Тиамин – водорастворимый витамин, содержащийся во многих продуктах питания, включая мясо, бобовые, семена подсолнечника, овощи и продукты из цельного или обогащенного зерна [24, 33]. В растениях тиамин существует в свободной форме. В продуктах животного происхождения более 95% витамина В1 находится в виде тиаминпирофосфата (ТПФ), фосфорилированной и биологически активной форме тиамина [18]. Усвоение тиамина из пищи высокое, однако он быстро разрушается в щелочной среде (при рН >8) и при высоких температурах [38].
Всасывание тиамина наиболее эффективно в верхних отделах тощей кишки и в меньшей степени в двенадцатиперстной и подвздошной. У тонкого кишечника двойная система всасывания тиамина. При низких концентрациях всасывание витамина В1 является активным процессом, опосредованным переносчиком и зависящим от натрий-зависимой АТФ-азы [38]. При высоких концентрациях (>2,5 мг) абсорбция происходит посредством пассивной диффузии [18, 28, 65].
Всасывание тиамина в кишечнике зависит от достаточности питания, а также от употребления алкоголя. Недоедание может уменьшить энтеральное всасывание тиамина примерно на 70%, снижая его уровень в крови на 30-90% ниже нормы [56, 76]. Алкоголь сам по себе может снизить абсорбцию витамина В1 на 50% у трети пациентов, не страдающих от истощения [75]. Этанол препятствует натрий-зависимому механизму активного транспорта тиамина из клеток слизистой оболочки через базолатеральную мембрану энтероцитов, но не через мембрану щеточной каемки [38].
Исследование Smithline HA и соавт. (2012) с участием здоровых добровольцев показало, что высокие концентрации тиамина в крови быстро достижимо при пероральном приеме тиамина гидрохлорида в дозе до 1500 мг [65].
В крови тиамин находится в свободной форме, в связи с альбумином или в виде тиаминмонофосфата (ТМФ) [38, 73]. Транспорт тиамина в эритроциты и/или лейкоциты происходит посредством облегченной диффузии [18]. Эритроциты и лейкоциты содержат около 90% тиамина крови, преимущественно в форме ТПФ [80]. Когда концентрация витамина В1 в крови низкая, транспорт в другие ткани осуществляется путем активного натрий-зависимого механизма, аналогичного энтеральной абсорбции. Высокие концентрации тиамина всасываются в ткани путем пассивной диффузии [18, 38].
Свободный тиамин и ТМФ может проникать через клеточные мембраны и обнаруживается во внеклеточной жидкости, плазме и цереброспинальной жидкости [18, 38]. После всасывания в желудочно-кишечном тракте большая часть свободного тиамина транспортируется в печень и фосфорилируется до его активной формы – ТПФ [38].
Самые высокие концентрации тиамина в сердце (0,28-0,79 мг/100 г), почках (0,24-0,58 мг/100 г), печени (0,20-0,76 мг/100 г) и головном мозге (0,14-0,44 мг/100 г), при этом концентрация в мозге сохраняется длительнее всего [18]. Ни в одной ткани нет значительных запасов витамина В1. Период полураспада тиамина у человека составляет от 9,5 до 18,5 дней [18, 38]. Общее количество тиамина у здорового взрослого человека составляет около 30 мг, при этом 40% депонировано в мышцах [73]. Ограниченные запасы витамина В1, короткий период полураспада и постоянная потребность в использовании тиамина в метаболических процессах приводит к необходимости постоянного его приема [24, 33, 53].
Тиамин играет важную коферментную и некоферментную роль в организме, в частности, в преобразовании энергии, синтезе пентоз и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ), а также в мембранной и нервной проводимости [38]. При преобразовании энергии тиамин является кофактором для нескольких ферментов, участвующих в реакциях декарбоксилирования и дегидрирования (рис. 1) [18, 38]. Тиаминпирофосфат является кофактором для нескольких ферментов, играющих роль в окислительном и неокислительном метаболизме углеводов. В окислительном метаболизме ТПФ необходим для митохондриального мультиферментного комплекса (ПДГ), осуществляющего превращение пирувата в ацетил-коэнзим А (ацетил-КоА). Комплекс пируватдегидрогеназы включает три фермента: ТПФ-зависимая пируватдекарбоксилаза, дигидролипоилтрансацетилаза, зависимая от липоевой кислоты, и рибофлавин-зависимая дигидролипоилдегидрогеназа. Действие ПДГ требует участия еще трех витаминов, кроме тиамина: рибофлавина (витамин В2), ниацина (витамин В3) и пантотеновой кислоты (витамин В5) [18, 38]. Также необходимы магний и аденозинтрифосфат (АТФ) [38]. Дефицит тиамина снижает способность пирувата проникать в митохондрии через комплекс ПДГ, вызывая превращение пирувата в лактат под действием цитозольного фермента лактатдегидрогеназы [18, 38]. Таким образом, при нехватке витамина В1 может развиваться лактоацидоз из-за неспособности пирувата проникать в митохондрии и подвергаться аэробному метаболизму, при котором ацетил-КоА инициирует его окисление через цикл Кребса [33, 34, 42].
&hide_Cookie=yes)
Рисунок 1. Ферменты, в которых тиамин служит кофактором углеводного обмена: ацетил-КоА, окисленный никотинамидадениндинуклеотид (НАД+), восстановленный НАД (НАД), окисленный НАДФ (НАДФ+), восстановленный НАДФ (НАДФ), ТПФ.
Примечание. 1. Пируватдегидрогеназный комплекс; 2. Комплекс α-кетоглутаратдегидрогеназы (α-КГД); 3. Транскетолаза. При дефиците тиамина пируват превращается в лактат, а α-кетоглутарат – в глутамат (обозначено жирными стрелками).
В рамках окислительного метаболизма ТПФ также необходим в качестве кофактора для митохондриального фермента α-КГД, ответственного за превращение α-кетоглутарата (α-КГ) в сукцинил-коэнзим А в цикле Кребса [38]. Для действия α-КГД также необходимы ниацин (в виде НАД) и пантотеновая кислота (в виде коэнзима А). Следовательно, при дефиците тиамина возможно накопление α-кетоглутарата. Однако цикл Кребса может продолжаться, несмотря на нарушение активности α-КГД, минуя этап метаболизма глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), который может составлять 10% активности цикла Кребса [70].
В неокислительном углеводном обмене ТПФ является коферментом транскетолазной реакции пентозофосфатного пути, в котором происходит взаимное превращение углеводов различной длины [18, 38]. Этот путь необходим для образования пентоз с целью синтеза нуклеиновых кислот и НАДФ для синтеза жирных кислот, поддержания миелиновых оболочек и функции мембраны нейронов [38]. Кроме того, НАДФ необходим для восстановления глутатиона, с целью поддержания нормальной структуры эритроцитов и гемоглобина [18].