Витамин В1

Витамин В1 (тиамин) - открытый еще в начале XX века, с того времени углубленно изучался. В настоящее время известны его активные производные, регуляция их синтеза, факторы, влияющие на биохимические функции витамина, взаимосвязь с другими биологически активными веществами и выведение его из организма. Тиамин обладает высокой специфичностью. Замена только одной метальной группы в кольце пиримидина на гидроксильную или гидрирование тиазолового кольца инактивирует витамин.

Коферментную функцию выполняет фосфорилированное производное витамина - тиаминдифосфат (ТДФ), для синтеза которого необходима затрата энергии АТФ. Осуществление ферментативной функции ТДФ возможно только при образовании его комплекса с белком - апоферментом. Известно несколько десятков таких ферментов, в состав которых в качестве кофермента входит ТДФ. Важнейшими из них можно считать полиферментные комплексы, осуществляющие окислительное декарбоксилирование пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот. В таком комплексе содержится пять коферментов и три молекулы белков-апоферментов.

Пируватдегидрогеназа является важным ферментативным звеном на пути катаболизма глюкозы и некоторых аминокислот. В этой реакции окислительного декарбоксилирования пирувата образуется ацетил-КоА - важнейший интермедиант окислительного обмена углеводов, белков, липидов. Аналогичная структура и у α-кетоглутаратдегидрогеназно-го комплекса, одного из звеньев цикла Кребса. Регуляция активности такого многокомпонентного ферментативного комплекса осуществляется  именно на уровне первой реакции - ТДФ-зависимого декарбоксилирования  α-кетоглутарата   или   пирувата,   и, таким образом, реакция с участием ТДФ является пусковым, лимитирующим  звеном всего комплекса.

Биохимики   изучают сложные взаимоотношения компонентов комплекса, способы регуляции его активности. В последние годы их внимание в этом плане привлекает не только ТДФ, но и его фосфорилированное производное - тиаминтрифосфат (ТТФ). Имеются данные о том, что при определенных условиях ТТФ может тормозить активность пируватдегидрогеназы. Очевидно, что для регуляции реакций окисления и энергообразования с участием витамина В1 важно не только наличие тиамина, но и степень его фосфорилирования. Функцию регуляции содержания и соотношения различных тиаминфосфатов выполняют ферменты тиаминазы, отщепляющие фосфатные группы ТМФ, ТДФ и ТТФ. Наряду с участием в декарбоксилировании кетокислот пирувата и α-кетоглутарата не менее важной является коферментная роль ТДФ в пентозофосфатном цикле, где окисляется значительная часть углеводов, особенно в тканях мозга, печени, эритроцитах. ТДФ является коферментом транскетолазы, фермента неокислительной части этого цикла. Изменение активности фермента влияет на образование пентозофосфатов, которые в дальнейшем идут на построение нуклеиновых кислот.

Достижения в изучении биохимических функций тиамина в отечественной витаминологии связаны с именами исследователей из Белоруссии Ю. М. Островского, В. В. Виноградова и сотрудников. Результаты их работ суммированы в ряде монографий, обзорных статей.

Широким кругом биохимических функций тиамина объясняется мозаичная картина и глубина нарушений, проявляющихся при Врвитаминной недостаточности. Ее характеризует накопление в крови и тканях кетокислот (пировиноградной, а в тяжелых случаях - α-кетоглутаровой), развитие метаболического ацидоза. Клинические проявления недостаточности тиамина разнообразны: поражаются сердечно-сосудистая, периферическая и центральная нервная системы, желудочно-кишечный тракт. Отмечается сердцебиение, одышка, общая слабость, боли по ходу нервов, периферические невриты, параличи, нарушения функции центральной нервной системы. Последнее является следствием нарушения метаболизма медиаторов центральной нервной системы γ-аминомасляной кислоты (ГАМК), ацетилхолина, серотонина.

Интенсификация белкового обмена и секреции соляной кислоты в желудке, активация ферментов пищеварительного тракта - вот далеко не полный перечень функций тиамина, связанных с работой желудочно-кишечного тракта, нарушение которых при авитаминозе В1 вызывает тошноту, потерю аппетита, запоры.

Витамин В1, широко распространен в природе. Для человека важнейшим источником тиамина служат злаки (их кожура), продукты растительного (шпинат, капуста, морковь) и животного происхождения - печень, сердце, мясо, яичный желток, рыба. Особенно богаты витамином В1 дрожжи.