Тиамин (витамин B1)

Тиамин или витамин B1, названный как «тио-витамин» («серосодержащий витамин») является водорастворимым витамином комплекса витаминов группы В. Изначально вещество было названо «аневрин», из-за возникновения опасных неврологических эффектов при его отсутствии в рационе, однако затем вещество получает название «витамин B1». Его фосфатные производные участвуют во многих клеточных процессах. Наиболее характерная форма – тиаминпирофосфат (ТПФ), кофермент в катаболизме сахаров и аминокислот. Тиамин используется в биосинтезе нейротрансмиттера ацетилхолина и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). В дрожжах ТПФ также необходим при первом этапе спиртового брожения. Все живые организмы используют тиамин, но синтезируется он только бактериями, грибами и растениями. Животные должны получать его из своего рациона, и, таким образом, для них оно является жизненно необходимым питательным веществом. Недостаточное потребление витамина В у птиц провоцирует развитие характерного полиневрита. У млекопитающих дефицит приводит к развитию синдрома Корсакова, оптической нейропатии, и болезни под названием бери-бери, которая влияет на периферическую нервную систему (полиневрит) и / или сердечно-сосудистую систему. В случае дефицита тиамина в отсутствии лечения возможен летальный исход. В менее тяжелых случаях, неспецифические признаки дефицита включают в себя недомогание, потерю веса, раздражительность и спутанность сознания.

Тиамин является бесцветным сероорганическим соединением с химической формулой C12H17N4OS. Структурно он состоит из аминопиримидина и тиазольного кольца, связанных метиленовым мостиком. Тиазол замещен метильной и гидроксиэтильной боковыми цепями. Тиамин растворяется в воде, метаноле и глицерине и практически нерастворим в менее полярных органических растворителях. Он устойчив при низких значениях рН, однако неустойчив в щелочных растворах. Тиамин, который представляет собой N-гетероциклический карбен, может использоваться вместо цианида в качестве катализатора конденсации бензоина. Тиамин нестабилен при воздействии тепла, но стабилен при хранении в замороженном состоянии. Он неустойчив при воздействии ультрафиолетового света и гамма-облучения. Тиамин участвует в реакциях Майяра.

Комплекс биосинтеза тиамина встречается у бактерий, некоторых простейших, растений и грибов. Фрагменты тиазола и пиримида биосинтезируются по отдельности, а затем объединяются, образуя ТМФ под действием тиамин-фосфат-синтазы (EC 2.5.1.3). У различных организмов может различаться процесс биосинтеза. У бактерий E.coli и других энтеробактерий ТМФ может фосфорилироваться до кофактора ТДФ при помощи тиамин-фосфат киназы (ТМФ + АТФ → ТДФ + АДФ, EC 2.7.4.16). У большинства бактерий и эукариот ТМФ гидролизуется тиамином, который затем может быть пирофосфориллирован в Тиаминдифосфат с помощью тиамин дифосфокиназы (тиамин + АТФ → ТДФ + AMP, EC 2.7.6.2). Биосинтез регулируется рибосвитчами. При наличии достаточного количества тиамина в клетке тиамин связывается с кодирующими генами мРНК, предотвращая трансляцию ферментов. В отсутствии тиамина отсутствует и ингибирование, и спокойно производятся ферменты, необходимые для биосинтеза. Конкретный рибосчвитч, рибосвитч тиаминпирофосфата, является единственным рибосвитчем, имеющимся как в эукариотических, так и в прокариотических организмах.

Тиамин в низких концентрациях можно обнаружить в большом разнообразии пищевых продуктов. Больше всего тиамина содержится в дрожжах, дрожжевом экстракте и свинине. Зерна являются наиболее важным пищевым источником тиамина, в силу их распространенности. Цельные зерна содержат больше тиамина, чем очищенные зерна, так как тиамин встречается в основном в наружных слоях зерна и в зародыше (который удаляется при очистке). Например, в 100 г пшеничной муки содержится 0,55 мг тиамина, в то время как в 100 г белой муки содержит только 0,06 мг тиамина. В США обработанную муку обогащают мононитратом тиамина (а также ниацином, двухвалентным железом, рибофлавином и фолиевой кислотой), чтобы заменить потери, которые имели место при обработке. В Австралии в продукты питания по той же причине добавляют тиамин, фолиевую кислоту и йодированную соль. При дефиците витамина В рекомендуется употреблять в пишу цельные диетические продукты. Продукты, также богатые тиамином: овсянка, лен, подсолнечник, коричневый рис, цельнозерновая рожь, спаржа, капуста, цветная капуста, картофель, апельсины, печень (говядины, свинины и курицы) и яйца. Тиамин гидрохлорид (бетаксин) является (сам по себе) белой кристаллическом гигроскопичной пищевой добавкой, использующейся для создания мясистого привкуса при приготовлении соусов или супов. Это естественный посредник в реакции тиамин-HCl, которая предшествует гидролизу и фосфорилированию, до его использования (в виде тиаминпирофосфата) в ряде ферментативных аминокислот, жирных кислот и углеводных реакций.

Суточная норма потребления тиамина в большинстве стран установлена на уровне около 1,4 мг. Тем не менее, в ходе добровольных испытаний на женщинах при суточных дозах 50 мг наблюдалось увеличение умственной активности. Нет данных о побочных эффектах, связанных с избыточным потреблением тиамина с пищей или добавками. Поскольку для количественной оценки риска данных недостаточно, нет данных и о верхнем допустимом уровне потребления тиамина.

Тиамин в продуктах питания может разлагаться различными способами. Сульфиты, которые добавляются в продукты обычно в качестве консерванта, атакуют тиамин на метиленовом мостике в структуре, расщепляя пиримидиновое кольцо в кольце тиазола. В кислой среде скорость этой реакции увеличивается. Тиамин разрушается под воздействием термолабильных тиаминаз (присутствующих в сырой рыбе и моллюсках). Некоторые тиаминазы производятся бактериями. Бактериальные тиаминазы – это ферменты клеточной поверхности, которые перед активацией должны отделиться от мембраны; в ацидотических состояниях у жвачных животных может наблюдаться диссоциация. Бактерии рубца также редуцируют сульфат до сульфита, поэтому высокое диетическое потребление сульфата может обладать антагонистической по отношению к тиамину активностью. Растения-антагонисты тиамина являются термостойкими и встречаются как в орто-, так и в пара-гидрофенолах. Некоторые примеры этих антагонистов: кофейная кислота, хлорогеновая кислота и дубильная кислота. Эти соединения взаимодействуют с тиамином, окисляя тиазольное кольцо, отменяя тем самым возможность его поглощения. Два флавоноида, кверцетин и рутин, также являются антагонистами тиамина.

Тиамин высвобождается под действием фосфатазы и пирофосфатазы в верхней части тонкой кишки. При низких концентрациях процесс опосредован носителем, а при более высоких концентрациях поглощение происходит за счет пассивной диффузии. Активный транспорт является наибольшим в тощей и подвздошной кишках (он тормозится при потреблении алкоголя и дефиците фолиевой кислоты). Снижение поглощения тиамина происходит при потреблении его в дозах более 5 мг/сут. Клетки слизистой оболочки кишечника обладают активностью тиамин пирофосфокиназы, однако не ясно, связан ли фермент с активным поглощением. Большинство тиамина в кишечнике находится в пирофосфориллированной форме тиаминдифосфата, в то время как тиамин, поступающий на серозную сторону кишечника, часто находится в свободной форме. Поглощение тиамина клетками кишечника, вероятно, связано в некотором роде с его фосфорилированием/дефосфорилированием. На серозной стороне кишечника сброс витамина клетками зависит от Na +-зависимой АТФазы.

Большинство тиамина в сыворотке связано с белками, в основном – с альбумином. Примерно 90% от общего количества тиамина в крови находится в эритроцитах. В сыворотке крыс был найден специфический связывающий белок, тиамин-связывающий белок, который, как полагают, является гормон регулирующим белком-носителем, важным распределения тиамина в тканях.

Поглощение тиамина клетками крови и других тканей происходит посредством активного транспорта и пассивной диффузии. Мозгу требуется гораздо большее количество тиамина, чем другим клеткам организма. Большая часть попадаемого в организм тиамина никогда не достигает мозга из-за пассивной диффузии и гематоэнцефалического барьера. Около 80% внутриклеточного тиамина фосфорилируется и связывается с белками. В некоторых тканях поглощение и выделение тиамина опосредовано растворимым транспортером тиамина, который зависит от Na + и трансцеллюлярного протонного градиента.

Запасы тиамина в организме человека равны приблизительно 25-30 мг, а наибольшая его концентрация содержится в скелетных мышцах, сердце, мозге, печени и почках. ТМФ и свободный (нефосфорилированный) тиамин присутствуют в плазме крови, молоке, спинномозговой жидкости, и, возможно, во внеклеточной жидкости. В отличие от высоко фосфорилированных форм тиамина, ТМФ и свободный тиамин способны пересекать клеточные мембраны. Содержание тиамина в тканях человека меньше, чем у других видов.

Тиамин и его кислотные метаболиты (2-метил-4-амино-5-пиримидин карбоновая кислота, 4-метил-тиазол-5-уксусная кислота и тиамин уксусная кислота) выделяются из организма преимущественно с мочой.

Тиамин является основной транспортной формой витамина, в то время как активные формы являются фосфорилированными производными тиамина. Всего существует пять известных природных производных тиамин фосфата: тиамин монофосфат (ТМФ), тиамин дифосфат (ТДФ), в их составе также иногда называют тиамина пирофосфат (ТПФ), тиамин трифосфат (ТТФ), и недавно обнаруженный аденозинтиамин трифосфат (AТТФ) и аденозин тиамин дифосфат (AТДФ).

Физиологическая роль ТМФ не известна, однако дифосфат является, безусловно, физиологически значимым веществом. Синтез тиамин дифосфата (ТДФ), также известного как тиамин пирофосфат (ТПФ) или кокарбоксилаза, катализируется ферментом тиамин дифосфокиназы в соответствии с реакцией тиамин + АТФ → ТДФ + AMP (EC 2.7.6.2). ТДФ является коферментом для нескольких ферментов, которые катализируют перенос двух углеродных единиц и, в частности, дегидрирование (декарбоксилирование и последующую конъюгацию с коэнзимом) 2-оксокислот (альфа-кето-кислот). Например: У большинства видов:
• дегидрогеназа пирувата и 2 оксоглютарат дегидрогеназа (также известная как α-кетоглутаратдегидрогеназы)
• дегидрогеназы α-кетокислот с разветвленной цепью
• 2-hydroxyphytanoyl-КоА лиаза
• транскетолаза
У некоторых видов:
• пируватдекарбоксилаза (у дрожжей)
• несколько дополнительных бактериальных ферментов
Ферменты транскетолазы, пируватдегидрогеназы (ПДГ) и 2-оксоглутарат дегидрогеназы (ОГДГ) являются важными в углеводном обмене. Цитозольный фермент транскетолазы является ключевым игроком в пентозофосфатном пути, одном из основных маршрутов для биосинтеза дезоксирибозой пентозы и рибозы. Митохондриальные ПДГ и ОГДГ являются частью биохимических путей, которые приводят к генерации аденозинтрифосфата (АТФ), одной из основных форм клеточной энергии. ПДГ связывает гликолиз в цикле лимонной кислоты, а реакция, катализируемая ОГДГ, является лимитирующей стадией в цикле лимонной кислоты. В нервной системе ПГД также вовлечен в производство ацетилхолина, нейротрансмиттера и синтез миелина.

Тиамин трифосфат (ТТФ) долгое время считался специфической нейроактивной формой тиамина. Тем не менее, в последнее время было показано, что ТТФ существует в бактериях, грибках, растениях и животных, что указывает на гораздо более общую клеточную роль. В частности, в E.coli, ТТФ, по-видимому, реагирует на аминокислотный голод.

Аденозинтрифосфат тиамин (AТФТ) или тиаминилированный аденозинтрифосфат, недавно был обнаружен в кишечной палочке, где он накапливается в результате углеродного голодания. В E.coli, AТФТ может составлять до 20% от общего тиамина. Кроме того, в меньшем количестве он присутствует в дрожжах, корнях высших растений и тканях животных.

Аденозин тиамин дифосфат (АТДФ) или тиаминилированный АДФ, существует в небольших количествах в печени позвоночных, однако его роль все еще остается неизвестной.

Производные тиамина и тиамин-зависимые ферменты присутствуют во всех клетках организма, и таким образом, дефицит оказывает влияние на все системы органов. Нервная система оказывается особенно чувствительной к дефициту тиамина, из-за ее зависимости от окислительного метаболизма. Дефицит тиамина обычно проявляется подостро и может привести к метаболической коме и смерти. Недостаток тиамина может быть вызван недоеданием, диетой с высоким содержанием продуктов, богатых тиаминазой (сырая пресноводная рыба, сырые моллюски, папоротники) и / или продуктов с высоким содержанием анти-тиаминных факторов (чай, кофе, орех катеху), грубыми нарушениями питания, связанными с хроническими заболеваниями, такими как алкоголизм, желудочно-кишечные расстройства, ВИЧ, СПИД и частая рвота. Предполагается, что множество людей, страдающих диабетом, страдают от дефицита тиамина, что может быть связано с некоторыми возможными осложнениями. Синдромы, вызванные дефицитом тиамина, включают в себя: бери-бери, синдром Вернике-Корсакова и оптическую нейропатию. Тиамин также может быть использован для лечения потери памяти при болезни Альцгеймера и алкогольной болезни мозга.

Дефицит тиамина может оказывать пагубное воздействие на холинергическую систему. При болезни Альцгеймера тиамин-зависимые ферменты могут быть изменены; следовательно, тиамин в фармакологических дозах (от 3 до 8 г/сут перорально) может оказывать мягкое благотворное влияние при деменции типа Альцгеймера. Фурсультиамин (ТТФД), производное тиамина, оказывает умеренный положительный эффект на пациентов с болезнью Альцгеймера, в качестве альтернативного лечения больших доз тиамин гидрохлорида. Все еще не ясны механизм и этиология воздействия тиамина на болезнь Альцгеймера, а также пока что полностью не подтверждены доказательства его эффективности.

Бери-бери является неврологическим и сердечно-сосудистым заболеванием. Три основные формы заболевания – сухое бери-бери, влажное бери-бери и младенческое бери-бери.
• Сухое бери-бери характеризуется главным образом периферической нейропатией, то есть симметричным ухудшением сенсорных, моторных и рефлекторных функций, более влияющим на дистальные, нежели проксимальные, сегменты конечностей и вызывающим болезненность икроножных мышц.
Тем не менее, недавно было признано, что периферическая нейропатия (покалывание или онемение в конечностях), связанная с дефицитом тиамина, может также быть представлена аксональной нейропатией (частичным параличом или потерей чувствительности). Периферическая нейропатия может проявляться подострой двигательной аксональной нейропатией, имитирующей синдром Гийена-Барре; или как подострая сенсорная атаксия.
• Влажное бери-бери связано со спутанностью сознания, мышечной атрофией, отеками, тахикардией, кардиомегалией и застойной сердечной недостаточностью в дополнение к периферической невропатии.
• Младенческое бери-бери встречается у детей, кормящихся грудью, если у матери имеется дефицит тиамина (который внешне может никак не проявляться). Расстройство у младенцев может выражаться в сердечных, афонических или псевдоминингитных формах. Младенцы с сердечным бери-бери часто громко и пронзительно плачут, также наблюдается рвота и тахикардия. Не редки при этом судороги, и если быстро не ввести в организм ребенка тиамин, может наступить смерть. После введения тиамина улучшение наблюдается, как правило, в течение 24 часов. Улучшения периферической нейропатии может потребовать нескольких месяцев лечения с помощью тиамина.

Нервные и другие поддерживающие клетки (например, клетки глии) нервной системы требуют наличия тиамина. Примеры неврологических расстройств, связанных со злоупотреблением алкоголем, включают энцефалопатию Вернике (ЭВ, синдром Вернике-Корсакова) и психоз Корсакова (алкогольный амнестический синдром), а также когнитивные нарушения различной степени. Энцефалопатия Вернике является наиболее часто встречающимся проявлением дефицита тиамина в западном обществе, хотя она также может наблюдаться у больных с нарушениями питания и вследствие других причин, таких как желудочно-кишечные заболевания, инфекции ВИЧ-СПИД, избыточное применение парентеральной глюкозы или переедание без адекватного количества B-витаминных добавок. Это поразительное нервно-психическое расстройство характеризуется параличом движений глаз, нарушением стояния и ходьбы и заметным ухудшением психических функций.

При дефиците тиамина также может наблюдаться оптическая нейропатия, характеризующаяся двусторонней потерей зрения, центроцекальной скотомой и нарушениями цветового восприятия. Офтальмологический анализ обычно показывает двусторонний отек диска зрительного нерва в острой фазе и двустороннюю атрофию зрительного нерва.

Алкоголики испытывают дефицит тиамина по следующим причинам:
• Недостаточное потребление питательных веществ: алкоголики, как правило, потребляют тиамин в количествах, меньше рекомендованных.
• Снижение поглощения тиамина из желудочно-кишечного тракта: Активный транспорт тиамина в энтероциты искажается при остром воздействии алкоголя.
• Запасы тиамина в печени снижаются из-за стеатоза или фиброза печени.
• Нарушение использование тиамина: из-за хронического потребления алкоголя уровень магния, необходимого для связывания тиамина с ферментами, использующими тиамин в клетке, также является недостаточным. Неэффективное использование тиамина, который достигает клетку, еще больше усугубляет дефицит.
• Этанол сам по себе ингибирует транспорт тиамина в желудочно-кишечном тракте и блокирует фосфорилирование тиамина в виде его кофактора (ТДФ).
Считается, что синдром Корсакова (ухудшение функций мозга), наблюдается у пациентов, изначально диагнозированных ЭВ. Это амнестически-конфабуляторный синдром, характеризующийся ретроградной и антероградной амнезией, нарушением концептуальных функций и снижением спонтанности и инициативности. При улучшении питания и прекращении потребления алкоголя устраняются и некоторые нарушения, связанные с дефицитом тиамина, в частности, плохое функционирование мозга, однако в более тяжелых случаях, синдром Вернике-Корсакова оставляет необратимые повреждения.

Поскольку большинство используемой в птичьих кормах пищи содержит достаточное количество витаминов для удовлетворения их потребностей, при такой «коммерческой» диете у птиц не наблюдается авитаминоза. Так, по крайней мере, считалось в 1960-х годах. Пожилые куры показывают признаки авитаминоза через 3 недели после начала дефицитной диеты. У молодых птенцов эти признаки могут начать проявляться уже в 2-недельном возрасте. У молодых птенцов заболевание начинается внезапно. Наблюдается анорексии и нетвердая походка. Позже проявляются опорно-двигательные нарушения, начиная с видимого паралича сгибателей пальцев. Характерная позиция называется «созерцание звезд», когда тело цыпленка «держится на скакательных суставах и голове в опистотонусе». Ответ организма на введение витамина довольно быстр, улучшение возникает уже через несколько часов. Дифференциальная диагностика включает дефицит рибофлавина и птичий энцефаломиелит. При дефиците рибофлавина характерным симптомом являются «подвернутые пальцы». Мышечный тремор является типичным для инфекционного энцефаломиелита. Терапевтический диагноз может быть поставлен только после лечения пострадавших птиц тиамином. Если в течение нескольких часов отклика не наблюдается, дефицит тиамина можно исключить.

Полиоэнцефаломаляция (ПЭМ) – наиболее распространенное расстройство дефицита тиамина у молодых жвачных и нежвачных животных. Симптомы ПЭМ включают обильную, но переходную, диарею, вялость, круговые движения, «созерцание звезд» или опистотонус (конвульсивное вытягивание головы за шею) и тремор мышц. Наиболее распространенной причиной является кормление животных пищей с высоким содержанием углеводов, что приводит к разрастанию бактерий-продуцентов тиаминазы, также возможен диетический прием тиаминазы (например, из папоротника) или ингибирование поглощения тиамина при высоком потреблении серы. Еще одной причиной ПЭМ является инфекция Clostridium Sporogenes, или Bacillus aneurinolyticus. Эти бактерии вырабатывают тиаминазы, которые вызывают острый дефицит тиамина у пострадавших животных.

В последнее время дефицит тиамина определялся в качестве причины паралитического заболевания, поражающего диких птиц в районе Балтийского моря, начиная с 1982 года. При этой болезни птицы испытывают трудности в поддержании крыльев в сложенном вдоль тела положении во время отдыха, теряют способность к полету и голос, также возможен паралич крыльев и ног и смерть. Заболевание сказывается в первую очередь на птицах весом 0,5-1 кг, таких как серебристая чайка (Larus argentatus), Обыкновенный скворец (Sturnus vulgaris) и обыкновенная гага (Somateria mollissima). Исследователи отмечают: «вследствие того, что исследуемые виды занимают широкий спектр экологических ниш и позиций в пищевой сети, мы не отрицаем возможности того, что другие классы животных также могут страдать от дефицита тиамина«. В графствах Блекинг и Скон (юг Швеции) с начала 2000-х началась массовая гибель птиц, особенно серебристой чайки. Совсем недавно были затронуты виды и других классов. За последние годы в знаменитой реке Mörrumsån возросла смертность лосося (Salmo salar). Млекопитающее Евразийский Лось (Alces аlces) также страдает в необычайно крупных количествах. В ходе анализа выяснилось, что общей причиной этих бедствий является недостаток тиамина. В апреле 2012 года Окружной административный совет Блекинга посчитал сложившуюся ситуацию настольно тревожной, что выступил с просьбой к правительству Швеции о проведении более тщательного исследования.

Положительный результат диагностики дефицита тиамина может быть установлен путем измерения активности фермента транскетолазы в эритроцитах (количественный анализ активации транскетолазы эритроцитов). Тиамин и его фосфатные производные также могут быть обнаружены непосредственно в кровотоке, тканях, пищевых продуктах, кормах для животных и фармацевтических препаратах, после преобразования тиамина в его флуоресцентное производное тиохром (тиохромный анализ) и разделение при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). В последние годы возникает все большее количество методов капиллярного электрофореза и методов капиллярных ферментативных реакций в качестве потенциальных альтернативных методов определения и мониторинга тиамина в образцах. Нормальная концентрация тиамина в ЭДТА-крови (кровь с этилендиаминтетрауксусной кислотой) составляет около 20-100 мкг/л.

Генетические заболевания, связанные с нарушением транспорта тиамина, редки, но достаточно серьезны. Тиаминзависимая мегалобластная анемия (ТЗМА) с сахарным диабетом и нейросенсорной тугоухостью – это аутосомно-рецессивные расстройства, вызванные мутациями в гене SLC19A2, транспортера тиамина с высоким сродством. Пациенты, страдающие ТЗМА, не проявляют признаков системного дефицита тиамина, так как в транспортной системе тиамина предполагается избыточность. Это привело к открытию второго транспортера тиамина с высоким сродством, SLC19A3. Болезнь Ли (подострая некротизирующая энцефаломиелопатия) – наследственное заболевание, которое затрагивает главным образом детей в первые годы жизни и является неизменно фатальным. Патологические сходство между болезнью Ли и ЭВ ведет к предположению, что их причиной является какой-либо дефект в метаболизме тиамина. Наиболее последовательными были сведения об аномалии в активации пируватдегидрогеназного комплекса. Другие нарушения, в которые включались предполагаемые роли тиамина – это подострая некротизирующая энцефаломиелопатия, паранеопластический синдром и Нигерийская сезонная атаксия. Кроме того, сообщалось о нескольких наследственных нарушениях ТДФ-зависимых ферментов, которые могут реагировать на лечение тиамином.

Тиамин был первым описанным водорастворимым витамином. Его открытие породило ряд других открытий и к возникновению самого понятия «витамины». В 1884 году Канехиро Такаки (1849-1920), главный хирург японского флота, отклонил господствующую тогда микробную теорию авитаминоза и предположил, что это заболевание может быть связано с недостатками в рационе. Улучшив рацион моряков на военном корабле, он обнаружил, что замена белого риса (который составлял основу их рациона) ячменем, мясом, молоком, хлебом, овощами, вызвала практически полную ликвидацию авитаминоза во время 9-месячного морского путешествия. Тем не менее, так как Такаки добавил в их рацион большое множество разнообразных продуктов питания, был сделан неверный вывод о пользе увеличения потребления азота, так как в то время витамины были неизвестными веществами. Кроме того, представителей ВМФ не удалось убедить в необходимости столь дорогой программы диетического улучшения, тем более многие мужчины продолжали умирать от авитаминоза даже во время русско-японской войны 1904-5. Однако в 1905 году, после того, как в рисовых отрубях был обнаружен антиавитаминозный фактор (удаляемый из белого риса при обработке) и в коричневом ячменном рисе, Такаки был вознагражден титулом барона, после чего он получил прозвище «Ячменный барон». В 1897 году Христиан Эйкман (1858-1930), военный врач в Голландской Ост-Индии, обнаружил, что у птиц, питающихся вареным шлифованным рисом, начинает развиваться паралич, который можно вылечить, прекратив кормить птиц шлифованным рисом. Он утверждал, что бери-бери развивается из-за нервного «яда» в эндосперме риса, а внешние слои зерна дают организму защиту. Его помощник, Геррит Гриджинс (1865-1944), в 1901 году правильно интерпретировал связь между чрезмерным потреблением шлифованного риса и авитаминозом. Он заключил, что во внешних слоях рисового зерна содержатся необходимые организму питательные вещества, которые удаляются при шлифовке. В 1929 году Эйкману, в конечном счете, была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине, потому что его наблюдения привели к открытию витаминов. Имя этим соединениям дал Казимир Функ. В 1911 году Казимир Функ выделил из рисовых отрубей антинейритические вещества, которое он назвал «витамины» (полагая, что они содержат аминогруппу). В 1926 году голландские химики, Баренд Конрад Петрус Янсен (1884-1962) и его ближайший сотрудник Фредерик Виллем Донат (1889-1957), смогли изолировать и кристаллизовать активное вещество, структура которого была определена в 1934 году Руннелсом Робертом Уильямсом (1886 -1965), химиком из США. Эта же группа в 1936 году синтезировала тиамин («серосодержащий витамин»). Тиамин изначально назвали «аневрин» (витамин для борьбы с нейритом). Сэр Рудольф Петерс из Оксфорда представил голубей, диета которых была лишена тиамина, в качестве модели для понимания того, как дефицит тиамина может привести к возникновению патологически-физиологических симптомов бери-бери. Действительно, кормление голубей шлифованным рисом приводит к легко узнаваемому сокращению мышц шеи и головы, называемому опистотонус. В отсутствии лечения животное умирало через несколько дней. Введение тиамина на стадии опистотонуса ведет к полному излечению животных в течение 30 мин. Поскольку в мозге голубей не наблюдалось никаких морфологических изменений до и после лечения тиамином, Питерс ввел понятие «биохимическое поражение». Когда Лохман и Шустер (1937) показали, что дифосфорилированное производное тиамина (тиамин дифосфат, ТДФ) является кофактором, необходимым для окислительного декарбоксилирования пирувата (реакция, известная сейчас как катализируемая пируватом дегидрогеназа), казалось, был выяснен механизм действия тиамина в клеточном метаболизме. В настоящее время эта точка зрения кажется упрощенной: пируват-дегидрогеназа является лишь одним из нескольких ферментов, требуемых тиамин дифосфату в качестве кофактора, кроме того, с тех пор были обнаружены другие производные тиамин фосфата, которые также могут влиять на симптомы, наблюдаемые при дефиците тиамина. Наконец, механизм, посредством которого тиамин фрагмент ТДФ проявляет свою функцию кофермента при протонном замещении в положении 2 на тиазольном кольце, был открыт Рональдом Бреслоу в 1958 году.

Исследования в этой области в основном касаются механизмов, посредством которых дефицит тиамина приводит к гибели нейронов по отношению к психозу Вернике-Корсакова. Другая важная тема фокусируется на понимании молекулярных механизмов, участвующих в катализе ТДФ. Исследование было посвящено пониманию возможных не-кофакторных ролей других производных, таких как ТТФ и AТТФ.

Экспериментально вызванная бери-бери полинейропатия у кур может быть хорошим примером для изучения этой формы нейропатии с учетом диагностики и лечения. В ходе исследований с использованием крыс была обнаружена связь между дефицитом тиамина и канцерогенезом толстой кишки. Крысы также были использованы в исследовании энцефалопатии Вернике. Крысы, лишенные тиамина, являются классической моделью системного окислительного стресса, использующиеся в исследованиях болезни Альцгеймера.

Множество работ посвящено пониманию взаимосвязи между ТДФ и ТДФ-зависимых ферментов в катализе.

В большинстве клеток множества организмов, включая бактерий, грибы, растения и животных, существуют тиаминовые соединения, отличные от ТДФ. Среди этих соединений – тиамин трифосфат (ТТФ) и аденозин тиамин трифосфат (AТТФ), которые обладают не-кофакторными ролями, хотя в настоящее время точно не известно, в какой именно степени они влияют на симптомы заболевания.

До сих пор продолжают обнаруживаться новые производные тиамина фосфата, что подчеркивает сложность метаболизма тиамина. Производные тиамина с улучшенной фармакокинетикой могут оказаться эффективными в облегчении симптомов дефицита тиамина и других заболеваний, связанных с тиамином, таких, как нарушение метаболизма глюкозы при диабете. Эти соединения, среди прочих, включают в себя аллитиамин, просультиамин, фурсультиамин, бенфотиамин и сульбутиамин.

Производство фуроина из фурфурола катализируется тиамином через относительно стабильный карбен (органическую молекулу, содержащую несвязанные валентные пары электронов на углеродном центре). Эта реакция, изучаемая в 1957 году Р. Бреслоу, была первым доказательством существования стойких карбенов.

Тиамин (витамин B1) входит в состав множества витаминных комплексов и пищевых добавок, отпускаемых из аптек без рецепта врача.

Фармакологическая группа: витамины; водорастворимые витамины; витамины группы B
ИЮПАК название: 2 - [3 - [(4-амино-2-метил-пиримидин-5-ил) метил]-4-метил-тиазол-5-ил] этанол
Другие названия: Аневрин, Тиамин
Молекулярная формула: C12H17ClN4OS
Молярная масса: 300,81 г моль-1

:Tags

Читать еще: Валереновая кислота , Висмут (висмута субгаллат) , Идиопатическая гиперсомния , Патентекс (Ноноксинол) ,