Тиамин (Витамин В1)

thiamin

Тиамин (Витамин В1)

Витамин В1 (тиамин) – первый кристаллический витамин, который был выделен американским биохимиком польского происхождения Казимиром Функом в 1912 г. из рисовых отрубей. По предложению другого американского ученого Эльмера Макколлума химическое вещество назвали витамином В1. Немного позже был осуществлен его химический синтез. В 1932 г. немецкий химик-органик Адольф Виндаус выделил витамин В1 в чистом виде и установил его формулу. Поскольку витамин В1 содержит атом серы и аминогруппу (NH2), его назвали тиамином.

Витамин В1 представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в спирте, но хорошо растворимое в воде. Исследователями замечена интересная особенность тиамина – в кислой среде его водный раствор даже при нагревании до высоких температур не снижает свою биологическую активность. В нейтральной и особенно в щелочной среде при нагревании витамин быстро разрушается. Именно этим объясняется его частичный или полный распад при кулинарной обработке пищи, например, при выпечке теста с добавлением гидрокарбоната натрия (пищевой соды) или карбоната аммония (пищевой добавки Е 503), применяемого в качестве разрыхлителя для теста.

Тиамин – это гетероциклическое производное пиримидина и тиазола. Напомним, что гетероциклом в химии принято называть циклическое органическое соединение, в состав которого, кроме атомов углерода, входят один или несколько атомов других элементов.  В основе химической структуры тиамина содержится два кольца пиримидиновое и тиазоловое. Они связаны в структуре тиамина метиленовым радикалом (СН2), поэтому тиамин относят к пиридинотиазоловым или пиримидилметилтиазолиевым витаминам. Витамин В1 – один из немногих витаминов, механизм действия которых достаточно изучен и ясен.

Окисляясь, витамин В1 переходит в тиохром, который в ультрафиолетовом свете обладает интенсивной голубой флуоресценцией. На этом свойстве тиамина основано его количественное определение.

Тиамин, как и большинство других витаминов, имеет очень важное значение для живого организма. Это один из ключевых факторов клеточного метаболизма. Он входит в состав кофермента – кокарбоксилазы, улучшающей обмен веществ и энергообеспечение тканей. Тиамину принадлежит ведущая роль в ферментативной сиситеме. Без него клетки человеческого организма не могут использовать кислород для освобождения энергии из питательных веществ, которая так необходима для их жизнедеятельности.

Поступая в организм, большая часть молекул тиамина присоединяют к себе две молекулы фосфорной кислоты, превращаясь в тиаминдифосфат (кокарбоксилазу), который еще называют пирофосфорным эфиром.  В животных тканях свободный витамин В1 присутствует в небольших количествах.

Раньше Витамин В1 имел еще одно название – аневрин, антианеврический витамин, «витамин оптимизма». Это означает, что он тесно связан с нервной системой человека. Он снимает усталость, раздражительность, нервозность, устраняет страхи, помогая держать организм в тонусе. Также он участвует в кроветворении, помогая вырабатывать эритроциты (красные кровяные тельца). Этот витамин обладает хелатными свойствами. Сильно не углубляясь в органику, можно сказать, что благодаря этим свойствам, он выполняет питательную и очистительную функцию. При недостаточности тиамина в организме нарушается углеводный обмен, а затем и другие виды метаболизма. Понижается секреция желудочного и кишечного соков, а иногда это сопровождается полным прекращением выделения соляной кислоты в желудке. Кроме потери аппетита возникает нарушение моторной функции желудочно-кишечного тракта, которое характеризуется понижением тонуса мышц и атонией кишечника. В организме накапливаются пировиноградная, молочная и кетоглутаровая кислоты, что неблагоприятно отражается на состоянии нервной и сердечно-сосудистой системы. Эти кислоты являются промежуточными звеньями превращения углеводов в животных тканях. Распад кетокислот, проявляющих свойства карбоновых кислот и кетонов, осуществляется при помощи ферментов, катализирующих химические реакции, в состав которых входит витамин В1, поэтому его отсутствие увеличивает содержание данных кислот в организме. Причем молочная кислота накапливается в мышцах, а пировиноградная – прежде всего в области мозга, а затем в крови и других тканях. Кетоглутаровая кислота, является производной аргинина и участвует в ряде жизненно важных процессов в организме. Она играет важное значение в синтезе белков и в поддержке иммуномодулирующей функции. Аргинин помогает организму избавляться от аммиака. Экспериментально доказано, что недостаток тиамина приводит к нарушению структуры и функций митохондрий – энергетических станций клеток. После введении витамина в живой организм способность тканей окислять пировиноградную кислоту очень быстро восстанавливается. Тиамин (витамин В1) участвует в белковом обмене, способствуя отщеплению карбоксильных групп (COOH) кетокислот (карбоновых кислот, содержащих помимо карбоксильных групп еще и карбонильные группы (СО). Кроме того, тиамин имеет большой вес в механизме, лежащем в основе деятельности нервной системы. Нервная ткань испытывает особую чувствительность к недостатку тиамина, так как он   необходим нервным клеткам для усвоения глюкозы, которая является для них практически единственным источником энергии. Также тиамин тесно связан с синтезом и распадом ацетилхолина, отвечающего за нервно-мышечную передачу и функционирующего в качестве нейромедиатора (вещества передающего электрический импульс между нейронами). Тиамин оказывает специфическое угнетающее действие на фермент (холинстеразу), расщепляющий ацетилхолин. Изменения в динамике ферментативного разрушения ацетилхолина могут привести к серьезным нарушениям функционирования этой сложной системы. Можно сделать вывод, что витамин В1оказывает мощное метаболическое, иммуностимулирующее и антиоксидантное действие на живой организм, тем самым повышая общую энергетику организма.

При В1-авитаминозе наиболее глубокие нарушения наступают в белковом и углеводном обмене. Больше всего страдает нервная система, нарушается чувствительность, наступает мышечная слабость, появляется высокая вероятность возникновения психических нарушений. Недостаток тиамина в пище приводит к патологическим изменениям в нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной системах, сопровождаясь общим истощением организма.

Болезнь «бери-бери» (полиневрит), которая была описана еще в начале XVII в. Это заболевание когда-то было широко распространено в ряде стран Азии и Индокитая, где основным продуктом питания является очищенный рис (без оболочки). Полиневрит характеризуется поражением структуры нервных волокон. В тяжелых случаях развития этого заболевания возникают параличи, нередко развивается сердечная недостаточность, которая сопровождается отеками и тахикардией. Исследованием данного заболевания занимался нидерландский ученый Христиан Эйкман и английский биохимик Фредерик Хопкинс, которым за вклад в открытие витаминов была присуждена Нобелевская премия, а их исследования легли в основу лечения многих болезней, связанных с нехваткой витаминов и других важных веществ. Передозировка витамина В1 повышает активность ацетилхолина, что приводит к нарушению кровообращения и аллергическим реакциям.

Тиамин широко распространен в природе. Он синтезируется растениями и некоторыми микроорганизмами. Производные продукты окисления тиамина (дисульфид и тиохром), присутствующие во всех живых клетках, являются естественными метаболитами живых организмов.

istochniki_vitaminaB1

Источники витамина В1

Животные и человек получают тиамин с пищей. В наибольших количествах это вещество содержится в дрожжах, хлебных злаках, ржаном хлебе, гречневой, овсяной и манной крупе, орехах, кукурузе, овсе, сое, чечевице, фасоли, горохе, семенах подсолнуха. Витамин В1 содержится в поверхностном слое семян хлебных злаков, поэтому приготовление высших сортов белой муки, которое сопровождается удалением верхнего слоя зерен, приводит к большим потерям тиамина. Поэтому в пищевой промышленности научились искусственно обогащать тиамином муку высшего сорта, из которой пекут хлебобулочные изделия.

Особенно высоким содержанием витамина В1 отличаются сухие пивные дрожжи, в которых тиамин находится в виде пирофосфорного эфира. Немного меньше его в апельсинах, ананасах, голубике, смородине, облепихе, шиповнике, землянике, дынях, черносливе, изюме, картофеле, томатах, баклажанах, моркови, капусте, грибах, щавеле, петрушке, шпинате, спарже, кориандре, горчице. Присутствует тиамин в некоторых лекарственных травах: мяте, ромашке, клевере, хмеле, душице, шалфее и крапиве. Из продуктов животного происхождения наиболее богаты витамином В1 ветчина (особенно свиная), печень, почки, сердце, молоко, яичный желток, морепродукты. Некоторые бактерии способны синтезировать витамин В1 в значительных количествах.  Этим объясняется тот факт, что концентрация тиамина в коровьем молоке почти не зависит от содержания его в корме, так как бактерии, находящиеся в желудочно-кишечном тракте коровы, синтезируют тиамин, полностью обеспечивая потребность ее организма в этом витамине.

Суточная потребность человека в тиамине определена лишь приблизительно и составляет 1,5 - 2 мг. Эта величина может меняться в зависимости от состава и калорийности пищи, а также интенсивности процессов обмена. В наибольшем количестве витамина В1 организм нуждается при преимущественно углеводном питании (белый хлеб, сладости и т. п.). Неумеренное употребление сахара, алкоголя и табака истощает запасы тиамина в организме. Жиры, напротив, резко уменьшают потребность человека и животных в тиамине. Из-за возрастающей скорости обмена веществ потребность в витамине увеличивается при лихорадочном состоянии, болезнях желудочно-кишечного тракта, во время беременности.

 

Медики применяют тиамин (витамин В1) для лечения сердечно-сосудистых, нервно-психических заболеваний, ревматизма, язвы желудка и даже некоторых генетических заболеваний. Экспериментально доказано, что тиамин способен снижать воспалительную реакцию кожи. Его используют при таких кожных заболеваниях как: опоясывающий лишай, нейродермит, экзема, псориаз. Эффективен витамин В1 и при ожогах кожи. Он очень полезен для сохранения зрения, и вместе с другими полезными питательными веществами дает возможность предотвратить появление катаракты. Улучшает память. Является мощным антиоксидантом, который помогает отсрочить признаки старения организма.

vitamin B1(thiamine)

Витамин В1 (тиамин)

Токсические эффекты при применении тиамина не обнаружены. В современной медицинской практике чаще всего применяется два препарата витамина В1: тиамина бромид и тиамина хлорид, реже тиамина нитрат. Химическая структура тиамина бромида отличается только наличием двух бромид-ионов вместо хлорид-ионов. Тиаминхлорид более гигроскопичен, чем бромид, т. е. способен поглощать воду из воздуха.

Способность молекулы тиамина подвергаться окислительно-восстановительным превращениям привлекла внимание ученых еще на заре изучения биохимии этого витамина. Было установлено, что тиамин и его фосфаты в слабо щелочных условиях легко взаимодействуют с сернистыми аналогами спиртов – низкомолекулярными тиолами (цистеином, глутатионом, аллицином), образуя смешанные дисульфиды. Исследователи пришли к выводу, что дисульфидные производные тиамина очень хорошо усваиваются организмом животных, полностью восполняя дефицит витамина. Для нужд животноводства и витаминизации пищевых продуктов тиамин выпускают в виде мононитрата. Форма выпуска тиамина представляет собой белое кристаллическое вещество со слабым характерным запахом. Препараты легко растворимы в воде, трудно растворимы в этиловом спирте и практически не растворимы в других органических растворителях.

 

Если статья Вам понравилась и оказалась для вас полезной, то поделитесь ей с другими:

Хочу себе плагин с такими кнопками

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Анти-спам: выполните заданиеWordPress CAPTCHA