Тиамин гидрохлорид (Витамин В1)

Описание:

Коэнзим (кофактор, кофермент) – функциональная группа, небелкового происхождения, при соединении с апоферментом образует активный центр холофермента (сложного фермента). Примечательная особенность коферментов заключается в том, что один кофермент может включаться в состав нескольких ферментов и несколько коферментов способны обладать совместимостью только с одним энзимом.

Витамин B1 – Тиамин – относится к первому типу коферментов, т.к. входит в состав таких ферментов, как транскетолаза, пируватдегидрогеназа и альфа-кетоглутаратдегидрогеназа.

Дефицит Витамина В1 алиментарного характера в современном социуме маловероятен, он возникает в первую очередь в регионах, где питаются в основном белым рисом и другими зерновыми. У людей при постоянном нахождении на холоде, либо, наоборот, при повышенных температурах, при чрезмерном потреблении углеводов, тиреотоксикозе, беременности повышается риск развития дефицита Витамина В1.

Нарушение всасываемости и усиление выделения Тиамина вызывается употреблением алкоголя. Некоторые морепродукты (устрицы) и рыба (треска, сельдь, форель) содержат тиаминазу - фермент разрушающий Тиамин. Употребление углеводных продуктов также требует участия Тиамина.

Ингибирование или связывание Тиамина возможно и из-за ятрогенных причин - применения сульфаниламидов, растворов содержащих щелочь, применение антагонистов Тиамина.

Тиамин с химической точки зрения, представляет собой бесцветное сероорганическое соединение с химической формулой C12H17N4OS, состоящее из аминопиримидина и тиазольного кольца, связанного метиленовым мостиком. Кроме того, тиазольное кольцо замещено метильной и гидроксиэтильной боковыми цепями. Растворим в воде и нерастворим в спирте. Тиамин растворим не только в воде, но также в метаноле и глицерине и практически нерастворим в неполярных органических растворителях. Тиамин разлагается при нагревании.

Применение: 

Тиамин в качестве лекарственного средства находит применение в медицине, в основном выпускается в виде раствора для внутримышечного применения. Назначают при гиповитаминозах и авитаминозах витамина В1, при алкоголизме, при нарушении всасываемости кишечника, при периферических параличах и парезах и множестве других патологий человека. Часто используется в ветеринарии - входит в состав мультивитаминных комплексов, выпускаемых в виде таблеток, порошков, жидкостей, а также в инъекционных формах.

Получение:

Способ химического синтеза тиамина заключается в конструировании тиазольного кольца на предварительно образованном пиримидиновом промежуточном соединении. Производители тиамина обычно следуют этому подходу. Некоторые используют малонитрил в качестве исходного материала для конструирования 4-амино-5-аминометил-2-метилпиримидинового кольца (также называемого диамином Греве). Другие начинают с акрилонитрила.

Способ получения кристаллического продукта гидрохлорида тиамина может состоять в следующем. Тиаминмононитрат диспергируют в растворителе и получают мутную жидкость тиаминмононитрата с концентрацией от 0,05 до 0,2 г / мл и нагревают до температуры от 50 до 70oC. Хлорсульфоновую кислоту по каплям добавляют к концентрированной соляной кислоте для получения газообразного хлористого водорода, и газ вводят в концентрированную серную кислоту для сушки и вводят в мутную жидкость тиаминмононитрата при перемешивании. После завершения введения газообразного хлористого водорода сохраняют тепло в течение от 15 до 30 мин, затем температуру снижают до 10oC, скорость охлаждения составляет от 0,1 до 0,5oC / мин,, фильтруют, промывают и сушат, а затем получают кристаллы гидрохлорида тиамина. Кристаллы представляют собой рабдолит, угол естественного откоса составляет от 31 до 36,4 ° С, а объемная плотность составляет от 0,50 г / мл до 0,608 г / мл. Кристаллический продукт гидрохлорида тиамина обладает хорошей ликвидностью. Согласно этому способу сначала получают процесс, в котором соединения растворителя метилового спирта тиамина гидрохлорида проводят, затем сушат для удаления метилового спирта и, следовательно, снижают загрязнение окружающей среды и уменьшают стоимость и остаточные количества растворителя. Способ может быть пригоден для крупносерийного производства(принадлежит Роберту Луи Хортону, Баунд Бруку).

Действие на организм:

Тиамин всасывается в кишечнике в неизменном виде и трансформируется в активную форму путем фосфорилирования непосредственно в клетках мишенях. Витамин В1, превращенный в кофермент тиаминдифосфат, может присоединиться к нескольким энзимам, выполняющим разные функции:

1. присоединяясь к транскетолазе, тиаминдифосфат участвует в пентозофосфатном пути – пути окисления глюкозы, необходимом для создания новых клеток.

2. Участвует в составе пируватдегирогеназы в процессе декарбоксилирования пировиноградной кислоты, восстановления НАД до НАДН и образования Ацетил-SKoA

3. В Цикле трикарбоновых кислот кроме образования Ацетил-SKoA в составе пируватдегидрогеназы, в качестве активного центра – альфа-Кетоглуарат-дегидрогеназы – тиаминдифосфат участвует в превращении кетокислот в аминокислоты.

4. В составе дегидрогеназы разветвленных кетокислот расщепляет необходимые для человека и животных аминокислоты - валин, лейцин и изолейцин

Попадая в организм тиамин соединяется с аденозинтрифосфатом (АТФ) в печени, почках и лейкоцитах с образованием диаминфосфата тиамина. Тиаминдифосфат действует как кофермент в метаболизме углеводов, в реакциях транскетолизации и при использовании гексозы в гексозо-монофосфатном шунте. Без адекватного тиамина пировиноградная кислота не подвергается превращению в ацетил-КоА и не может вступать в цикл Кребса. Пировиноградная кислота накапливается в крови и впоследствии превращается в молочную кислоту с потенциальным развитием лактоацидоза. Уменьшение выработки NADH в цикле Кребса также приводит к выработке молочной кислоты за счет облегчения анаэробного гликолиза.

Гиповитаминоз Витамина В1 вызывает заболевание Бери-бери, возникающее чаще всего в следствие нехватки Тиамина в пище и из-за употребления алкогольсодержащих напитков. При этой болезни образуется чрезмерное количество пировиноградной кислоты, приводящей к дегенеративным повреждениям миелиновой оболочки нервов, вызывающих полиневропатию и энцефалопатию.

Возникает недостаточность энергетического и пластических обменов, поражается сердечно-сосудистая система, нарушается моторная функция кишечника.

Токсикологические данные:

LD 50 - на мышах 300 мг/кг

LD 50 - на крысах 980 мг/кг

Экологические данные.

Продукты биоразложения – окись углерода, диоксид углерода, оксиды азота, хлористый водород и оксиды серы.