Жирорастворимым витамином является тиамин

Роспотребнадзор

Водорастворимые и жирорастворимые витамины — Здоровый образ жизни

Здоровый образ жизни

Водорастворимые и жирорастворимые витамины

Витамины делятся на две большие группы — водорастворимые и жирорастворимые.

К водорастворимым витаминам относятся: витамины С, В1, В2, В3 (РР), В6, В12, фолиевая кислота, пантотеновая кислота и биотин. Их основная особенность — не накапливаться в организме совсем либо их запасов хватает на очень продолжительное время. Поэтому, передозировка возможна лишь для некоторых из водорастворимых витаминов.

Витамин С — аскорбиновая кислота участвует чуть ли не во всех биохимических процессах организма. Обеспечивает:

нормальное развитие соединительной ткани;
заживление ран;
устойчивость к стрессу;
нормальный иммунный статус;
поддерживает процессы кроветворения.

Суточная потребность до 30 мг (дети до 3-х лет) до 120 мг (кормление грудью). Большое количество вызывает расстройство кишечника и плохо влияет на почки. Содержится в овощах и фруктах, больше всего — в болгарском перце, черной смородине, шиповнике, облепихе, листовой зелени, свежей капусте, цитрусовых.

Витамин В1 — тиамин обеспечивает проведение нервных импульсов. Суточная потребность 1,5 мг. Содержится в хлебе из муки грубого помола, сое, фасоли, горохе, шпинате, нежирной свинине и говядине, особенно в печени и почках.

Витамин В2 — рибофлавин обеспечивает: окисление жиров; защиту глаз от ультрафиолета. Суточная потребность: 1,8 мг. Содержится в яйцах, мясе, молоке и молочных продуктах, особенно в твороге, печени, почках, гречке.

Витамин В3 — ниацин (витамин РР) обеспечивает «энергетику» практически всех протекающих в организме биохимических процессов. Суточная потребность: 20,0 мг. Содержится в ржаном хлебе, гречке, фасоли, мясе, печени, почках.

Витамин В6 — пиридоксин обеспечивает: усвоение белка; производство гемоглобина и эритроцитов; равномерное снабжение клеток глюкозой. Суточная потребность: 2,0 мг. Содержится в мясе, печени, рыбе, яйцах, цельнозерновом хлебе.

Витамин В12 — кобаламин обеспечивает: нормальный процесс кроветворения; работу желудочно-кишечного тракта; клеточные процессы в нервной системе. Суточная потребность: 3,0 мкг. Содержится в продуктах животного происхождения: мясе, твороге и сыре.

Фолиевая кислота чрезвычайно важна при беременности — обеспечивает: нормальное формирование всех органов и систем плода. Обеспечивает: синтез нуклеиновых кислот (прежде всего ДНК); внутреннюю защиту от атеросклероза. Суточная потребность: 400,0 мг. Для беременных — 600 мг, для кормящих -500 мг. Содержится в зеленых листовых овощах, в бобовых, хлебе из муки грубого помола, печени.

Пантотеновая кислота обеспечивает обмен жирных кислот, холестерина, половых гормонов. Суточная потребность: 5,0 мг. Содержится в горохе, фундуке, зеленых листовых овощах, гречневой и овсяной крупе, цветной капусте, печени, почках и сердце, курином мясе, яичном желтке, молоке.

Биотин обеспечивает клеточное дыхание, синтез глюкозы, жирных кислот и некоторых аминокислот. Суточная потребность: 50,0 мкг. Содержится в дрожжах, помидорах, шпинате, сое, яичном желтке, грибах, печени.

К жирорастворимым витаминам относятся: витамины А, Д, Е и К. Их основная особенность — способы накапливаться в тканях организма, в основном, в печени.

Витамин А — ретинол обеспечивает:

процессы роста и размножения;
функционирование кожного эпителия и костной ткани;
поддержание имуннологического статуса;
восприятие света сетчаткой глаза.

Суточная потребность 900 мкг. Содержится в виде ретинола в животной пище (Рыбий жир, печень, особенно говяжья, икра, молоко, сливочное масло, сметана, творог, сыр, яичный желток) и в виде провитамина каротина в растительной (зеленые и желтые овощи, морковь, бобовые, персики, абрикосы, шиповник, облепиха, черешня).

Витамин Д — кальциферол чрезвычайно важен для новорожденного ребенка, без этого витамина невозможно нормальное формирование скелета. Кальциферол может образовываться в коже под действием солнечного света. Обеспечивает обмен кальция и фосфора в организме; прочность костной ткани. Суточная потребность 10,0 мкг (400 МЕ). Содержится в печени рыбы. В меньшей степени — в яйцах птиц. Часть витамина Д поступает в организм не с пищей, а синтезируется в коже под действием солнечных лучей.

Витамин Е — токоферол один из основных антиоксидантов нашего организма, инактивирующий свободные радикалы и предотвращающий разрушение клеток. Суточная потребность: 15 мг. Содержится в растительных маслах: подсолнечном, хлопковом, кукурузном, миндале, арахисе, зеленых листовых овощах, злаковых, бобовых, яичном желтке, печени, молоке.

Витамин К — обеспечивает в синтез в печени некоторых факторов свертывания крови, участвует в формировании костной ткани. Суточная потребность: 120,0 мкг. Содержится в шпинате, цветной и белокочанной капусте, листьях крапивы, помидорах, печени.

Источник

Жирорастворимые витамины (A, D, E, K)

Жирорастворимые витамины – витамины A, D, E, K, которые являются жизненно важными микронутриентами, необходимыми для нормальной функции клеток, метаболизма белков, жиров, углеводов и электролитов, работы различных ферментных систем организма, окислительно-восстановительных процессов, свертываемости крови, роста и развития. Дефицит витаминов оказывает серьезное отрицательное влияние на здоровье человека и функции многих органов, а переизбыток некоторых витаминов – токсическое действие.

Жирорастворимые витамины (ретинол, кальциферол, токоферол, 2-метил-1,4-нафтохинон)

Синонимы английские

Fat soluble vitamins

Высокоэффективная жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (ВЭЖХ-МС)

Мкг/мл (микрограмм на миллилитр), нг/мл (нанограмм на миллилитр)

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Витамины – эссенциальные органические вещества, необходимые организму в небольших количествах. Они входят в состав коферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, тканевом дыхании, синтезе белков, жиров и углеводов, образовании гормонов, росте, созревании и делении клеток, формировании тканей, защите от инфекций. По биохимическим свойствам витамины разделяются на водорастворимые (витамины группы В, витамин С) и жирорастворимые (витамины А, D, Е, К).

Организм человека не способен самостоятельно синтезировать витамины, однако некоторые могут накапливаться в печени (витамины А, D, Е). Для их абсорбции из пищевого тракта необходимо присутствие жиров. Витамины содержатся в продуктах растительного и животного происхождения. При термической обработке, воздействии света содержание витаминов в продуктах уменьшается. Также они разрушаются под влиянием алкоголя, никотина, кофеина. Жирорастворимые витамины способны накапливаться в организме и оказывать токсическое воздействие в высоких дозах.

Дефицит витаминов возникает при несбалансированном и нерациональном питании, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, которые сопровождаются нарушением всасывания питательных веществ, выделения желчи (для жирорастворимых витаминов), или при повышенном потреблении витаминов в метаболизме (например, при беременности, лактации).

Витамин А необходим для нормального зрения, роста и дифференциации эпителиальной ткани, роста костей, развития плода, функционирования иммунной и репродуктивной систем. В организме ретинол синтезируется из жирорастворимого провитамина – бета-каротина. Источниками бета-каротина являются тыква, морковь, батат, зелёный лук, щавель, шпинат, латук, салат, салат, капуста кейл, помидоры, красный перец, брокколи, грейпфруты, сливы, персики, дыни, абрикосы, хурма, крыжовник, черника, чёрная смородина, ретинола – рыбий жир, печень, сливочное масло, желток, молоко. Суточная потребность в ретиноле для детей в зависимости от возраста – 400-900 мкг, для взрослых – 900 мкг. Усваиваемость витамина А из кишечника уменьшается при недостаточном количестве витамина Е и цинка. Признаками гиповитаминоза А являются нарушения развития костей костей и зубов, ощущение сухости и раздражения глаз, потеря волос, снижение аппетита, кожные высыпания, рецидивирующие инфекции и нарушения ночного зрения («куриная слепота»). В отличие от витамина А бета-каротин в повышенных дозах не обладает токсическими свойствами и не вызывает гипервитаминоза. Чрезмерное употребление витамина А может привести к головокружению, повышению внутричерепного давления, хейлиту, алопеции, фиброзу печени. В высоких дозах ретинол оказывает тератогенное действие.

Витамин D (кальцитриол) является предшественником гормона, ответственного за кальциевый обмен и регуляцию формирования костной ткани. Основными источниками предшественников витамина Dявляются жирные сорта рыбы, рыбий жир, сливочное масло, сыр и другие молочные продукты, желток. Под действием ультрафиолета в коже они превращаются в активные формы гормона, препятствующие развитию рахита у детей и остеопороза и остеомаляции у взрослых. Дефицит витамина D ассоциирован с сердечно-сосудистыми, онкологическими и аутоиммунными заболеваниями. Учитывая возможность передозировки холекальциферола, при профилактическом приеме доза препарата не должна превышать 10-15 мкг/сут. Длительный избыток витамина D может стать причиной кальцификации тканей и повреждения почек. При употреблении холекальциферола в высоких дозах может возникнуть головная боль, желудочно-кишечные расстройства.

Витамин Е является важным антиоксидантом, антигипоксантом, иммуномодулятором и коферментом в процессах формирования коллагена, принимает участие в регуляции липидного баланса, экспрессии генов, неврологических функций. При сбалансированном питании в организм из растительных масел, орехов, зеленых листовых овощей, злаков, желтка, печени, молока поступает достаточное количество витамина. На фоне дефицита витамина Е возникает периферическая нейропатия, миопатия, бесплодие. Глубокий авитаминоз проявляется гемолитической анемией. Повышенное содержание витамина Е в организме уменьшает агрегацию тромбоцитов и формирование кровяного сгустка.

Витамин К необходим для синтеза факторов свертывания крови. В небольшом количестве витамин К синтезируется микробиотой толстой кишки. Пищевыми источниками являются зеленые листовые овощи, различные виды капусты, злаковые, отруби, мясо, молочные продукты, яйца, фрукты, оливковое масло. Рекомендованная дневная норма витамина К – 120 мкг/сут. При его дефиците возникают кровотечения, а при переизбытке – гемолитическая анемия и гипербилирубинемия у детей.

По ряду различных причин может развиться дефицит отдельных витаминов (например, цинга, арибофлавиноз, пеллагра, бери-бери, рахит), но поливитаминная недостаточность наблюдается чаще. Нарушения пищеварения, патологии поджелудочной железы, печени и тонкого кишечника приводят к снижению абсорбции витаминов и провитаминов из пищи. Исследование уровня жирорастворимых витаминов в крови позволяет оценить обеспеченность организма данными эссенциальными веществами, дифференцировать различные варианты гипо- и гипервитаминозов, обосновать мероприятия по коррекции витаминной недостаточности и подобрать адекватную диету и лечебную терапию.

Для чего используется исследование?

Диагностика недостаточности жирорастворимых витаминов;
дифференциальная диагностика гипо- и гипервитаминозов и клинически схожих состояний;
оценка сбалансированности питания;
диагностика гипервитаминозов.

Когда назначается исследование?

При синдроме мальабсорбции на фоне заболеваний желудочно-кишечного тракта (целиакия, муковисцидоз, воспалительные заболевания кишечника, патология поджелудочной железы, состояния после резекции желудка и/или тонкой кишки, обструкция желчевыводящих путей);
при клинических признаках недостаточности жирорастворимых витаминов (дерматиты, сухость слизистых, длительная диарея, неврологические нарушения, анемии, нарушения репродуктивной функцией);
при обследовании пациентов с гипотрофией, алкоголизмом или находящихся на парентеральном питании;
при стеаторее (повышенном содержании жиров в стуле в связи с их недостаточной абсорбцией в кишечнике).

Источник

Витамин В1

Опубликовано чт, 20/06/2019 — 14:56

Тиамин (витамин B1) является важным питательным веществом, которое служит кофактором для ряда ферментов, в основном с митохондриальной локализацией. Некоторые зависимые от тиамина ферменты участвуют в энергетическом метаболизме и биосинтезе нуклеиновых кислот, тогда как другие являются частью антиоксидантного механизма. Мозг очень уязвим для дефицита тиамина из-за его зависимости от митохондриальной продукции АТФ. Это положение более очевидно во время быстрого роста детей, при котором дефицит тиамина обычно связан с недоеданием или генетическими дефектами. Дефицит тиамина способствует возникновению ряда расстройств неврологических и психопатологических симптомов (спутанность сознания, снижение памяти и нарушения сна) до тяжелой энцефалопатии, атаксии, застойной сердечной недостаточности, мышечной атрофии и даже смерти.

Основным питательным веществом тиамина (витамин B1) является водорастворимый серосодержащий витамин, принадлежащий к комплексу витаминов группы B. Не будучи эндогенно синтезированным, единственным доступным источником тиамина являются некоторые продукты питания (говядина, птица, крупы, орехи и бобы). Организм не хранит тиамин > 30 мг, а период полураспада для тиамина составляет всего 9–18 дней. При среднем потреблении продуктов питания на уровне в 2000 ккал,( потребляемом ежедневно), минимальная потребность в тиамине составляет 0,66 мг , однако, рекомендуемая суточная доза для взрослых мужчин и женщин составляет 1,2 и 1,1 мг соответственно. Во время беременности или кормления грудью потребность в витамине В1 увеличивается до 1,4 мг / день. У детей рекомендуемая диета (RDA) зависит от возраста и составляет от 0,2 мг (от рождения до 6 месяцев) до 0,6 мг (от 6 месяцев до 8 лет). В организме человека богатыми тиамином ткани являются скелетные мышцы, сердце, печень, почки и мозг.

В развитых странах преобладающее использование промышленной обработки пищевых продуктов часто истощает содержание тиамина наряду с другими витаминами и питательными веществами. Повышенное потребление обработанных пищевых продуктов в форме простых углеводов, не дополненных адекватными уровнями тиамина, было названо «калорийным недоеданием». С другой стороны , по меньшей мере, у 29% пациентов с ожирением, которым предстоит хирургическое операции на бариатрической стадии, отмечается как дефицит тиамина. Поскольку тиамин является ключевым фактором метаболизма глюкозы, увеличение потребления углеводов будет пропорционально увеличивать диетическую потребностьи в тиамине (минимум 0,33 мг на 1000 ккал). Таким образом, вместо того, чтобы сосредоточиться на RDA тиамина, важно сопоставить его потребление с потреблением углеводов, а также с общим потреблением калорий.

В развивающихся странах дефицит тиамина остается широко распространенной проблемой из-за высоких показателей потребления белого риса. Поскольку домашние методы измельчения заменяются промышленным измельчением и переработкой риса, важные питательные вещества (такие как тиамин) в отрубях удаляются. Азиатские страны потребляют около 90% риса, произведенного во всем мире, реализуя , по оценкам специалистов , 60% суточной потребности населения в потреблении энергии с пищей, и, следовательно, дефицит тиамина достаточно распространен среди 15% подросткового населения. Дефицит тиамина может развиться при употреблении в пищу диет, загрязненных метаболизирующими тиамин ферментами (например, тиаминазой) или подверглись инактивации тиамина нагреванием и / или диоксидом серы. Чрезмерное употребление танинсодержащих или пищевых продуктов, богатых кофеином, теобромином и теофиллином (например, содержащихся в кофе, шоколаде и чае соответственно), может инактивировать тиамин, тем самым нарушая его статус.

Другие факторы риска , которые увеличивают вероятность недостаточного потребления тиамина включают старение, низкий экономический статус, расстройства пищевого поведения, соматические заболевания , в частности, влияющие на желудочно — кишечный тракт, искусственное питание, бариатрическая хирургия, диабет и злоупотребление алкоголем. Сообщается о неудовлетворенных потребностях в увеличении потребления тиамина в пищу во время лактации, беременности и повышенной физической активности. Во время лактации у детей повышается риск развития авитаминоза , в частности, у дефиците тиамина у матерей. Например, у 27% женщин детородного возраста в Камбодже имеет место дефицит тиамина, а у 38% младенцев диагностирован дефицит тиамина, что является критической проблемой, которая в значительной степени способствует смертности 3-месячных детей. Однако даже при наличии достаточного потребления тиамина его дефицит может быть обусловлен генетическими факторами, то есть патогенными мутациями генов в ключевых регуляторах пути трансформации тиамина, включая тиаминпирофосфокиназу 1 (ТПК1), тиаминдифосфаткиназу (TDPK), тиаминтрифосфатазу (THTPA) и переносчики тиамина (SLC25A19, SLC19A2 / THTR1 и SLC19A3 / THTR. также было показано, что переносчик органических катионов 1 (OCT1) действует как транспортер тиамина в печени.

Независимо от основной причины дефицита тиамина большинство симптомов проявляются на неврологическом уровне. Дефицит тиамина может вызвать повреждение тканей головного мозга, ингибируя использование энергии мозга, учитывая критическую роль тиамин-зависимых ферментов, связанных с использованием глюкозы. Это подтверждается значительным уровнем поглощения тиамина гематоэнцефалическим барьером, что подчеркивает высокую потребность мозга в тиамине и потребность в его снабжении для поддержания адекватных функций мозга, особенно в тех областях мозга, где требуются высокий уровень метаболизма и оборот тиамина.

Как и у большинства гидрофильных микроэлементов, поглощение тиамина происходит в основном в тонком кишечнике. В пищеварительном тракте пищевые белки гидролизуются, выделяя тиамин. В просвете кишечника щелочные фосфатазы катализируют гидролиз тиаминфосфорилированных производных в свободный тиамин. Нефосфорилированный свободный тиамин в концентрациях, превышающих 1 мкМ, поступает в энтероцит путем пассивной диффузии, тогда как на более низких уровнях он транспортируется через систему насыщения тиамином / H + ( переносчик тиамина 1 или THTR1) в зависимости от количества энергии. В условиях дефицита тиамина в клетках Caco2 в культуре наблюдалась активация экспрессии переносчика тиамина 2 (THTR2), что позволяет предположить, что диета может модулировать экспрессию этого транспортера . Внутри энтероцита тиамин фосфорилируется до тиаминпирофосфата (TPP) с помощью TPK1. Затем большая часть TPP дефосфорилируется до тиаминмонофосфата (TMP), чтобы пересечь базальную мембрану энтероцита. TMP высвобождается в кровоток через ATPase-зависимую транспортную систему. Свободный тиамин также может попасть в кровь через транспортер тиамина 2 (THTR2), расположенный в основном на базолатеральной мембране энтероцита. Попадая в кровь, в то время как очень низкие уровни TMP и тиамина циркулируют свободно в плазме или сыворотке, более 90% фосфорилированного тиамина (в форме TPP) присутствует в эритроцитах и лейкоцитах. Примечательно, что изоформа 3 носителя SLC44A4 недавно была описана как носитель TPP в толстой кишке. Первоначально SLC44A4 был описан как транспортер холина, связанный с не нейрональным синтезом холина и необходимый для эфферентной иннервации волосковых клеток в оливо-кохлеарном пучке для поддержания физиологической функции наружных волосковых клеток и защиты волосковых клеток. от акустической травмы. Последние данные указывают на то, что этот носитель может опосредовать абсорбцию микробиоты, генерируемой TPP (особенно у младенцев), и способствовать гомеостазу тиамина хозяина.

Клеточное поглощение тиамина из кровотока может быть опосредовано любым из двух высокоаффинных носителей: THTR1 (кодируется SLC19A2) и THTR2 (кодируется SLC19A3). Эти транспортеры выражены повсеместно, но THTR1 наиболее распространен в кишечнике, скелетных мышцах, нервной системе и глазах, за которым следуют плацента, печень и почка, тогда как THTR2 находится в основном в жировой ткани, печени, лимфоцитах, селезенке, желчном пузыре, плаценте. поджелудочной железе и мозге. После внутриклеточной транспортировки свободный тиамин быстро фосфорилируется до TPP с помощью тиаминпирофосфокиназы (TPK1). Вторая киназа, TDPK, добавляет фосфатную группу к TPP для генерирования тиаминтрифосфата (TTP). TPP и TTP могут быть дефосфорилированы, соответственно, до TMP и TPP с помощью фосфатаз — простатической кислой фосфатазы (ACPP) и THTPA соответственно.

До 90% от общего количества тиамина в организме остается в его дифосфате , метаболически активной форме (TPP), тогда как остальное находится в виде TMP и TTP. TPP является кофактором нескольких тиамин-зависимых ферментов, участвующих в метаболизме углеводов и жирных кислот, а именно цитозольной транскетолазы (TKT), пероксисомальной 2-гидроксиацил-CoA лиазы 1 и трех митохондриальных ферментов (пируватдегидрогеназы, α-кетоглутаратдегидрогеназы и разветвленных). -цепные α-кетокислотные дегидрогеназные комплексы. Биохимическая роль TPP хорошо понятна, но биологическая значимость и вклад TTP не совсем ясны. Ранее считалось, что это специфическая нейроактивная форма тиамина, но в последнее время сообщалось, что TTP (составляет ∼10% от общего пула тиамина мозга) участвует в возбудимости мембраны и нервной проводимости, действуя в качестве модулятора проницаемости хлоридно-натриевых каналов.

В цитозоле TPP действует как кофактор для TKT, ключевого фермента неокислительной ветви пентозофосфатного пути (PPP). Этот метаболический путь генерирует никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NADPH) и рибозо-5-фосфат (R5P). NADPH является ключевым восстановителем в биосинтетических реакциях и является одним из субстратов биосинтетических ферментов (синтез жирных кислот) и антиоксидантных ферментов, таких как глутатионпероксидаза-редуктазная система и тиоредоксинпероксидазы.Важное участие R5P в биосинтезе ДНК и РНК подчеркивает критическую роль тиамина в высокопролиферирующих тканях.

Исходя из его роли в биохимических путях, предполагается , что дефицит тиамина приведет к усилению окислительного стресса и снижению пролиферации клеток, а также к снижению синтеза жирных кислот (включая миелин) с тяжелыми последствиями, особенно во время развития мозга. В соответствии с этим предположением, дефицит тиамина снижает активность TKT и приводит к нарушению PPP и снижению нейрогенеза в коре и гиппокампе во время развития нервной системы.

Пероксисомы играют важную роль в катаболизме перекиси водорода, а также в укорочении очень длинных жирных кислот (которые не могут подвергаться прямому катаболизму β-окисления митохондрий) и α-окислении. В последнем процессе TPP-зависимый фермент 2-гидроксиацил-СоА лиаза 1 (HACL1) катализирует расщепление 3-метилразветвленных и 2-гидрокси длинноцепочечных жирных кислот с прямой цепью. Фитановая кислота (3-метилзамещенная 20-углеродная жирная кислота с разветвленной цепью), в отличие от большинства жирных кислот, не может подвергаться β-окислению из-за наличия метильной группы в положении 3. Как таковой, он расщепляется HACL1 в результате первоначального α-окисления. Эта жирная кислота с разветвленной цепью получается из рациона, особенно из молочных продуктов и красного мяса. Нарушение катаболизма фитановой кислоты из-за неадекватных уровней TPP приводит к накоплению триглицеридов, что может вызывать негативные эффекты, такие как мозжечковая атаксия, периферическая полиневропатия, потеря зрения и слуха, аносмия, а в некоторых случаях дисфункция сердца и эпифизарная дисплазия. Симптомы, вызванные дефицитом тиамина, характерны для болезни Рефсума, которая вызвана патогенными мутациями в HACL1. Некоторые из симптомов также наблюдаются при аутосомно-рецессивном системном расстройстве, синдроме Зеллвегера и других пероксисомальных заболеваниях, включая неонатальную адренолейкодистрофию. Синдром Зеллвегера вызван патогенными мутациями в генах пексинов, которые кодируют белки, необходимые для сборки функциональных пероксисом. Он характеризуется дефицитом пути окисления пероксисомных жирных кислот, вызывающего тяжелую неврологическую и печеночную дисфункцию, а также черепно-лицевые нарушения.

Большая часть (∼90%) цитозольного TPP транспортируется в митохондрии с помощью митохондриального переносчика тиаминпирофосфата MTPPT, продукт гена SLC25A19. Этот транспортер обеспечивает обмен цитозольного TPP на митохондриальный TMP; Попав в цитозоль, TMP метаболизируется и превращается обратно в TPP. В митохондриях TPP является критическим кофактором для трех ферментов, а именно пируватдегидрогеназы, α-кетоглутаратдегидрогеназы и α-кетокислотной дегидрогеназы с разветвленной цепью (PDH, αKGDH и BCKDH, соответственно).

Пируватдегидрогеназный комплекс — мультисубъединичный комплекс катализирует TPP- зависимое декарбоксилирование пирувата, генерируя ацетил-КоА, который затем входит в цикл Кребса. Регуляция активности PDH представляет собой ключевой метаболический «переключатель», влияющий на выбор «топлива», то есть между окислением жирных кислот и гликолитическим потоком. Было высказано предположение, что неспособность регулировать выбор топлива для производства метаболической энергии лежит в основе «метаболической жесткости», приводящей к метаболическим нарушениям. Следовательно, опосредованное тиамином ингибирование комплекса PDH блокирует систему в окислении глюкозы в пируват, что приводит к увеличению лактата и снижению клеточной продукции АТФ. Как и ожидалось, в тяжелых случаях метаболический дефицит проявляется как фатальный лактоацидоз у новорожденных, тогда как в более легких случаях неврологические состояния могут приводить к структурным нарушениям в центральной нервной системе (ЦНС), судорогам, умственной отсталости и спастичности.

В случае дефицита тиамина наиболее пораженными участками мозга, по-видимому, являются мозжечок, мамиллярные тела, таламус, гипоталамус и ствол мозга у взрослых. Что касается дефицита тиамина, Zhao et al.(2009) показали, что у мышей депривация тиамина в течение 14 дней приводила к различной степени дефицита ферментов при тестировании на активность TKT, PDH и αKGDH в коре и гиппокампе.

Патогенные мутации в генах, кодирующих ферменты и транспортеры, участвующие в метаболизме тиамина, приводят к симптомам, сходным с теми, что обнаруживаются при дефиците тиамина на основе питания, и перекрываются с нарушениями митохондриальной дисфункции . Эти мутации, затрагивающие гены, ответственные за транспортеры тиамина 1 ( SLC19A2 ; OMIM 249270) и 2 ( SLC19A3 ; OMIM 607483), составляют основную причину субоптимального всасывания тиамина в кишечнике и, как следствие, недостаточного клеточного распределения тиамина по организму.

Как указано выше, патология дефицита тиамина влечет за собой нарушение выработки энергии из митохондрий в форме АТФ при использовании субстратов, генерирующих пируват (например, глюкозы), а также повышенный окислительный стресс. В этих условиях глюкоза черезгликолиз образует пируват, который не может войти в цикл Кребса в виде ацетил-КоА из-за низкой активности PDH. Как таковой, пируват трансаминируется в Ala или восстанавливается до лактата спомощью лактатдегидрогеназы. Это согласуется с повышенным уровнем лактата и органических кислот, наблюдаемых в CSF, моче и крови при дефиците тиамина.

Центральная нервная система человека обладает высокой потребностью в энергии: 2% массы тела контролируют около 20% общих метаболических расходов, большая часть которых расходуется на потенциалы возбуждающего действия, на передачу сигналов между нейронами, через химические синапсы, рост аксонов. и миелинизацию. Поскольку глюкоза является основным «топливом» для производства энергии в головном мозге, неудивительно, что митохондриальная дисфункция и последующее нарушение метаболизма глюкозы связаны с несколькими неврологическими расстройствами и нарушениями развития нервной системы и основными психическими заболеваниями, такими как депрессия и шизофрения.

Неврологические симптомы при дефиците тиамина сходны с дефектами, которые чаще всего проявляются как синдром Ли-Ли с вовлечением базальных ганглиев. Следовательно, нервная система, которая специализируется на использовании глюкозы для выработки энергии, кажется наиболее уязвимой для дефицита PDHC из-за истощения TPP. В мозге плохое производство АТФ в митохондриях будет ограничивать поддержание мембранного потенциала посредством действия Na + , K +-АТФазы, тем самым нарушая нервную проводимость и процессы в синапсах. Кроме того, повышенный окислительный стресс из-за более низкой активности TKT повредит критические биомолекулы, инициируя перекисное окисление липидов и окислительное повреждение белков, что приводит к фрагментации, посттрансляционным модификациям и перекрестным связям. Модификация эпитопов на нормальных, эндогенных молекулах может приводить к активации микроглии и иммунных клеток, усугубляя вызванное окислительным стрессом повреждение.

Уровни тиамина в крови и CSF предоставляют ограниченную информацию при оценке состояния тиамина у субъекта, поскольку они не обязательно отражают метаболическую функцию тиамина или прямую связь с его уровнями в тканях. Таким образом, оценки TKT эритроцитов и, если возможно, оценки других тканеспецифичных TPP-зависимых ферментов (PDH, αKGDH) считаются золотыми стандартами. Базовая активность TKT обычно выражается в единицах на грамм гемоглобина (г Hb), но, что более важно, рассчитывается процент активации TKT в добавках к TPP (0-15% считаются нормальными).

Коэффициент активации TKT (эритроциты) и / или активность TPP-зависимых ферментов (лейкоциты, фибробласты кожи и биопсия мышц) обычно сопровождаются тестированием уровней лактата и пирувата в сыворотке, BCAA, органических кислот, а также методами визуализации мозга. Единственными случаями, когда оценка свободного тиамина в плазме / сыворотке и CSF, по-видимому, является ценным диагностическим инструментом, являются случаи патогенных мутаций в SLC19A3. Точно так же экскреция тиамина с мочой также не является надежным методом для оценки его уровня в организме, поскольку он зависит от его потребления и всасывания. Как правило, он выражается в расчете на единицу креатинина для учета функции почек, и следует учитывать возраст, так как нормальные значения у детей различаются [120 нмоль / ммоль креатинина в возрасте 1–13 лет] и взрослые [220 нмоль / ммоль креатинина в возрасте> 18 лет ].

К сожалению, ранние симптомы дефицита тиамина не выражены или недостаточно различимы, чтобы поставить прямой диагноз. Они включают потерю аппетита, тошноту, слабость, апатию, усталость, раздражение, нарушения сна, анорексию и дискомфорт в животе. Кроме того, выявление конкретных клинических симптомов дефицита тиамина является проблематичным, поскольку оно скрывается за счет влияния других сопутствующих состояний (сопутствующих заболеваний), таких как инфекции и / или разнообразные нарушения питания.

Клиническая классификация дефицита тиамина обычно делится на «сухую» (или невритическую, характеризующуюся полиневропатией, сниженным коленным рефлексом и другими сухожильными рефлексами и прогрессирующей сильной слабостью мышц) и «влажную» (или сердечную, характеризующуюся отеком ног, тела и лица высокий сердечный выброс, желудочковая недостаточность и застой в легких).

При раннем подозрении на генерализованный дефицит тиамина рекомендуется незамедлительное введение тиамина и, как правило, эффективное лечение. В литературе сообщается о широком диапазоне терапевтических подходов и доз тиамина от 1,5 до 600 мг / день , с 10–20 мг / день в виде разделенных доз в течение нескольких недель от легкой полиневропатии и 20–30 мг / день. от умеренной до тяжелой, обычно до исчезновения симптомов. Как правило, дефицит тиамина купируеся с помощью доз 5–30 мг / сут внутривенно (в / в) или внутримышечно (в / м) три раза в день, затем 5–30 мг / сут перорально до исчезновения симптомов. Однако этот подход заметно менее эффективен для людей с хроническими формами нарушений, связанных с дефицитом тиамина, включая энцефалопатии или дефициты TPK1. В последнем случае стоило бы исследовать лечение непосредственно с помощью TPP; однако неясно, будет ли эта форма фосфорилированного тиамина преодолевать гематоэнцефалический барьер и / или достигать субклеточных мишеней, таких как PDH.

Ряд исследований показал обратную связь между уровнями тиамина и симптомами депрессии у взрослых. Исследование показало, что симптомы депрессии значительно улучшились у пациентов с большой депрессией после 6 недель приема тиамина по сравнению с плацебо. Эффекты от приема тиамина могут быть значительными в качестве паллиативного лечения при послеродовой депрессии и играть важную роль в последующем когнитивном развитии ребенка. PPD ассоциируется с повышенным риском развития неспособности к обучению, синдрома дефицита внимания / гиперактивности (ADHD) и тревожных расстройств у детей младшего возраста, что делает PPD критической проблемой как для матери, так и для младенца. Следовательно, добавки с тиамином могут в некоторой степени улучшить углеводный обмен, функцию митохондрий и выработку энергии в мозге.

Источник