Тиамин (витамин B1)¶

Тиамин (также известный как витамин B1, аневрин) — водорастворимое органическое соединение группы витаминов B, содержащее серу и аминогруппу. Химически представляет собой производное пиримидина и тиазола, соединённых метиленовым мостиком. Тиамин является незаменимым нутриентом для человека и животных: он не синтезируется в организме в достаточных количествах и должен поступать с пищей. Соединение играет ключевую роль в углеводном обмене, функционировании нервной системы и работе сердечной мышцы.

¶История открытия

Предпосылки к открытию тиамина связаны с изучением болезни бери-бери — тяжёлого заболевания, распространённого в XIX веке в странах Азии, где основу рациона составлял полированный рис. В 1884 году японский врач Такаки Канехиро заметил, что экипажи судов, получавшие мясо и овощи вместо преимущественно рисового питания, реже страдали от этой болезни.

В 1897 году нидерландский врач Христиан Эйкман, работавший на острове Ява, экспериментально показал, что у кур, питавшихся очищенным рисом, развивается полиневрит, напоминающий бери-бери, а добавление рисовых отрубей излечивает птиц. За эти исследования Эйкман был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1929 году (совместно с Фредериком Хопкинсом).

В 1911–1912 годах польский биохимик Казимеж Функ выделил из рисовых отрубей кристаллическое вещество, содержащее азот и серу, которое назвал «витамином» (от лат. vita — жизнь и amine — амин). Позже выяснилось, что аминов в составе нет, но термин закрепился. Чистый тиамин в кристаллической форме был получен в 1926 году, а его химическая структура установлена в 1936 году Робертом Уильямсом, который и предложил название «тиамин».

¶Химическое строение и свойства

Молекула тиамина состоит из двух гетероциклических колец:

• пиримидинового кольца (2,5-диметил-6-амино-пиримидин);
• тиазолового кольца (4-метил-5-гидроксиэтилтиазол).

Оба фрагмента связаны метиленовым мостиком. В живых организмах тиамин встречается в виде нескольких форм:

Тиамин хорошо растворим в воде, устойчив в кислой среде, но разрушается при нагревании в щелочной среде и под действием ультрафиолета. Именно поэтому при длительной термической обработке продуктов часть витамина теряется.

¶Биологическая роль

Основная функция тиамина — участие в качестве кофермента (тиаминдифосфата) в реакциях углеводного обмена. Он необходим для работы ферментов:

• пируватдегидрогеназы — превращает пировиноградную кислоту в ацетил-КоА, связывая углеводный обмен с циклом Кребса;
• α-кетоглутаратдегидрогеназы — участвует в цикле трикарбоновых кислот;
• транскетолазы — задействована в пентозофосфатном пути.

Кроме того, тиамин участвует в синтезе ацетилхолина — нейромедиатора, обеспечивающего передачу нервных импульсов. Это объясняет, почему при дефиците витамина в первую очередь страдают нервная и сердечно-сосудистая системы.

¶Источники поступления

Тиамин содержится в продуктах как растительного, так и животного происхождения. Наиболее богаты им:

• цельные злаки, рисовые отруби, проростки пшеницы;
• свинина, печень, почки;
• бобовые (горох, фасоль, соя);
• орехи (кешью, бразильский орех);
• дрожжи, семена подсолнечника.

Суточная потребность взрослого человека составляет примерно 1,1–1,5 мг в зависимости от пола, возраста и уровня физической активности. При повышенных нагрузках, беременности, в период лактации потребность возрастает.

¶Дефицит и его последствия

Недостаток тиамина приводит к развитию специфических заболеваний:

• Бери-бери — классическая форма авитаминоза, проявляющаяся поражением периферических нервов (сухая форма) или сердечной недостаточностью (влажная форма);
• Синдром Вернике — Корсакова — тяжёлое поражение головного мозга, часто развивающееся у людей с хроническим алкоголизмом;
• Полиневриты — при длительном дефиците витамина.

Группы риска включают людей, злоупотребляющих алкоголем, пациентов с нарушениями всасывания в кишечнике, беременных и кормящих женщин, а также лиц, питающихся преимущественно рафинированными продуктами.

¶Применение

Тиамин используется в медицине в виде лекарственных препаратов (тиамина хлорид, тиамина бромид, бенфотиамин) для лечения и профилактики гиповитаминоза B1, невритов, полиневропатий, некоторых форм энцефалопатии. Кокарбоксилаза применяется при сердечной недостаточности и нарушениях сердечного ритма.

В пищевой промышленности тиамин добавляют в продукты в рамках обогащения (например, хлеб из муки высшего сорта, крупы). В ветеринарии витамин применяют для профилактики нарушений обмена у животных.

¶Интересные факты

• Название «тиамин» происходит от греческого theion (сера) и слова «амин», что отражает состав молекулы.
• Тиамин стал первым витамином, для которого была установлена химическая структура и осуществлён промышленный синтез.
• В Японии XIX века болезнь бери-бери называли «болезнью богачей», поскольку она чаще встречалась у состоятельных горожан, питавшихся полированным рисом.