Tiamin (vitamin B1) je vitamin topiv u vodi i spada u skupinu vitamina B skupine. Na temelju zapažanja nizozemskog liječnika Christiaana Eijkmana krajem 19. stoljeća da su se simptomi nalik beriberiju javljali kod pilića nakon što su im davali oljuštenu i uglačanu rižu, ali ne i nakon što su im dali neoljuštenu i nepoliranu rižu ili rižine mekinje, tiamin je poznat i kao "vitamin protiv protuberija". Nakon izolacije zaštitne tvari za beriberi iz ljuske riže i imenovanja vitamina aneurinom 1926. od strane Jansena i Donatha, strukturno razjašnjavanje i sintezu vitamina B1 povezivanjem obje prstenaste strukture 1936. izveli su Williams i Windaus, a B vitamin je dobio ime tiamin. Molekula tiamina sastoji se od pirimidinskog i tiazolnog prstena povezanih metilenskom skupinom. Sam tiamin ne nalazi terapijsku primjenu, već samo njegove hidrofilne (u vodi topive) soli, kao što su tiamin klorid hidroklorid, tiamin mononitrat i tiamin disulfid, ili njihovi lipofilni (topivi u masti) derivati (alitiaamini), poput benfotiamina (S -benzoiltiamin-o-monofosfat; BTMP), bentiamin (dibenzoiltiamin) i fursultiamin (tiamin tetrahidrofurfuril disulfid). Suhi vitamin B1 stabilan je na 100 ° C. Vodene otopine vitamina B1 najstabilnije su pri pH <5.5, ali ne u neutralnom ili alkalnom okruženju. Tiamin je istovremeno termolabilan (osjetljiv na toplinu) i osjetljiv na svjetlost i oksidaciju te pokazuje visoku strukturnu ili ustavnu specifičnost. Male promjene u molekularnoj strukturi povezane su sa smanjenjem djelotvornosti vitamina, neučinkovitosti ili, u određenim slučajevima, antagonističkim (suprotnim) načinom djelovanja. Tiaminski antagonisti, poput oksitiamina, piritiamina i amprolijuma, mogu inhibirati (inhibirati) tiaminazu I i II (enzimi koji cijepaju i -inaktiviraju tiamin) i inhibirati vezanje biološki aktivnog tiamin pirofosfata (TPP; sinonimi: tiamin difosfat (TDP), kokarboksilaza) do njegovog apoenzima i kompetitivno inhibiraju dekarboksilaciju (cijepanje molekule ugljičnog dioksida (CO2)), 2-okso-kiselina. Otopine za infuziju koje sadrže sulfit (SO2) dovode do potpune razgradnje vitamina B1.
Apsorpcija
Tiamin se nalazi i u biljnoj i u životinjskoj hrani, ali samo u niskim koncentracijama. Dok je tiamin prisutan u slobodnom, nefosforiliranom obliku u biljkama, 80-85% vitamina B javlja se u životinjskim tkivima kao biološki aktivan TPP, odnosno TDP, a 15-20% kao tiamin monofosfat (TMP) i tiamin trifosfat (TTP) . Fosforilirani vitamin B1 koji se unosi hranom, defosforilira se nespecifičnim fosfatazama crijevne stijenke (enzimatsko uklanjanje fosfat skupine) i time pretvorene u apsorbirajuće stanje. Apsorpcija slobodnog tiamina najviše je u jejunumu (prazno crijevo), a slijedi dvanaesnika (dvanaesnik) i ileum (ileum). U njemu se apsorbiraju samo male količine želudac i debelo crijevo (debelo crijevo). Crijevni apsorpcija (usvajanje putem crijevo) tiamina podliježe a doza-zavisni dvostruki mehanizam. Fiziološke količine vitamina B ispod a koncentracija od 2 µmol / l apsorbira se ovisno o energiji natrij-posredovani mehanizam nosača. Dakle, transport vitamina B1 u stanice sluznice crijeva aktivan je i zasićen. Strukturni analozi, poput piritiamina, mogu inhibirati aktivni vitamin B1 apsorpcija istiskivanjem tiamina iz njegovog transporta proteini nalazi se u vršku (okrenut prema unutrašnjosti crijeva) stanična membrana, Utjecaj alkohol or etanol, s druge strane, sastoji se u inhibiciji natrij-kalij adenozin trifosfataza (Na + / K + -ATPaza; enzim koji katalizira transport Na + iona iz stanice i K + iona u stanicu cijepanjem ATP-a) u bazolaterali stanična membrana (okrenuti prema unutrašnjosti crijeva), što rezultira smanjenjem regulacije prijenosa specifičnog za tiamin proteini. Iznad a koncentracija od 2 µmol / l, apsorpcija vitamina B1 događa se pasivnom difuzijom, što nije ni jedno ni drugo natrij-zavisni niti mogu biti inhibirani antagonistima tiamina ili etanol.Kako je primijenjeno (primijenjeno) doza povećava se postotak apsorbiranog tiamina. To je, s jedne strane, posljedica smanjenja regulacije transmembranskog transporta proteini za tiamin u crijevima sluznica stanice (stanice sluznice) iz vitamina B1 doza > 2 µmol / l i, s druge strane, na neučinkovitost pasivnog apsorpcijskog puta u usporedbi s aktivnim transportnim mehanizmom posredovanim nosačem. Prema studijama s oralno primijenjenim radioobilježenim tiaminom, brzina apsorpcije pri unosu od 1 mg je ~ 50%, od 5 mg ~ 33%, od 20 mg ~ 25% i od 50 mg ~ 5.3%. Ukupno se može apsorbirati samo najviše 8-15 mg vitamina B1 dnevno. Usporedba biopsija (uzoraka tkiva) crijeva sluznica pacijenata sa i bez nedostatka tiamina pokazali su značajno veću apsorpciju vitamina B1 u crijevima u ispitanika sa lošim statusom tiamina. Povećana apsorpcija vitamina B1 u nedostatnom stanju rezultat je pregulacije (upregulacije) apikalnih transportera tiamina u crijevima sluznica stanice (stanice sluznice). Apsorbirani tiamin djelomično se fosforilira u stanicama sluznice crijeva (stanice sluznice) citozolnom pirofosfokinazom s cijepanjem adenozin trifosfata (ATP) u koenzimatski aktivni TPP (enzimska veza s fosfat skupine). Uz mehanizam nosača posredovan natrijem, vjeruje se da je i unutarstanična pirofosfokinaza korak koji ograničava brzinu aktivnog transporta tiamina u i kroz stanicu sluznice. Slobodni i fosforilirani tiamin ulazi u jetra putem portala vena, odakle se krvotokom transportira do ciljanih organa i tkiva u skladu s njihovim zahtjevima.
Transport i raspodjela u tijelu
Transport vitamina B1 u cjelini krv javlja se uglavnom u krvnim stanicama - 75% u eritrociti (crvene krvne stanice) i 15% u leukociti (bijela krv Stanice). Samo 10% vitamina B1 u krv se transportira plazmatično, prvenstveno vezan za album. Unos visokih doza vitamina B1 dovodi do prekoračenja sposobnosti vezanja, tako da se višak tiamina izlučuje. Ukupne razine u krvi variraju između 5-12 µg / dl. Na ciljnim organima i tkivima tiamin se unosi u ciljne stanice i mitohondriji ("Energetske elektrane" stanica) putem transportera tiamina s velikim afinitetom (vezanje snaga). Zbog fiziološke važnosti vitamina B1 u ugljikohidratima i metabolizam energije, srčani mišić (3-8 µg / g), bubreg (2-6 µg / g), jetra (2-8 µg / g), mozak (1-4 µg / g), a posebno skeletni mišići imaju visoku koncentraciju tiamina. U nedostatku tiamina, zbog upregulacije (povišene regulacije) transmembranskih transportnih proteina, povećan je unos vitamina B1 u ciljne stanice. Slobodni tiamin može se fosforilirati u biološki aktivni TPP u svim organima i tkivima unutarćelijskom pirofosfokinazom uz potrošnju ATP i nakupljanje dvaju fosfat ostataka. Alkohol or etanol sprječava aktivaciju slobodnog tiamina u koenzim TPP kompetitivnom inhibicijom pirofosfokinaze. Prijenos daljnje fosfatne skupine u TPP pomoću kinaze s cijepanjem ATP dovodi do TTP, koji se može pretvoriti natrag u TPP, TMP ili slobodni, nefosforilirani tiamin pod djelovanjem fosfataza. Dok se vitamin B1 nalazi u krvnoj plazmi, majčino mlijekoi cerebrospinalna tekućina (utječe na mozak i leđna moždina) uglavnom u slobodnom obliku ili kao TMP, krvne stanice (leukociti; eritrociti) i tkiva uglavnom sadrže TPP. Za unutarćelijsku koenzimatski aktivnu TE, stanična membrana je nepropusna (nepropusna). TPP može napustiti stanicu samo nakon hidrolize (cijepanje reakcijom sa voda) putem TMP-a da oslobodi tiamin. Unutarstanična fosforilacija (enzimsko vezivanje fosfatnih skupina) i smanjenje propusnosti membrane (propusnost membrane) za fosforilirani tiamin u konačnici služi kao zaštitni mehanizam za sprečavanje gubitaka vitamina B1 iz fizioloških doza (1-2 mg / d). Ukupna tjelesna zaliha vitamina B1 u zdravih osoba iznosi 25-30 mg, od čega se približno 40% nalazi u mišićima. Trgovina tiaminom u užem smislu ne postoji. Zbog svoje funkcije koenzima, vitamin B1 uvijek je povezan (povezan) s odgovarajućim enzimom i zadržava ga (zadržava bubreg) u mjeri koja je trenutno potrebna. Biološki poluvijek tiamina relativno je kratak i za ljude se navodi da je 9.5-18.5 dana. Ograničeni kapacitet skladištenja i velika brzina prometa vitamina B zahtijevaju dnevni unos dovoljnih količina tiamina kako bi se udovoljilo potrebama, posebno u slučajevima povećane potrošnje vitamina B1 kao rezultat povećanog metabolizma, poput sportskih aktivnosti, teških fizičkih napora, unutar trudnoća i dojenje, kronično alkohol zlostavljanje i groznica.
izlučivanje
Izlučivanje vitamina B1 ovisi o dozi. U fiziološkom (normalnom za metabolizam) opsegu, približno 25% tiamina se eliminira bubrežno (putem bubreg). Pri visokim primijenjenim dozama, izlučivanje vitamina B1 događa se gotovo u potpunosti putem bubrega nakon zasićenja tkiva, uz istodobno povećanje udjela tiamina koji se izlučuje putem žuč i neapsorbiranog tiamina u fecesu. Ovaj učinak prelijevanja bubrega izraz je samo-depresija procesa nerenalnog klirensa (procesi izlučivanja) kao i zasićenje tubularne reapsorpcije (reapsorpcija u bubrežnim tubulima). Otprilike 50% tiamina se eliminira u slobodnom obliku ili esterificira sulfatnom skupinom. Preostalih 50% još su neidentificirani metaboliti, kao i tiaminkarboksilna kiselina, metiltiazoloctena kiselina i piramin. Što je veći unos vitamina B1, to je manja metabolizacija i veće izlučivanje slobodnog, nepromijenjenog tiamina.
Alitiamin
Allithiamines, kao što su benfotiamin, bentiamin i fursultiamin su lipofilni (u masti topljivi) derivati tiamina koji se, prema otkriću Fujiwarine japanske istraživačke skupine ranih 1950-ih, spontano formiraju u fiziološkim uvjetima kombinacijom tiamina s alicinom, aktivnim sastojkom u češnjak i luk. U derivatima alitijamina tiazolni prsten, koji je neophodan za djelovanje vitamina, otvoren je i sumpor atom je supstituiran s lipofilnom skupinom. Tek nakon zatvaranja tiazolnog prstena spojevima koji sadrže SH skupine, poput cistein i glutation, u stanicama crijevne sluznice (stanice sluznice) i nakon fosporilacije (enzimatski dodatak fosfatnih skupina) u biološki aktivan tiamin pirofosfat u ciljnim stanicama mogu altiamini iskazati svoj vitaminski učinak u organizmu. Zbog svoje apolarne strukture, alitiamini su podvrgnuti različitim uvjetima apsorpcije nego vodatopivi derivati tiamina, koji se apsorbiraju u skladu s kinetikom zasićenja na ovisan o energiji i natrijumu mehanizam nosača. Unos allitiamina u stanice sluznice (stanice sluznice) crijeva događa se nakon prethodne defosforilacije (uklanjanja fosfatnih skupina) nespecifičnim fosfatazama na crijevnoj sluznici (crijevna sluznica) proporcionalno dozi pasivnom difuzijom, pri čemu allithamines prolaze kroz crijevnu apsorpciju brže i lakše u usporedbi s voda-topivi derivati tiamina zbog njihove bolje propusnosti membrane (membranska propusnost). The bioraspoloživost lipofilnih benfotiamin je oko 5- do 10 puta veća od one u tiamin disulfida i tiamin mononitrata. Uz to, alitijamin postiže višu razinu tiamina i TPP u punoj krvi, ciljnim organima i tkivima nakon oralne primjene administraciju u razmjerno malim dozama i duže se zadržavaju (zadržavaju) u tijelu. Hilbig i Rahmann (1998), koji su proučavali tkivo distribucija i sudbina radiooznačenih benfotiamin i tiamin hidroklorid u krvi i raznim organima, izmjerene su znatno veće radioaktivnosti u svim organima nakon benfotiamina administraciju, osobito u jetra i bubrega. 5- do 25 puta viši koncentracija benfotiamina pronađen u mozak i mišiće. U svim ostalim organima sadržaj benfotiamina bio je 10-40% veći od sadržaja tiamin hidroklorida.
