загрузка...

Витамин В1 (тиамин)

Витамин В1, (тиамин, антиневритный) был первым кристаллическим витамином, выделенным К. Функом в 1912 г. Позже был осуществлен его химический синтез. Наряду с аминогруппой витамин В1, содержит атомы серы, поэтому он был назван тиамином.

Химическое строение. В основе формулы витамина В1 лежат два кольца пиримидина и тиазола, соединенные метиленовой группой (- СН2-). Активная форма образуется путем фосфорилирования тиамина в присутствии АТФ с образованием сначала тиаминмонофосфата, а затем - тиаминпирофосфата (ТПФ) или кокарбоксилазы (рис. 9).

Физико-химические свойства.

В кристаллическом виде тиамингидрохлорид имеет вид бесцветных игл хорошо растворимых в воде (1 г/мл), ледяной уксусной кислоте, этиловом спирте, но не растворимых в хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире, ацетоне. Водные растворы тиамина имеют кислую реакцию (рН 1% водного раствора составляет 3,58).

Витамин В1 чувствителен к действию восстановителей. Продукты восстановления тиамина биологически неактивны. Тиамин неустойчив к действию солнечного света. Под действием ультрафиолетовых лучей он

- 37 -

Отредактировал и опубликовал на сайте ■ PRESS! ( HERSON )


распадается, теряя биологическую активность. Термолабилен, нагрев в течение 15 минут при 1200 С вызывает его полное разрушение. Термическая обработка пищи ведет к разрушению витамина.

Метаболизм. В пищеварительном тракте различные формы пищевого тиамина подвергаются гидролизу с образованием свободного тиамина, который как путем простой диффузии, так и активного транспорта всасывается в тонком кишечнике. Часть тиамина расщепляется тиаминазой кишечных бактерий. При физиологических концентрациях, которые создаются в просвете кишечника человека и составляют ниже 2 мкМ, тиамин адсорбируется клетками эпителия с помощью опосредованного белком- переносчиком процесса. Этот процесс не зависит от ионов Na+ и К+ и протекает по механизму тиамин/Н+-антипорта. При более высоких концентрациях (> 2 мкМ) тиамин попадает в энтероциты главным образом в результате пассивной диффузии. Описанные свойства характерны и для систем транспорта тиамина в других органах и тканях млекопитающих.

Всасывание тиамина лимитировано - за сутки усваивается около 2 - 5 мг (максимум до 15 мг), поэтому прием его в больших дозах нецелесообразен. При заболеваниях желудочно-кишечного тракта всасывание тиамина снижается, и требуется парентеральное введение препарата.

Всосавшийся витамин поступает в печень (главное депо), где фосфо- рилируется - присоединяется пирофосфат (-Р-Р) с помощью фермента ти- аминфосфокиназы до тиаминдифосфата (тиаминпирофосфата). Параллельно в небольшом количестве образуются тиаминмонофосфат и тиамин- трифосфат. Но основной активной формой витамина В1 является тиаминдифосфат - тиаминпирофосфат (кокарбоксилаза). При парентеральном введении больших доз витамина В1, активность фермента тиаминфосфоки- назы может снизиться. Считается доказанным, что в тканях млекопитаю
щих тиаминмонофосфат образуется исключительно при гидролизе тиаминдифосфата. Никаких специализированных путей или ферментов биосинтеза монофосфата в клетках не обнаружено.

Часть свободного тиамина, не задержавшаяся в печени, поступает в общий кровоток и проникает в другие органы и ткани, где также фосфори- лируется. Через гематоэнцефалический барьер тиамин и тиаминмонофосфат проникают с помощью активного транспорта. Тиаминмонофосфат может также поглощаться клетками других тканей при участии переносчика восстановленного фолата.

Тиаминдифосфат, синтезированный de novo, занимает центральное положение в метаболизме фосфорных эфиров тиамина в клетке. Основная его масса транспортируется в митохондрии, где включается в пируват- и 2- оксоглутаратдегидрогеназный комплексы, а также дегидрогеназный комплекс а-кетокислот с разветвленной цепью. Другая часть связывается с цитозольной транскетолазой. Транспорт тиаминдифосфата в митохондрии печени крыс опосредован белком-переносчиком с Км 20 мкМ. В матриксе митохондрий свободный кофермент может гидролизоваться тиаминдифосфатазой, а образующийся при этом тиаминмонофосфат транспортируется обратно в цитозоль, где подвергается дальнейшему расщеплению до тиамина. Биосинтез аденилированного тиаминтрифосфата в клетках осуществляется из АДФ (АТФ) и тиаминдифосфата под действием растворимого фермента, который проявляет абсолютную зависимость от катионов двухвалентных металлов (Mn или Mg ) и присутствия низкомолекулярного активатора. Км тиаминтрифосфат-аденилилтрансферазы для тиаминдифосфата составляет 7,1 мМ. В катаболизме аденилированного тиа- минтрифосфата участвует мембраносвязанная гидролаза, расщепляющая его до тиаминдифосфата и АМФ. Предполагается, что аденилированный тиаминтрифосфат участвует в каком-то пока еще неизвестном регуляторном процессе. Нельзя также исключать и такой вариант, что данное соединение служит формой сохранения тиаминдифосфата (и АМФ) в периоды, когда процессы распада превалируют над конструктивным метаболизмом. На рис. 10 схематично представлена схема метаболизма тиамина в клетке.

Тиаминдифосфат частично связывается с соответствующими апоферментами в клетках, а частично находится в резервном состоянии, т.е. депонируется в тканях. Примерно половина (50-60%) всего тиамина в организме содержится в мышцах, другая (40%) - во внутренних органах: преимущественно в печени, а также в почках, надпочечниках, головном мозге, сердце. Избыток витамина выводиться с мочой. При потреблении тиамина, превышающем 1 мг/сутки, выведение его с суточной мочой составляет 20-60%. При распаде коферментов тиамина вновь образуется свободный тиамин, который вымывается в кровь и также выделяется с мочой.

Биологические функции. Участие тиамина в регуляции метаболизма тканей определяется ТПФ, который является составной частью ферментов, участвующих в промежуточном обмене.

ТПФ входит в состав двух сложных ферментных систем - пируват- и а-кетоглутаратдегидрогеназных комплексов.

Рис. 10. Схема метаболизма фосфорилированных производных тиамина в клетке.

Примечание: 1 - белок-переносчик; 2 - тиаминпирофосфокиназа; 3 - тиамин- дифосфокиназа (аденилаткиназа), 4 - тиаминдифосфоаденилилтрансфераза; 5 - мембраносвязанная гидролаза; 6 - тиаминтрифосфатаза; 7 - тиаминдифосфатаза; 8 - тиаминмонофосфатаза; 9 - митохондриальный транспортер.


С его участием происходит декарбоксилирование а-кетокислот

(пирувата, оксалоацетата, а-кетоглутарата) цикла трикарбоновых кислот, окисление их в митохондриях с образованием энергии. При дефиците тиамина происходит изменение реакций цикла Кребса и гликолиза, снижается энергообразование, нарушается работа пентозофосфатного цикла, нарушается утилизация глюкозы, наблюдается накопление лактата, пирувата, кетоновых тел, ведущее к развитию метаболического ацидоза. Как результат этого развиваются полиневриты.

При значительном снижении тиамина в тканях происходит накопление а-кетоглутарата с образованием у-оксиглутаровой кислоты, которая оказывает кардиотоксическое действие (нарушение ритма). У грудного ребенка, получающего молоко с низким содержанием витамина Вь может нарушаться сердечная деятельность, вплоть до летального исхода. Поэтому очень важно для женщины получать достаточное количество витамина Ві при беременности и кормлении грудью.

ТПФ является синергистом инсулина, входит в состав транскетола- зы, которая как известно, обеспечивает деятельность неокислительной фазы пентозофосфатного цикла, являющегося главным источником НАДФН и единственным источником рибозо-5-фосфата в клетках. В составе транс- кетолазы ТПФ участвует в переносе гликоальдегидного радикала от ке- тосахаров на альдосахара.

ТПФ является коферментом пируватдекабоксилазы клеток дрожжей (при алкогольной ферментации).

Следовательно, ТПФ необходим для осуществления всех биохимических процессов, использующих НАДФН (биосинтез полиненасыщенных жирных кислот, стероидов, обезвреживании лекарств и ядов и т. д.) и ри- бозо-5-фосфат (синтез нуклеотидов, нуклеиновых кислот, нуклеотидных коферментов).

В мозговой ткани В1 необходим для нормального обмена у- аминомаслянной кислоты (Г АМК), ацетилхолина и серотонина. При дефиците тиамина, происходит нарушение функции ЦНС, что проявляется снижением памяти, нарушением сна, развитием симптомов шизофрении. При нарушении обмена тиаминпирофосфата в мозговой ткани наблюдается тугоухость, нистагм, атаксия, предрасположенность к инфекциям. Снижается интеллект, память, развивается сонливость, мышечная слабость. Может наступить паралич дыхательных мышц.

ТПФ участвует в декарбоксилировании глиоксиловой кислоты с образованием формильного остатка, необходимого для биосинтеза пуринов.

Существуют и другие, некоферментные функции тиамина. В частности, в нервной ткани содержится тиаминтрифосфат, который участвует в синаптической передаче нервных импульсов.

Распространенность в природе и потребность.

Витамин В1 (тиамин) в организме человека и животных не синтезируется. Суточная потребность в тиамине взрослого человека составляет около 1-3мг. Обычная смешанная диета содержит адекватное количество витамина В1.

Тиамином богаты продукты растительного происхождения: проростки пшеницы, овсяная мука, дрожжи, хлеб грубого помола, горох, фасоль, а также мясные продукты, с которыми он поступает в организм (табл. 5).

В мышцах и других тканях рыб содержится фермент тиаминаза (ти- амингидролаза), расщепляющий тиамин (разрыв связей между кольцами пиримидина и тиазола), поэтому длительное кормление животных сырой рыбой может привести к гиповитаминозу (что часто встречается в питомниках по выращиванию лис и норок). Тиаминаза содержится также в листьях папоротников и хвощей.

Таблица 5
Содержание витамина В1 в продуктах питания (мг%)
Продукт Содержание

витамина

Продукт Содержание

витамина

Сердце 0,3 Картофель 0,02 - 0,08
Мозг 0,2 Рис неполированный 0,4
Мышцы 0,1 - 0,3 Рис полированный 0,08
Яйцо желток 0,2 - 0,4 Шпинат 0,25 - 0,30
Пшеница цельная 0,6 Капуста 0,16 - 0,26
Рыба (треска) 0,1 Морковь 0,12 - 0,16
Молоко 0,04 Яблоки 0,04 - 0,08
Дрожжи пекарские (на сухой вес) 2,7 - 6,6 Высшие сорта пшеничной муки Следы
Печень крупного рогатого скота 0,5 - 0,3 Дрожжи пивные (на сухой вес) 16,3 - 28,5


<< | >>
Источник: Савченко А.А.. Витамины как основа иммунометаболической терапии / А.А. Савченко, Е.Н. Анисимова, А.Г. Борисов, А.Е. Кондаков. - Красноярск: Издательство КрасГМУ2011. 2011

Еще по теме Витамин В1 (тиамин):

  1. Определение тиамина (витамина Ві) в моче по Вангу и Харрису
  2. Применение витаминов при регуляции энергетических процессов. Показания и противопоказания к назначению витамина В1
  3. Тиамина хлорид
  4. THIAMINI HYDROBROMIDUM ТИАМИНА ГИДРОБРОМИД
  5. THIAMINI MONONITRAS ТИАМИНА МОНОНИТРАТ
  6. THIAMINI HYDROCHLORIDUM ТИАМИНА ГИДРОХЛОРИД
  7. Обеспечение витаминами процессов синтеза в клетке. Показания и противопоказания к назначению витамина С
  8. Витамин Р (цитрин, витамин проницаемости)
  9. Витамин В12- дефицитные анемии Метаболизм витамина В12
  10. Водорастворимые витамины
  11. ВИТАМИНЫ
  12. Жирорастворимые витамины
  13. ВИТАМИНЫ
  14. Витамины
  15. ВИТАМИНЫ В СИСТЕМЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ
  16. Витамин С
  17. Витамины и мышечная деятельность
  18. Витамин В6-дефицитные анемии