforo esterių radioaktyvumas mažėja tokia tvarka: TTF, TDF, TMP. Tiamino fosforilinimas yra aktyvus mitochondrijose, mikrosomose ir hialoplazmoje.

Iš aukščiau pateiktų faktų nesunku daryti išvadą, kad bendras vitaminų esterifikacijos procesų intensyvumas organizme ar atskiruose audiniuose iš esmės turėtų koreliuoti su procesų, tiekiančių ATP, aktyvumu. Pirmieji eksperimentiniai stebėjimai šiuo atžvilgiu, atlikti su kepenų homogenizacijomis arba kraujo ląstelių elementais, vėliau buvo visiškai patvirtinti. Visi kvėpavimo ir glikolizės inhibitoriai arba junginiai, kurie konkuruoja su T dėl ATP, paprastai sumažina TDP kiekį kraujyje ir audiniuose.

Atskirų grupių vaidmuo tiamino molekulėje jo surišimui audiniuose

Iki šiol susintetinta daug naujų tiamino darinių (mišriųjų disulfidų, O-benzoilo darinių ir kt.), kurie plačiai taikomi medicinos ir profilaktikos praktikoje. Naujų vitaminų preparatų privalumai, kaip taisyklė, buvo atskleisti grynai empiriškai dėl to, kad iki šiol neturime pakankamai informacijos apie tiamino asimiliacijos molekulinius mechanizmus, apie jo sąveikos su specifiniais (fermentais) ir nespecifiniais (fermentais) pobūdį. transportuojančius vitaminus) baltymus. Tikslaus šios problemos supratimo poreikį lemia plačios antivitaminų tiamino (amprolio, chlorotiamino, deoksitiamino) naudojimo gydymo tikslais perspektyvos (žr. toliau).

Naujų tiamino darinių, turinčių iš anksto nustatytas fizikines ir chemines savybes, leidžiančių kryptingai paveikti medžiagų apykaitos procesus organizme, sintezės darbai neįsivaizduojami be konkrečių idėjų apie atskirų vitamino atomų grupių ir jo darinių vaidmenį šioje srityje. Pirofosfato radikalo reikšmė specifinei TDF proteizacijai atitinkamų fermentų sudėtyje jau buvo pažymėta aukščiau. Pasirodė daug duomenų, įrodančių tiamino dalyvavimą kitose reakcijose, kurios neturi nieko bendra su vitamino kofermento funkcijomis. Galima daryti prielaidą, kad aktyvių grupių įvairovė tiamino molekulėje atitinka specialias preheidizacijos formas, kai blokuojamos ir tuo pačiu atidaromos kitos, svarbios atitinkamai funkcijai, vitamino molekulės skyriai. Iš tiesų, pirmasis proteidizacijos tipas (per pirofosfato radikalą) atitinka kofermento funkciją ir palieka 2-ąją tiazolo anglį bei pirimidino komponento amino grupę substratui. Kita vertus, akivaizdu, kad vitamino dalyvavimas redokso reakcijose ar pakartotinio fosforilinimo procesuose turėtų būti derinamas su galimybe, kad jis vienu metu funkcionuotų kaip kofermentas, nes pirmuoju atveju depoliarizacija ir būtinas tiazolo žiedo atidarymas, o antroje - laisva fosforilinto oksietilo radikalo padėtis ... Kadangi 80-90% audiniuose esančio tiamino išsiskiria tik rūgščios ir fermentinės hidrolizės metu, galima daryti prielaidą, kad visos surištos vitamino formos yra proteidizuotos būsenos, t.y. susijungusios su baltymais.

Atskirų tiamino molekulės sekcijų reikšmę šiame procese nesunku susidaryti nustačius siera pažymėto (S35) vitamino ir kai kurių jo darinių, neturinčių tam tikrų aktyvių centrų, surišimo audinyje laipsnį. pavyzdžiui, amino grupė – oksitiaminas (oksi-T), amino grupė ir oksietilo radikalas – chloroksitiaminas (XOT), ketvirtinis azotas tiazolo cikle – tetrahidrotiaminas (TT). Neliečiant iškeltos problemos detalių, galima pakankamai užtikrintai teigti, kad bent vienos vitamino molekulės vietos struktūros modifikacijos smarkiai pažeidžia (žr. lentelę) jo susiejimo su audiniais sąlygas: po 24 val. įvesti žymėti tiamino dariniai blogiau jungiasi nei vitaminas.

Šis faktas savaime rodo, kad tiamino sąveikoje su baltymais vaidmenį vaidina ne viena ar dvi, o, matyt, kelios grupės.

Tiamino difosfato kofermentinės funkcijos

Yra žinoma daug skirtingų TDF katalizuojamų reakcijų. Tačiau visus juos galima redukuoti iki kelių tipiškų variantų: paprastas ir oksidacinis alfa-keto rūgščių dekarboksilinimas, aciloino kondensacija, fosforoklastinis ketocukraus skilimas. Šiose reakcijose dalyvaujančios fermentų sistemos, matyt, yra vienijančios pagrindinius savo veikimo principus; skiriasi tik tolesnis „aktyvaus aldehido fragmento“, atsiradusio pirmuosiuose proceso etapuose, likimas. Alfa-keto rūgščių transformacijų tyrimai leido aiškiai suprasti dehidrogenazės polienzimo komplekso, turinčio TDF, dekarboksilinimo fragmento vaidmenį ir visų kitų su juo susijusių reakcijų seką.

Transketolazės (TC) sistemoje „aktyvaus aldehido“ fragmentas, be abejo, bus atstovaujamas glikolio radikalo, perkelto iš atitinkamų šaltinių (ksiluliozės-5-fosfato, fruktozės-6-fosfato, oksipiruvato ir kt.) į įvairius akceptorius (ribozę). -5-fosfatas, eritrozo-4-fosfatas, gliukozės-6-fosfatas). Fosfoketolazės reakcijoje „aktyvus glikolio“ radikalas tiesiogiai paverčiamas acetilfosfatu.

Didelė pažanga išaiškinant TDF katalizinio veikimo mechanizmą buvo pasiekta atlikus tyrimus dviem pagrindinėmis kryptimis: modelių nefermentinių sistemų sukūrimas ir įvairių tiamino analogų ar antagonistų įvedimas į fermentų sistemas. Taikant pirmąjį metodą, buvo galima parodyti, kad vitaminas B1 nefosforilintas tam tikromis sąlygomis, kai nėra baltymų, gali katalizuoti dekarboksilinimo, acetono susidarymo ir diacetilo dismutacijos reakcijas. Įvairūs eksperimentų variantai, kurių metu TDF kofermentinis aktyvumas buvo lyginamas su vitaminų antimetabolitų aktyvumu arba buvo tiriamas pridedant Reinecke druskos, bromoacetato, parachloro-gyvsidabrio benzoato ir kitų junginių, buvo įrodyta, kad kataliziškai svarbiausios grupės. tiamino molekulėje yra: siera, ketvirtinis azoto tiazolo žiedas, amino grupė pirimidino žiedo 4 padėtyje, antrasis tiazolo anglies atomas (2-C-T3), metileno tiltelis. Kai kurie aktyvieji centrai (sieros, azoto, metileno tiltas) reikalingi tik tam, kad išlaikytų tam tikrą struktūrą ir sukurtų atitinkamą elektronų tankį antrajame tiazolo anglies atome (2-C-T3), kuris yra pagrindinis katalizinis centras. Pirimidino komponento amino grupės reikšmės samprata vis dar yra prieštaringa ir neaiški.

Antrosios tiazolo anglies vertė

Pirmą kartą tiazolio druskų katalizinės savybės buvo parodytos naudojant benzoino kondensacijos pavyzdį. Tada buvo nustatyta, kad normaliomis, artimomis fiziologinėmis sąlygomis protonas lengvai atsiskiria nuo 2-C-T3, o iš tiamino susidaro dvigubas jonas, dėl kurio buvo nesunku numatyti sąveikos su alfa-keto rūgštimis mechanizmus ir tarpinio oksietiltiamino (OET) susidarymas, atitinkantis idėjas apie „aktyvų acetaldehidą“.

Sintetiniai MAE preparatai, išbandyti kaip mikrobų augimo faktoriai, turėjo 80 % aktyvumo, lyginant su vitaminu. Įrodyta, kad kai kuriems mikroorganizmams MAE susidaro kaip natūralus metabolinis produktas. Idėjos apie lemiamą 2-C-Tz vaidmenį įgyvendinant kofermentų funkcijas pasirodė gana vaisingos, nes per gana trumpą laiką buvo išskirti kai kurie TDF dariniai, atitinkantys kitus žinomus tarpinius fermentinių reakcijų produktus. : dihidroksietil-TDF ("aktyvus glikolio aldehidas" transketolazės ir fosfoketolazės reakcijose), alfa-hidroksi-gama-karboksi-propil-TDF ("aktyvus gintaro semialdehidas") ir oksimetil-TDF, kuris vaidina svarbų vaidmenį keičiantis glioksilatu ir aktyvių formilo radikalų susidarymas.

Pirimidino komponento reikšmė

Net nedideli tiamino aminopirimidino komponento pakeitimai smarkiai sumažina naujų junginių vitaminų aktyvumą. Ypatingas dėmesys šiuo atžvilgiu jau seniai buvo skiriamas amino grupei, kurią pakeitus hidroksi grupe, susidaro gerai žinomas vitamino antimetabolitas - oksi-T, kuris, fosforilintas iki difosfato, gali slopinti. tiek PD, tiek TC veikla. Kofermento aktyvumo praradimas pastebimas ir esant nedideliems aminogrupės struktūros pakitimams (metilinimas) arba paprasčiausiai pašalinus ją iš TDF.

Kritiškai išnagrinėjus didžiulę eksperimentinę medžiagą, susijusią su tiamino ar jo darinių katalizinio aktyvumo modelių ir fermentų sistemose tyrimu, mes atkreipiame dėmesį į kai kurias struktūrines katalizatoriaus ir substratų, kuriais keičiamasi, ypatybes.

Tokia savybė, būdinga kofermentui ir substratams, yra griežta nagrinėjamų reakcijų priklausomybė vienu metu nuo dviejų aktyvių centrų – nuo ​​substrato ir, matyt, nuo katalizatoriaus. Iš tiesų, visą substratų, dalyvaujančių TDF katalizuojamose reakcijose, įvairovę galima lengvai redukuoti į iš esmės vieną tipą, kurio ypatybė yra gretimas karbonilo ir hidroksilo grupių išdėstymas gretimuose anglies atomuose. Tik tarp tokių anglies atomų vyksta jungties plyšimas (tiaminolizė), dalyvaujant TDF. Tokiu atveju visada tas pats fragmentas ateityje tampa „aktyviu“, galinčiu įvairiai kondensuotis, o antrasis – „pasyviu“, galutinis reakcijos metabolitas. Tam, kad katalizinis mechanizmas veiktų, būtinas tam tikras karbonilo ir hidroksilo grupių išdėstymas.

Tiamino ir kai kurių jo darinių nefermentinis aktyvumas

Kartu su pagrindinių reakcijų, kuriose TDF vaidina katalizinį vaidmenį, mechanizmo išaiškinimas, yra daug duomenų apie aukštą kitų ne kofermentinių tiamino darinių biologinį aktyvumą. Aiškiai išryškėjo dvi tyrimų sritys: galimas įvairių vitamino fosforo esterių dalyvavimas aktyviame daug energijos turinčių fosfatų grupių pernešime (anhidridinė jungtis TDF yra didelės energijos) ir tikimybė, kad tiaminas trukdys redokso reakcijose. Kadangi specifinės tiamino turinčios fermentų sistemos, dalyvaujančios reguliuojant minėtus procesus, nežinomos, vitamino poveikis, pastebėtas šioje medžiagų apykaitos srityje, gali būti laikomas jo nespecifinių funkcijų pasireiškimu.

Tiaminofosfatai (tf)

Sukūrus turimus TDF gavimo metodus, jis buvo pradėtas plačiai išbandyti įvairiomis ligomis klinikinėje aplinkoje. Į veną suleidus 100-500 mg TDF, sergant diabetine acidoze, padidėjo piruvato, susidarančio iš gliukozės, kiekis. Panašus poveikis buvo pastebėtas sergant cukriniu diabetu, pavartojus ATP arba fosfokreatino. Raumenyse nuovargio ir poilsio metu TDP skaidymas ir resintezė vyksta maždaug pagal tuos pačius dėsnius, kurie žinomi dėl ATP ir fosfokreatino. Pokyčiai poilsio metu buvo būdingi, kai TDF kiekis viršijo pradinį lygį prieš varginantį darbą. Vargu ar galima paaiškinti padidėjusio TDP skilimo priežastis raumenų susitraukimo aktyvumo metu žinomų TDP kofermentinių funkcijų požiūriu. Nustatyta, kad po kelių valandų gyvūnams suleidus dideles TDF dozes, labai (kartais 2 kartus) padidėja labilių fosforo junginių kiekis audiniuose.

Laisvas tiaminas ir jo dariniai

Vitaminų antimetabolitų – oksi-T ir PT – įvedimas gyvūnams sukelia skirtingą medžiagų apykaitos ir fiziologinių funkcijų sutrikimų vaizdą, o tai leido daryti prielaidą, kad tiamine gali būti kelios skirtingos ar net nepriklausomos funkcijos. Skirtumas tarp šių antimetabolitų cheminiu požiūriu yra susijęs su tiolio disulfido transformacijų pašalinimu PT ir triciklių tiochromo (Tx) tipo transformacijomis oksi-T. Įvairūs autoriai jau seniai pripažino ir kritikavo tiamino katalizinio veikimo galimybę metabolizmo redokso reakcijų lygyje. Iš tiesų, skirtingas vitaminų tiekimas stipriai veikia daugelio oksidacinių fermentų aktyvumą arba sumažintų glutationo formų kiekį kraujyje. Vitaminas turi antioksidacinių savybių prieš askorbo rūgštį, piridoksiną ir lengvai sąveikauja su polifenolių hidroksi grupėmis. Dihidro-T iš dalies oksiduojamas į tiaminą mielių ir ląstelių neturinčiais ekstraktais, kristaliniais peroksidazės, tirozinazės preparatais ir nefermentiniu būdu, kai sąveikauja su kristaliniu ubichinonu, plastochinonu, menadionu.

Tiolio-disulfido virsmai

TDS buvo rasta gyvūnų audiniuose, šlapime, kraujyje, tekančiame iš kepenų, perfuzuoto vitaminu, mielėmis ir kt. Lengva TDS sąveika su cisteinu ir glutationu leido daryti prielaidą apie tiesioginio vitamino dalyvavimo tikimybę. tiolio pavidalu vykstant redokso reakcijoms organizme. Taip pat buvo įrodyta, kad šarminėje terpėje ir biologinėse sistemose vitaminas lengvai reaguoja su įvairiais tiolio junginiais, sudarydamas porinius disulfidus. Sąveikaujant su hidrochinonu, rutinu ir katechinais, tiaminas virsta TDS. Ši reakcija gali turėti ypatingą vaidmenį grįžtamajame chinonų pavertime difenoliais, pavyzdžiui, melanogenezėje viename iš tirozino virsmo melaninu etapų.

Tiamino dalyvavimas metabolizme

Alfa-keto rūgščių dekarboksilinimas mikroorganizmuose vyksta be konjugato oksidacijos, o šiam veiksmui būdingas fermentas karboksilazė skaido piruvatą iki anglies dioksido ir acetaldehido.

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

Tas pats fermentas dalyvauja keičiantis kitomis panašiai pagamintomis keto rūgštimis ir gali katalizuoti susidariusių aldehidų kondensaciją į atitinkamus aciloinus. Neoksidacinės alfa-keto rūgščių transformacijos tam tikromis sąlygomis vyksta ir gyvūnų audiniuose. Tačiau gyvūnų audiniams pagrindinis tipiškas alfa-keto rūgščių konversijos būdas yra jų oksidacinis dekarboksilinimas. Šis procesas yra susijęs su keliais junginiais (piruvatu, ketoglutaratu, glioksilatu, gama-hidroksi-alfa-ketoglutaratu) ir yra susijęs su įvairiais specifiniais fermentais.

1. Piruvo rūgšties dehidrogenazė (PD) atlieka piruvato (PC) dekarboksilinimą ir oksidaciją tarpiniais etapais, kuriuos galima apibendrinti pagal bendrą lygtį:

CH3-CO-COOH + CoA + VIRŠ CH3-CO-CoA + C02 + OVER.H2.

Taigi, reakcija kontroliuoja aerobinio angliavandenių oksidacijos procesą ir užima pagrindinę vietą angliavandenių pavertimo lipidais keliuose ir gliukozės katabolizme per citrinos rūgšties ciklą. Fermentas yra labai jautrus tiamino trūkumui visame kūne, todėl vitaminų trūkumas ir hipovitaminozė B1, kaip taisyklė, yra lydimi PC skilimo slopinimo ir atitinkamo keto rūgšties kaupimosi kraujyje ir šlapime. Pastaroji aplinkybė plačiai naudojama kaip biocheminis tiamino trūkumo rodiklis. PD reakcija taip pat turi didelę reikšmę palaikant tam tikrą aminorūgščių mainų pusiausvyrą, nes PC dalyvauja daugelyje transaminacijos reakcijų, dėl kurių jis paverčiamas aminorūgštimi alaninu.

2. Alfa-ketoglutaro rūgšties dehidrogenazė (KGD) pagrindine savo veikimo seka ir reakcijoje dalyvaujančiais kofaktoriais nesiskiria nuo PD. Tačiau pats fermentas yra sudarytas iš didesnių baltymų subvienetų, o jame esantis TDF yra glaudžiau susijęs su dekarboksilinimo fragmentu nei su analogišku AP baltymu. Ši aplinkybė pati savaime iš esmės paaiškina didesnį fermento atsparumą tiamino trūkumui organizme ir pabrėžia ŠKL katalizuojamos reakcijos svarbą gyvybiniams procesams. Iš tiesų, fermentas, kaip cikloforazės sistemos komponentas, dalyvauja oksidaciniame alfa-ketoglutaro rūgšties (CHA) pavertime sukcinil-CoA.

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

Be to, CHD kontroliuojamas CHC lygis yra svarbus nuolatiniam citrinų rūgšties ciklo ryšiui su baltymų metabolizmu, ypač transamininimo ir amininimo reakcijomis, dėl kurių susidaro glutamo rūgštis.

3. Gama-hidroksi-alfa-ketoglutaro rūgšties dehidrogenazė buvo atrasta 1963 m. Šis junginys dideliais kiekiais susidaro audiniuose iš hidroksiprolino arba iš PK ir glioksilato. Po oksidacinio dekarboksilinimo gama-hidroksi-alfa-CHC paverčiamas obuolių rūgštimi, vienu iš citrinų rūgšties ciklo tarpinių substratų. Esant tiamino trūkumui, fermentas greitai praranda savo aktyvumą, o tokiomis sąlygomis stebimas sulėtėjęs PA metabolizmas prisideda prie pernelyg didelio gama-hidroksi-alfa CHC susidarymo. Pastarasis junginys, kaip paaiškėjo, yra stiprus konkurencinis akonitazės, izocitrato dehidrogenazės ir alfa-CHC dehidrogenazės, ty trijų citrinų rūgšties ciklo fermentų, inhibitorius vienu metu. Ši aplinkybė gana gerai paaiškina anksčiau prieštaringą faktą, kai CHD kiekis esant vitamino B1 trūkumui išlieka beveik normalus, kai aiškiai slopinamas citrinų rūgšties ciklas.

4. Oksidacinis glioksilo rūgšties dekarboksilinimas, susidarant aktyviajai formilo liekanai, kuri, matyt, gali būti plačiai naudojama atitinkamose mainų reakcijose, pavyzdžiui, nukleorūgščių azotinių bazių sintezėje.

5. Fosforoklastinį ketocukrų, ypač ksiliuliozės-5-fosfato, skaidymą kai kuriuose mikroorganizmuose atlieka fermentas fosfoketolazė, turintis TDF.

Ksiluliozė-5-fosfatas + H3P04 -> fosfoglicerolio aldehidas + acetilfosfatas.

Žinomų specifinių vandenilio akceptorių nebuvimas šio fermento sudėtyje rodo, kad reakcijos metu susidaręs DOETDP vyksta intramolekulinėje oksidacijoje, iš karto ant TDF susidaro acetilo liekana, po kurios gatavas acetilas pašalinamas iš kofermento, dalyvaujant fosforui. rūgšties. Atsižvelgiant į tai, kad reakcija vyksta panašiai su fruktozės-6-fosfatu, daroma prielaida, kad angliavandenių metabolizme mikroorganizmai turi ypatingą „fosfoketolazės“ šuntą, kuriame dalyvauja transaldolazė, transketolazė, izomerazė ir epimerazė. pentozės fosfatų, aldolazės ir fruktozės difosfatazės, sutrumpina fruktozė ir gali susidaryti 3 ATP ir acetato molekulės.

Fruktozė-6-fosfatas + 2H3PO4 -> 3-acetilfosfatas.

Fermentai, panašūs į fosfoketolazę, katalizuojantys acetilfosfato susidarymą iš piruvato, taip pat buvo aptikti tam tikrų tipų mikroorganizmuose.

6. Transketolazė katalizuoja glikolaldehido radikalo perkėlimo iš ketocukrų į aldocukrų reakciją. Tipiškas ir bene svarbiausias tokio pobūdžio pavyzdys yra ksiliozės-5-fosfato sąveika su ribozės-5-fosfatu arba su eritrozo-4-fosfatu pentozės cikle. Dalyvaujant transketolazei, vyksta neoksidacinio pentozės fosfatų susidarymo iš heksozės fosfatų reakcijos arba pentozės fosfatų asimiliacijos reakcijos, kai kalbama apie gliukozės-monofosfato oksidacinio šunto veikimą. Akivaizdu, kad tokiu būdu organizmo aprūpinimo pentozės fosfatais procesai (nukleotidų, nukleorūgščių sintezė) ir NADPH2, kuris yra svarbiausias vandenilio tiekėjas daugumoje redukcinių biosintezių (riebalų rūgštys, cholesterolis, hormonai ir kt.) yra glaudžiai susiję su transketolaze. Ta pati transketolazės reakcija yra vienas iš tarpinių fotosintezės procesų etapų, priklausomai nuo nuolatinio ribulozės-1,5-difosfato regeneracijos. Įdomu pastebėti, kad DOETDP, atsirandantis transketolazės reakcijos metu, pasirodė esąs junginys, kuris alfa-keto rūgšties dehidrogenazės sistemoje oksiduojasi į glikolil-CoA. Tokiu būdu gali susidaryti glikolio rūgšties likutis, kuris vėliau naudojamas N-glikolil-neuramino rūgšties ir kitų glikolio junginių sintezei.

Antitiamino veiksniai

• vitaminų antimetabolitai
• medžiagų, kurios įvairiais būdais inaktyvuoja vitaminą tiesiogiai sąveikaudamos su juo.

Pirmoji grupė apima daugybę dirbtinai gautų tiamino analogų su įvairiomis cheminėmis jo molekulės struktūros modifikacijomis. Susidomėjimas tokiais junginiais paaiškinamas tuo, kad kai kurie iš jų pasirodė esąs galingi antiprotoziniai vaistai, o kiti sukelia gyvūnų organizmo pokyčius, kurie domina tam tikrus žmogaus medžiagų apykaitos sutrikimus.

Antrajai grupei priklauso fermentai, kurie specifiškai naikina vitaminus (tiaminazes), ir daug įvairių natūralių junginių (termostabilūs antivitamininiai faktoriai), kurie inaktyvuoja tiaminą. Antrojo tipo antivitaminai daugeliu atvejų veikia kaip patogenetiniai agentai, sukeliantys hipo- ir avitaminozes žmonėms ar gyvūnams, ir, galbūt, atlieka tam tikrą vaidmenį kaip natūralūs tiamino veikimo reguliatoriai. Klausimo svarstymas šia prasme atrodo pagrįstas dėl to, kad vitamino perteklius organizme sukelia ryškius medžiagų apykaitos sutrikimus, o kai kurias žmonių ligas lydi tiamino kaupimasis ne tik kraujyje, bet ir vidinėje. organai.

Tiamino antimetabolitai

Aukščiau išsamiai nagrinėjama pirimidino ir tiazolo komponentų reikšmė fermentinėse reakcijose ir oksietilo radikalo vaidmuo fiksuojant TDP audiniuose arba dalyvaujant refosforilinimo reakcijose. Visos trys išvardytos grupės pasirodė esančios tos vitamino molekulės dalys, kurių modifikacijos smarkiai pakeičia viso junginio biologines savybes. Iš modifikuotos tiazolo struktūros darinių detaliau ištirtas analogas, kuriame tiazolas pakeistas piridinu – PT. Šio junginio antivitamininės savybės nervinio audinio atžvilgiu gali padidėti apie 10 kartų, jei tuo pačiu metu 2"-metilo grupė pirimidine pakeičiama etilo. Galingiausias antivitaminas B1 tarp pirimidino- Modifikuotas tiamino darinys yra oksi-T ir yra maždaug 8 kartus silpnesnis nei 2" -butil-T. Norėdami gauti antimetabolitų su modifikuotu 5-hidroksietilo radikalu, mokslininkai atėjo aplinkui. Pirmiausia buvo gautas 1-(4-amino-2-p-propil-5-pirimidinil)-2-pikolino chloridas arba amprolis, kuris pasirodė esąs labai veiksmingas antikokcidinis vaistas. Tada paaiškėjo, kad jo gydomasis poveikis atsiranda dėl sutrikusios pirmuonių tiamino asimiliacijos (greičiausiai fosforilinimo). Gauti vitamino dariniai, neturintys hidroksilo 5-etilo radikaluose, tapo nauja antimetabolitų grupe, gaminama pramoniniu mastu medicininiais tikslais.

Natūralūs antivitamininiai veiksniai

Tiaminazė. Simptomai, primenantys paralyžiuojančią beriberio formą ir atsirandantys lapėms, kurios daugiausia minta žaliais karpiais, pirmą kartą aprašyti 1936 m. Netrukus buvo nustatyta, kad gyvūnų ligos priežastis buvo tiamino trūkumas, kurį sukelia tam tikrų jūrų žuvų buvimas vidaus organuose. karpių ir kitų audinių.moliuskai, augalai ir mikroorganizmai fermento, kuris specifiškai naikina tiaminą – tiaminazę. Vėliau pradėtos skirti dvi fermento formos: tiaminazė I, kuri skaido vitaminą, tuo pačiu pakeičiant tiazolą kokia nors azotine baze, ir tiaminazė II, kuri hidroliziniu būdu skaido vitaminą į pirimidiną ir tiazolą. Antroji tiaminazės forma iki šiol buvo aptikta tik mikroorganizmuose (Bac. Aneurinolyticus), tačiau pastarieji dažnai sukelia tiaminazės ligą žmonėms, atsižvelgiant į lėtinės hipovitaminozės B1 tipą.

Termiškai atsparių faktorių, kurie inaktyvuoja tiaminą, rasta žuvyse ir daugelyje augalų, ypač paparčiuose. Šie veiksniai dažnai siejami su tiaminazėmis. Yra žinoma, kad termostabilus faktorius iš karpių žarnyno sunaikina vitaminą, kaip ir tiaminazė, o pati yra hemininės prigimties medžiaga, o papartyje esantis faktorius yra 3,4-dihidroksicinamono rūgštis, kuri sudaro neaktyvius kompleksus su tiaminu.

Tiek tiamino antimetabolitai, tiek natūralūs antivitamininiai faktoriai buvo plačiai pritaikyti eksperimentiniam vitamino B1 trūkumo atkūrimui gyvūnams, o kai kurie iš jų (amprolis, chlorotiaminas) naudojami kaip vaistiniai preparatai veterinarinėje praktikoje.

Tiamino poreikis ir organizmo aprūpinimo vitaminu B1 nustatymo metodai

Sunkumai nustatant tiamino poreikį žmonėms ar gyvūnams daugiausia susiję su tuo, kad šiems tikslams neįmanoma atlikti atitinkamų pusiausvyros eksperimentų, nes didelė dalis vitamino, patenkančio į organizmą, patiria daugybę transformacijų, kurios vis dar menkai suprantamos. Šiuo atžvilgiu vienintelis kriterijus, kuris yra vitaminų kiekio racione kontrolė, yra netiesioginiai rodikliai, nustatyti analizuojant žmonių šlapimą ir kraują arba gyvūnų audinius. Nemaža dalis rekomendacijų dėl tiamino poreikio pateikiamos ir įvertinus bendrą tiriamųjų būklę: klinikinių hipovitaminozės požymių nebuvimas, kai kurių tipų funkcinių trūkumų pašalinimas papildomai skiriant vitaminus ir kt. Rusijos gyventojams, atsižvelgiant į individualius svyravimus, norma yra 0,6 mg tiamino 1000 kalorijų dienos racione. Ši dozė turėtų būti laikoma didžiausia, atsižvelgiant į žmogaus poreikį vitaminui vidutinių klimato zonų ir vidutinio fizinio krūvio sąlygomis. Tam tikrose ribose profesionalias dietų ypatybes (kalorijų kiekio padidėjimą) taikant šį metodą suteikia įvairių produktų rinkinys per dieną suvartojamame maiste. Tačiau reikia atminti, kad racione vyraujant riebalams (4 kartus prieš įprastą), tiamino poreikis sumažėja apie 15-20%, o per didelis angliavandenių vartojimas, atvirkščiai, padidina vitamino suvartojimą.

Yra žinoma, kad tiamino poreikis, palyginti su maisto kaloringumu, didėja esant fiziniam ir neuropsichiniam stresui, nėštumo ir žindymo laikotarpiu, kai organizmas yra veikiamas tam tikrų cheminių (vaistų, pramoninių nuodų) ar fizinių (aušinimo, perkaitimo, vibracijos). ir kt.) veiksniai, taip pat nuo daugelio infekcinių ir somatinių ligų. Taigi, tiamino poreikis Tolimojoje Šiaurėje yra 30-50% didesnis. Organizmui senstant, kai vitamino pasisavinimo ir intersticinės asimiliacijos sąlygos pastebimai pablogėja, poreikio apskaičiavimas turėtų būti padidintas 25-50 %, palyginti su maisto kaloringumu. Šiuolaikinės itin greitos aviacijos karštųjų cechų darbuotojų ir skrydžių personalo vitamino suvartojimas smarkiai išauga (l, 5-2,5 karto). Esant fiziologiniam stresui, kurį sukelia endogeniniai veiksniai (nėštumas, žindymas), tiamino poreikis padidėja 20-40%. Daugeliui apsinuodijimų ir ligų rekomenduojama kasdien leisti tiamino dozėmis, daug kartų didesnėmis nei fiziologinis poreikis (10-50 mg). Mažai tikėtina, kad pastaraisiais atvejais mes kalbame apie specifinį įvesto junginio vitamininį poveikį, nes kai kurios tiamino, kaip cheminio junginio, savybės gali atlikti ypatingą vaidmenį.

Paros tiamino poreikis įvairiose gyventojų grupėse miestuose, kuriuose išvystytos viešosios paslaugos
(Miestuose ir kaimuose, kuriuose viešosios paslaugos mažiau išvystytos, poreikis išauga apie 8-15 proc.
pagal darbo intensyvumą

		Tiamino poreikis mcg
Grupės	Amžius metais	Vyrai		Moterys
		normaliomis sąlygomis		normaliomis sąlygomis	su papildomu fiziniu aktyvumu
Pirmas	18 - 40	1,7	1,9	1,4	1,6
	40 - 60	1,6	1,7	1,3	1,4
Antras	18 - 40	1,8	2,0	1,5	1,7
	40 - 60	1,7	1,8	1,4	1,5
Trečioji	18 - 40	1,9	2,1	1,5	1,8
	40 - 60	1,7	1,9	1,6	1,6
Ketvirta	18 - 40	2,2	2,4	2,0	2,0
	40 - 60	2,0	2,2	1,7	1,8
Jaunuoliai	14 - 17	1,9
Merginos	14 - 17			1,7
Vyresnio amžiaus	60 - 70	1,4	1,5	1,2	1,3
Senas	70	1,3		1,1
Vaikai (be lyčių skirstymo)
Vaikai	0,5 - 1,0	0,5
Vaikai	1 - 1,5	0,8
Vaikai	1,5 - 2	0,9
Vaikai	3 - 4	1,1
Vaikai	5 - 6	1,2
Vaikai	7 - 10	1,4
Vaikai	11 - 13	1,7

Laboratoriniams gyvūnams, dažniausiai naudojamiems eksperimente, galima sutelkti dėmesį į šias tiamino poreikio reikšmes: balandžiui - 0,125 mg 100 g pašaro, šuniui - 0,027-0,075 mg, pelei - 5-10 μg, žiurkėms - 20-60 μg , katei - 50 mcg 100 g per dieną.

Taigi, lemiamas organizmo aprūpinimo tiaminu kriterijus yra vitaminų trūkumo ar nebuvimo tiriamiesiems nustatymo patikimumas. Kartu su paties vitamino apibrėžimu, svarbūs rodikliai šiuo atveju yra metabolitai (alfa-keto rūgštys), kurių mainai priklauso nuo TDF turinčių fermentų arba pačių fermentų (dehidrogenazės, transketolazės). Atsižvelgdami į klinikinių ir eksperimentinių tyrimų specifiką, trumpai panagrinėkime išvardintų rodiklių reikšmę taikant kai kurias specifines sąlygas ir analizuojamos medžiagos pobūdį.

Šlapimo tyrimas

Kaip jau buvo pažymėta, dauguma autorių laikosi tiamino trūkumo įrodymu, kad vitaminų kiekis kasdieniniame šlapime yra mažesnis nei 100 μg. Tačiau normaliai vartojant vitaminą su maistu, jo išsiskyrimas su šlapimu taip pat priklauso nuo gydymo vaistais pobūdžio (jei kalbame apie pacientą) ir inkstų šalinimo funkcijos būklės. Kai kurie vaistai gali smarkiai sumažinti, o kiti padidinti vitamino išsiskyrimą. Padidėjęs tiamino išsiskyrimas ne visada gali būti suvokiamas kaip vitamino prisotinimo požymis, nes priežastis gali būti reabsorbcijos inkstų kanalėlių aparate mechanizmų pažeidimas arba nepakankamas vitamino saugojimas dėl jo fosforilinimo procesų pažeidimo. . Kita vertus, mažą tiamino kiekį sergančių žmonių šlapime gali lemti ne jo trūkumas, o dalinis maisto, kuriame yra atitinkamai mažesnis vitamino kiekis, suvartojimo ribojimas. Šiuo atžvilgiu, norint gauti papildomos informacijos apie intersticinio tiamino metabolizmo būklę, gana plačiai paplitęs šlapimo tyrimo metodas po parenterinių apkrovų. Patogu atlikti tris kartus apkrovą, remiantis 0,5 mg vitamino doze 1 kg paciento svorio, apvalinant svorį iki dešimčių kilogramų.

Visi tiamino nustatymo metodai turi būti patikrinti, ar jų pagalba gautos vertės yra atkuriamos, jei pacientų šlapime yra vaistų. Pavyzdžiui, žinoma, kad salicilatai, chininas ir kiti vaistai gali sukelti papildomą fluorescenciją, trukdydami teisingai interpretuoti fluorimetrinius duomenis, o PASK, tiesiogiai sąveikaudamas su fericinidu, smarkiai sumažina tiochromo išeigą. Eksperimentinėmis sąlygomis patogus tiamino pasiūlos rodiklis yra piruvato (PC) kiekio šlapime nustatymas. Reikia atsiminti, kad tik ryškias B1 hipovitaminozės formas lydi ryškus šios keto rūgšties, kuri dažniausiai apibrėžiama kaip bisulfitą surišančios medžiagos (BSB), kaupimasis. Esant patologinėms būsenoms, ypač kalbant apie sergančius žmones, BSV lygis, kaip ir paties PC kiekis šlapime, kinta labai plačiame diapazone, priklausomai nuo angliavandenių apykaitos intensyvumo, o pastarąjį kontroliuoja didelis skaičius. įvairių veiksnių, tiesiogiai nesusijusių su tiaminu. BSV ar PC lygio šlapime rodikliai tokiose situacijose turėtų būti naudojami tik kaip papildomi duomenys.

Kraujo tyrimas

Pagrindinė kraujyje esančio vitamino forma yra TDF. Sveikiems žmonėms įvairiais metodais atlikti nustatymai duoda vidutiniškai tokias pačias vertes, tačiau svyravimai yra gana dideli (4-12 μg%). Kaip patikimas vitamino trūkumo požymis, jei sutelksime dėmesį tik į šį rodiklį, galima laikyti tik mažesnes nei 2–4 μg reikšmes. Vien bendro tiamino apibrėžimas yra mažiau priimtinas. Paprastai tai nesukelia didelės klaidos, nes laisvo vitamino yra labai mažai - 0,3–0,9 μg%. Jo kiekis kraujo serume gali smarkiai padidėti, pablogėjus inkstų išskyrimo funkcijai esant hipertenzijai arba dėl vitaminų fosforilinimo proceso pažeidimo. Jei šių apribojimų nėra, galime manyti, kad tiamino kiekis kraujyje tinkamai atspindi organizmo aprūpinimą juo.

Tiriant kraują, taip pat šlapimą, plačiai naudojamas PC koncentracijos nustatymas. Šiems tikslams svarbu naudoti konkretesnį metodą (fermentinį, chromatografinį), nes reakcijos su bisulfitu arba salicilo aldehidu duoda pervertintus rezultatus. Jei kompiuteris yra pasiryžęs charakterizuoti pacientų vitaminų apykaitą, reikia atsižvelgti į daugybę su šiuo vitaminu nesusijusių, bet aktyviai medžiagų apykaitą, taigi ir PC lygį organizme veikiančių, faktorių. Taigi, PC kraujo kiekio padidėjimas stebimas įvedus adrenalino, AKTH, fizinio krūvio metu, elektros ir insulino šokas, vitaminų A ir D trūkumas, daugelis infekcinių ir kitų ligų, kai dažnai sunku įtarti trūkumą. tiamino. Eksperimentas parodė, kad kai kuriais atvejais PC lygis kraujyje labiau koreliuoja su hipofizės – antinksčių žievės sistemos hiperfunkcija nei su organizmo aprūpinimu vitaminais.

Kadangi yra sunku nustatyti tikrąją tiamino metabolizmo būklę pagal paties vitamino kiekį arba keto rūgščių kiekį kraujyje, šiems tikslams galima naudoti TDP turinčių fermentų aktyvumo nustatymą, ypač , eritrocitų transketolazė (TC). Šio fermento atveju net nedideli kofermento koncentracijos pokyčiai pastebimai veikia visos sistemos veiklą. Stebėjimai klinikoje ir profilaktinių gyventojų apžiūrų metu, eksperimentai su gyvūnais patvirtina labai didelį MC jautrumą net ir nedideliam vitaminų trūkumui. Fermentas reaguoja net tada, kai PC ar paties vitamino kiekio pokyčiai kraujyje nėra orientaciniai. Siekiant didesnio tikslumo, dabar naudojamas papildomo MC, pridėto in vitro į eritrocitų hemolizato TDF, aktyvinimo metodas. TC stimuliavimas iki 15% pradinio aktyvumo imamas atitinkamu greičiu, nuo 15 iki 25% - hipovitaminozė, daugiau nei 20-25% - vitaminų trūkumas.

Vitaminų balanso ir tiamino metabolizmo pažeidimas

XIX amžiaus ir XX amžiaus pradžioje Tolimųjų Rytų šalyse paplitusi liga (beriberi), kuri yra klasikinė vitamino B1 trūkumo forma, dabar yra daug rečiau paplitusi. Yra trys beriberi formos, atitinkančios ryškiausias ligos apraiškas:

• sausas, arba paralyžiuotas (vyrauja neurologiniai pažeidimai – parezė, paralyžius ir kt.);
• edeminis (pažeidimai pastebimi daugiausia kraujotakos aparato dalyje);
• ūminis arba širdies (greitai baigiasi mirtimi dėl sunkaus dešiniojo skilvelio nepakankamumo).

Praktikoje išvardytos formos gryna forma yra retos, pastebimi jų daliniai perėjimai. Šiuolaikinėmis sąlygomis dažniausiai susiduriama su įvairaus gylio B1 hipovitaminoze. Pastarųjų simptomai, kaip taisyklė, yra gana bendri (dusulys, širdies plakimas, skausmas širdies srityje, silpnumas, nuovargis, apetito stoka, bendro atsparumo kitoms ligoms sumažėjimas ir kt.) ir negali būti visiškai. pripažintas kaip būdingas nepakankamumui tik tiaminas, kaip ir daugelyje kitų hipovitaminozių. Iš esmės reikia dar kartą konstatuoti, kad išvardintus simptomus galima priskirti hipovitaminozei B1 galiausiai tik remiantis specialiais biocheminiais tyrimais (žr. aukščiau). Atskirai reikia atsižvelgti į antrinę B1 hipovitaminozę, atsirandančią dėl disbalanso ar vitaminų apykaitos. Pirmajai grupei turėtų būti priskirti atvejai, kai padidėja vitamino suvartojimas įprasto vartojimo metu su maistu (tirotoksikozė ir kai kurios kitos ligos, angliavandenių perteklius maiste), sutrikusi jo absorbcija iš virškinimo trakto arba padidėjęs vitamino išsiskyrimas su šlapimu po ilgalaikio vartojimo. diuretikų vartojimas. Antrąją sutrikimų grupę dauguma autorių sieja su tiamino intersticinio fosforilinimo ar jo proteidizacijos procesų susilpnėjimu, pavyzdžiui, naudojant izonikotino rūgšties hidrazidus terapijoje arba esant baltymų badui.

Aukščiau išvardytų priežasčių įvairovė (iš esmės endogeninės eilės) lemia tiamino trūkumo vystymąsi, kuris daugiausia pašalinamas esant pirmai sutrikimų grupei papildomai vartojant vitaminą padidintomis dozėmis. Antrojo tipo hipovitaminozė dažnai netinka tiesioginei vitaminų terapijai ir reikalauja iš anksto pašalinti pradinius pagrindinius paties tiamino metabolizmo sutrikimus arba į organizmą įvesti kofermento darinius.

Tokių skirtingų etiologiškai skirtingų tiamino tiekimo organizme sutrikimo formų sujungimas į vieną vadinamosios endogeninės hipovitaminozės grupę, atrodo, nėra visiškai sėkmingas. Medžiagų apykaitos sutrikimams labiau tinka terminas „disvitaminozė“, tai yra tiesiog pareiškimas apie vitamino metabolizmo pažeidimo faktą, kai organizme jo suvartojama normaliai, pakankamai. Kažkas panašaus pastebima, kai vitaminai konkuruoja tarpusavyje, kai per didelis vieno iš vitaminų vartojimas slopina kito mainus ir proteizaciją.

Tiamino ir jo darinių naudojimas profilaktikai ir gydymui

Indikacijos ir kontraindikacijos tiaminoterapijai

Pagrindžiant pagrindinius vitamino ar jo darinių terapinio vartojimo principus, reikia vadovautis keliomis prielaidomis. Tuo atveju, kai kalbama apie vitaminų trūkumo ar hipovitaminozės tipo trūkumą, gydymas atliekamas pagal įprastas pakaitinės terapijos taisykles. Situacija yra sudėtingesnė su disvitaminoze, kuri atsiranda bet kokio patologinio proceso fone arba dėl įvairių egzogeninių veiksnių (vaistų, cheminių nuodų, fizinių veiksnių ir kt.) poveikio tiamino metabolizmui, kai sėkmė daugiausia priklauso nuo etiotropinio gydymo ar tinkamų vitaminų preparatų (kokarboksilazės, disulfido darinių) naudojimas. Analizuojant turimus duomenis, galima daryti prielaidą, kad prielaidos gydyti tiaminą yra įvairių etiologinių virškinamojo trakto, kepenų, neuropsichiatrinių ligų, širdies ir kraujagyslių nepakankamumo, hipotenzijos, reumato pažeidimams. Praktinė patirtis pateisina vitamino vartojimą sergant rachitu, lėtiniu tonzilitu, daugeliu odos ir infekcinių ligų, cukriniu diabetu, hipertireoze, tuberkulioze. Pakankamai pagrįstas profilaktinis tiamino skyrimas sportininkams, pilotams numatomų perkrovų išvakarėse, darbuotojams, dirbantiems su pramoniniais nuodais (anglies monoksidu, amoniaku, azoto oksidais ir kt.), akušerinėje praktikoje gimdymo išvakarėse ir kitais atvejais.

Antroji tiamino terapijos pagrindimo kryptis gali būti atsižvelgimas į žinomas šio vitamino biochemines funkcijas. Šiuo atveju klausimas turi būti išspręstas remiantis konkrečiais duomenimis apie tų medžiagų apykaitos procesų pažeidimą paciento organizme, kuriuos galime ištaisyti įvedant vitaminą. Iš esmės turėtume kalbėti apie tiamino kofermentinį ir nekofermentinį aktyvumą, ty apie jo funkcijas, kurios išsamiai aptartos aukščiau. Iš pradžių pagrindinės indikacijos tiamino vartojimui sergant įvairiomis ligomis buvo avitaminozei būdingi simptomai: neuritas, neuralgija, paralyžius, įvairios etiologijos skausmai, nervų ir širdies veiklos sutrikimai. Šiuo metu, pagrindžiant vitaminų terapijos poreikį, jie daugiausia remiasi medžiagų apykaitos sutrikimais (acidoze, diabetine koma, piruvatemija, nėščiųjų toksemija).

Tiaminas vartojamas esant periferiniam neuritui, bendriems sutrikimams dėl netinkamos mitybos, anoreksijai, Wernicke encefalopatijai, vitaminų trūkumui, lėtiniam alkoholizmui, alkoholiniam neuritui, širdies ir kraujagyslių nepakankamumui, virškinamojo trakto sutrikimams gydyti.

Visoms šioms ligoms (išskyrus Wernicke encefalopatiją) gydyti tiaminas vartojamas maždaug vienodai enteriniu ir parenteriniu būdu, jo dozė svyruoja nuo 5 iki 100 mg per parą. Šiuo metu klinikinėje praktikoje plačiai naudojami kai kurie vaistiniai vitamino preparatai: tiamino fosfatai (TF) ir disulfido dariniai. Sukūrus paprastą TF, kaip terapinės medžiagos, sintezės metodą, vadinamoji kokarboksilazė (TDF) greitai išpopuliarėjo. TDF įvedimo į medicinos praktiką priežastis buvo gerai žinomas šio konkretaus vitamino darinio kofermentinio aktyvumo faktas. Be to, TF toksiškumas yra 2,5–4 kartus mažesnis nei laisvojo tiamino. Yra dar vienas reikšmingas TF privalumas – pilnesnis virškinamumas. Taigi žmonėms po ekvimolinių tiamino, TMP ir TDF injekcijų į raumenis vitamino kiekis šlapime per 24 valandas buvo atitinkamai 33, 12 ir 7% suvartotos dozės.

TF vartojimas veiksmingiausias, kai būtina atlikti vitaminų terapiją pacientams, kurių fosforilinimo procesai susilpnėję. Taigi, sergant plaučių tuberkulioze, tiamino injekcijos yra neveiksmingos: per dieną su šlapimu gali pasišalinti iki 70% vitamino. Jei pacientai gavo lygiavertes TDF dozes, tai vitamino išsiskyrimas iš organizmo buvo mažesnis – 11 proc. Vartojant parenteraliai, ypač į veną, TDF sukelia metabolinį poveikį, kuris nepastebimas po laisvo vitamino injekcijų. Labai dažnai TDF sukelia poslinkius, panašius į tuos, kurie stebimi vartojant ATP arba fosfokreatiną.

Daugiausiai duomenų yra susiję su TDF vartojimu sergant cukriniu diabetu ir širdies ir kraujagyslių nepakankamumu. TDF vartojimas (50-100 mg į veną) smarkiai sumažino mirtingumą nuo diabetinės komos ir pasirodė esąs labai veiksmingas gydant acidotines sąlygas. TDF ne tik sustiprina insulino poveikį, bet ir kai kuriems pacientams pašalina atsparumą insulinui. Kartu su tradicinių cukrinio diabeto sunkumą apibūdinančių rodiklių normalizavimu (glikemija, gliukozurija, ketozė), TDF turi ryškų normalizuojantį poveikį cholesterolio ir fosfolipidų kiekiui Corvi. Esant širdies ir kraujagyslių nepakankamumui, net vienkartinės TDF injekcijos greitai normalizuoja padidėjusį piruvato ir pieno rūgšties kiekį pacientų kraujyje.

TDF ženkliai suaktyvina miokardo maistinių medžiagų pasisavinimą iš kraujo, greitai pagerindamas elektrokardiogramos parametrus. Panašus TDF veikimas plačiai naudojamas gydant įvairius širdies funkcinius sutrikimus (ekstrasistolija, kai kurios aritmijos formos). Išreikšti teigiami elektrokardiogramos rodiklių pokyčiai sergant ateroskleroze, hipertenzija, kai kuriomis endokrininėmis ir inkstų ligomis, miokardo infarktu, širdies vožtuvų defektais tais atvejais, kai pagrindinis patologijos veiksnys buvo širdies trofizmo pažeidimas. Taip pat įrodyta, kad TDF yra veiksmingesnis už tiaminą sergant periferinės ir centrinės nervų sistemos ligomis, išsėtine skleroze, bronchine astma ir daugeliu kitų ligų.

Taip pat paplito įvairūs vitamino disulfidiniai dariniai, kurių veiksmingumas paaiškinamas geresniu disulfidinių formų pasisavinimu žarnyno trakte. Vienu iš šių darinių privalumų laikomas žymiai mažesnis toksiškumas, lyginant su tiaminu.

Šaltiniai

Juoda duona, grūdai, žirniai, pupelės, mėsa, mielės.

Kasdienis reikalavimas

Struktūra

Tiamino sudėtyje nustatomas pirimidino žiedas, sujungtas su tiazolo žiedu. Vitamino kofermento forma yra tiamino difosfatas.

Vitamino B1 struktūra

Tiamino difosfato struktūra

Metabolizmas

Rezorbuojamas plonojoje žarnoje kaip laisvas tiaminas. Vitaminas fosforilinamas tiesiogiai tikslinėje ląstelėje. Apie 50 % viso B 1 yra raumenyse, apie 40 % – kepenyse. Vienu metu organizme yra ne daugiau kaip 30 vitamino paros dozių.

Biocheminės funkcijos

1. Dalis tiamino difosfatas(TDF), kuri

Reakcijos, susijusios su tiamino difosfatu, pavyzdys (pentozės fosfato kelias)

2. Dalis tiamino trifosfatas, kuris dar nebuvo pakankamai ištirtas. Yra išsklaidyta informacija apie TTF dalyvavimą perduodant nervinius impulsus, generuojant ląstelinį signalą, ląstelių bioelektrogenezės reakcijose, reguliuojant jonų kanalų aktyvumą.

Hipovitaminozė B1

Priežastis

Pagrindinė priežastis yra trūkumas vitaminas maiste, perteklius alkoholio-turintys gėrimų, kurie mažina pasisavinimą ir padidina vitamino išsiskyrimą, arba angliavandeniai maisto produktai, didinantys tiamino poreikį.

Taip pat hipovitaminozės priežastis gali būti žalios žuvies (menkės, upėtakio, silkės), žalių austrių vartojimas, nes jose yra antivitamino – fermento. tiaminazė naikinantis vitaminą. Žmogaus žarnyne yra bakterijų tiaminazė.

Klinikinis vaizdas

Liga „beriberi“ arba „kojų pančiai“ – tai virškinimo, širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemų medžiagų apykaitos pažeidimas dėl nepakankamos energijos ir plastinės apykaitos.

Iš nervinio audinio pusės pastebima:

• polineuritas: sumažėjęs periferinis jautrumas, kai kurių refleksų praradimas, skausmas išilgai nervų,
• encefalopatija:
  - Wernicke sindromas – sumišimas, sutrikusi koordinacija, haliucinacijos, regos sutrikimas,
  – Korsakovo sindromas – retrogradinė amnezija, nesugebėjimas įsisavinti naujos informacijos, šnekumas.

Iš šono širdies ir kraujagyslių sistemos yra širdies ritmo pažeidimas, skausmas širdyje ir jo dydžio padidėjimas.

V virškinimo trakto sutrinka sekrecinė ir motorinė funkcija, atsiranda žarnyno atonija, užkietėja viduriai, dingsta apetitas, sumažėja skrandžio sulčių rūgštingumas.