Производное витамина в1 тиаминпирофосфат является простетической группой мультиферментных комплексов
Производное витамина в1 тиаминпирофосфат является простетической группой мультиферментных комплексов
Витамин B1 (тиамин) — открытый еще в начале века, с того времени углубленно изучался. В настоящее время известны его активные производные, регуляция их синтеза, факторы, влияющие на биохимические функции витамина, взаимосвязь с другими биологически активными веществами и выведение его из организма.
Тиамин обладает высокой специфичностью. Замена только одной метальной группы в кольце пиримидина (рис. 1) на гидрок-сильную или гидрирование тиазолового кольца инак-тивирует витамин.
Рис. 1. Синтез коферментной формы тиамина
Коферментную функцию выполняет фосфорилиро-ванное производное витамина — тиаминдифосфат (ТДФ), для синтеза которого необходима затрата ліергии АТФ. Осуществление ферментативной функции ТДФ возможно только при образовании его комплекса с белком — апоферментом. Известно несколько десятков таких ферментов, в состав которых вi качестве кофермента входит ТДФ. Важнейшими из них можно считать полиферментные комплексы, осуществляющие окислительное декарбоксилирование пировиноградной и а-кетоглутаровой кислот. В таком комплексе содержится пять коферментов и три молекулы белков-апоферментов (рис. 2). Пируватдегидрогеназа является важным ферментативным звеном на пути катаболизма глюкозы и некоторых аминокислот. В этой реакции окислительного декарбоксилирования пирувата образуется аце-тил-КоА — важнейший интермедиант окислительного обмена углеводов, белков, липидов (см. рис. 1). Аналогичная структура и у а-кетоглутаратдегидрогеназно-го комплекса, одного из звеньев цикла Кребса. Регуляция активности такого многокомпонентного ферментативного комплекса осуществляется именно на уровне первой реакции — ТДФ-зависимого декарбоксилирования а-кетоглутарата или пирувата, и, таким образом, реакция с участием ТДФ является пусковым, лимитирующим звеном всего комплекса (см. рис. 2).
Рис. 2. Ведущая роль тиамина в пируватдегидро-геназном комплексе
Биохимики изучают сложные взаимоотношения компонентов комплекса, способы регуляции его акгнвности. В последние годы их внимание в этом плане привлекает не только ТДФ, но и его фосфорили-рованное производное — тиаминтрифосфат (ТТФ). Имеются данные о том, что при определенных усло-ииях ТТФ может тормозить активность пируватдегид-рогеназы. Очевидно, что для регуляции реакций окисления и энергообразования с участием витамина B1 важно не ‘только наличие тиамина, но и степень его фосфорилирования. Функцию регуляции содержания и соотношения различных тиаминфосфатов выполняют ферменты тиаминазы, отщепляющие фосфатные группы ТМФ, ТДФ и ТТФ. Наряду с участием в де-карбоксилировании кетокислот пирувата и а-кетоглу-тарата не менее важной является коферментная роль ТДФ в пентозофосфатном цикле, где окисляется значительная часть углеводов, особенно в тканях мозга, печени, эритроцитах. ТДФ является коферментом транскетолазы, фермента неокислительной части этого цикла. Изменение активности фермента влияет на образование пентозофосфатов, которые в дальнейшем идут на построение нуклеиновых кислот. Достижения в изучении биохимических функций тиамина в отечественной витаминологии связаны с именами исследователей из Белоруссии Ю. М. Островского, В. В. Виноградова и сотрудников. Результаты их работ суммированы в ряде монографий, обзорных статей. Широким кругом биохимических функций тиамина объясняется мозаичная картина и глубина нарушений, проявляющихся при Ві-витаминной недостаточности. Ее характеризует накопление в крови и тканях кетокислот (пировиноградной, а в тяжелых случаях — а-кетоглутаровой), развитие метаболического ацидоза. Клинические проявления недостаточности тиамина разнообразны: поражаются сердечно-сосудистая, периферическая и центральная нервная системы, желудочно-кишечный тракт. Отмечается сердцебиение, одышка, общая слабость, боли по ходу нервов, периферические невриты, параличи, нарушения функции центральной нервной системы. Последнее является следствием нарушения метаболизма медиаторов центральной нервной системы у-аминомасляной кислоты (ГАМК), ацетилхолина, серотонина. Интенсификация белкового обмена и секреции соляной кислоты в желудке, активация ферментов пищеварительного тракта — вот далеко не полный перечень функций тиамина, связанных с работой желудочно-кишечного тракта, нарушение которых при авитаминозе Bi вызывает тошноту, потерю аппетита, запоры. Витамин B1 широко распространен в природе. Для человека важнейшим источником тиамина служат злаки (их кожура), продукты растительного (шпинат, капуста, морковь) и животного происхождения — печень, сердце, мясо, яичный желток, рыба. Особенно богаты витамином B1 дрожжи.
Витамин В1 (тиамин, старое название — аневрин) был открыт в 1926 году. Он представляет собой бесцветные кристаллы с запахом дрожжей, хорошо растворимые в воде, плохо растворимые в органических растворителях и совсем нерастворимые в спирте. В щелочной среде в ультрафиолетовой области спектра витамин В1 проявляет флуоресцентные свойства. Это свойство является основой метода определения тиамина в биологических объектах.
Витамин В1 термостабилен — он выдерживает нагревание до 140°C в кислой среде, но в щелочной и нейтральной средах устойчивость к высоким температурам снижается.
В природе витамин В1 синтезируется растениями и многими микроорганизмами. Животные и человек не могут синтезировать тиамин и получают его вместе с пищей. В тиамине нуждаются все животные за исключением жвачных, так как бактерии в их кишечнике синтезируют достаточное его количество.
Химическая формула витамина В1 — C12 H 17 N4 O S
Всасываясь из кишечника, тиамин в присутствии магния превращается в свою активную форму тиаминпирофосфат. Другими производными тиамина являются: тиаминтрифосфат, аденозинтиаминдифосфат, аденозинтиаминтрифосфат.
РОЛЬ ВИТАМИНА В1 В ОРГАНИЗМЕ
Все витамины группы В работают в «тесном сотрудничестве» и витамин В1 не исключение. Тиамин играет огромную роль в организме человека, оказывая регуляторное действие на его важнейшие функции:
Необходим для передачи нервных импульсов (за счет участия в синтезе ацетилхолина). Таким образом, улучшает работу нервной системы. Помогает улучшению психического состояния. Витамин B1 иногда называют витамином оптимизма.
Играет особо важную роль в углеводном обмене и связанных с ним энергетическом, жировом, белковом и водно-солевом обмене.
Способствует процессам кроветворения и улучшает циркуляции крови по сосудам.
Снижает уровень гомоцистеина — аминокислоты, высокий уровень которой сопряжен с риском инфарктов и инсультов.
Не дает стареть клеткам мозга, позволяет сохранить хорошую память до глубокой старости, оптимизирует познавательную активность и функции мозга.
Улучшает работу желудочно-кишечного тракта, нормализуя кислотность желудочного сока, помогает перевариванию, особенно усвоению углеводов, необходим для тонуса мышц пищеварительного тракта.
Обладает болеутоляющим свойством, ослабляет зубную послеоперационную боль.
Тиамин в комплексе с другими витаминами группы В и аскорбиновой кислотой, помогают организму противостоять инфекционным и вирусным заболеваниям.
Способствует лечению опоясывающего лишая.
Препятствует разрушению клеток вследствие возраста и действия курения и алкоголя, т.е. проявляет себя как антиоксидант.
Тиамин, активно взаимодействуя с витамином В12 и фолиевой кислотой, участвует в синтезе метионина — аминокислоты, необходимой для обезвреживания токсичных продуктов.
Снижает уровень холестерина в крови.
Способствует заживлению ран, активно участвуя в клеточном обмене веществ.
Помогает при морской болезни и укачивании.
Отгоняет насекомых, особенно комаров.
СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В1 В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
Витамин В1 содержится во многих продуктах как растительного происхождения (особенно в орехах и крупах), так и животного (свинина, печень, почки). В небольшом количестве он синтезируется бактериями, обитающими в кишечнике человека. Правильно построить свой рацион Вам поможет таблица, показывающая уровень содержания тиамина в различных продуктах.
Данные достаточно условные, содержание витамина В1 сильно зависит от почвы, где продукт произрастал. Длительное (например, 12 месяцев) хранение продуктов в холоде может также привести к его существенным потерям. Зеленые бобы, например, теряют более 90% от их первоначального содержания тиамина за один год хранения в замороженном состоянии. Потеря его для других продуктов изменяется в диапазоне 20-60%.
ДЕЙСТВИЕ ВИТАМИНА В1 В ОРГАНИЗМЕ
В организме тиамин переходит в активную форму тогда, когда есть магний. Вместе с продуктами, содержащими тиамин, включайте в своё питание и продукты, богатые магнием: овсяные и пшеничные отруби, орехи и морские водоросли, какао, курагу, кунжут, соевые бобы, шпинат и креветки.
Главная причина низкого уровня тиамина – это высокое потребление алкоголя. Чай и кофе в больших количествах также выводят тиамин из организма, так что лучше пить поменьше этих напитков, а витаминные препараты, если вам их назначили, запивать чистой водой. Некоторые продукты, в частности сырая рыба, очень быстро расщепляют тиамин.
В составе продуктов питания все витамины и минералы обычно прекрасно дополняют действие друг друга, а вот в случае с инъекциями возможно нежелательное взаимодействие тиамина с витамином В6 и витамином В12, если их ввести одновременно. В этом случае, если у человека возникает аллергическая реакция на тиамин, витамин В6 и витамин В12 могут усилить её в несколько раз.
Тиамин несовместим также с пенициллином, стрептомицином или никотиновой кислотой. Сульфаниламиды, а также спиртосодержащие препараты нарушают нормальное всасывание витамина В1. Антагонистом тиамина является холин. Антибиотики, лекарства, содержащие серу, оральные контрацептивы, антацидные препараты могут снижать уровень тиамина в организме.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ОРГАНИЗМА В ВИТАМИНЕ В1
Физиологические потребности в витамине В1 согласно Методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 о нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации:
Верхний допустимый уровень не установлен.
Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 1,5 мг/сутки.
Физиологическая потребность для детей – от 0,3 до 1,5 мг/сутки.
Таблица 1. Рекомендуемая суточная норма потребления тиамина (витамина В1) в зависимости от возраста (мг):
Подавляющее большинство людей нуждается в дополнительном приеме витамина В1. Например, больше тиамина нужно, если большую часть рациона питания составляет вареная пища или рафинированные мучные и зерновые продукты. Люди, употребляющие алкоголь и чай, также нуждаются в более высоких дозах. В условиях холодного климата потребность в тиамине увеличивается до 30-50%.
НЕДОСТАТОК ВИТАМИНА В1 В ОРГАНИЗМЕ
Гиповитаминоз витамина B1 может развиться в случае, если недостаточно его поступление с пищей или если по каким-либо причинам он не усваивается. При этом не только нарушается нормальное течение регулируемых им процессов, но и накапливаются токсичные продукты обмена углеводов (молочная и пировиноградная кислоты).
Основной враг витамина B1 является алкоголизм. Люди, употребляющие в больших количествах кофе, особенно растворимый, чай и рафинированный сахар также могут иметь повышенный риск дефицита тиамина, так как эти напитки с одной стороны активно разрушают витамины группы В, а с другой действуют как диуретики (мочегонное) и выводят жидкость с водорастворимыми витаминами из организма.
Ранними симптомами недостатка витамина В1 являются: повышенная раздражительность, постоянная усталость, отсутствие аппетита и снижение памяти. Затем появляются: ухудшение сна, вялость, мышечная слабость, зуд и покалывание в ногах, подавленность.
При более остром и длительном дефиците тиамина возникает ряд патологических симптомов: Со стороны нервной системы: головная боль, периферические полиневриты— воспаление нервов, парезы — ослабление двигательных функций, в тяжелых случаях параличи. Со стороны сердечно — сосудистой системы: тахикардия — учащение сердцебиения, боли в сердце, расширение сердца, ослабление сердечной деятельности, одышка, отеки. Со стороны пищеварительных органов: значительное снижение аппетита и тонуса кишечника, запоры, боли в животе, тошнота.
Выраженность этих симптомов зависит от степени дефицита витамина В1 в организме.
ВИТАМИН В1 – ЛЕЧЕНИЕ БОЛЕЗНЕЙ
Одним из заболеваний связанным с недостаточностью витамина В1 (тиамина) является алиментарный полиневрит (или Бе́ри-бе́ри; по-сингалезски (Цейлон) «крайняя слабость», от beri слабость). Развитие данной болезни вызывается как недостатком витамина В1 (тиамина) в питании, так и нарушением его (тиамина) усвоения в организме. Бери-бери характеризуется амиотрофией, расстройствами сердечно-сосудистой системы, полиневритом.
Витамин В1 употребляется при лечении органических дисфункций мозга, таких как «синдром органического поражения мозга«, помогает улучшить функционирование мозга у здоровых людей, повышая способность к обучению. Дополнительный прием тиамина помогает при лечении депрессии и других психических заболеваний. Тиамин улучшает функции нервной системы и понижает боль при разнообразных неврологических болезнях.
Применяется при: невритах, полиневритах, периферических параличах, астеновегетативном синдроме и др.
Витамин В1 назначается при болезнях сердечнососудистой системы, таких как: недостаточность кровообращения, миокардит, эндартериит. Дополнительный прием тиамина нужен во время применения диуретических препаратов при гипертонии, застойной сердечной недостаточности, т. к. они повышают его выведение из организма.
В дерматологической практике витамин В1 употребляется при дерматозах неврогенного происхождения, зуде кожи различной этиологии, пиодермии, экземе, псориазе.
Применение витамина В1 показано для лечения заболеваний органов пищеварения:
Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.
Хронический гастрит, сопровождающийся нарушениями двигательной и секреторной функций желудка.
Хронический панкреатит с секреторной недостаточностью.
Гепатит.
Энтероколит.
Болезни оперированного желудка.
Цирроз печени.
Сахарный диабет.
Ожирение.
Тиреотоксикоз.
Для профилактики и комплексного лечения данных заболеваний, а также других заболеваний, связанных с дефицитом тиамина, в т.ч. при нарушениях всасывания витамина В1 в кишечнике, рекомендуем принимать пробиотики и (или) продукты функционального питания на основе заквасок пробиотических микроорганизмов: бифидо- и пропионовокислых бактерий.
