VITAMIN B1 (TIAMIN)

Vitamin B1

Vitamin B1 se u organizmu nalazi u obliku slobodnog tiamina i njegovih fosfornih efira: tiaminmonofosfata (TMF), tiamindifosfata (TDF ili kokarboksilaza), i tiamin-trifosfata (TTF). Osnovni oblik,  čiji udeo u različitim organima i tkivima čoveka obično iznosi 60-80% ukupnog sadržaja vitamina B1 je TDF. On je takođe i osnovni funkcionalni oblik ovog vitamina, u čijem vidu TDF obavlja svoje kofermentne funkcije u razmeni materija. TDF služi kao koferment za tri glavna fermenta razmene ugljenih hidrata: piruvat-dehidrogeneze, α-ketoglutaratdehidrogeneze i transketolaze. Prva dva fermenta učestvuju u oksidacionom dekarboksiliranju, pirogrožđane i α-ketoglutarne kiseline. Transketolaza je ferment pentozofosfatnog puta cepanja ugljenih hidrata.

Oksidaciono dekarboksiliranje pirogrožđane kiseline je jedna od ključnih reakcija u razmeni ugljenih hidrata, uz pomoć koje pirogrožđana kiselina, nastala kao rezultat glikolitičkog cepanja glukoze, dospeva u ciklus trikarbonskih kiselina, gde oksidiše do SO2 i vode. Fiziološka uloga ove reakcije je u tome da obezbedi mogućnost potpune oksidacije ugljenih hidrata i utilizaciju ukupne energije koja se u njima nalazi. Osim toga, acetil-KoA, koji se obrazovao kao rezultat oksidacionog dekarboksiliranja pirogrožđane kiseline, služi kao donator ostatku sirćetne kiseline za sintezu glavnih biohemijskih produkata: masnih kiselina i fosfolipida, sterina, konkretno holesterina, žučnih kiselina i steroidnih hormona. Drugi fermentativni sistem, u čiji sastav ulazi TDF, koji katalizira oksidaciono dekarboksiliranje α-ketoglutarne kiseline je neodvojivo zvono ciklusa trikarbonskih kiselina. On obezbeđuje mogućnost neprekidnog rada tog ciklusa, u kome oksidiraju proizvodi cepanja sve tri osnovne grupe prehrambenih materija: ugljenih hidrata, belančevina i masti.

Osim oksidaconih pretvaranja pirogrožđane i α-ketoglutarne kiseline, TDF učestvuje i u oksidacionom dekarboksiliranju keto kiselina s razgranatim skeletom ugljenih hidrata (α-ketoizovalerijanska, α-ketometilvalerijanska i α-ketoizokapronska), koji je proizvod dezaminiranja valina, izoleucina i leucina. Ove reakcije imaju važnu ulogu u procesima katabolizma belančevine, obezbeđujući oksidaciju i utilizaciju navedenih razgranatih aminokiselina.

Još jedan ferment, u čiji sastav ulazi TDF, je transketolaza – značajan ferment pentozofosfatnog puta oksidacije ugljenih hidrata (pentoznog ciklusa). Fiziološka uloga pentoznog ciklusa određuje se time što je on glavni izvor uspostavljenog NADF-N2 i ribozo-5-fosfata. NADF-N2 koristi se kao donator elektrona i vodonika u mnogobrojnim biosintetičkim procesima vezanim za realizovanje oksidaciono-regenerativnih reakcija. Ribozo-5-fosfat ulazi u sastav nukleotida, i njegov stalni priliv je neophodan uslov za odvijanje neprekidne biosinteze nukleinskih kiselina i belančevina u organizmu. Na taj način pentozni ciklus, kao i njegovo neodvojivo zvono – transketolazna reakcija imaju izuzetan značaj za ritmično obezbeđivanje procesa životnih aktivnosti. Normalno funkci-onisanje pentoznog ciklusa pretstavlja obaveznu realizaciju ogromnog broja sintetičkih procesa koji su u vezi sa biosintezom nukleinskih kiselina, belančevina i lipida.

Osim navedenih fermentativnih reakcija, u kojima vitamin B1 uzima učešće u kvalitetu kofermenta (TDF), ovom vitaminu pripadaju i dopunske, moguće, nekofermentne funkcije u nervnom tkivu, čiji konkretan mehanizam nije u potpunosti razjašnjen. U realizaciji ovih funkcija odlučujuću ulogu ima  ne TDF nego TTF, što ubedljivo proizilazi iz fakta razvoja usled lokalnog narušenja obrazovanja TTF u moždanom tkivu nekrotizirajuće encefalo-mijelopatije. U nervnom sistemu je razmena ugljenih hidrata najintenzivnija, zbog toga je zavisnost neurona od njihovog obezbeđenja tiaminom naročito visoka, a neurološki poremećaji su najraniji  pokazatelji deficita ovog vitamina.

Usvajanje tiamina, koji ulazi sa hranom, dešava se u tankom crevu (prvenstveno u 12-palačnom) uz pomoć specifičnog mehanizma aktivnog transporta. Već 15 minuta posle unošenja, on dospeva u plazmu krvi, a posle 30 minuta u tkiva. U plazmi se sadrži oko 10% ukupne količine tiamina, oko 50% u mišićima, ostatak u eritrocitima i leukocitima krvi. Dnevno se iz organizma izbaci oko 1 mg vitamina.

Nedostatak vitamina B1 odnosi se na takozvane bolesti civilizacije. Njihovi osnovni uzroci su, sa jedne  strane,  rastuće  potrebe  za  hlebnim  proizvodima  od  pšeničnog  brašna više i prve klase, siromašnih tiaminom, a sa druge – velike potrebe za šećerom i konditorskim proizvodima, koji povećavaju lakše usvajanje ugljenih hidrata iz obroka, što dovodi do povećane potrebe organizma za tiaminom.

Rane simptome B1 vitaminskog nedostatka (hipovitaminoze) egzogenog porekla je veoma teško otkriti, zbog toga što su klinička ispoljavanja u tom periodu većim delom nejasnog karaktera. Zbog toga je neophodno sprovoditi kompleksna ispitivanja, pre svega specifičnih biohemijskih reakcija, koje registruju rane poremećaje razmene vitamina i nespecifične fiziološke testove.

Za ocenjivanje obezbeđenosti organizma čoveka tiaminom, najčešće se koristi određivanje njegove dnevne ekskrecije sa mokraćom fluorimetrički posle oksidacije tiamina u tiohrom, koji ima intnzivnu fluorescentnost. Ovaj pokazatelj dobro odražava unošenje tiamina sa hranom i prilikom njegove dovoljne upotrebe, obično premašuje 100 mkg/dan. Sadržaj tiamina može se odrediti u jednoj analizi mokraće koja je uzeta na prazan želudac. U tom slučaju, ekskreciju tiamina svrstavaju u ekskreciju kreatinina. Pri dovoljnom unošenju vitamina B1 sa hranom ovaj pokazatelj ne bi trebalo da bude manji od 65 mkg na jedan gram kreatinina.

Za određivanje zasićenosti organizma tiaminom ispituje se njegov sadržaj u nerazblaženoj krvi ili eritrocitima. Pri normalnoj obezbeđenosti, ukupna količina tiamina u krvi je 6-12 mkg u 100 ml, pri deficitu vitamina B1 ovaj pokazatelj se smanjuje do 2-3 mkg. Tiamina prvenstveno ima u ćelijskim elementima krvi onda kada je njegova koncen-tracija u plazmi veoma mala. Ukupna količina tiamina u krvi se takođe određuje fluori-metrički posle prethodnog cepanja TDF uz pomoć fosfataze, čiji izvor može biti fermentni preparat iz Aspergillus niger ili Aspergillus oryzae (orizin RK). U uzorcima, koji nisu podvrgnuti obradi fosfatazama, određuje se količina slobodnog tiamina, a razlika između ukupnog i slobodnog tiamina je količina njegovih fosforilirovanih formi, najčešće TDF.

Najtačniji i specifički funkcionalni test za određivanje obezbeđenosti organizma vitaminom B1, koji se najviše koristi u savremenim ispitivanjima, je određivanje u hemolizatu krvi TDF-zavisnog fermenta – transketolaze, čija se  količina značajno smanjuje već na ranim stadijumima nedostatka tiamina. Smanjenje aktivnosti transketolaze prilikom deficita vitamina B1 uslovljeno je nedostatkom njegovog kofermenta –TDF. Dodavanje TDF hemolizatu u tim uslovima aktivira transketolazu. Stepen aktiviranja, ili TDF-efekat,  služi kao parametar za nedostatak tiamina. U normalnim okolnostima ta veličina ne sme da bude veća od 15%. TDF- efekat od 15-25% svedoči o hipovitaminozi B1, više od 25-30% odgovara kliničkom ispoljavanju avitaminoze.

Nedostatak tiamina u organizmu dovodi do poremećaja oksidacije ugljenih hidrata, usporavanja procesa energetskog i ritmičkog obezbeđenja životnih funkcija koji zavise od TDF, nagomilavanja u krvi i tkivima nepotpuno oksidisanih proizvoda razmene materija. To, opet, izaziva patofiziološke i patomorfološke promene, koje stvaraju sliku B1-avitaminoze, čiji je jedan od oblika bolest beri-beri.

A najznačajnije patološke promene prilikom nedostatka tiamina odvijaju se u sistemu za varenje, nervnom i kardiovaskularnom sistemu.

Najčešći rani simptomi nedostatka vitamina su poremećaji probavnog trakta. Oni se ogledaju u gubitku apetita, osećaju težine i  nelagodnosti (gorušica) u podželudačnom delu, atoniji probavnog trakta, smanjenom lučenju želuca, ahlorhidriji, dijareji, mučnini, povraćanju.

Poremećaji nervnog sistema su: glavobolje, povećana nervna razdražljivost, umni i fizički zamor, nesanica, nemir, slabo pamćenje, depresija, znojenje, pad temperature tela, parestezija. Smanjuje se mišićni tonus, dolazi do razvoja perifernih polineuritisa, paralize i atrofije mišića ekstremiteta, gube se refleksi članaka i kolena. Poremećaj velikog mozga i lobanjsko moždanih nerava dovodi do encefalopatijskog sindroma Vernik-Korsakov, koji karakteriše diskoordinacija pokreta, oftalmoplegija, pomračena svest.

Patološke promene u kardiovaskularnom sistemu ispoljavaju se simptomima: ubrzano lupanje srca, tahikardija, zamor čak i pri najmanjem fizičkom naporu, ekstrasistole, bolovi u predelu srca, diletacija srca, beleže se promene na elektrokardiogramu, pad krvnog pritiska (hipotonija).

Prilikom nedostatka tiamina dolazi do poremećaja razmene ugljenih hidrata. Kri-vulja šećera u krvi, slična je kao kod dijabetesa, sa sporim povratkom na normalu, smanjena osetljivost na insulin, kao i poremećaj razmene vode (zadržavanje vode u organizmu, pojava oteklina). Prilikom tumačenja svih ovih simptoma, naročito poremećaja razmene vode, treba imati u vidu sličnost između nedostatka tiamina sa nedostatkom belančevina u ishrani.

Do nedostatka tiamina može doći pri jednoličnoj ishrani belim pirinčom, proizvodima od belog brašna, siromašnih tiaminom. Kod starijih ljudi, nedostatak vitamina B1 kao i nekih drugih vitamina, može biti uslovljen smanjenom količinom unešene potrebne hrane i smanjenim usvajanjem vitamina u crevima. Slični uzroci nedostatka vitamina odnose se i na osobe koje boluju od hroničnog alkoholizma. Jedan od važnijih uzroka nedostatka tiamina je poremećaj usvajanja vitamina kod hroničnih bolesti creva. U tim slučajevima nedostatak tiamina se, po pravilu podudara sa deficitom drugih vitamina ( polihipovitaminoza). Nedostatak vitamina B1 može biti izazvan upotrebom prehrambenih proizvoda (npr. sirova riba), koji sadrže tiaminazu, koja uništava tiamin, ili razmnožavanjem patološke mikroflore u probavnom traktu koju proizvodi taj ferment (Bacillus thiaminolyticus, Bacillus aneurinolyticus).

Pored nedostatka tiamina alimentarnog porekla, poznate su i bolesti uslovljene urođenim, genetski izazvanim defektima razmene tiamina i TDF-zavisnih fermenata. Te bolesti koje imaju sličnosti sa pojedinim kliničkim pokazateljima B1 avitaminoze, razvijaju se pri dovoljnom unošenju tiamina u organizam. To su: akutna nekrotizirajuća encefalomielopatija ili bolest Leja, gde je poremećeno stvaranje TTF u moždanom tkivu; naizmenična ataksija, izazvana urođenim defektom piruvatdehidrogeneznog kompleksa; tiamin zavisna megaloblastična anemija i tiamin zavistan oblik bolesti “urin sa mirisom javorovog sirupa”, koji je  povezan sa defektom oksidacionog dekarboksiliranja razgranatih α-keto kiselina.

Potreba za tiaminom zavisi od niza faktora spoljne i unutrašnje sredine, najčešće od načina ishrane. Npr., belančevine visoke biološke vrednosti imaju svojstvo da čuvaju tiamin. One su sposobne da smanje potrebe za tiaminom, njegovim boljim povezivanjem i iskorišćenjem u organizmu. Bilo je slučajeva pojava akutnih tiaminskih nedostataka, izazvanih neunošenjem belančevina. Nedostatak ugljenih hidrata u hrani, obrnuto, povećava potrošnju tiamina, naročito u organizmu deteta.

Na potrebu za tiaminom kod odraslih utiče nivo fizičke aktivnosti. Dnevna potreba za tiaminom kod odraslog čoveka je o,6 mg na 1000 kkal  dnevnog obroka ili od 1,5 do 2,5mg/dan, u zavisnosti od utroška energije.

Utvrđeno je značajno povećanje potrebe za tiaminom kod sportista. Konstatovano je povećanje potrebe za tiaminom prilikom obavljanja teških fizičkih poslova u uslovima povećane ili snižene temperature vazduha. Osim teškog fizičkog napora, na potrebu za tiaminom utiču i nervno-psihički napori, kada je čak i pri prilično malom utrošku energije potreban prilično visok sadržaj vitamina u obroku, pre svega vitamina grupe V.

Od endogenih faktora koji utiču na potrebu za tiaminom, najveći značaj imaju: trudnoća, posebno ako je sa komplikacijama i toksikozom, laktacija; bolesti probavnog trakta, naročito praćene dijarejom, poremećajima usvajanja tiamina; tireotoksikoza, dijabetes, giht; alkoholizam, pušenje; različite infekcije, kako akutne (grip, dizenterija, difterija, hepatitis i dr.), tako i hronične (tuberkuloza, lepra); intoksikacije sulfanilamidima i antibioticima; trovanje tetraetilolovom, živom, talijumom, arsenom, sumporugljenikom, metil alkoholom. Kod svih ovih stanja, neophodno je uzimati tiamin u količinama koje u značajnoj meri prevazilaze dnevnu potrebu za njim.

Od prehrambenih proizvoda najbogatiji vitaminom B1 su hleb i peciva od integralnog brašna ili vitaminiziranog brašna; griz, naročito heljdin, ovseni, pšenični; zrnasti i bobičasti plodovi; jetra, posna svinjetina. Tiaminom su bogati i pivski kvasac i pšenične klice. Mleko i mlečni proizvodi su siromašni tiaminom.

Od BAD-a kompanije “Vision International People Group” vitamin B1 ulazi u sastav biološki aktivnih dodataka uz ishranu:

Share This