Thiamin

Thiamin ( vitamín B1 ; starý název je aneurin ) je organická heterocyklická sloučenina , ve vodě rozpustný vitamín , který odpovídá vzorci C12H17N4OS . Bezbarvá krystalická látka, vysoce rozpustná ve vodě, nerozpustná v alkoholu (existuje i v tucích rozpustný analog vitaminu B1 (thiamin) - benfotiamin ). Vodné roztoky thiaminu v kyselém prostředí odolávají zahřívání na vysoké teploty bez snížení biologické aktivity. V neutrálním a zejména v zásaditém prostředí se naopak vitamin B1 při zahřívání rychle ničí. [1] Dosud jsou v lidském těle známy čtyři formy thiaminu: nefosforylovaný thiamin, thiaminmonofosfát, thiamindifosfát a thiamintrifosfát. Thiamindifosfát je nejrozšířenější formou thiaminu.

Thiamin, lépe známý jako vitamin B 1 , hraje důležitou roli v metabolismu sacharidů, tuků a bílkovin. Lidské tělo dokáže uložit do tkání až 30 mg thiaminu. Thiamin se koncentruje hlavně v kosterních svalech. Dalšími orgány, ve kterých se nachází, jsou mozek, srdce, játra a ledviny. Látka je nezbytná pro normální růst a vývoj a pomáhá udržovat správnou činnost srdce, nervové a trávicí soustavy. Thiamin, jako sloučenina rozpustná ve vodě, se v těle neukládá a nemá toxické vlastnosti. Nedostatek thiaminu, ke kterému dochází při špatné výživě a nadměrné konzumaci alkoholu, vede k Wernicke-Korsakoffovu syndromu a beri-beri. Tyto poruchy jsou charakterizovány poruchami nervového systému, které lze zvrátit vysokým příjmem thiaminu a vhodnou dietou.

Historie

Christian Aikman navrhl existenci paralytického jedu v endospermu rýže a přítomnost tělu prospěšných látek v rýžových otrubách, léčících nemoc beriberi . Za výzkum, který vedl k objevu vitamínů, obdržel Aikman v roce 1929 Nobelovu cenu za medicínu. V roce 1911 Casimir Funk získal z rýžových otrub biologicky aktivní látku, kterou nazval vitamin, protože její molekula obsahovala dusík.

V čisté formě jej poprvé izoloval B. Jansen v roce 1926 .

Fyzikální a chemické vlastnosti

Thiamin je vysoce rozpustný ve vodě. V kyselých vodných roztocích je velmi odolný vůči zahřívání, v alkalických rychle kolabuje.

Molekula obsahuje dva kruhy spojené methylenovou vazbou: pyrimidin a thiazol.

Metabolická role a metabolismus

V přírodě je thiamin syntetizován rostlinami a mnoha mikroorganismy. Většina zvířat a lidí nedokáže thiamin syntetizovat a získat z potravy. Všechna zvířata, s výjimkou přežvýkavců, potřebují thiamin, protože bakterie v jejich střevech syntetizují dostatečné množství vitamínu.

Absorbovaný ze střeva je thiamin fosforylován a přeměněn na thiaminpyrofosfát.

Thiaminpyrofosfát ( TPP ), aktivní forma thiaminu, je koenzym komplexů pyruvátdekarboxylázy a α-ketoglutarátdehydrogenázy a také transketolázy . První dva enzymy se podílejí na metabolismu sacharidů, transketoláza funguje v pentózofosfátové dráze , účastní se přenosu glykoaldehydového radikálu mezi keto a aldosacharidy. TPP je syntetizován enzymem thiaminpyrofosfokinázou , hlavně v játrech a mozkové tkáni. Reakce vyžaduje přítomnost volného thiaminu, Mg 2+ iontů a ATP . TPP také působí jako koenzym pro dehydrogenázu kyseliny γ-hydroxyglutarové a pyruvátdekarboxylázu v kvasinkových buňkách.

Další deriváty thiaminu jsou:

• Thiamintrifosfát , nalezený v bakteriích, houbách, rostlinách a zvířatech [2] , v E. coli hraje roli signální molekuly v reakci na hladovění aminokyselin [3] .
• Adenosinethiamin difosfát  – se hromadí v E. coli v důsledku uhlíkového hladovění [4] .
• Adenosin thiamintrifosfát  – v malém množství se vyskytuje v játrech obratlovců, jeho funkce není známa [5] .

Hypovitaminóza

Systémový nedostatek thiaminu je příčinou řady těžkých poruch, přední místo v nich zaujímají léze nervového systému. Komplex důsledků nedostatku thiaminu je známý jako beri -beri nemoc a Korsakoff-Wernicke syndrom.

Rozvoj nedostatku thiaminu je zpravidla spojen s podvýživou. To může být způsobeno nedostatečným příjmem thiaminu s jídlem nebo k tomu může dojít v důsledku nadměrné konzumace potravin obsahujících významné množství antithiaminových faktorů. Takže čerstvé ryby a mořské plody obsahují značné množství thiaminázy , která vitamín ničí; čaj a káva inhibují vstřebávání thiaminu.

U beri-beri je pozorována slabost, ztráta hmotnosti, svalová atrofie, neuritida, duševní poruchy, poruchy trávicího a kardiovaskulárního systému, rozvoj parézy a paralýzy.

Jednou z forem beri-beri, vyskytující se hlavně ve vyspělých zemích, je Gaye-Wernickeův syndrom (jinak Wernicke-Korsakovův syndrom), který se vyvíjí s alkoholismem .

Wernicke-Korsakoffův syndrom je potenciálně smrtelná neurologická porucha, která se nejčastěji vyskytuje u alkoholiků. Alkohol přímo ovlivňuje mechanismy fosforylace / defosforylace thiaminu, což vede k silnému poklesu koncentrace aktivní formy thiaminu.

Wernickeho encefalopatie a Korsakovova psychóza jsou dvě samostatné diagnózy. Tento syndrom způsobuje poškození mozku ve třetí a čtvrté komoře, thalamu a mammilárních orgánech. Progrese onemocnění vede k psychóze a trvalému poškození v oblastech mozku spojených s pamětí. Příznaky Korsakoff-Wernicke encefalopatie zahrnují:

• zmatenost a ztráta duševní aktivity, která může přejít do kómatu;
• ztráta svalové koordinace (ataxie);
• abnormální pohyby očí, dvojité vidění;
• neschopnost vytvářet nové vzpomínky;
• ztráta paměti.

Léčba Wernickeho encefalopatie zahrnuje intravenózní podávání thiaminu po dobu 3 až 5 dnů, po kterém následuje vysoká účinnost komplexu B-vitamínů, zatímco zlepšení pokračuje.

Při narušení metabolismu thiaminu je primárně narušena oxidativní dekarboxylace α-ketokyselin a částečně blokován metabolismus sacharidů. U pacientů s beriberi dochází k akumulaci neúplně oxidovaných metabolických produktů pyruvátu, které působí toxicky na centrální nervový systém a způsobují rozvoj metabolické acidózy. Vlivem rozvoje energetického deficitu klesá účinnost iontových gradientových pump včetně buněk nervové a svalové tkáně. Je narušena syntéza mastných kyselin a přeměna sacharidů na tuky. Zvýšený katabolismus bílkovin vede k rozvoji svalové atrofie a u dětí k opoždění fyzického vývoje. Vzhledem k obtížnosti tvorby acetyl CoA z kyseliny pyrohroznové trpí proces acetylace cholinu.

Experimentální studie deprivace thiaminu u myší vedly k nedostatku energie v játrech, zvýšení hladiny laktátu a snížení transkripce genů spojených s metabolismem lipidů a glukózy [6] .

Hypervitaminóza

Hypervitaminóza pro thiamin je extrémně vzácná. Parenterální podání vitaminu B 1 ve velké dávce může způsobit anafylaktický šok díky schopnosti thiaminu způsobit nespecifickou degranulaci žírných buněk . Thiamin ve farmakologických dávkách (od 30 mg) v tabletách inhibuje cholinesterázu a histaminázu , což způsobuje odpovídající syndromy. Také způsobuje nedostatek mědi, vitamínů B 2 a B 3 v krvi . Levodopa postupně způsobuje hypervitaminózu B1 (možná proto se nejprve zlepší levodopa a poté dříve nevysvětlitelné zhoršení). U fotodermatózy a SLE je vždy zaznamenáno zvýšené pozadí B 1 a nedostatek B 6 , zejména po spálení sluncem.

Distribuce v potravinách

Hlavní množství thiaminu člověk přijímá z rostlinných potravin. Rostlinné potraviny bohaté na thiamin jsou celozrnný pšeničný chléb , sójové boby , fazole , hrášek a špenát . Menší obsah thiaminu v bramborách , mrkvi , zelí . Z živočišné potravy se vylučují játra , ledviny , mozek , vepřové maso , hovězí maso , nachází se i v kvasnicích . Jeho mléko obsahuje asi 0,5 mg/kg. [7] Vitamin B 1 je syntetizován některými typy bakterií, které tvoří mikroflóru tlustého střeva.

Normy spotřeby thiaminu (vitamín B1)

Uvolňovací formuláře

• tablety 2 mg, 5 mg, 10 mg (thiaminchlorid);
• tablety 2,58 mg, 6,45 mg, 12,9 mg (thiaminbromid);
• potahované tablety 100 mg (thiaminchlorid);
• kapsle 100 mg

Poznámky

1. ↑ B. F. Korovkin. Biologická chemie. — 1998.
2. ↑ Makarchikov AF, Lakaye B., Gulyai IE, Czerniecki J., Coumans B., Wins P., Grisar T a Bettendorff L. Aktivity thiamintrifosfátu a thiamintrifosfatázy : od bakterií k savcům  (anglicky)  // Cell. Mol. Life Sci: Journal. - 2003. - Sv. 60 . - S. 1477-1488 . - doi : 10.1007/s00018-003-3098-4 .
3. ↑ Lakaye B., Wirtzfeld B., Wins P., Grisar T a Bettendorff L. Thiamintrifosfát, nový signál potřebný pro optimální růst Escherichia coli během hladovění aminokyselin  //  J. Biol. Chem.  : deník. - 2004. - Sv. 279 . - S. 17142-17147 . - doi : 10.1074/jbc.M313569200 . — PMID 14769791 .
4. ↑ Bettendorff L., Wirtzfeld B., Makarchikov AF, Mazzucchelli G., Frédérich M., Gigliobianco T., Gangolf M., De Pauw E., Angenot L a Wins P. Objev přírodního thiaminadeninového nukleotidu  (neopr.)  // Nature Chem. Biol.. - 2007. - T. 3 . - S. 211-212 . - doi : 10.1038/nchembio867 .
5. ↑ Frédérich M., Delvaux D., Gigliobianco T., Gangolf M., Dive G., Mazzucchelli G., Elias B., De Pauw E., Angenot L., Wins P. a Bettendorff L. Thiaminylované adeninové nukleotidy – chemické syntéza, strukturní charakterizace a přirozený výskyt FEBS J.  (anglicky)  : journal. - 2009. - Sv. 276 . - str. 3256-3268 . - doi : 10.1111/j.1742-4658.2009.07040.x .
6. ↑ Alain de J. Hernandez-Vazquez, Josue Andres Garcia-Sanchez, Elizabeth Moreno-Arriola, Ana Salvador-Adriano, Daniel Ortega-Cuellar. Deprivace thiaminu způsobuje jaterní deficit ATP a metabolické a genomické účinky u myší: Nálezy jsou paralelní s nálezy nedostatku biotinu a mají důsledky pro energetické poruchy  // Journal of Nutrigenetics and Nutrigenomics. — 2017-02-18. - T. 9 , ne. 5-6 . - S. 287-299 . — ISSN 1661-6758 . - doi : 10.1159/000456663 . Archivováno z originálu 24. března 2017.
7. ↑ Zdroje vitaminu B1. Jaké potraviny obsahují vitamín B1 (nepřístupný odkaz) . Datum přístupu: 12. prosince 2010. Archivováno z originálu 24. listopadu 2010. (neurčitý) 
8. ↑ Thiamin. . Získáno 3. března 2013. Archivováno z originálu 26. března 2013. (neurčitý)

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velký Rus okolo světa Britannica (online)
V bibliografických katalozích	BNF : 12460376f J9U : 987007543710105171 LCCN : sh85143962 NDL : 00572952