Ang Thiamine (bitamina B1) ay isang bitamina na nalulusaw sa tubig at kabilang sa pangkat ng mga bitamina B. Batay sa pagmamasid ng Dutch na manggagamot na si Christiaan Eijkman sa pagtatapos ng ika-19 na siglo na ang mga sintomas na tulad ng beriberi ay naganap sa mga manok matapos na pakainin ang mga ito ng hulled at pinakintab na bigas, ngunit hindi matapos silang mabigyan ng hindi pinahirapan at hindi na nakumpleto na bigas o bran ng bigas, ang thiamine ay kilala rin bilang "antiberiberi vitamin." Matapos ang paghihiwalay ng beriberi na proteksiyon na sangkap mula sa mga husk ng bigas at pagbibigay ng pangalan ng bitamina bilang aneurin noong 1926 nina Jansen at Donath, ang istruktura na pagbuo at pagbubuo ng bitamina B1 sa pamamagitan ng pag-uugnay ng parehong mga istruktura ng singsing ay isinasagawa noong 1936 nina Williams at Windaus, at ang B ang bitamina ay pinangalanang thiamine. Ang thiamine Molekyul ay binubuo ng isang pyrimidine at thiazole ring na naka-link sa pamamagitan ng isang methylene group. Ang Thiamine mismo ay hindi nakakahanap ng therapeutic application, ngunit ang kanilang mga hydrophilic (nalulusaw sa tubig) na asing-gamot, tulad ng thiamine chloride hydrochloride, thiamine mononitrate, at thiamine disulfide, o ang kanilang lipophilic (fat-soluble) na derivatives (allithiamines), tulad ng benfotiamine (S -benzoylthiamine-o-monophosphate; BTMP), bentiamine (dibenzoylthiamine), at fursultiamine (thiamine tetrahydrofurfuryl disulfide). Ang tuyong bitamina B1 ay matatag sa 100 ° C. Ang mga solusyon sa may tubig na bitamina B1 ay pinaka-matatag sa pH <5.5, ngunit hindi sa mga neutral o alkaline na kapaligiran. Ang Thiamine ay kapareho ng thermolabile (sensitibo sa init) at sensitibo sa ilaw at oksihenasyon, at nagpapakita ng mataas na istruktural o pagiging tiyak na pagtutukoy. Ang mga maliit na pagbabago sa istrakturang molekular ay nauugnay sa pagbawas sa pagiging epektibo ng bitamina, pagiging epektibo, o, sa ilang mga kaso, isang antagonistic (kabaligtaran) na mode ng pagkilos. Ang mga thiamine antagonist, tulad ng oxythiamine, pyrithiamine, at amprolium, ay maaaring makapigil (pumigil) sa thiaminase I at II (thiamine-cleaving at -inactivating enzymes) at pagbawalan ang pagbigkis ng biologically active thiamine pyrophosphate (TPP; kasingkahulugan: Thiamine diphosphate (TDP), cocarboxylase) sa apoenzyme nito at mapagkumpitensyang pagbawalan ang decarboxylation (cleavage ng isang carbon dioxide (CO2) Molekyul) ng 2-oxoacids, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga solusyon sa pagbubuhos na naglalaman ng sulfite (SO2) ay humantong sa kumpletong pagkasira ng bitamina B1.
Pagsipsip
Ang Thiamine ay matatagpuan sa parehong mga pagkaing halaman at hayop, ngunit sa mababang konsentrasyon lamang. Samantalang ang thiamine ay naroroon sa libre, nonphosporylated form sa mga halaman, 80-85% ng B bitamina ay nangyayari sa mga tisyu ng hayop bilang aktibong biologically TPP at TDP, ayon sa pagkakabanggit, at 15-20% bilang thiamine monophosphate (TMP) at thiamine triphosphate (TTP) . Ang phosphorylated na bitamina B1 na nakakain ng pagkain ay na-dephosporylated ng hindi tiyak na phosphatases ng dingding ng bituka (pag-aalis ng enzymatic ng pospeyt mga pangkat) at sa gayon ay nabago sa isang katanggap-tanggap na estado. Pagsipsip ng libreng thiamine ay pinakamataas sa jejunum (walang laman na bituka), na sinusundan ng duodenum (duodenum) at ileum (ileum). Maliit na halaga lamang ang hinihigop sa tiyan at tutuldok (malaking bituka). Ginamitan ng bituka pagsipsip (pagsalin sa pamamagitan ng mahusay) ng thiamine ay napapailalim sa a dosis-nagkakatiwalaang dalwang mekanismo. Mga dami ng physiological ng B bitamina sa ibaba a walang halo ng 2 µmol / l ay hinihigop ng isang umaasa sa enerhiya sosamekanikal na medium na carrier. Samakatuwid, ang pagdadala ng bitamina B1 sa mga bituka mucosal (mucosal) na mga cell ay aktibo at nabubuo. Ang mga istruktural na analogue, tulad ng pyrithiamine, ay maaaring makapigil sa aktibong bitamina B1 pagsipsip sa pamamagitan ng paglipat ng thiamine mula sa transportasyon nito proteins na matatagpuan sa apical (nakaharap sa loob ng bituka) lamad ng cell. Ang impluwensya ng alkohol or ethanol, sa kabilang banda, ay binubuo sa isang pagbabawal ng sosa-potasa adenosine triphosphatase (Na + / K + -ATPase; enzyme na nagpapalitan sa pagdadala ng Na + ions palabas ng cell at mga K + ions sa cell ng cleavage ng ATP) sa basolateral lamad ng cell (nakaharap palayo sa loob ng bituka), na nagreresulta sa pagbawas ng transportasyon na tukoy sa thiamine proteins. Sa itaas a walang halo ng 2 olmol / l, ang pagsipsip ng bitamina B1 ay nangyayari sa pamamagitan ng passive diffusion, na alinman ay hindi sosa-depende o maaaring mapigilan ng thiamine antagonists o ethanolTulad ng inilapat (pinangasiwaan) dosis tataas, bumabawas ang porsyento ng hinihigop na thiamine. Ito ay dahil, sa isang banda, sa pagbawas ng transportasyon ng transmembrane proteins para sa thiamine sa bituka mauhog cells (mucosal cells) mula sa isang bitamina B1 dosis > 2 µmol / l at, sa kabilang banda, sa pagiging hindi epektibo ng passive pagsipsip na daanan kumpara sa aktibong mekanismo ng transportasyong na-mediated ng carrier. Ayon sa mga pag-aaral na binibigyan ng oral na radiolabeled thiamine, ang rate ng pagsipsip sa paggamit ng 1 mg ay ~ 50%, ng 5 mg ~ 33%, ng 20 mg ~ 25%, at ng 50 mg ~ 5.3%. Sa kabuuan, isang maximum lamang na 8-15 mg ng bitamina B1 bawat araw ang maaaring makuha. Paghahambing ng mga biopsy (mga sample ng tisyu) ng bituka mauhog ng mga pasyente na may at walang kakulangan sa thiamine ay nagpakita ng mas mataas na pagsipsip ng bitamina B1 na bituka sa mga paksang may mahinang katayuan sa thiamine. Ang mas mataas na pagsipsip ng bitamina B1 sa kakulangan ng estado ay mga resulta mula sa pag-upregulate (upregulation) ng mga apical thiamine transporters sa bituka mauhog cells (mucosal cells). Ang nasisipsip na thiamine ay bahagyang phosporylated sa mga bituka mucosal cells (mucosal cells) ng cytosolic pyrophosphokinase na may cleavage ng adenosine triphosphate (ATP) sa coenzymatically active TPP (enzymatic attachment ng pospeyt mga pangkat). Bilang karagdagan sa mekanismo ng carrier na natagpuan ng sodium, ang intracellular pyrophosphokinase ay pinaniniwalaan ding hakbang na naglilimita sa hakbang sa aktibong pagdadala ng thiamine papunta at sa kabuuan ng mucosa cell. Ang libre at phosphorylated thiamine ay pumapasok sa atay sa pamamagitan ng portal ugat, mula sa kung saan dinadala ito sa pamamagitan ng daluyan ng dugo patungo sa mga target na organo at tisyu alinsunod sa kanilang mga kinakailangan.
Transport at pamamahagi sa katawan
Bitamina B1 transportasyon sa kabuuan dugo pangunahin na nangyayari sa mga cell ng dugo - 75% sa mga erythrocytes (pulang mga selula ng dugo) at 15% sa mga leukosit (maputi dugo mga cell). 10% lamang ng bitamina B1 sa dugo ay transported plasmatically, pangunahing nakasalalay sa album. Ang pag-inom ng matataas na dosis ng bitamina B1 ay humahantong sa labis na kakayahang umiiral na nalampasan, upang ang labis na thiamine ay mapapalabas. Ang kabuuang antas ng dugo ay nag-iiba sa pagitan ng 5-12 µg / dl. Sa mga target na organo at tisyu, ang thiamine ay dadalhin sa mga target na cell at mitochondria ("Mga halaman ng lakas na enerhiya" ng mga cell) sa pamamagitan ng isang transporter ng thiamine na may mataas na pagkakaugnay (nagbubuklod lakas). Dahil sa kahalagahan ng physiological ng bitamina B1 sa karbohidrat at metabolismo ng enerhiya, kalamnan ng puso (3-8 µg / g), klase (2-6 µg / g), atay (2-8µg / g), utak (1-4 µg / g) at kalamnan ng kalansay sa partikular na may mataas na konsentrasyon ng thiamine. Sa kakulangan ng thiamine, dahil sa pag-upregulate (upregulation) ng mga protina ng transporter ng transmembrane, nadagdagan ang pag-inom ng bitamina B1 sa mga target na cell. Ang libreng thiamine ay maaaring phosphorylated sa biologically active TPP sa lahat ng mga organo at tisyu sa pamamagitan ng intracellular pyrophospokinase na may pagkonsumo ng ATP at akumulasyon ng dalawa pospeyt mga nalalabi. Alkohol or ethanol pinipigilan ang pag-aktibo ng libreng thiamine sa coenzyme TPP sa pamamagitan ng mapagkumpitensyang pagsugpo ng pyrophosphokinase. Ang paglipat ng isang karagdagang pangkat ng pospeyt sa TPP sa pamamagitan ng isang kinase na may cleavage ng ATP ay humahantong sa TTP, na maaaring mai-convert pabalik sa TPP, TMP o libre, unphosphorylated thiamine sa ilalim ng pagkilos ng phosphatases. Habang ang bitamina B1 ay matatagpuan sa plasma ng dugo, gatas ng ina, at cerebrospinal fluid (nakakaapekto sa utak at gulugod) pangunahin sa libreng form o bilang TMP, mga cell ng dugo (mga leukosit; mga erythrocytes) at mga tisyu na naglalaman ng pangunahin na TPP. Para sa intracellular coenzymatically active TPP, ang lamad ng cell ay hindi nasisira (hindi matatagusan). Maaari lamang iwanan ng TPP ang cell pagkatapos ng hydrolysis (cleavage sa pamamagitan ng reaksyon ng tubig) sa pamamagitan ng TMP upang palayain ang thiamine. Ang intracellular phosphorylation (enzymatic na pagkakabit ng mga pangkat ng pospeyt) at ang pagbaba ng pagkamatagusin ng lamad (permeability ng lamad) para sa phosphorylated thiamine sa huli ay nagsisilbing isang mekanismo ng proteksiyon upang maiwasan ang pagkalugi ng bitamina B1 mula sa mga dosis ng physiological (1-2 mg / d). Ang kabuuang stock ng katawan ng bitamina B1 sa mga malulusog na indibidwal ay 25-30 mg, kung saan humigit-kumulang na 40% ang matatagpuan sa mga kalamnan. Ang isang thiamine store sa mas makitid na kahulugan ay hindi umiiral. Dahil sa pagpapaandar nito bilang isang coenzyme, ang bitamina B1 ay palaging nauugnay (naka-link) sa kaukulang enzyme at mananatili lamang (pinapanatili ng klase) sa lawak na kasalukuyang kinakailangan. Ang biological half-life ng thiamine ay medyo maikli at iniulat na 9.5-18.5 araw sa mga tao. Ang limitadong kapasidad sa pag-iimbak at mataas na rate ng turnover ng B bitamina ay nangangailangan ng pang-araw-araw na paggamit ng sapat na halaga ng thiamine upang matugunan ang mga kinakailangan, lalo na sa mga kaso ng pagtaas ng pagkonsumo ng bitamina B1 bilang isang resulta ng pagtaas ng metabolismo, tulad ng sa panahon ng palakasan, mabibigat na pisikal na paggawa, sa loob pagbubuntis at paggagatas, talamak alkohol pang-aabuso, at lagnat.
Eksklusibo
Ang paglabas ng bitamina B1 ay nakasalalay sa dosis. Sa saklaw na pisyolohikal (normal para sa metabolismo), humigit-kumulang 25% ng thiamine ang natanggal nang lubos (sa pamamagitan ng klase). Sa mataas na inilapat na dosis, ang paglabas ng bitamina B1 ay nangyayari halos sa pamamagitan ng bato pagkatapos ng saturation ng tisyu, na may kasabay na pagtaas sa proporsyon ng thiamine na na-excreta sa pamamagitan ng apdo at ng hindi nasisiyahan na thiamine sa mga dumi. Ang epekto ng overflow ng bato na ito ay isang pagpapahayag ng sarilidepresyon ng mga proseso ng hindi pag-clearance ng bato (mga proseso ng pagpapalabas) pati na rin ang saturation ng tubular reabsorption (reabsorption sa mga tubules ng bato). Humigit-kumulang 50% ng thiamine ang tinanggal sa libreng form o esterified sa isang pangkat ng sulpate. Ang natitirang 50% ay hindi pa nakikilalang mga metabolite pati na rin ang thiaminecarboxylic acid, methylthiazoleacetic acid at pyramine. Ang mas mataas na paggamit ng bitamina B1, mas mababa ang metabolization at mas malaki ang pagdumi ng libre, hindi nabago na thiamine.
Allithiamine
Allithiamines, tulad ng benfotiamine, bentiamine, at fursultiamine, ay mga lipophilic (nalulusaw sa taba) na mga derivatives ng thiamine na, ayon sa pagtuklas ng pangkat ng pagsasaliksik ng Hapon ng Fujiwara noong unang bahagi ng 1950s, kusang nabuo sa ilalim ng mga kondisyong pisyolohikal ng kombinasyon ng thiamine na may allicin, ang aktibong sangkap sa bawang at mga sibuyas. Sa derivatives ng allithiamine, ang singsing na thiazole, na mahalaga para sa pagkilos ng bitamina, ay bukas at ang kulay ng asupre Ang atom ay pinalitan ng isang lipophilic group. Pagkatapos lamang ng pagsara ng singsing na thiazole ng mga compound na naglalaman ng mga SH group, tulad ng cysteine at glutathione, sa mga bituka mucosa cells (mga mucosal cell) at pagkatapos ng phosporylation (pagdaragdag ng enzymatic ng mga pangkat ng pospeyt) sa aktibong biyolohikal na thiamine pyrophosphate sa mga target na cell ay maaring ipataw ng mga allithiamines ang kanilang epekto sa bitamina sa organismo. Dahil sa kanilang apolar na istraktura, ang mga allithiamines ay napapailalim sa iba't ibang mga kondisyon ng pagsipsip kaysa tubig-soluble na derivatives ng thiamine, na hinihigop ayon sa mga saturation kinetics sa isang enerhiyang umaasa sa enerhiya at sosa sa tulong ng isang mekanismo ng carrier. Ang pag-agaw ng allithiamines sa mga mucosa cell (mucosal cells) ng bituka ay nangyayari pagkatapos ng paunang dephosphorylation (pag-aalis ng mga pangkat na pospeyt) ng nonspecific phosphatases sa bituka mucosa (bituka mucosa) na dosis-proporsyonal ng passive diffusion, kung saan ang allithiamines ay pumasa sa bituka pagsipsip mas mabilis at mas madaling hadlangan kung ihahambing sa tubig-soluble na derivatives ng thiamine dahil sa kanilang mas mahusay na pagkamatagusin sa lamad (permeability ng lamad). Ang bioavailability ng lipophilic benfotiamine ay tungkol sa 5- hanggang 10-tiklop na mas mataas kaysa sa thiamine disulfide at thiamine mononitrate, ayon sa pagkakabanggit. Bilang karagdagan, nakakamit ng allithiamines ang mas mataas na antas ng thiamine at TPP sa buong dugo, mga target na organo at tisyu pagkatapos ng oral pangangasiwa sa medyo mababang dosis at napanatili (napanatili) sa katawan na mas mahaba. Hilbig at Rahmann (1998), na nag-aral ng tisyu pamamahagi at kapalaran ng radiolabeled benfotiamine at thiamine hydrochloride sa dugo at iba`t ibang bahagi ng katawan, nasusukat nang malaki ang mas mataas na radioactivities sa lahat ng organo pagkatapos ng benfotiamine pangangasiwa, lalo na sa atay at bato. Isang 5- hanggang 25-tiklop na mas mataas walang halo ng benfotiamine ay natagpuan sa utak at kalamnan. Sa lahat ng iba pang mga organo, ang nilalaman ng benfotiamine ay 10-40% na mas mataas kaysa sa thiamine hydrochloride.
