Войти
 | |
 Формула скелета и шариковая модель катиона в тиамине | |
| Клинические данные | |
|---|---|
| Произношение | |
| Другие названия | Витамин B 1, аневрин, тиамин |
| AHFS / Drugs.com | Монография |
| Данные лицензии | |
| Беременность. категория |
|
| Пути. введения | внутрь, в / в, в / м |
| Класс препарата | витамин |
| код АТС | |
| Правовой статус | |
| Правовой статус | |
| Фармакокинетические данные данные | |
| Биодоступность | от 3,7% до 5,3% |
| Идентификаторы | |
Название ИЮПАК
| |
| Номер CAS |
|
| PubChem CID | |
| DrugBank | |
| ChemSpider | |
| UNII | |
| KEGG | |
| ChEBI | |
| ChEMBL |
|
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
| Химические и физические данные | |
| Формула | C12H17N4OS |
| Молярная масса | 265,35 г · моль |
| 3D-модель (JSmol ) | |
УЛЫБКИ
| |
InChI
| |
Тиамин, также известный как тиамин или витамин B 1, это витамин, содержащийся в пище и производимый в виде пищевой добавки и лекарства. Пищевые источники тиамина включают цельнозерновые, бобовые, а также некоторые виды мяса и рыбы. Обработка зерна удаляет большую часть содержания тиамина, поэтому во многих странах злаки и мука обогащены тиамином. Доступны добавки и лекарства для лечения и профилактики дефицита тиамина и связанных с ним расстройств, включая бери-бери и энцефалопатию Вернике. Другие применения включают лечение болезни урины кленового сиропа и синдрома Ли. Обычно их принимают внутрь, но также можно вводить внутривенно или внутримышечно.
Добавки тиамина обычно хорошо переносятся. Аллергические реакции, включая анафилаксию, может возникнуть при повторном введении инъекций. Тиамин относится к семейству комплекса B. Это необходимый питательный микроэлемент, который не может вырабатываться в организме. Тиамин необходим для метаболизма, включая метаболизм глюкозы, аминокислот и липидов.
. Тиамин был открыт в 1897 году, был первым витамином, который быть изолированным в 1926 году, и впервые был изготовлен в 1936 году. Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения. Тиамин доступен как непатентованный препарат и как безрецептурный препарат.
Тиамин используется для лечения дефицита тиамина, который в тяжелых случаях может оказаться фатальным. В менее тяжелых случаях неспецифические признаки включают недомогание, потерю веса, раздражительность и спутанность сознания. Хорошо известные расстройства, вызванные дефицитом тиамина, включают бери-бери, синдром Вернике-Корсакова, оптическую невропатию, болезнь Ли, африканскую сезонную атаксию, и центральный миелинолиз моста.
В западных странах дефицит тиамина наблюдается в основном при хроническом алкоголизме. Дефицит тиамина часто присутствует при расстройстве, вызванном злоупотреблением алкоголем. Также в группе риска пожилые люди, люди с ВИЧ / СПИДом или диабетом, а также лица, перенесшие бариатрическую операцию. Различные степени дефицита тиамина были связаны с длительным использованием высоких доз диуретиков, в частности фуросемида при лечении сердечной недостаточности.
Женщины, которые беременны или кормите грудью, требуется больше тиамина. Для беременных и кормящих женщин последствия дефицита тиамина такие же, как и у населения в целом, но риск выше из-за их временно увеличенной потребности в этом питательном веществе. Во время беременности это, вероятно, связано с тем, что тиамин преимущественно направляется к плоду и плаценте, особенно в третьем триместре. Кормящим женщинам тиамин попадает в грудное молоко, даже если он вызывает дефицит тиамина у матери. Беременные женщины с hyperemesis gravidarum также подвержены повышенному риску дефицита тиамина из-за потерь при рвоте.
Тиамин является важным аспектом не только для развития митохондриальной мембраны, но и для функции синаптосомной мембраны. Также было высказано предположение, что дефицит тиамина играет роль в плохом развитии детского мозга, что может привести к синдрому внезапной детской смерти (СВДС).
Тиамин - это средство для лечения некоторых типов болезни урины кленовым сиропом и болезни Ли.
Тиамин обычно хорошо переносится и не токсичен при пероральном введении. Редко сообщалось о побочных эффектах при введении тиамина внутривенно, включая аллергические реакции, тошноту, летаргию и нарушение координации.
Тиамин представляет собой бесцветное сероорганическое соединение с химической формулой C 12H 17N 4O S. Его структура состоит из аминопиримидина и тиазолиевого кольца, связанных метиленовым мостиком. Тиазол замещен боковыми цепями метила и гидроксиэтила. Тиамин растворим в воде, метаноле и глицерине и практически нерастворим в менее полярных органических растворителях. Он стабилен при кислом pH, но нестабилен в щелочных растворах. Тиамин, который представляет собой стойкий карбен, используется ферментами для катализирования бензоиновой конденсации in vivo. Тиамин нестабилен при нагревании, но стабилен при хранении в замороженном виде. Он нестабилен при воздействии ультрафиолета и гамма-излучения. Тиамин сильно реагирует в реакциях типа Майяра.
Трехмерное изображение рибопереключателя TPP со связанным тиамином Комплексный биосинтез тиамина происходит у бактерий, некоторых простейших, растений и грибы. Фрагменты тиазола и пиримидина биосинтезируются отдельно, а затем объединяются с образованием тиаминмонофосфата (ThMP) под действием тиаминфосфатсинтазы (EC 2.5. 1.3 ). Биосинтетические пути могут различаться у разных организмов. В Э. coli и другие enterobacteriaceae, ThMP может быть фосфорилирован до кофактора тиаминдифосфата (ThDP) с помощью тиаминфосфаткиназы (ThMP + ATP → ThDP + ADP, EC 2.7.4.16). У большинства бактерий и у эукариот ThMP гидролизуется до тиамина, который затем может быть пирофосфорилирован до ThDP с помощью тиаминдифосфокиназы (тиамин + АТФ → ThDP + AMP, EC 2.7.6.2).
Биосинтетические пути регулируются рибопереключателями. Если в клетке присутствует достаточное количество тиамина, то тиамин связывается с мРНК для ферментов, которые необходимы для этого пути, и предотвращает их трансляцию. Если тиамин отсутствует, то ингибирования нет, и вырабатываются ферменты, необходимые для биосинтеза. Специфический рибопереключатель, рибопереключатель TPP (или ThDP ), является единственным рибопереключателем, идентифицированным как у эукариот, так и у прокариотических организмов.
Тиамин содержится в большом количестве обработанных и цельных пищевых продуктов. Цельнозерновые, бобовые, свинина, фрукты и дрожжи являются богатыми источниками.
Для обогащения пищевых продуктов используется соль мононитрата тиамина, а не гидрохлорид тиамина, поскольку мононитрат более стабилен и не поглощает воду из-за естественной влажности (не гигроскопичен), тогда как гидрохлорид тиамина гигроскопичен. Когда мононитрат тиамина растворяется в воде, он выделяет нитрат (около 19% от своего веса) и после этого абсорбируется в виде катиона тиамина.
В США расчетные средние потребности (EAR) и рекомендуемые диетические нормы (RDA) для тиамина были обновлены в 1998 году Институтом медицины, ныне известным как Национальная медицинская академия (NAM).
Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) обозначает совокупный набор информации как контрольные значения питания с Референтное потребление населения (PRI) вместо RDA и средняя потребность вместо EAR. AI и UL определены так же, как в США. Для женщин (включая беременных и кормящих), мужчин и детей PRI составляет 0,1 мг тиамина на мегаджоуль (МДж) потребляемой энергии. Поскольку преобразование составляет 1 МДж = 239 ккал, взрослый, потребляющий 2390 килокалорий, должен потреблять 1,0 мг тиамина. Это немного ниже, чем в США. EFSA рассмотрело тот же вопрос о безопасности и также пришло к выводу, что не было достаточных доказательств для установления UL для тиамина.
| США | ||
| Возрастная группа | RDA (мг / день) | Допустимый верхний уровень потребления |
|---|---|---|
| Младенцы 0–6 месяцев | 0,2 * | ND |
| Младенцы 6–12 месяцев | 0,3 * | |
| 1 –3 года | 0,5 | |
| 4–8 лет | 0,6 | |
| 9–13 лет | 0,9 | |
| Женщины 14–18 лет | 1,0 | |
| Мужчины 14+ лет | 1,2 | |
| Женщины 19+ лет | 1,1 | |
| Беременные / кормящие женщины 14–50 | 1,4 | |
| * Достаточное потребление для младенцев, так как RDA еще не установлено | ||
| Европейское управление по безопасности пищевых продуктов | ||
| Возрастная группа | Достаточное потребление (мг / МДж) | Верхний допустимый предел |
| Все люди 7 месяцев + | 0,1 | ND |
Чтобы помочь с адекватным потреблением питательных микроэлементов, беременным женщинам часто советуют ежедневно пренатальные поливитамины. Хотя состав питательных микроэлементов различается в зависимости от витаминов, типичный витамин для беременных содержит около 1,5 мг тиамина.
Для целей маркировки пищевых продуктов и пищевых добавок в США количество в порции выражается в процентах от дневной нормы (% DV). Для целей маркировки тиамина 100% дневной нормы составляло 1,5 мг, но по состоянию на 27 мая 2016 г. она была изменена до 1,2 мг, чтобы привести ее в соответствие с RDA. Соблюдение обновленных правил маркировки требовалось к 1 января 2020 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания 10 миллионов долларов и более и к 1 января 2021 года для производителей с годовым объемом продаж продуктов питания менее 10 миллионов долларов. В течение первых шести месяцев после даты соответствия 1 января 2020 года FDA планирует сотрудничать с производителями, чтобы соответствовать новым требованиям, предъявляемым к этикеткам Nutrition Facts, и не будет сосредоточиваться на принудительных мерах в отношении этих требований в течение этого времени. Таблица старых и новых суточных значений для взрослых приведена в разделе Референтное суточное потребление.
Тиамин в пищевых продуктах может разлагаться различными способами. Сульфиты, которые обычно добавляют в пищу в качестве консерванта, будут атаковать тиамин по метиленовому мостику в структуре, отщепляя пиримидиновое кольцо от тиазольного кольца. Скорость этой реакции увеличивается в кислых условиях. Тиамин разлагается термолабильными тиаминазами (присутствующими в сырой рыбе и моллюсках). Некоторые тиаминазы вырабатываются бактериями. Бактериальные тиаминазы - это ферменты клеточной поверхности, которые должны отделяться от мембраны перед активацией; диссоциация может происходить у жвачных животных в ацидотических условиях. Бактерии рубца также восстанавливают сульфат до сульфита, поэтому высокое потребление сульфата с пищей может оказывать антагонистическое действие на тиамин.
Антагонисты тиамина растений термостабильны и встречаются как в орто-, так и в пара-гидроксифенолах. Некоторыми примерами этих антагонистов являются кофейная кислота, хлорогеновая кислота и дубильная кислота. Эти соединения взаимодействуют с тиамином, чтобы окислить тиазольное кольцо, что делает его неспособным абсорбироваться. Два флавоноида, кверцетин и рутин, также считаются антагонистами тиамина.
Рафинирование зерна удаляет его отруби и зародыши, и таким образом вычитает естественные витамины и минералы. В Соединенных Штатах дефицит витамина B стал обычным явлением в первой половине 20 века из-за потребления белой муки. Американская медицинская ассоциация успешно лоббировала восстановление этих витаминов путем обогащения зерна, которое началось в США в 1939 году. За ними последовали Великобритания в 1940 году и Дания в 1953 году. По состоянию на 2016 год около 85 стран приняли законы, обязывающие обогащение пшеничной муки по крайней мере некоторыми питательными веществами, и 28% муки промышленного помола было обогащено, часто тиамином и другими витаминами группы B.
Тиамин высвобождается под действием фосфатазы и пирофосфатазы в верхних отделах тонкой кишки. При низких концентрациях процесс опосредован носителем. При более высоких концентрациях абсорбция также происходит посредством пассивной диффузии. Активный транспорт больше всего в тощей кишке и подвздошной кишке, но он может подавляться употреблением алкоголя или дефицитом фолиевой кислоты. Снижение абсорбции тиамина происходит при приеме более 5 мг / сут. На серозной стороне кишечника выделение витамина этими клетками зависит от Na-зависимой АТФазы.
Большая часть тиамина в сыворотке связывается с белками, в основном с альбумином. Примерно 90% общего тиамина в крови находится в эритроцитах. Специфический связывающий белок, называемый тиаминсвязывающим белком (ТВР), был идентифицирован в сыворотке крови крыс и считается регулируемым гормонами белком-носителем, важным для распределения тиамина в тканях.
Поглощение тиамина клетками крови и других тканей происходит посредством активного транспорта и пассивной диффузии. Около 80% внутриклеточного тиамина фосфорилируется, и большая часть связывается с белками. Два члена семейства белков-транспортеров SLC, SLC19A2 и SLC19A3, способны к транспорту тиамина. В некоторых тканях поглощение и секреция тиамина, по-видимому, опосредуется переносчиком растворимого тиамина, который зависит от Na и трансцеллюлярного протонного градиента.
Запасы тиамина в организме человека составляют примерно 25%. 30 мг, с наибольшими концентрациями в скелетных мышцах, сердце, мозге, печени и почках. ThMP и свободный (нефосфорилированный) тиамин присутствуют в плазме, молоке, спинномозговой жидкости и, предположительно, во всей внеклеточной жидкости. В отличие от высокофосфорилированных форм тиамина, ThMP и свободный тиамин способны проникать через клеточные мембраны. Было показано, что кальций и магний влияют на распределение тиамина в организме, а дефицит магния усугубляет дефицит тиамина. Содержание тиамина в тканях человека ниже, чем у других видов.
Тиамин и его кислотные метаболиты (2-метил-4-амино-5-пиримидинкарбоновая кислота, 4-метил- тиазол-5-уксусная кислота и тиаминуксусная кислота) выводятся в основном с мочой.
Его фосфатные производные участвуют во многих клеточных процессах. Наиболее охарактеризованной формой является пирофосфат тиамина (TPP), кофермент в катаболизме сахаров и аминокислот. В дрожжах TPP также требуется на первом этапе спиртовой ферментации. Все организмы используют тиамин, но он производится только в бактериях, грибах и растениях. Животные должны получать его из своего рациона, и, таким образом, для людей это необходимое питательное вещество. Недостаточное потребление у птиц вызывает характерный полиневрит.
. Тиамин обычно считается транспортной формой витамина. Существует пять известных природных производных тиаминфосфата: тиаминмонофосфат (ThMP), тиаминдифосфат (ThDP), также иногда называемый тиаминпирофосфат (TPP), тиаминтрифосфат (ThTP), недавно открытый аденозинтиаминтрифосфат (AThTP) и аденозинтиаминдифосфат (AThDP). Хотя коферментная роль тиаминдифосфата хорошо известна и широко охарактеризована, некоферментное действие тиамина и производных может быть реализовано посредством связывания с рядом недавно идентифицированных белков, которые не используют каталитическое действие тиаминдифосфата.
Физиологическая роль тиаминмонофосфата (ThMP) неизвестна; однако дифосфат физиологически важен. Синтез тиаминдифосфата (ThDP), также известного как тиаминпирофосфат (TPP) или кокарбоксилаза, катализируется ферментом тиаминдифосфокиназой в соответствии с реакцией тиамин + АТФ → ThDP + AMP (EC 2.7.6.2). ThDP представляет собой кофермент для нескольких ферментов, которые катализируют перенос двухуглеродных единиц и, в частности, дегидрирование (декарбоксилирование и последующее конъюгирование с коферментом A ) 2-оксикислот (альфа-кетокислоты). Примеры включают:
Ферменты транскетолаза, пируватдегидрогеназа (PDH) и 2- оксоглутаратдегидрогеназа (OGDH) все важны в углеводном обмене. Цитозольный фермент транскетолаза является ключевым участником пентозофосфатного пути, основного пути биосинтеза пентозы сахаров дезоксирибозы и рибозы. Митохондриальные PDH и OGDH являются частью биохимических путей, которые приводят к образованию аденозинтрифосфата (АТФ), который является основной формой энергии для клетки. PDH связывает гликолиз с лимонной кислотой. а Цикл, тогда как реакция, катализируемая OGDH, является лимитирующей стадией в цикле лимонной кислоты. В нервной системе ПДГ также участвует в производстве ацетилхолина, нейромедиатора, и в синтезе миелина.
Тиаминтрифосфат (ThTP) долгое время считался специфической нейроактивной формой тиамин, играющий роль в хлоридных каналах в нейронах млекопитающих и других животных, хотя это полностью не изучено. Однако недавно было показано, что ThTP существует в бактериях, грибах, растениях и животных, что предполагает гораздо более общую клеточную роль. В частности, в Э. coli, по-видимому, он играет роль в ответ на аминокислотное голодание.
Аденозинтиаминтрифосфат (AThTP) или тиаминилированный аденозинтрифосфат недавно был обнаружен в Escherichia coli, где она накапливается в результате углеродного голодания. В E. coli AThTP может составлять до 20% от общего количества тиамина. Он также присутствует в меньших количествах в дрожжах, корнях высших растений и тканях животных.
Аденозинтиаминдифосфат (AThDP) или тиаминилированный аденозиндифосфат существует в небольшое количество в печени позвоночных, но его роль остается неизвестной.
Тиамин был первым из описанных водорастворимых витаминов, что привело к открытию более необходимых питательных веществ и к понятию витамина.
В 1884 году Такаки Канехиро (1849–1920), главный хирург японского флота, отверг предыдущее теория микробов для авитаминоза и выдвинула гипотезу о том, что болезнь возникла из-за недостатка диеты. Изменив диету на военном корабле, он обнаружил, что замена диеты только из белого риса рисом, содержащим ячмень, мясо, молоко, хлеб и овощи, почти устранила бери-бери в девятимесячном морском путешествии. Тем не менее, Такаки добавил в свою успешную диету много продуктов, и он неправильно объяснил пользу повышенным потреблением азота, поскольку витамины в то время были неизвестными веществами. Военно-морской флот не был убежден в необходимости столь дорогостоящей программы улучшения питания, и многие мужчины продолжали умирать от авитаминоза даже во время русско-японской войны 1904–1905 годов. Лишь в 1905 году, после того как фактор антибери-бери был обнаружен в рисовых отрубях (удаленных шлифовкой на белый рис ) и в ячменных отрубях, эксперимент Такаки был вознагражден, сделав его бароном. в японской системе пэров, после чего его ласково называли «Барли Бароном».
Конкретная связь с зерном была установлена в 1897 году Христианом Эйкманом (1858–1930), военным врачом из Голландской Индии, который обнаружил, что диета птицы состоит из вареных, полированных у риса развился паралич, который можно было вылечить, прекратив шлифование риса. Он объяснил бери-бери высоким уровнем токсичности крахмала в рисе. Он считал, что токсичности противодействует соединение, присутствующее в рисовой полировке. Сотрудник, Геррит Грийнс (1865–1944), правильно истолковал связь между чрезмерным потреблением полированного риса и авитаминоза в 1901 году: он пришел к выводу, что рис содержит важные питательные вещества во внешних слоях зерна, которые удаляются. полировкой. В конце концов Эйкман был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1929 году, потому что его наблюдения привели к открытию витаминов.
В 1910 году японский ученый Уметаро Сузуки впервые выделил соединение, которое он назвал абериновой кислотой. В переводе из японской статьи, в которой утверждается, что это новое открытие, это утверждение было опущено. В 1911 году польский биохимик Казимир Функ выделил антиневритное вещество из рисовых отрубей (современный тиамин), которое он назвал «витамином» (из-за того, что он содержит аминогруппу). Однако Функ не полностью охарактеризовал его химическое строение. Голландские химики, Баренд Коэнрад Петрус Янсен (1884–1962) и его ближайший сотрудник (1889–1957), в 1926 году выделили и кристаллизовали активный агент, структура которого была определена Робертом Раннелсом. Уильямс (1886–1965), американский химик, в 1934 году. Тиамин был назван командой Уильямса «тио» или «серосодержащим витамином», причем термин «витамин» появился косвенно, через Фанка, из аминной группы самого тиамина (к тому времени, в 1936 году, витамины, как было известно, не всегда были аминами, например, витамином С). Тиамин был синтезирован в 1936 году группой Вильямса.
Тиамин был впервые назван «аневрин» (от названия анти-невритического витамина). Сэр Рудольф Петерс в Оксфорде представил голубей, лишенных тиамина, в качестве модели для понимания того, как дефицит тиамина может приводить к патолого-физиологическим симптомам бери-бери. Действительно, кормление голубей полированным рисом приводит к легко узнаваемому поведению втягивания головы - состоянию, называемому опистотоносом. Если не лечить, животные умерли через несколько дней. Введение тиамина на стадии опистотонуса привело к полному излечению в течение 30 минут. Поскольку в мозге голубей до и после лечения тиамином не наблюдалось никаких морфологических изменений, Петерс ввел понятие биохимического поражения.
Когда Ломан и Шустер (1937) показали, что дифосфорилированное производное тиамина (тиаминдифосфат), ThDP) был кофактором, необходимым для оксидативного декарбоксилирования пирувата, реакции, которая, как теперь известно, катализируется пируватдегидрогеназой, механизм действия тиамина в клеточном метаболизме, по-видимому, выяснен. В настоящее время эта точка зрения кажется слишком упрощенной: пируватдегидрогеназа - только один из нескольких ферментов, требующих тиаминдифосфата в качестве кофактора; кроме того, с тех пор были открыты другие производные тиаминфосфата, которые также могут способствовать появлению симптомов, наблюдаемых при дефиците тиамина. Наконец, механизм, с помощью которого тиаминовая составляющая ThDP выполняет свою коферментную функцию посредством протонного замещения в положении 2 тиазольного кольца, был выяснен Рональдом Бреслоу в 1958 году.
