دور بيولوجي. الكيمياء الحيوية ، مهامها

تم العثور على أول ذكر للمرض (kakke ، beriberi) ، المعروف الآن باسم أحد مظاهر نقص الثيامين ، في الأطروحات الطبية القديمة التي وصلت إلينا من الصين والهند واليابان. بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، تم بالفعل تمييز العديد من أشكال هذه الحالة المرضية سريريًا ، لكن تاكاكي (1887) فقط هو الذي ربط المرض بما كان يعتقد بعد ذلك أنه نقص في المواد المحتوية على النيتروجين في النظام الغذائي. كان للطبيب الهولندي S. Eijkman (1893-1896) فكرة أكثر تحديدًا ، حيث اكتشف عوامل غير معروفة في نخالة الأرز وفي بعض النباتات البقولية التي حالت دون تطور مرض البري بري أو علاجه. تم تنقية هذه المواد بعد ذلك بواسطة Funk (1924) ، الذي اقترح مصطلح "فيتامين" نفسه لأول مرة ، وعدد من الباحثين الآخرين. تم تمييز المادة الفعالة المستخرجة من المصادر الطبيعية فقط في عام 1932 بواسطة صيغة تجريبية عامة ، ثم في عام 1936 تم تصنيعها بنجاح بواسطة Williams et al. في وقت مبكر من عام 1932 ، تم اقتراح دور الفيتامين في إحدى عمليات التمثيل الغذائي المحددة ، نزع الكربوكسيل من حمض البيروفيك ، ولكن في عام 1937 فقط أصبح شكل الإنزيم المساعد للفيتامين ، ثنائي فوسفات الثيامين (TDP) معروفًا. لطالما اعتبرت الوظائف الإنزيمية لـ TDP في نظام نزع الكربوكسيل ألفا كيتو أسيد تقريبًا الآليات البيوكيميائية الوحيدة لتنفيذ النشاط البيولوجي للفيتامين ، ومع ذلك ، في عام 1953 ، كانت مجموعة الإنزيمات التي تعتمد على وجود TDP هي توسع بسبب ترانسكيتولاز ، ومؤخرًا نسبيًا ، جاما-هيدروكسي ديكاربوكسيلاز - حمض ألفا كيتوجلوتاريك. لا يوجد سبب للاعتقاد بأن القائمة أعلاه تستنفد احتمالية إجراء مزيد من الدراسة للفيتامين ، حيث أن التجارب على الحيوانات ، والبيانات التي تم الحصول عليها في العيادة أثناء الاستخدام العلاجي للفيتامين ، وتحليل الحقائق التي توضح الاتجاه العصبي والقلب المعروف للثيامين ، تشير بلا شك إلى وجود بعض العلاقات النوعية الأخرى فيتامين مع آليات بيوكيميائية وفسيولوجية أخرى.

الخصائص الكيميائية والفيزيائية لفيتامين ب 1

الثيامين أو 4-ميثيل-5-بيتا-هيدروكسي إيثيل- N- (2-ميثيل-4-أمينو-5-ميثيل بيريميديل) -يتم الحصول على الثيازوليوم صناعياً ، عادة في شكل هيدروكلوريد أو ملح هيدروبروميد.

يتبلور كلوريد الثيامين (M-337.27) في الماء على شكل إبر أحادية الميل عديمة اللون ، ويذوب عند درجة 233-234 درجة (مع التحلل). في وسط محايد ، طيف الامتصاص له حد أقصى - 235 و 267 نانومتر ، وعند الأس الهيدروجيني 6.5 - 245-247 نانومتر. الفيتامين قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء وحمض الخليك ، وأسوأ قليلاً في كحول الإيثيل والميثيل ، وغير قابل للذوبان في الكلوروفورم والأثير والبنزين والأسيتون. من المحاليل المائية ، يمكن ترسيب الثيامين مع حمض الفوسفوتونجستيك أو حمض البيكريك. في البيئة القلوية ، يخضع الثيامين للعديد من التحولات ، والتي ، اعتمادًا على طبيعة العامل المؤكسد المضاف ، قد تؤدي إلى تكوين ثنائي كبريتيد الثيامين أو الثيوكروم.

في بيئة حمضية ، يتحلل الفيتامين فقط مع التسخين لفترات طويلة ، مكونًا 5-هيدروكسي-ميثيل بيريميدين ، حمض الفورميك ، 5-أمينوميثيل بيريميدين ، مكون الثيازول من فيتامين و 3-أسيتيل -3-مركابتو-1-بروبانول. من بين منتجات التحلل للفيتامين في وسط قلوي ، تم تحديد الثيوثيامين ، كبريتيد الهيدروجين ، البيريميدوديازيبين ، إلخ ، كما تم الحصول على الكبريتات وفيتامين أحادي النترات. من المعروف أن أملاح الثيامين مع نفتالين سلفونيك ، أريل سلفونيك ، سيتيل سلفوريك وإسترات مع أحماض الخليك ، البروبيونيك ، الزبد ، البنزويك وغيرها.

أهمية خاصة هي استرات الثيامين مع حمض الفوسفوريك ، على وجه الخصوص TDP ، وهو شكل الإنزيم المساعد للفيتامين. تم الحصول على متماثلات الثيامين أيضًا ببدائل مختلفة في الثانية (إيثيل ، بوتيل ، هيدروكسي ميثيل ، هيدروكسي إيثيل ، فينيل ، هيدروكسيفينيل ، بنزيل ، ثيو ألكيل) ، الرابع (أوكسي ثيامين) والسادس (ميثيل ، إيثيل) ذرات الكربون من ميثيل بيريميدين للمجموعة الأمينية ، واستبدال حلقة الثيازول بالبيريدين (بيريثيامين) ، وإيميدازول أو أوكسازول ، وتعديلات في البدائل عند خامس كربون من الثيازول (ميثيل- ، هيدروكسي ميثيل- ، إيثيل ، كلورو إيثيل- ، هيدروكسي بروبيل- ، إلخ .). مجموعة كبيرة منفصلة من مركبات الفيتامينات هي مشتقات S- ألكيل وثاني كبريتيد. من بين هذه الأخيرة ، تلقى ثنائي كبريتيد الثيامين بروبيل (TPDS) أكبر توزيع كمستحضر فيتامين.

طرق تحديد فيتامين ب 1

في المحاليل المائية النقية ، يتم إجراء القياس الكمي للثيامين بسهولة عن طريق الامتصاص عند 273 نانومتر ، وهو ما يتوافق مع النقطة المتساوية من طيف الفيتامين ، على الرغم من أن بعض المؤلفين يفضلون العمل في منطقة 245 نانومتر ، حيث يتغير الانقراض أكثر ما يلفت الانتباه. عند الرقم الهيدروجيني 7.3 في المخزن المؤقت للفوسفات ، يعطي الثيامين ، حتى بتركيز 1 ميكروغرام / مل ، موجة حفزية استقطاب هيدروجين مميزة ، وفي وسط قلوي يشكل موجة أنود بسبب تفاعل الثيولثيامين مع الزئبق وتكوين مركابتيد . يمكن استخدام كلتا الخواص الاستقطابية لتحديد كمية الفيتامين. إذا كان من الضروري التحقق من مشتقات الفيتامينات المختلفة ، فيجب على المرء أن يلجأ إلى فصلها الأولي عن طريق الرحلان الكهربائي أو اللوني.

الأكثر نجاحًا المبدأ العامإن التحديد اللوني للفيتامين هو تفاعلات تفاعله مع مركبات الديازو المختلفة ، ومن بينها p-aminoacetophenone diazotized يعطي أفضل النتائج. يتم استخلاص المركب الناتج ذو الألوان الزاهية بسهولة من الطور المائي إلى مذيب عضوي ، حيث يتعرض بسهولة للقياس الضوئي الكمي. في المخزن المؤقت للفوسفات 6.8 ، يتفاعل الثيامين أيضًا مع النينهيدرين عند تسخينه ، مما يعطي لونًا أصفر يتناسب مع تركيز الفيتامين في حدود 20-200 ميكروغرام.

الأكثر انتشارًا هي المتغيرات المختلفة لتقدير الفيتامين الفلوري ، بناءً على أكسدة الثيامين إلى الثيوكروم في وسط قلوي. يتم تحقيق التنقية الأولية لمواد الاختبار من الشوائب التي تتداخل مع قياس التألق اللاحق عن طريق الغليان قصير المدى للعينات باستخدام الأحماض المعدنية المخففة ، أو إزالة الشوائب عن طريق الاستخلاص باستخدام كحول البوتيل أو الأميل ، أو عزل الفيتامين على مواد ماصة مناسبة. كما أوضحت الدراسات التي أجراها المؤلفون اليابانيون ، بدلاً من فيريسيانيد البوتاسيوم ، من الأفضل استخدام بروميد السيانوجين كعامل مؤكسد ، مما يعطي عائدًا أعلى من الثيوكروم ويقلل من تكوين المركبات الأخرى التي تتداخل مع التحديد. للحصول على تقدير مرض للثيامين ، مطلوب 100-200 ملغ من الأنسجة أو 5-10 مل من الدم. بالنظر إلى أن الشكل الرئيسي للفيتامين الموجود في الأنسجة هو TDP أو مشتقات ثاني كبريتيد البروتينات من الثيامين ، فإن المعالجة المسبقة لعينات الاختبار (التحلل الحمضي الضعيف ، الفوسفاتاز ، عوامل الاختزال) ضرورية دائمًا لإطلاق الثيامين الحر ، لأن الأشكال الأخرى من الفيتامين لا تفعل ذلك. شكل ثيوكروم ، يمكن استخراجه بعد ذلك للقياس الفلوري في مذيب عضوي.

يتم إجراء التحديد الكمي لشكل الإنزيم المساعد للفيتامين عن طريق إعادة تركيب TDP الموجود في محلول الاختبار مع أبوكاربوكسيلاز الودي. في كلتا الحالتين ، في وجود أيونات المغنيسيوم والبيروفات ، يحدث نزع الكربوكسيل المحدد من حمض الكيتو ، وتتناسب كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة (في جهاز واربورغ) مع كمية TDP المضافة إلى العينة (0.02-1 ميكروغرام). إن حساسية الطريقة (0.005-0.06 ميكروغرام TDP) للطريقة المعتمدة على التحديد الأنزيمي للأسيتالديهيد المتكونة في التفاعل الأول أعلى. تسمح إضافة نازعة هيدروجين الكحول مع أبوكاربوكسيلاز وركيزة معينة إلى وسط الحضانة بتسجيل التفاعل بسرعة كبيرة (5-7 دقائق) عن طريق تغيير انقراض المحلول عند 340 نانومتر في المنطقة المقابلة لـ NADH2.

يتم تحديد فوسفات الثيامين الأخرى كميًا بعد فصلها الكهربي أو الكروماتوجرافي ، والشطف اللاحق ، وإزالة الفسفرة مع الفوسفاتيز والقياس الفلوري للثيوكروم الذي تم الحصول عليه عن طريق الأكسدة في وسط قلوي. تعتمد الطرق الميكروبيولوجية لتقدير الثيامين على اختيار الثقافات المناسبة للكائنات الحية الدقيقة الحساسة لنقص الفيتامينات. يتم الحصول على النتائج الأكثر دقة وقابلية للتكرار باستخدام Lactobacillus fermenti-36 لهذه الأغراض.

توزيع فيتامين ب 1 في الطبيعة

منتج	محتوى الثيامين في µg٪	منتج	محتوى الثيامين في µg٪
قمح	0,45	طماطم	0,06
الذرة	0,41	لحم بقري	0,10
بازيلاء	0,72	لحم الضأن	0,17
فول	0,54	لحم خنزير	0,25
دقيق الشوفان	0,50	لحم العجل	0,23
الحنطة السوداء	0,51	لحم خنزير	0,96
سميد	0,10	دجاج	0,15
مصقول الأرز	0	بيض الدجاج	0,16
معكرونة	آثار	سمكة طازج	0,08
دقيق القمح	0,2-0,45	حليب بقر	0,05
دقيق الجاودار	0,33	الفواكه مختلفة	0,02-0,08
خبز حنطة	0,10-0,20	خميرة البيرة المجففة	5,0
خبز الجاودار	0,17	عين الجمل	0,48
البطاطس	0,09	الفول السوداني	0,84
ملفوف أبيض	0,08

الثيامين موجود في كل مكان ويوجد في مختلف ممثلي الحياة البرية. كقاعدة عامة ، تصل قيمته في النباتات والكائنات الدقيقة إلى قيم أعلى بكثير مما هي عليه في الحيوانات. بالإضافة إلى ذلك ، في الحالة الأولى ، يتم تقديم الفيتامين بشكل أساسي في شكل حر ، وفي الحالة الثانية - في شكل فسفري. يختلف محتوى الثيامين في المواد الغذائية الأساسية على نطاق واسع إلى حد ما اعتمادًا على مكان وطريقة الحصول على المواد الخام ، وطبيعة المعالجة التكنولوجية للمنتجات شبه المصنعة ، وما إلى ذلك ، والتي في حد ذاتها تدمر الثيامين بشكل كبير. في المتوسط ، يمكن اعتبار أن الطبخ التقليدي يدمر حوالي 30٪ من الفيتامين. بعض أنواع المعالجة (ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي ووجود كميات كبيرة من الجلوكوز) تدمر ما يصل إلى 70-90٪ من الفيتامين ، ويمكن أن يؤدي الحفاظ على المنتجات عن طريق معالجتها بالكبريتيت إلى تعطيل نشاط الفيتامين تمامًا. في حبوب وبذور النباتات الأخرى ، يوجد الثيامين ، مثل معظم الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء ، في القشرة والجراثيم. يصاحب معالجة المواد الخام النباتية (إزالة النخالة) دائمًا انخفاض حاد في مستوى الفيتامين في المنتج الناتج. الأرز المصقول ، على سبيل المثال ، لا يحتوي على الفيتامين على الإطلاق.

استقلاب الثيامين في الجسم

يتم تزويد الفيتامين بالطعام في شكل مجاني ومُستَّر ومربوط جزئيًا. تحت تأثير إنزيمات الجهاز الهضمي ، يتم تحويله تقريبًا كميًا إلى ثيامين حر ، يتم امتصاصه من الأمعاء الدقيقة. يتم فسفرة جزء كبير من الثيامين الذي يدخل مجرى الدم في الكبد ، ويدخل جزء منه على شكل ثيامين حر إلى الدورة الدموية العامة ويتم توزيعه على الأنسجة الأخرى ، ويتم إطلاق جزء منه مرة أخرى في الجهاز الهضمي مع الصفراء والصفراء. إفرازات من الغدد الهضمية ، مما يوفر إعادة تدوير مستمرة للفيتامين وامتصاص تدريجي وموحد بواسطة أنسجته. تفرز الكلى بنشاط الفيتامين في البول. في البالغين ، يفرز من 100 إلى 600 ميكروغرام من الثيامين يوميًا. إن إدخال كميات متزايدة من الفيتامين مع الطعام أو بالحقن يزيد من إفراز الفيتامين في البول ، ولكن مع زيادة الجرعة تختفي التناسب تدريجيًا. في البول ، جنبًا إلى جنب مع الثيامين ، تبدأ منتجات تسوسه في الظهور بكميات متزايدة ، والتي يمكن أن تصل إلى 40-50٪ من الجرعة الأولية ، مع إدخال فيتامين أكثر من 10 ملغ لكل شخص. أظهرت التجارب التي أجريت على الثيامين المسمى أنه ، إلى جانب الفيتامين غير المتغير ، توجد في البول كمية معينة من الثيوكروم و TDS وبيريميدين ومكونات الثيالوز ومختلف الأجزاء المحتوية على الكربون والكبريت ، بما في ذلك الكبريتات المسمى.

وبالتالي ، فإن تدمير الثيامين في أنسجة الحيوانات والبشر يحدث بشكل مكثف للغاية ، لكن محاولات الكشف عن الإنزيمات في الأنسجة الحيوانية التي تدمر الثيامين على وجه التحديد لم تسفر بعد عن نتائج مقنعة.

يبلغ المحتوى الإجمالي للثيامين في جسم الإنسان بالكامل ، والذي يتم توفيره عادةً بالفيتامين ، حوالي 30 مجم ، وفي الدم الكامل يكون 3-16 ميكروجرام٪ ، وفي الأنسجة الأخرى يكون أعلى من ذلك بكثير: في القلب - 360 ، الكبد - 220 ، في الدماغ - 160 ، الرئتان - 150 ، الكلى - 280 ، العضلات - 120 ، الغدة الكظرية - 160 ، المعدة - 56 ، الأمعاء الدقيقة- 55 ، الأمعاء الغليظة - 100 ، المبيض - 61 ، الخصيتين - 80 ، الجلد - 52 ميكروغرام. في بلازما الدم ، يوجد الثيامين الحر في الغالب (0.1 - 0.6 ميكروغرام ٪) ، وفي كريات الدم الحمراء (2.1 ميكروغرام لكل 1011 خلية) والكريات البيض (340 ميكروغرام لكل 1011 خلية) - فسفرة. ما يقرب من نصف الفيتامينات في العضلات و 40٪ في الأعضاء الداخلية و 15-20٪ في الكبد. يتم تمثيل الكمية الرئيسية من ثيامين الأنسجة بواسطة TDP ، على الرغم من أن الجلد والعضلات الهيكلية تحتوي على الكثير من ثاني كبريتيدات الفيتامين.

عادة ، يتم تحديد الثيامين الحر بسهولة في الأمعاء والكلى ، والذي قد يكون أيضًا بسبب أوجه القصور في الترتيب المنهجي البحت ، نظرًا لأن هذه الأنسجة لها نشاط فوسفاتيز مرتفع بشكل استثنائي ، وبحلول الوقت الذي يتم فيه أخذ المادة للبحث ، يتم نزع الفسفرة الجزئي من يمكن أن تحدث استرات الفيتامينات بالفعل. من ناحية أخرى ، قد تلعب هذه الآليات نفسها دورًا في إزالة الفيتامين من الدم إلى البول أو البراز. تبلغ كمية الفيتامين في براز الإنسان حوالي 0.4-1 ميكروغرام وعمليًا لا تعتمد على التخليق الحيوي للفيتامين بواسطة البكتيريا المعوية.

يتم إعطاء فكرة عن ديناميات تبادل احتياطيات الأنسجة من الفيتامين من خلال التجارب التي أجريت مع S35-thiamine. يحدث تجديد الثيامين في أنسجة مختلفة بمعدلات مختلفة ، ويتم إجراء الاستبدال الكامل تقريبًا لفيتامين غير مشع بفيتامين مشع (يتم إدخاله يوميًا) بحلول اليوم الثامن من التجربة فقط في الكبد والكلى والطحال وعضلات الهيكل العظمي. في أنسجة القلب والبنكرياس والدماغ ، لا تنتهي هذه العملية في الوقت المحدد. تظهر هذه البيانات أن كمية الفيتامينات الموجودة في الأنسجة أعلى بعدة مرات من المستوى المطلوب لتوفير أنظمة إنزيم TDP محددة. على ما يبدو ، توجد كميات كبيرة من الفيتامين في الأنسجة ، وخاصة في القلب والكبد ، في شكل مشتقاته التي تؤدي بعض الوظائف الأخرى غير الإنزيمية.

آليات ترسيب الثيامين في الجسم

يرتبط تثبيت الفيتامين في الأنسجة بشكل أساسي بتكوين TDP ، والذي يشكل ما لا يقل عن 80-90 ٪ من كل الثيامين الموجود في الجسم. يرتبط بعض عدم اليقين بشأن هذه المشكلة بالاكتشاف جنبًا إلى جنب مع TDP ، خاصة في فترات قصيرة بعد إعطاء الفيتامين ، و TFs الأخرى وثنائي كبريتيد الثيامين المختلط. في ظل ظروف معينة ، يمكن تمثيل 10 إلى 30٪ من الفيتامين بواسطة TMF و TTP. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحويل TTP بسهولة إلى TDP أثناء معالجة المواد البيولوجية قبل الدراسة. مثل الإنزيمات المساعدة الفسفورية الأخرى ، يتم تثبيت TDP على البروتينات عن طريق جزء البيروفوسفات الخاص به. ومع ذلك ، تلعب أجزاء أخرى من جزيء الفيتامين دورًا نشطًا بنفس القدر في هذا.

تشكيل فوسفات الثيامين (تف)

يحدث تفاعل فسفرة الثيامين بسبب ATP وفقًا للمعادلة العامة: الثيامين + ATP-> TDP + AMP.

تم تأكيد انتظام هذا التفاعل على مستحضر نقي جزئيًا من ثيامين كيناز من جزء قابل للذوبان من متجانس الكبد. كان الرقم الهيدروجيني الأمثل لتكوين TDP بواسطة هذا الإنزيم في حدود 6.8-6.9. تم منع فسفرة الثيامين بواسطة AMP و ADP. في وجود AMP ، تم تشكيل آثار فقط ، وفي وجود ADP ، تم تكوين كميات صغيرة جدًا من TDP. إذا تم إدخال TMF في الوسط بدلاً من الثيامين ، يتم منع تكوين TDP. تم استخدام مستحضر thiamykinase المنقى ما يقرب من 600 مرة لدراسة آلية فسفرة الفيتامين باستخدام gamma-P32-ATP المسمى gamma-P32-ATP. اتضح أن الثيامين يتلقى مجموعة بيروفوسفات بأكملها من ATP.

في سلسلة من الأعمال على دراسة كيناز الثيامين المعزول من الخميرة والأنسجة الحيوانية ، وجد أن أيونات المنغنيز والمغنيسيوم والكوبالت تنشط ، بينما الكالسيوم والنيكل والروبيديوم والحديد لم تثبط الإنزيم في نطاق واسع من التركيزات. تظهر نفس الأعمال إمكانية فسفرة الثيامين على حساب ثلاثي فوسفات النوكليوتيدات الأخرى (GTP ، ITP ، UTP ، إلخ) وأن منتج التفاعل الرئيسي هو TDP وكمية صغيرة من TMP. أكد استخدام P32-ATP ، كما في دراسات المؤلفين السابقين ، آلية النقل المباشر لمجموعة البيروفوسفات إلى الثيامين.

ومع ذلك ، لم يتم تأكيد النتائج التي تم الحصول عليها في المختبر بشكل كامل في دراسة فسفرة الثيامين في الجسم وفي تجارب الميتوكوندريا. من ناحية أخرى ، بعد إعطاء الثيامين عن طريق الوريد ، تم العثور على TDP و TTP المسمى بالفوسفور ، ولكن ليس TMF ، في دم الحيوانات بعد 30-60 دقيقة ؛ تم تأكيد آلية الاحتراق. من ناحية أخرى ، بعد إعطاء TMF عن طريق الوريد ، زاد نشاط cocarboxylase و transketolase في الدم بشكل أسرع من تناول الثيامين الحر. تشكل بعض الكائنات الحية الدقيقة TDP بسهولة أكبر من TMF مقارنة بالفيتامين الحر ، ولا يوجد ثيامين كيناز ، الموجود سابقًا في الكبد ، في الميتوكوندريا الكلوية ، حيث تستمر فسفرة الثيامين بطريقة مختلفة. لا تتناسب آلية فسفرة الفيتامين التي تتضمن فقط ATP دائمًا مع مخطط بسيط لنقل مجموعة البيروفوسفات ككل ، فقط لأنه ، جنبًا إلى جنب مع TDP ، تم العثور على TFs الأخرى ، بما في ذلك T-polyphosphates ، بكميات كبيرة في مختلف المواد البيولوجية.

تناول عدد من الدراسات مسألة توطين الأنظمة المسؤولة عن فسفرة الثيامين. بعد ساعة من تناول الثيامين ، يلتقط الكبد 33-40٪ من الفيتامين ، ويتراكم فيه استراته الفوسفورية المختلفة. تحدث الفسفرة للفيتامين المسمى في الأعضاء المختلفة بترتيب تنازلي للنشاط: الكبد والكلى والقلب والخصيتين والدماغ. في هذه الحالة ، ينخفض النشاط الإشعاعي لإسترات الثيامين الفوسفوري في السلسلة: TTP ، TDP ، TMF. تنشط فسفرة الثيامين في الميتوكوندريا والميكروسومات والهيالوبلازم.

من الحقائق المذكورة أعلاه ، ليس من الصعب استنتاج أن الكثافة الإجمالية لعمليات أسترة الفيتامينات في الجسم أو في الأنسجة الفردية يجب أن ترتبط إلى حد كبير بنشاط العمليات التي تزود ATP. تم تأكيد الملاحظات التجريبية الأولى في هذا الصدد ، التي أجريت على متجانسات الكبد أو عناصر خلايا الدم ، بشكل كامل لاحقًا. تميل جميع مثبطات التنفس وتحلل السكر ، أو المركبات التي تتنافس مع T لـ ATP ، إلى تقليل مستوى TDP في الدم والأنسجة.

دور المجموعات الفردية في جزيء الثيامين في ارتباطه بالأنسجة

حتى الآن ، تم تصنيع عدد كبير من مشتقات الثيامين الجديدة (ثنائي كبريتيدات مختلطة ، مشتقات O-benzoyl ، إلخ) وتم إدخالها على نطاق واسع في الممارسة العلاجية والوقائية. تم الكشف عن مزايا مستحضرات الفيتامينات الجديدة ، كقاعدة عامة ، بشكل تجريبي بحت بسبب حقيقة أنه حتى الآن ليس لدينا معلومات كافية حول الآليات الجزيئية لاستيعاب الثيامين ، حول طبيعة تفاعلها مع (إنزيمات) محددة وغير محددة ( نقل فيتامين) بروتينات. تملي الحاجة إلى تمثيلات دقيقة في هذه المسألة أيضًا من خلال الاحتمالات الواسعة لاستخدام مضادات الفيتامينات الثيامين (أمبرول ، كلوروثيامين ، ديوكسيثيامين) للأغراض العلاجية (انظر أدناه).

العمل على تصنيع مشتقات الثيامين الجديدة ذات الخصائص الفيزيائية والكيميائية المحددة سلفًا ، والتي تحدد إمكانية التأثير المستهدف على عمليات التمثيل الغذائي في الجسم ، لا يمكن تصوره بدون أفكار محددة حول دور المجموعات الفردية لذرات الفيتامينات ومشتقاتها في هذا المجال. لقد تم بالفعل ملاحظة أهمية جذور البيروفوسفات بالنسبة للبروتينات المحددة لـ TDP في تكوين الإنزيمات المقابلة أعلاه. لقد ظهر قدر كبير من البيانات التي تثبت مشاركة الثيامين في تفاعلات أخرى لا علاقة لها بوظائف الإنزيم المساعد للفيتامين. يمكن افتراض أن مجموعة متنوعة من المجموعات النشطة في جزيء الثيامين تتوافق مع أشكال خاصة من المعالجة المسبقة ، حيث يتم حظر بعضها والبعض الآخر ، المهم للوظيفة المقابلة ، يتم فتح أقسام من جزيء الفيتامين في نفس الوقت. في الواقع ، النوع الأول من البروتين (من خلال شق البيروفوسفات) يتوافق مع وظيفة الإنزيم المساعد ويترك الكربون الثاني من الثيازول والمجموعة الأمينية من مكون البيريميدين مجانًا ، ويمكن الوصول إليه من قبل الركيزة. من ناحية أخرى ، من الواضح أن مشاركة الفيتامين في تفاعلات الأكسدة والاختزال أو في عمليات إعادة الفسفرة يجب أن تقترن مع استبعاد إمكانية عملها المتزامن كنزيم مساعد ، لأنه في الحالة الأولى إزالة الاستقطاب وفتح حلقة الثيازول ضرورية ، وفي الثانية - الموضع الحر لجذر هيدروكسي إيثيل الفسفوري. نظرًا لأن 80-90 ٪ من الثيامين الموجود في الأنسجة يتم إطلاقه فقط أثناء التحلل المائي الحمضي والإنزيمي ، يمكن افتراض أن جميع الأشكال المرتبطة بالفيتامين في حالة بروتينية ، أي مرتبطة بالبروتينات.

من السهل الحصول على فكرة عن أهمية الأقسام الفردية لجزيء الثيامين في هذه العملية من خلال تحديد درجة الارتباط بأنسجة فيتامين (S35) المسمى بالكبريت وبعض مشتقاته ، الخالية من بعض المراكز النشطة. ، على سبيل المثال ، المجموعة الأمينية - أوكسي ثيامين (أوكسي- T) ، المجموعة الأمينية وجذر هيدروكسي إيثيل - كلوروكسيثيامين (XOT) ، نيتروجين رباعي في دورة الثيازول - رباعي هيدروثيامين (TT). بدون التطرق إلى تفاصيل السؤال المطروح ، يمكن القول بثقة كافية أن التعديلات الهيكلية لموقع واحد على الأقل في جزيء الفيتامين تنتهك بشكل كبير (انظر الجدول) شروط ارتباطها بالأنسجة: بعد 24 ساعة ، تم إدخال جميع الثيامين المسمى المشتقات ترتبط بشكل أسوأ من الفيتامين.

تشير هذه الحقيقة في حد ذاتها إلى أنه ليس هناك مجموعة واحدة أو مجموعتان ، ولكن ، على ما يبدو ، تلعب عدة مجموعات دورًا في تفاعل الثيامين مع البروتينات.

وظائف أنزيم ثنائي فوسفات الثيامين

من المعروف عددًا كبيرًا من التفاعلات المختلفة التي يتم تحفيزها بواسطة TDP. ومع ذلك ، يمكن اختزالها جميعًا إلى عدة خيارات نموذجية: نزع الكربوكسيل البسيط والمؤكسد لأحماض ألفا كيتو ، تكثيف الأسيلوين ، الانقسام الفسفوري للسكريات الكيتونية. يبدو أن أنظمة الإنزيمات التي تشارك في هذه التفاعلات متحدة في المبادئ الأساسية لعملها ؛ يختلف المصير اللاحق لـ "جزء الألدهيد النشط" الذي يظهر في المراحل الأولى من العملية. أتاحت الدراسات التي أجريت على تحولات أحماض ألفا كيتو أن نفهم بوضوح دور جزء نزع الكربوكسيل لمركب إنزيم ديهيدروجينيز الذي يحتوي على TDP وتسلسل جميع التفاعلات الأخرى المرتبطة به.

في نظام ترانسكيتولاز (TK) ، من الواضح أن جزء "الألدهيد النشط" سوف يتم تمثيله بواسطة جذر الجليكول المنقول من المصادر المقابلة (زيلولوز-5-فوسفات ، فركتوز-6-فوسفات ، هيدروكسي بيروفات ، إلخ) إلى متقبلات مختلفة (ريبوز). -5-فوسفات ، إريثروز-4-فوسفات ، جلوكوز-6-فوسفات). في تفاعل الفوسفوكيتولاز ، يتم تحويل جذر "الجليكول النشط" مباشرة إلى فوسفات الأسيتيل.

تم إحراز تقدم كبير في توضيح آلية العمل التحفيزي لـ TDP نتيجة للدراسات التي أجريت في اتجاهين رئيسيين: إنشاء أنظمة غير إنزيمية نموذجية وإدخال نظائر أو مضادات الثيامين المختلفة في الأنظمة الأنزيمية. باستخدام الطريقة الأولى ، كان من الممكن إظهار أن فيتامين B1 في شكله غير الفسفوري قادر أيضًا في ظل ظروف معينة في حالة عدم وجود بروتين لتحفيز تفاعلات نزع الكربوكسيل ، وتشكيل الأسيتون ، وتفكيك ثنائي الأسيتيل. المتغيرات المختلفة من التجارب التي تمت فيها مقارنة النشاط الإنزيمي لـ TDP مع نشاط مضادات الأيض الفيتامينية أو تمت دراستها مع إضافة ملح Reinecke ، برومو أسيتات ، شبه كلورو زئبق بنزوات ومركبات أخرى أظهرت أن المجموعات الأكثر أهمية في التحفيز في جزيء الثيامين هي : الكبريت ، حلقة ثيازول النيتروجين الرباعية ، المجموعة الأمينية في الموضع 4 من حلقة بيريميدين ، ذرة الكربون الثانية للثيازول (2-C-Tz) ، جسر الميثيلين. بعض المراكز النشطة (الكبريت والنيتروجين وجسر الميثيلين) ضرورية فقط للحفاظ على بنية معينة وإنشاء كثافة إلكترون مناسبة في ذرة الكربون الثانية للثيازول (2-C-Tz) ، وهو المركز التحفيزي الرئيسي. الأفكار المثيرة للجدل وغير المؤكدة حتى الآن حول معنى المجموعة الأمينية لمكون البيريميدين.

قيمة ثاني كربون من الثيازول

لأول مرة ، تم عرض الخصائص التحفيزية لأملاح الثيازوليوم باستخدام تكثيف البنزوين كمثال. ثم وجد أنه في ظل الظروف الطبيعية ، بالقرب من الظروف الفسيولوجية ، ينفصل البروتون بسهولة عن 2-C-Tz ، ويتكون أيون مزدوج من الثيامين ، والذي كان من السهل افتراض آليات التفاعل مع alpha-keto. الأحماض وتشكيل مركب وسيط هيدروكسي إيثيل ثيامين (OET) ، يتوافق مع مفهوم "الأسيتالديهيد النشط".

تم اختبار المستحضرات الاصطناعية من OE ، التي تم اختبارها كعوامل نمو للميكروبات ، بنسبة 80 ٪ مقارنة بالفيتامين. تم عرض تكوين WE كمنتج استقلابي طبيعي لبعض الكائنات الحية الدقيقة. تبين أن الأفكار حول الدور الحاسم لـ 2-C-Tz في تنفيذ وظائف الإنزيم المساعد كانت مثمرة للغاية ، حيث تم أيضًا عزل بعض مشتقات TDP في فترة زمنية قصيرة نسبيًا ، بما يتوافق مع المنتجات الوسيطة الأخرى المعروفة للتفاعلات الأنزيمية: ثنائي هيدروكسي إيثيل- THD ("ألدهيد الجليكول النشط" في تفاعلات ترانسكيتولاز وفوسفوكيتولاز) ، ألفا هيدروكسي-جاما-كربوكسي-بروبيل- TDF ("نصف ألدهيد السكسين النشط") وهيدروكسي ميثيل- TDF ، والذي يلعب دورًا في تبادل الجليوكسيلات و تشكيل جذور فورميل نشطة.

أهمية مكون بيريميدين

حتى البدائل البسيطة في مكون أمينوبيريميدين من الثيامين تقلل بشكل حاد من نشاط الفيتامينات للمركبات الجديدة. انتباه خاصفي هذا الصدد ، حظيت المجموعة الأمينية بالاهتمام منذ فترة طويلة ، والتي يؤدي استبدالها بمجموعة الهيدروكسي إلى تكوين فيتامين مضاد للميتابوليت المعروف جيدًا ، أوكسي- T ، والذي ، بعد الفسفرة إلى ثنائي الفوسفات ، يمكن أن يثبط نشاط كل من PD و TK. لوحظ فقدان نشاط الإنزيم أيضًا في حالة حدوث تغييرات طفيفة في بنية المجموعة الأمينية (مثيلة) أو إزالتها ببساطة من TDP.

تجبرنا المراجعة النقدية للمادة التجريبية الشاملة المتعلقة بدراسة النشاط التحفيزي للثيامين أو مشتقاته في أنظمة الأنزيم والنموذج على إيلاء اهتمام جديد لبعض ميزات بنية المحفز والركائز المتبادلة بمشاركتها.

هذه الميزة المشتركة للأنزيم المساعد والركائز هي الاعتماد الصارم للتفاعلات قيد الدراسة في وقت واحد على مركزين نشطين - على الركيزة وعلى ما يبدو على المحفز. في الواقع ، يمكن اختزال المجموعة الكاملة من الركائز المشاركة في التفاعلات المحفزة بواسطة TDP بسهولة إلى نوع موحد بشكل أساسي ، ومن سماته مجموعات الكربونيل والهيدروكسيل المجاورة في ذرات الكربون المجاورة. فقط بين ذرات الكربون هذه يحدث كسر الرابطة (تحلل الثيامين) بمشاركة TDF. في هذه الحالة ، يصبح نفس الجزء دائمًا في المستقبل "نشطًا" ، قادرًا على تكثيف مختلف ، والثاني - "السلبي" ، النهائي مستقلب التفاعل. يعد ترتيبًا معينًا لمجموعات الكربونيل والهيدروكسيل ضروريًا للغاية لتنفيذ آلية التحفيز.

النشاط غير الإنزيمي للثيامين وبعض مشتقاته

إلى جانب توضيح آلية التفاعلات الرئيسية التي يلعب فيها TDP دورًا تحفيزيًا ، هناك العديد من البيانات حول النشاط البيولوجي العالي لمشتقات الثيامين غير الإنزيمية الأخرى. ظهر اتجاهان للبحث بوضوح: المشاركة المحتملة لاسترات الفوسفوريك المختلفة للفيتامين في النقل النشط لمجموعات الفوسفات الغنية بالطاقة (رابطة أنهيدريد في TDP شديدة الأرجية) وإمكانية تدخل الثيامين في تفاعلات الأكسدة والاختزال. نظرًا لحقيقة أن أنظمة إنزيمات معينة تحتوي على الثيامين تشارك في تنظيم العمليات المذكورة أعلاه غير معروفة ، يمكن اعتبار تأثيرات الفيتامين التي لوحظت في هذا المجال من التمثيل الغذائي مظهرًا من مظاهر وظائفها غير المحددة.

فوسفات الثيامين (تف)

بعد تطوير الطرق المتاحة للحصول على TDP ، بدأ اختباره على نطاق واسع في العديد من الأمراض في البيئات السريرية. أدى إعطاء 100-500 مجم من TDP في الحماض السكري عن طريق الوريد إلى زيادة كمية البيروفات المتكونة من الجلوكوز. لوحظ تأثير مماثل في مرض السكري بعد إعطاء ATP أو فسفوكرياتين. في العضلات أثناء التعب والراحة ، يحدث انهيار وإعادة تركيب TDP تقريبًا وفقًا لنفس الأنماط المعروفة لـ ATP و phosphocreatine. كانت التغييرات مميزة أثناء الراحة ، عندما تجاوزت كمية TDP المستوى الأولي قبل العمل المتعب. يصعب تفسير أسباب الانهيار المعزز لـ TDP أثناء تقلص العضلات من وجهة نظر وظائف الإنزيم المساعد المعروفة لـ TDP. لقد ثبت أن إعطاء جرعات كبيرة من TDP للحيوانات بعد بضع ساعات بشكل ملحوظ (أحيانًا مرتين) يزيد من محتوى مركبات الفسفور القابلة للتغير في الأنسجة.

خال من الثيامين ومشتقاته

يؤدي إعطاء مضادات الأيض الفيتامينية ، أوكسي-تي و PT ، للحيوانات إلى نمط مختلف من الاضطرابات في التمثيل الغذائي والوظائف الفسيولوجية ، مما جعل من الممكن اقتراح أن الثيامين قد يكون له عدة وظائف مختلفة أو حتى مستقلة. يتم تقليل الفرق بين مضادات الأيض هذه من وجهة نظر كيميائية إلى استبعاد تحولات ثاني كبريتيد الثيول في PT ونوع الثيوكروم ثلاثي الحلقات (Tx) في أوكسي- T. منذ فترة طويلة تم قبول وانتقاد إمكانية العمل التحفيزي للثيامين على مستوى تفاعلات الأكسدة والاختزال في عملية التمثيل الغذائي من قبل العديد من المؤلفين. في الواقع ، يؤثر التوافر المختلف للفيتامين بشدة على نشاط عدد من الإنزيمات المؤكسدة أو محتوى الأشكال المخفضة من الجلوتاثيون في الدم. يحتوي الفيتامين على خصائص مضادة للأكسدة فيما يتعلق بحمض الأسكوربيك والبيريدوكسين ويتفاعل بسهولة مع مجموعات الهيدروكسي من البوليفينول. يتأكسد ثنائي هيدرو- T جزئيًا إلى الثيامين عن طريق الخميرة والمستخلصات الخالية من الخلايا ، والمستحضرات البلورية للبيروكسيديز والتيروزيناز وغير الإنزيمي عند التفاعل مع يوبيكوينون البلوري ، بلاستوكينون ، ميناديون.

تحولات ثيول - ثاني كبريتيد

تم العثور على TDS في أنسجة الحيوانات ، والبول ، والدم المتدفق من الكبد المملوء بالفيتامين ، والخميرة ، وما إلى ذلك. كانت سهولة تفاعل المواد الصلبة الذائبة مع السيستين والجلوتاثيون سببًا لافتراض أن الفيتامين في شكل ثيول هو تشارك مباشرة في تفاعلات الأكسدة والاختزال في الجسم. وقد ثبت أيضًا أنه في البيئة القلوية والأنظمة البيولوجية ، يتفاعل الفيتامين بسهولة مع مركبات الثيول المختلفة ، مكونًا ثنائي كبريتيدات مقترنة. عند التفاعل مع الهيدروكينون والروتين ومضادات الاكسدة ، يتحول الثيامين إلى TDS. قد يلعب هذا التفاعل دورًا خاصًا في التحويل العكسي للكينونات إلى ديفينول ، على سبيل المثال ، في تكوين الميلانين في إحدى مراحل تحويل التيروزين إلى الميلانين.

مشاركة الثيامين في التمثيل الغذائي

يتم نزع الكربوكسيل من أحماض ألفا كيتو في الكائنات الحية الدقيقة دون أكسدة مقترنة ، ويتحلل إنزيم الكربوكسيلاز ، النموذجي لهذا الإجراء ، البيروفات إلى ثاني أكسيد الكربون وأسيتالديهيد.

CH3-CO-COOH -> CH3-CHO + CO2

يشارك نفس الإنزيم في تبادل أحماض كيتو مشابه أخرى ويمكن أن يحفز تكثيف الألدهيدات الناتجة إلى الأسيلوينات المقابلة. تحدث أيضًا التحولات غير المؤكسدة لأحماض ألفا كيتو في ظل ظروف معينة في الأنسجة الحيوانية. ولكن بالنسبة للأنسجة الحيوانية ، فإن الطريقة النموذجية الرئيسية لتحويل أحماض ألفا كيتو هي نزع الكربوكسيل المؤكسد. تتعلق هذه العملية بعدة مركبات (البيروفات ، كيتوجلوتارات ، غليوكسيلات ، جاما هيدروكسي ألفا كيتوجلوتارات) وترتبط بأنزيمات محددة مختلفة.

1. ينفذ هيدروجيناز حمض البيروفيك (PD) نزع الكربوكسيل وأكسدة البيروفات (PA) من خلال خطوات وسيطة يمكن تلخيصها بالمعادلة العامة:

CH3-CO-COOH + CoA + أكثر من CH3-CO-CoA + CO2 + OVERH2.

وبالتالي ، فإن التفاعل يتحكم في عملية الأكسدة الهوائية للكربوهيدرات ويحتل موقعًا رئيسيًا في تحويل الكربوهيدرات إلى دهون وتقويض الجلوكوز من خلال دورة حمض الستريك. إن الإنزيم حساس جدًا لنقص الثيامين في الجسم كله ، وبالتالي فإن البري بري ونقص فيتامين B1 ، كقاعدة عامة ، يترافقان مع تثبيط عملية تفكك PA والتراكم المقابل للحمض الكيتوني في الدم والبول. يستخدم الظرف الأخير على نطاق واسع كمؤشر كيميائي حيوي لنقص الثيامين. يعتبر تفاعل PD أيضًا ذا أهمية كبيرة في الحفاظ على توازن معين في استقلاب الأحماض الأمينية ، نظرًا لأن الكمبيوتر الشخصي مشارك في العديد من تفاعلات النقل ، ونتيجة لذلك يتم تحويله إلى الأحماض الأمينية ألانين.

2. إنزيم نازعة هيدروجين حمض ألفا كيتوجلوتاريك (AGD) في التسلسل الرئيسي لعمله والعوامل المساعدة المشاركة في التفاعل لا تختلف عن PD. ومع ذلك ، فإن الإنزيم نفسه مبني من وحدات بروتينية أكبر ، ويكون TDP فيه أكثر ارتباطًا بجزء نزع الكربوكسيل من البروتين المماثل في PD. هذا الظرف في حد ذاته يفسر إلى حد كبير المقاومة الكبيرة للإنزيم لنقص الثيامين في الجسم ويؤكد على أهمية تفاعل CHD المحفز للعمليات الحيوية. في الواقع ، فإن الإنزيم ، كونه أحد مكونات نظام السيكلوفوراز ، يشارك في التحويل التأكسدي لحمض ألفا كيتوجلوتاريك (KGA) إلى succinyl-CoA.

HOOS-CH2 CH2 CO-COOH + CoA + OVER -> HOOS-CH2 CH2 CO-CoA + CO2 + OVER-H2.

يعد مستوى CHC ، الذي يتحكم فيه CHD ، مهمًا أيضًا لتنفيذ اتصال ثابت لدورة حمض الستريك مع أيض البروتين ، ولا سيما مع تفاعلات النقل والتحسين ، مما يؤدي إلى تكوين حمض الجلوتاميك.

3. تم اكتشاف نازعة هيدروجين حمض جاما هيدروكسي ألفا كيتوجلوتاريك في عام 1963. يتكون هذا المركب في الأنسجة بكميات ملحوظة من الهيدروكسي برولين أو من PA و glyoxylate. بعد نزع الكربوكسيل المؤكسد ، يتم تحويل جاما-هيدروكسي-ألفا- CHC إلى حمض الماليك ، أحد الركائز الوسيطة لدورة حمض الستريك. مع نقص الثيامين ، يفقد الإنزيم نشاطه بسرعة ، ويساهم التمثيل الغذائي البطيء للسلطة الفلسطينية الذي لوحظ في ظل هذه الظروف في التكوين المفرط لـ gamma-hydroxy-alpha-CHC. المركب الأخير ، كما اتضح ، هو مثبط تنافسي قوي للأكونيتاز ، نازعة هيدروجين الأيزوسيترات ، ونزعة الهيدروجين alpha-CHC ، أي ثلاثة إنزيمات لدورة حامض الستريك في وقت واحد. يفسر هذا الظرف بشكل جيد الحقيقة التي بدت متناقضة في وقت سابق ، عندما تظل كمية CGD في فيتامين B1 طبيعية تقريبًا مع تثبيط واضح لدورة حمض الستريك.

4. نزع الكربوكسيل المؤكسد لحمض الجليوكسيليك مع تكوين بقايا فورميل نشطة ، والتي ، على ما يبدو ، يمكن استخدامها على نطاق واسع في تفاعلات التبادل المقابلة ، على سبيل المثال ، في تخليق القواعد النيتروجينية للأحماض النووية.

5. يتم إجراء انقسام الفوسفوروكلاستيك للسكريات الكيتونية ، ولا سيما زيلولوز -5-فوسفات في بعض الكائنات الحية الدقيقة ، بواسطة إنزيم فسفوكيتولاز المحتوي على TDP.

زيلولوز-5-فوسفات + H3PO4 -> فوسفوجلايسيرالديهيد + فوسفات أسيتيل.

يشير عدم وجود مستقبلات هيدروجين محددة معروفة في تكوين هذا الإنزيم إلى أن DOETD المتكون أثناء التفاعل يخضع للأكسدة داخل الجزيء مع تكوين بقايا أسيتيل مباشرة على TDP ، وبعد ذلك تتم إزالة الأسيتيل النهائي من الإنزيم المساعد بمشاركة الفوسفوريك حامض. نظرًا لحقيقة أن التفاعل يتواصل بشكل مشابه مع الفركتوز 6 فوسفات ، فمن المفترض أن الكائنات الحية الدقيقة لها تحويلة خاصة من "فوسفوكيتولاز" في استقلاب الكربوهيدرات ، والتي ، بمشاركة ترانسالدولاز ، وترانسكيتوليز ، وأيزوميراز ، وإبيمايراز فوسفات البنتوز ، والألدوليز و diphosphatase الفركتوز ، يوفر مسارًا قصيرًا من امتصاص الفركتوز مع إمكانية تكوين 3 جزيئات من ATP والأسيتات.

فركتوز 6 فوسفات + 2H3PO4 -> 3 فوسفات أسيتيل.

تم العثور أيضًا على إنزيمات مشابهة لفوسفوكيتولاز تحفز تكوين فوسفات الأسيتيل من البيروفات في أنواع معينةالكائنات الدقيقة.

6. يحفز Transketolase تفاعلات الانتقال الجذري للجليكولالدهيد من السكريات الكيتونية إلى السكريات الألدوساكاريد. نموذجي ، وربما أكثر أهميةمثال على هذا النوع هو تفاعل xylulose-5-phosphate مع ribose-5-phosphate أو مع erythrose-4-phosphate في دورة البنتوز. بمشاركة transketolase ، تحدث تفاعلات التكوين غير المؤكسد لفوسفات البنتوز من فوسفات الهكسوز أو تفاعلات استيعاب فوسفات البنتوز عندما يتعلق الأمر بعمل التحويلة المؤكسدة للجلوكوز أحادي الفوسفات. من الواضح ، بهذه الطريقة ، عمليات تزويد الجسم بفوسفات البنتوز (تخليق النيوكليوتيدات والأحماض النووية) و NADPH2 ، وهو أهم مورد للهيدروجين في معظم عمليات التخليق الحيوي الاختزالية (الأحماض الدهنية ، والكوليسترول ، والهرمونات ، وما إلى ذلك) ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بـ transketolase. يعمل نفس تفاعل ترانسكيتولاز كواحد من الخطوات الوسيطة في عمليات التمثيل الضوئي ، اعتمادًا على التجديد المستمر للريبولوز -1،5-ثنائي الفوسفات. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن DOETDP ، الذي يظهر أثناء تفاعل transketolase ، تبين أنه مركب يخضع لأكسدة glycolyl-CoA في نظام alpha-ketoacid dehydrogenase. وبهذه الطريقة ، يمكن أن تنشأ بقايا حمض الجليكوليك ، والتي تُستخدم بعد ذلك في تخليق حمض N-glycolyl-Neuraminic ومركبات الجليكول الأخرى.

عوامل Antithiamine

مضادات الأيض فيتامين
المواد التي تثبط نشاط الفيتامين بطرق مختلفة من خلال التفاعل المباشر معه.

تغطي المجموعة الأولى عددًا من نظائر الثيامين التي تم الحصول عليها صناعياً مع تعديلات كيميائية مختلفة لهيكل جزيئه. يرجع الاهتمام بمثل هذه المركبات إلى حقيقة أن بعضها اتضح أنه عقاقير قوية مضادة للطفيليات ، بينما يتسبب البعض الآخر في تغيرات في جسم الحيوانات التي تهم تصحيح الاضطرابات الأيضية الفردية لدى البشر.

تتضمن المجموعة الثانية الإنزيمات التي تدمر فيتامين (ثيامينازات) على وجه التحديد ، ومركبات طبيعية متنوعة للغاية (عوامل مضادات الفيتامينات القابلة للحرارة) التي تعطل الثيامين. تعمل مضادات الفيتامينات من النوع الثاني في بعض الحالات كعوامل ممرضة في تطوير حالات نقص الفيتامينات ونقص الفيتامينات في البشر أو الحيوانات ، وربما تلعب دورًا معينًا كمنظم طبيعي لعمل الثيامين. يبدو أن النظر في الموضوع في هذا الصدد معقول نظرًا لحقيقة أن وجود فائض من الفيتامين في الجسم يؤدي إلى تشوهات استقلابية مميزة ، كما أن بعض الأمراض لدى الإنسان يصاحبها تراكم الثيامين ليس فقط في الدم ، ولكن أيضًا في الجسم. اعضاء داخلية.

مضادات الأيض الثيامين

تمت مناقشة أهمية مكونات البيريميدين والثيازول في التفاعلات الأنزيمية ودور جذور الهيدروكسي إيثيل لتثبيت TDP في الأنسجة أو للمشاركة في تفاعلات إعادة الفسفرة أعلاه بالتفصيل. تبين أن جميع المجموعات الثلاث المدرجة هي تلك الأجزاء من جزيء الفيتامين ، والتي تغيرت تعديلاتها بشكل كبير الخصائص البيولوجية للمركب بأكمله. من بين المشتقات ذات البنية الثيازول المعدلة ، تمت دراسة التناظرية التي يتم فيها استبدال الثيازول بالبيريدين ، PT ، أكثر من غيرها. يمكن تحسين خصائص مضادات الفيتامينات لهذا المركب فيما يتعلق بالأنسجة العصبية بحوالي 10 مرات إذا تم استبدال مجموعة ميثيل 2 "في بيريميدين في وقت واحد مع ethyl. -butyl-T. توصل الباحثون إلى إنتاج مضادات الأيض باستخدام جذور 5-هيدروكسي إيثيل معدلة بطريقة ملتوية. في البداية ، تم الحصول على 1- (4-amino-2-p-propyl-5-pyrimidinyl) -2-picoline chloride أو amprol ، والذي اتضح أنه عقار فعال للغاية مضاد للفطريات. ثم اتضح أن تأثيره العلاجي يرجع إلى انتهاك الاستيعاب (على الأرجح الفسفرة) للثيامين في البروتوزوا. أصبحت مشتقات الفيتامين التي تم الحصول عليها بعد ذلك ، الخالية من الهيدروكسيل في جذور 5-ethyl ، مجموعة جديدة من مضادات الأيض التي يتم إنتاجها على نطاق صناعي للأغراض الطبية.

عوامل طبيعية مضادة للفيتامينات

ثياميناز. تم وصف الأعراض التي تشبه شكل الشلل من البري بري وتظهر في الثعالب مع تغذيتها السائدة للمبروك النيء لأول مرة في عام 1936. وسرعان ما ثبت أن سبب المرض في الحيوانات هو نقص الثيامين ، الناجم عن وجود الكارب في الأعضاء الداخلية والأنسجة الأخرى لبعض الأسماك البحرية والرخويات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة للأنزيم الذي يدمر على وجه التحديد الثيامين - ثياميناز. في وقت لاحق ، بدأ التمييز بين شكلين من الإنزيم: الثياميناز الأول ، الذي يشق الفيتامين مع الاستبدال المتزامن للثيازول ببعض القاعدة النيتروجينية ، والثياميناز الثاني ، الذي يدمر فيتامين مائيًا في مكونات بيريميدين والثيازول. تم العثور على الشكل الثاني من الثياميناز حتى الآن فقط في الكائنات الحية الدقيقة (Bac. aneurinolyticus) ، ولكن هذا الأخير غالبًا ما يكون سبب مرض الثياميناز في البشر ، والذي يحدث وفقًا لنوع نقص فيتامين B1 المزمن.

تم العثور على العوامل الحرارية التي تثبط نشاط الثيامين في الأسماك وفي العديد من النباتات ، وخاصة السرخس. غالبًا ما ترتبط هذه العوامل بالثياميناز. من المعروف أن العامل الحراري من داخل الكارب يدمر الفيتامين ، مثل الثياميناز ، وهو في حد ذاته مادة ذات طبيعة هيميك ، والعامل الموجود في السرخس هو حمض 3،4-ديهيدروكسي سيناميك ، الذي يشكل معقدات غير نشطة مع الثيامين.

تستخدم كل من مضادات الأيض الثيامين وعوامل مضادات الفيتامينات الطبيعية على نطاق واسع للتكاثر التجريبي لمرض B1 البري بري في الحيوانات ، وبعضها (amprol ، كلوروثيامين) تستخدم كمستحضرات طبية في الممارسة البيطرية.

الحاجة للثيامين وطرق تحديد تزويد الجسم بفيتامين ب 1

ترجع الصعوبات في تحديد الحاجة إلى الثيامين لدى البشر أو الحيوانات بشكل أساسي إلى استحالة إجراء تجارب التوازن المناسبة لهذه الأغراض ، حيث تخضع نسبة كبيرة من الفيتامين الذي يدخل الجسم إلى العديد من التحولات التي لا تزال غير مفهومة جيدًا. في هذا الصدد ، فإن المعيار الوحيد الذي يتمثل في التحكم في قيمة الفيتامينات في النظام الغذائي هو المؤشرات غير المباشرة التي يتم تحديدها من خلال تحليل البول والدم في الإنسان أو حتى الأنسجة في الحيوانات. يتم أيضًا تقديم جزء كبير من التوصيات المتعلقة بالحاجة إلى الثيامين على أساس تقييم الحالة العامة للأشخاص: عدم وجود علامات سريرية لنقص فيتامين ، والقضاء على أنواع معينة من النقص الوظيفي عن طريق إعطاء فيتامين إضافي ، إلخ. بالنسبة إلى السكان الروس ، مع مراعاة تصحيحات التقلبات الفردية ، يوصى باستخدام معيار قدره 0.6 ملغ من الثيامين لكل 1000 سعرة حرارية من النظام الغذائي اليومي. يجب اعتبار هذه الجرعة على أنها الأكثر مراعاة لاحتياجات الإنسان من الفيتامين في ظروف المناطق المناخية المتوسطة ومتوسط النشاط البدني. ضمن حدود معينة ، يتم توفير الميزات المهنية للوجبات الغذائية (زيادة السعرات الحرارية) مع هذا النهج من خلال مجموعة من المنتجات المختلفة في الطعام المستهلك يوميًا. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن غلبة الدهون في النظام الغذائي (4 مرات مقابل المعتاد) تقلل من الحاجة إلى الثيامين بحوالي 15-20٪ ، كما أن تناول الكربوهيدرات الزائد ، على العكس من ذلك ، يزيد من استهلاك الفيتامين.

من المعروف أن الحاجة إلى الثيامين فيما يتعلق بمحتوى السعرات الحرارية في الطعام تزداد مع الإجهاد البدني والعصبي ، أثناء الحمل والرضاعة ، عندما يتعرض الجسم لمواد كيميائية معينة (أدوية ، سموم صناعية) أو فيزيائية (تبريد ، سخونة زائدة ، اهتزاز) ، إلخ) ، وكذلك في العديد من الأمراض المعدية والجسدية. وبالتالي ، فإن الحاجة إلى الثيامين في ظل الظروف أقصى الشمالأعلى بنسبة 30-50٪. مع شيخوخة الجسم ، عندما تسوء ظروف الامتصاص والاستيعاب الخلالي للفيتامين بشكل ملحوظ ، يجب زيادة حساب الحاجة بنسبة 25-50 ٪ فيما يتعلق بمحتوى السعرات الحرارية في الطعام. يزداد استهلاك الفيتامينات بشكل كبير (بمقدار 1.5-2.5 مرة) بين عمال المتاجر الساخنة ، وموظفي الطيران في الطائرات الحديثة عالية السرعة. مع الإجهاد الفسيولوجي الناجم عن عوامل داخلية (الحمل والرضاعة) ، تزداد الحاجة إلى الثيامين بنسبة 20-40٪. مع العديد من حالات التسمم والأمراض ، يوصى بالإعطاء اليومي للثيامين بجرعات أعلى بعدة مرات من الحاجة الفسيولوجية (10-50 مجم). من غير المحتمل في الحالات الأخيرة أننا نتحدث عن عمل الفيتامين المحدد للمركب المعطى ، لأن بعض خصائص الثيامين كمركب كيميائي يمكن أن تلعب دورًا خاصًا في هذه الحالة.

الاحتياج اليومي من الثيامين لمختلف المجموعات السكانية في المدن ذات الخدمات العامة المتطورة
(في المدن والقرى ذات الخدمات العامة الأقل تطوراً ، تزداد الحاجة بحوالي 8-15٪)
من خلال كثافة اليد العاملة

		متطلبات الثيامين في ميكروغرام
مجموعات	العمر بالسنين	رجال		النساء
مجموعات	العمر بالسنين	في ظل ظروف طبيعية		في ظل ظروف طبيعية	مع إضافية النشاط البدني
أولاً	18 - 40	1,7	1,9	1,4	1,6
أولاً	40 - 60	1,6	1,7	1,3	1,4
ثانيا	18 - 40	1,8	2,0	1,5	1,7
ثانيا	40 - 60	1,7	1,8	1,4	1,5
ثالث	18 - 40	1,9	2,1	1,5	1,8
ثالث	40 - 60	1,7	1,9	1,6	1,6
الرابعة	18 - 40	2,2	2,4	2,0	2,0
الرابعة	40 - 60	2,0	2,2	1,7	1,8
الشباب	14 - 17	1,9
فتيات	14 - 17			1,7
كبير	60 - 70	1,4	1,5	1,2	1,3
قديم	70	1,3		1,1
الأطفال (بدون تقسيم حسب الجنس)
أطفال	0,5 - 1,0	0,5
أطفال	1 - 1,5	0,8
أطفال	1,5 - 2	0,9
أطفال	3 - 4	1,1
أطفال	5 - 6	1,2
أطفال	7 - 10	1,4
أطفال	11 - 13	1,7

بالنسبة للحيوانات المختبرية الأكثر استخدامًا في التجربة ، يمكنك التركيز على متطلبات الثيامين التالية: للحمام - 0.125 مجم لكل 100 جرام من العلف ، للكلب - 0.027-0.075 مجم ، بالنسبة للفأر - 5-10 ميكروغرام ، للجرذ - 20-60 ميكروغرام ، للقطط - 50 ميكروغرام لكل 100 غرام في اليوم.

وبالتالي ، فإن المعيار الحاسم لتزويد الجسم بالثيامين هو موثوقية تحديد وجود أو عدم وجود نقص فيتامين في الموضوعات. المؤشرات المهمة ، إلى جانب تحديد الفيتامين نفسه ، في هذه الحالة هي المستقلبات (أحماض ألفا كيتو) ، التي يعتمد تبادلها على الإنزيمات المحتوية على TDP ، أو الإنزيمات نفسها (ديهيدروجيناز ، ترانسكيتولاز). مع الأخذ في الاعتبار خصوصيات الدراسات السريرية والتجريبية ، دعونا نفكر بإيجاز في قيمة المؤشرات المدرجة في التطبيق على بعض الشروط المحددة وطبيعة المادة التي يتم تحليلها.

تحليل البول

كما لوحظ بالفعل ، في البشر ، يكون محتوى الفيتامين في البول اليومي أقل من 100 ميكروغرام ، وهو أمر مقبول من قبل معظم المؤلفين كدليل على نقص الثيامين. ومع ذلك ، مع تناول فيتامين طبيعي مع الطعام ، فإن إفرازه في البول يعتمد أيضًا على طبيعة العلاج من الإدمان(إذا كنا نتحدث عن مريض) وحالة وظيفة إفراز الكلى. يمكن أن تقلل بعض الأدوية بشكل كبير ، بينما تزيد أدوية أخرى من إفراز الفيتامين. لا يمكن دائمًا أخذ زيادة إفراز الثيامين كدليل على تشبع الفيتامين ، لأن السبب قد يكون انتهاكًا لآليات إعادة الامتصاص في الجهاز الأنبوبي للكلى أو ترسب غير كافٍ للفيتامين بسبب انتهاك عمليات الفسفرة. من ناحية أخرى ، قد لا يكون انخفاض محتوى الثيامين في بول المرضى بسبب نقصه ، ولكن نتيجة التقييد الجزئي لتناول الطعام ، والذي يحتوي على كمية أقل من الفيتامين. في هذا الصدد ، من أجل الحصول على معلومات إضافية حول حالة استقلاب الثيامين الخلالي ، فإن طريقة فحص البول بعد الأحمال بالحقن منتشرة على نطاق واسع. من الملائم القيام بحمل ثلاثة أضعاف ، بناءً على جرعة 0.5 مجم من فيتامين لكل 1 كجم من وزن المريض ، وتقريب الوزن إلى عشرات الكيلوجرامات.

يجب فحص جميع طرق تحديد الثيامين من أجل استنساخ القيم التي تم الحصول عليها بمساعدتهم في وجود الأدوية في بول المرضى. من المعروف ، على سبيل المثال ، أن الساليسيلات والكينين والمستحضرات الأخرى يمكن أن تسبب تألقًا إضافيًا ، مما يتداخل مع التفسير الصحيح لبيانات قياس التألق ، بينما PASA ، التي تتفاعل مباشرة مع فيريسيانيد ، تقلل بشكل حاد من إنتاج الثيوكروم. في ظل الظروف التجريبية ، يكون المؤشر المناسب لتوافر الثيامين هو تحديد مستوى البيروفات (PK) في البول. يجب أن نتذكر أن الأشكال الواضحة فقط من نقص فيتامين B1 مصحوبة بتراكم واضح لحمض الكيتو هذا ، والذي يتم تعريفه غالبًا على أنه مواد رابطة بيسلفيت (BSV). في الحالات المرضية ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالمرضى ، يختلف مستوى BSF ، وكذلك كمية PA نفسها في البول ، على مدى واسع جدًا اعتمادًا على كثافة التمثيل الغذائي للكربوهيدرات ، ويتم التحكم في الأخير بواسطة عدد كبير من العوامل المختلفة التي لا ترتبط مباشرة بالثيامين. يجب استخدام مؤشرات مستوى BSF أو PC في البول في مثل هذه الحالات فقط كبيانات إضافية.

فحص الدم

الشكل الرئيسي للفيتامين الموجود في الدم هو TDP. إن التحديدات التي يتم إجراؤها في الأشخاص الأصحاء بطرق مختلفة تعطي في المتوسط نفس القيم ، ولكن مع تقلبات في نطاق واسع إلى حد ما (4-12 ميكروغرام٪). كدليل موثوق على نقص الفيتامينات ، إذا ركزت فقط على هذا المؤشر ، يمكنك فقط النظر في القيم التي تقل عن 2-4 ميكروغرام٪. أقل قبولًا هو تحديد إجمالي الثيامين وحده. في العادة ، لا يؤدي هذا إلى حدوث خطأ كبير ، نظرًا لوجود القليل جدًا من الفيتامينات الحرة - 0.3-0.9 ميكروغرام٪. يمكن أن تزيد كميته في مصل الدم بشكل حاد مع تدهور وظيفة إفراز الكلى ارتفاع ضغط الدمأو فيما يتعلق بانتهاك عملية فسفرة الفيتامين. إذا كانت القيود المذكورة أعلاه غائبة ، فيمكننا أن نفترض أن مستوى الثيامين في الدم يعكس بشكل كاف تزويد الجسم به.

في دراسة الدم ، وكذلك البول ، يتم استخدام تحديد تركيز جهاز الكمبيوتر على نطاق واسع. من المهم استخدام طريقة أكثر تحديدًا لهذه الأغراض (إنزيمية ، كروماتوغرافية) ، لأن التفاعلات مع بيسلفيت أو ألدهيد الساليسيليك تعطي نتائج مبالغ فيها. إذا كان جهاز الكمبيوتر مصممًا على وصف عملية التمثيل الغذائي لفيتامين في المرضى ، فمن الضروري مراعاة عدد كبير من العوامل التي لا تتعلق بهذا الفيتامين ، ولكنها تؤثر بشكل فعال على عملية التمثيل الغذائي ، وبالتالي على مستوى جهاز الكمبيوتر في الجسم. وبالتالي ، لوحظ زيادة في مستوى جهاز الكمبيوتر في الدم مع إدخال الأدرينالين ، ACTH ، أثناء التمرين ، والصدمات الكهربائية والأنسولين ، ونقص فيتامين A و D ، والعديد من الأمراض المعدية وغيرها ، عندما يكون من الصعب في كثير من الأحيان الشك في نقص الثيامين. أظهرت التجربة أنه في عدد من الحالات يرتبط مستوى جهاز الكمبيوتر في الدم بفرط وظائف نظام قشرة الغدة النخامية والكظرية أكثر من ارتباطه بتزويد الجسم بالفيتامين.

نظرًا لوجود صعوبات في تحديد الحالة الحقيقية لاستقلاب الثيامين من خلال محتوى الفيتامين نفسه في الدم أو مستوى أحماض الكيتو ، فمن الممكن استخدام لهذه الأغراض تحديد نشاط الإنزيمات المحتوية على TDP ، على وجه الخصوص transketolase (TK) من كريات الدم الحمراء. بالنسبة لهذا الإنزيم ، تؤثر حتى التحولات الطفيفة في تركيز الإنزيم بشكل كبير على نشاط النظام بأكمله. الملاحظات في العيادة وأثناء الفحوصات الوقائية للسكان ، تؤكد التجارب على الحيوانات بشكل كبير حساسية عاليةالمعارف التقليدية حتى لنقص فيتامين خفيف. يتفاعل الإنزيم حتى عندما لا تكون التغيرات في مستوى جهاز الكمبيوتر أو الفيتامين نفسه في الدم مؤشرا. لمزيد من الدقة ، يتم الآن استخدام طريقة التنشيط الإضافي لـ TA المضافة في المختبر إلى هيمولات كريات الدم الحمراء باستخدام TDF. يتم تحفيز TC حتى 15 ٪ من النشاط الأولي وفقًا للقاعدة ، من 15 إلى 25 ٪ - نقص فيتامين ، أكثر من 20-25 ٪ - البري بري.

انتهاك توازن الفيتامينات وأيض الثيامين

أصبح مرض البري بري في كل مكان في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين في بلدان الشرق الأقصى ، وهو شكل كلاسيكي من أشكال نقص فيتامين ب 1 ، أقل شيوعًا الآن. هناك ثلاثة أشكال من البري بري تتوافق مع أكثر مظاهر المرض وضوحا:

جاف أو مشلول (تسود الآفات العصبية - شلل جزئي ، شلل ، إلخ) ؛
متوذمة (يتم ملاحظة الاضطرابات بشكل رئيسي على جزء من جهاز الدورة الدموية في الدم) ؛
حاد ، أو قلبي (ينتهي بسرعة بالموت على خلفية فشل البطين الأيمن الشديد).

في الممارسة العملية ، الأشكال المدرجة في شكلها النقي نادرة ، ويتم ملاحظة التحولات المتبادلة الجزئية. في الظروف الحديثة ، يعتبر نقص فيتامين B1 من الأعماق المختلفة أكثر شيوعًا. الأعراض الأخيرة ، كقاعدة عامة ، عامة جدًا (ضيق في التنفس ، خفقان ، ألم في منطقة القلب ، ضعف ، إرهاق ، فقدان الشهية ، انخفاض في المقاومة العامة للأمراض الأخرى ، إلخ) ولا يمكن أن تكون كذلك. معترف به تمامًا على أنه نموذجي للقصور فقط الثيامين ، كما يحدث في العديد من نقص فيتامين أخرى. في الأساس ، يجب التأكيد مرة أخرى على أن الأعراض المذكورة يمكن أن تُعزى أخيرًا إلى نقص فيتامين B1 فقط على أساس دراسات كيميائية حيوية خاصة (انظر أعلاه). يتطلب نقص فيتامين B1 الثانوي ، الذي يحدث نتيجة عدم التوازن أو التمثيل الغذائي للفيتامين ، دراسة منفصلة. يجب أن تشمل المجموعة الأولى حالات زيادة استهلاك الفيتامين أثناء تناوله المعتاد مع الطعام (التسمم الدرقي وبعض الأمراض الأخرى ، الكربوهيدرات الزائدة في النظام الغذائي) ، ضعف الامتصاص من الجهاز الهضمي أو زيادة إفراز الفيتامين في البول بعد فترة طويلة- استخدام مصطلح مدرات البول. ترتبط المجموعة الثانية من الاضطرابات من قبل معظم المؤلفين بضعف عمليات الفسفرة الخلالية للثيامين أو بروتيناته ، كما هو الحال في الاستخدام العلاجي لهيدرازيدات حمض أيزونيكوتينيك أو تجويع البروتين.

يحدد تنوع الأسباب المذكورة أعلاه (بشكل أساسي من ترتيب داخلي) تطور نقص الثيامين ، والذي يتم التخلص منه إلى حد كبير في المجموعة الأولى من الاضطرابات عن طريق إعطاء فيتامين إضافي بجرعات عالية. غالبًا ما يكون نقص الفيتامينات من النوع الثاني غير قابل لتوجيه العلاج بالفيتامينات ويتطلب القضاء الأولي على الاضطرابات الأساسية الأولية في استقلاب الثيامين نفسه أو إدخال مشتقات الإنزيم المساعد في الجسم.

لا يبدو أن الجمع بين هذه الأشكال المختلفة من الناحية المسببة لنقص الثيامين في الجسم في مجموعة واحدة مما يسمى نقص فيتامين داخلي المنشأ ناجح تمامًا. بالنسبة لانتهاكات نظام التمثيل الغذائي ، فإن مصطلح "dysvitaminosis" هو أكثر ملاءمة ، أي ببساطة بيان حقيقة انتهاك التمثيل الغذائي للفيتامين مع تناوله الطبيعي الكافي في الجسم. ويلاحظ شيء مشابه عندما تتنافس الفيتامينات مع بعضها البعض ، عندما يؤدي الإفراط في تناول أحد الفيتامينات إلى تثبيط التمثيل الغذائي للبروتين الآخر.

الاستخدام الوقائي والعلاجي للثيامين ومشتقاته

مؤشرات وموانع للعلاج بالثيامين

عند إثبات المبادئ الرئيسية للاستخدام العلاجي لفيتامين أو مشتقاته ، يتعين على المرء أن ينطلق من عدة مقدمات. في حالة النقص حسب نوع البري بري أو نقص الفيتامين ، يتم العلاج وفقًا للقواعد المعتادة. نظرية الاستبدال. الوضع أكثر تعقيدًا مع خلل الفيتامينات الذي يحدث على خلفية أي عملية مرضية أو نتيجة للتأثير على استقلاب الثيامين لعوامل خارجية مختلفة (الأدوية ، السموم الكيميائية ، العوامل الفيزيائية ، إلخ) ، عندما يعتمد النجاح إلى حد كبير على العلاج الموجه للسبب أو استخدام مستحضرات الفيتامينات المناسبة (كوكاربوكسيلاز ، مشتقات ثاني كبريتيد). عند تحليل البيانات المتاحة ، يمكننا أن نفترض أن المتطلبات الأساسية للاستخدام العلاجي للثيامين موجودة في آفات الجهاز الهضمي والكبد والأمراض العصبية والنفسية وقصور القلب والأوعية الدموية وانخفاض ضغط الدم والروماتيزم من مسببات مختلفة. الخبرة العملية تبرر استخدام الفيتامين في علاج الكساح والتهاب اللوزتين المزمن والعديد من الأمراض الجلدية والأمراض المعدية والسكري وفرط نشاط الغدة الدرقية والسل. له ما يبرره بشكل كاف هو إعطاء الثيامين الوقائي للرياضيين ، والطيارين عشية الحمل الزائد المتوقع ، والعاملين الذين يتعاملون مع السموم الصناعية (أول أكسيد الكربون ، والأمونيا ، وأكاسيد النيتروجين ، وما إلى ذلك) ، في ممارسة التوليد عشية الولادة وفي حالات أخرى .

قد يأخذ الاتجاه الثاني في إثبات العلاج بالثيامين في الاعتبار الوظائف الكيميائية الحيوية المعروفة لهذا الفيتامين. في هذه الحالة ، يجب حل المشكلة على أساس بيانات محددة حول الانتهاك في جسم المريض لعمليات التمثيل الغذائي التي يمكننا تصحيحها بإدخال الفيتامين. في الأساس ، يجب أن نتحدث عن النشاط الإنزيمي وغير الإنزيمي للثيامين ، أي عن وظائفه التي تمت مناقشتها بالتفصيل أعلاه. في البداية ، كانت المؤشرات الرئيسية لاستخدام الثيامين في الأمراض المختلفة هي الأعراض النموذجية لمرض البري بري: التهاب الأعصاب ، والألم العصبي ، والشلل ، وآلام المسببات المختلفة ، واضطرابات النشاط العصبي والقلب. في الوقت الحالي ، عند تبرير الحاجة إلى العلاج بالفيتامينات ، فإنها تنجم أساسًا عن الاضطرابات الأيضية (الحماض ، والغيبوبة السكري ، وبيروفات الدم ، وتسمم الدم لدى النساء الحوامل).

يستخدم الثيامين في التهاب الأعصاب المحيطية ، والاضطرابات العامة بسبب سوء التغذية ، وفقدان الشهية ، واعتلال دماغ فيرنيك ، ونقص الفيتامينات ، وإدمان الكحول المزمن ، والتهاب الأعصاب الكحولي ، وقصور القلب والأوعية الدموية ، واضطراب الجهاز الهضمي.

في جميع هذه الأمراض (باستثناء اعتلال دماغ فيرنيك) ، يستخدم الثيامين بشكل متساوٍ تقريبًا معويًا وعن طريق الحقن بجرعات تتراوح من 5 إلى 100 مجم يوميًا. حاليًا ، يتم إدخال بعض مستحضرات الفيتامينات العلاجية على نطاق واسع في الممارسة السريرية: فوسفات الثيامين (TF) ومشتقات ثاني كبريتيد. بعد التطوير طريقة بسيطةسرعان ما اكتسب الإنتاج الصناعي لـ TF كدواء علاجي شعبية مع ما يسمى cocarboxylase (TDF). كان سبب إدخال TDF في الممارسة الطبية هو الحقيقة المعروفة لنشاط الإنزيم المساعد لمشتق فيتامين معين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن سمية TF هي 2.5-4 مرات أقل من الثيامين الحر. هناك ميزة أخرى مهمة لـ TF - قابلية هضم أكثر اكتمالاً. لذلك في البشر ، بعد الحقن العضلي المتكافئ للثيامين ، TMF و TDP ، كانت كمية الفيتامين الموجودة في البول خلال 24 ساعة 33 و 12 و 7 ٪ من الجرعة المعطاة ، على التوالي.

يكون استخدام TF أكثر فاعلية في الحالات التي يكون فيها من الضروري إجراء علاج فيتامين في المرضى الذين يعانون من عمليات الفسفرة الضعيفة. لذلك ، مع مرض السل الرئوي ، فإن حقن الثيامين غير فعالة: يمكن إخراج ما يصل إلى 70 ٪ من الفيتامين في البول يوميًا. إذا تلقى المرضى جرعات مكافئة من TDP ، فإن إفراز الفيتامين من الجسم كان أقل - 11 ٪. عند تناوله بالحقن ، وخاصة عن طريق الوريد ، يعطي TDF تأثيرات أيضية لا يتم ملاحظتها بعد حقن فيتامين مجاني. في كثير من الأحيان ، يسبب TDP تحولات مماثلة لتلك التي لوحظت مع استخدام ATP أو فسفوكرياتين.

معظم البيانات المتعلقة باستخدام TDF في مرض السكري وقصور القلب والأوعية الدموية. أدى تعيين TDF (50-100 مجم في الوريد) إلى خفض معدل الوفيات بشكل كبير من الغيبوبة السكري وأثبت أنه أداة فعالة للغاية في علاج الحالات الحمضية. لا يعزز TDF عمل الأنسولين فحسب ، بل يخفف أيضًا من مقاومة الأنسولين لدى بعض المرضى. إلى جانب تطبيع المؤشرات التقليدية التي تميز شدة مرض السكري (سكر الدم ، بيلة سكرية ، الكيتوزية) ، فإن TDF له تأثير تطبيع واضح على مستوى الكوليسترول وفوسفوليبيدات الكورفي. في حالة قصور القلب والأوعية الدموية ، حتى الحقن المفردة من TDP تؤدي إلى تطبيع المستويات المرتفعة من البيروفات وحمض اللاكتيك في دم المرضى.

ينشط TDF بشكل ملحوظ امتصاص عضلة القلب للمغذيات من الدم ، ويحسن بسرعة معلمات مخطط كهربية القلب. يستخدم تأثير مشابه لـ TDP على نطاق واسع في علاج التشوهات الوظيفية المختلفة للقلب (خارج الانقباض ، بعض أشكال عدم انتظام ضربات القلب). تم وصف التغيرات الإيجابية الواضحة في معلمات مخطط القلب الكهربائي في تصلب الشرايين وارتفاع ضغط الدم وبعض أمراض الغدد الصماء والكلى واحتشاء عضلة القلب وعيوب صمام القلب في الحالات التي يكون فيها العامل الرئيسي في علم الأمراض هو انتهاك لقلب القلب. وقد ثبت أيضًا أن TDP أكثر فاعلية من الثيامين في الأمراض المحيطية والمركزية الجهاز العصبيق ، مع التصلب المتعدد والربو القصبي والعديد من الأمراض الأخرى.

تُستخدم أيضًا مشتقات ثاني كبريتيد مختلفة من الفيتامين على نطاق واسع ، ويتم تفسير فعاليتها من خلال تحسين هضم أشكال ثاني كبريتيد في المسالك المعوية. واحدة من مزايا هذه المشتقات هي سمية أقل بكثير مقارنة بالثيامين.

الدور البيولوجي

1. تشارك TPP في تفاعلات نزع الكربوكسيل لأحماض ألفا كيتو ؛

2. تشارك TPP في تفكيك وتركيب أحماض ألفا هيدروكسي (على سبيل المثال ، السكريات الكيتونية) ، أي في تفاعلات تخليق وانقسام روابط الكربون والكربون على مقربة من مجموعة كاربونيل.

الإنزيمات المعتمدة على الثيامين هي بيروفات ديكاربوكسيلاز و ترانسكيتولاز.

نقص الفيتامينات ونقص الفيتامينات.

مرض البري بري ، واضطرابات الجهاز الهضمي ، والتغيرات في النفس ، والتغيرات في نشاط القلب والأوعية الدموية ، وتطور توازن النيتروجين السلبي ، إلخ.

مصادر: منتجات الخضروات واللحوم والأسماك والحليب والبقوليات - الفاصوليا والبازلاء وفول الصويا ، إلخ.

المتطلبات اليومية: 1.2-2.2 مجم.

فيتامين ب 2 (ريبوفلافين وفيتامين النمو)

بالإضافة إلى الريبوفلافين نفسه ، تحتوي المصادر الطبيعية على مشتقات الإنزيم المساعد: فلافين أحادي نيوكليوتيد (FMN) وفلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD). تسود هذه الأشكال الإنزيمية من فيتامين B2 كميًا في معظم الأنسجة الحيوانية والنباتية ، وكذلك في خلايا الكائنات الحية الدقيقة.

اعتمادًا على مصدر فيتامين B2 ، تم تسميته بشكل مختلف: لاكتوفلافين (من الحليب) ، هيبافلافين (من الكبد) ، فيردوفلافين (من النباتات) ، أووفوفلافين (من بياض البيض).

التركيب الكيميائي: يعتمد جزيء الريبوفلافين على مركب حلقي غير متجانس - أيزوالوكسازين (مزيج من حلقات البنزين والبيرازين والبيريميدين) ، والذي يرتبط به الكحول الخماسي الذري ريبيتول في الموضع 9. تم إجراء التخليق الكيميائي للريبوفلافين في عام 1935 بواسطة R.Kuhn.

الريبوفلافين

محاليل فيتامين B2 ذات لون أصفر برتقالي وتتميز بتألق أصفر وأخضر.

اللون الأصفر متأصل في الشكل المؤكسد للدواء. الريبوفلافين في شكل مخفض عديم اللون.

B2 قابل للذوبان في الماء بدرجة عالية ، ومستقر في المحاليل الحمضية ، ويمكن تدميره بسهولة في المحاليل المحايدة والقلوية. B2 حساس للأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية ، ويخضع بسهولة لتقليل قابل للعكس ، ويضيف H2 في موقع الرابطة المزدوجة ويتحول إلى شكل ليوكو عديم اللون. هذه الخاصية من فيتامين B2 تتأكسد بسهولة وتقليل هي أساس عملها البيولوجي في التمثيل الغذائي الخلوي.

نقص الفيتامينات ونقص الفيتامينات: التقزم ، تساقط الشعر ، التهاب الغشاء المخاطي للسان ، الشفتين ، إلخ. بالإضافة إلى ضعف عام في العضلات وضعف عضلة القلب. تغيم العدسة (إعتام عدسة العين).

الدور البيولوجي:

1. المدرجة في أنزيمات الفلافين FAD ، FMN ، وهي مجموعات اصطناعية من البروتينات الفلافية ؛

2. يشارك في تكوين الإنزيمات أثناء الأكسدة المباشرة للركيزة الأولية بمشاركة O2 ، أي نزع الهيدروجين. تشمل الإنزيمات المساعدة لهذه المجموعة أوكسيديز للأحماض الأمينية L و D ؛

3. كجزء من بروتينات الفلافوبروتينات ، يتم نقل الإلكترونات من أنزيمات بيريدين المختزلة.

مصادر: الخميرة والخبز (الدقيق الخشن) وبذور الحبوب والبيض والحليب واللحوم والخضروات الطازجة والحليب (في الحالة الحرة) والكبد والكلى (كجزء من FAD و FMN).

المتطلبات اليومية: 1.7 ملغ.

فيتامين ب 6 (بيريدوكسين ، مضاد للجلد)

افتتح في عام 1934 من قبل P. Györdi. عزل أولاً من الخميرة والكبد.

التركيب الكيميائي . فيتامين ب 6 مشتق من 3 هيدروكسي بيريدين. يشير مصطلح "فيتامين ب 6" بناءً على توصية اللجنة الدولية لتسمية الكيمياء البيولوجية إلى جميع المشتقات الثلاثة لـ 3-هيدروكسي بيريدين مع نفس نشاط الفيتامين: البيريدوكسين (البيريدوكسول) والبيريدوكسال والبيريدوكسامين.

بيريدوكسين بيريدوكسال بيريدوكسامين

B6 قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء والإيثانول. المحاليل المائية شديدة المقاومة للأحماض والقلويات ، ولكنها حساسة للضوء في منطقة الأس الهيدروجيني المحايدة.

نقص الفيتامينات. في البشر ، يتجلى نقص فيتامين ب 6 في تثبيط إنتاج خلايا الدم الحمراء والتهاب الجلد ، العمليات الالتهابيةالجلد ، تأخر نمو الحيوانات ، انتهاك استقلاب التربتوفان.

دور بيولوجي. جميع المشتقات الثلاثة من 3-هيدروكسي بيريدين تتمتع بخصائص فيتامين ، ويتم تنفيذ وظائف الإنزيم المساعد فقط عن طريق مشتقات الفسفرة من البيريدوكسال والبيريدوكسامين:

بيريدوكسامين فوسفات بيريدوكسال فوسفات

بيريدوكسامين فوسفاتباعتباره أنزيمًا مساعدًا ، فإنه يعمل في تفاعلات تحول مركبات الكربونيل ، على سبيل المثال ، في تفاعلات تكوين 3،6-dtdeoxyhexoses ، والتي يتم تضمينها في المستضدات الموضعية على سطح الخلايا البكتيرية.

وظائف الكيمياء الحيوية فوسفات بيريدوكسال:

1. النقل - المشاركة في عملية النقل النشط لبعض الأحماض الأمينية عبر أغشية الخلايا ؛

2. التحفيزي - المشاركة كأنزيم في مجموعة واسعة من التفاعلات الأنزيمية (النقل ، نزع الكربوكسيل ، توصيف الأحماض الأمينية ، إلخ) ؛

3. تتمثل وظيفة منظم معدل دوران إنزيمات البيريدوكسال في إطالة عمر النصف في أنسجة بعض أبوينزيمات البيريدوكسال عندما تكون مشبعة بفوسفات البيريدوكسال ، مما يزيد من مقاومة الإنزيمات للتمسخ الحراري وعمل أنواع محددة. البروتينات.

مع نقص فيتامين ب 6 ، لوحظت اضطرابات في التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية.

مصادر: في المنتجات من أصل نباتي وحيواني (الخبز والبازلاء والفول والبطاطس واللحوم والكبد ، وما إلى ذلك). يتم تصنيعه أيضًا بواسطة البكتيريا المعوية !

المتطلبات اليومية: حوالي 2 مجم.

فيتامين ب 12 (كوبالامين ، مضاد للدم)

الكوبالامين هو اسم مجموعة للمركبات ذات نشاط فيتامين ب 12.

التركيب الكيميائي. الجزء المركزي من جزيء فيتامين ب 12 هو نظام كوريين دوري ، يشبه البورفيرين في التركيب (يختلفان عنهما في أن حلقتين من البيرول مكثفتان بإحكام مع بعضهما البعض ، وغير متصلتين عبر جسر الميثيلين). تحت مستوى حلقة Corrin ، التي يوجد في وسطها Co ، هناك بقايا من 5-deoxyadenosine مرتبطة بالكوبالت.

نقص الفيتامينات ونقص الفيتامينات. يؤدي نقص فيتامين ب 12 إلى تطور فقر الدم الخبيث وتعطيل نشاط TSNS وانخفاض حاد في حموضة عصير المعدة.

للعملية النشطة لامتصاص فيتامين ب 13 في الأمعاء الدقيقة ، فإن الشرط الأساسي هو التواجد في العصارة المعدية عامل داخلي Castle (بروتين خاص - بروتين معدي) ، والذي يربط على وجه التحديد فيتامين B12 بمركب معقد خاص ويتم امتصاصه في الأمعاء بهذا الشكل.

دور بيولوجي. تم تحديد أنظمة الإنزيم ، والتي تشمل أنزيمات كوبالوميد كمجموعة صناعية.

تنقسم التفاعلات الكيميائية التي يشارك فيها فيتامين ب 12 باعتباره أنزيمًا تقليديًا إلى مجموعتين. تتضمن المجموعة الأولى تفاعلات التحويل عبر الميثيل ، حيث يعمل الميثيل كوبالامين كحامل وسيط لمجموعة الميثيل (تفاعلات لتخليق الميثيونين والأسيتات).

المجموعة الثانية من التفاعلات التي تتضمن أنزيمات B12 هي نقل الهيدروجين في تفاعلات الأزمرة.

مصادر: لحم ، كبد بقر ، كلوي ، سمك ، لبن ، بيض. يعتبر الكبد هو المكان الرئيسي لتراكم فيتامين ب 12 في جسم الإنسان ، حيث يحتوي على ما يصل إلى عدة ملغ من الفيتامين.

فيتامين ب 12 هو الفيتامين الوحيد الذي يتم تصنيعه حصريًا بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.

توليفها بواسطة البكتيريا المعوية !

المتطلبات اليومية 0.003 مجم.

وزارة الصحة في جمهورية بيلاروسيا

مؤسسة تعليمية

"جامعة غوميل الطبية الحكومية"

قسم_________________________________________________

تمت مناقشته في اجتماع للقسم (MK أو TsUNMS) ____________________

رقم البروتوكول _______

في الكيمياء البيولوجية

لطلاب _____2nd_____ سنة ___ الطبية ___________________ كلية

الموضوع: ___ فيتامينات 2

الوقت _ 90 دقيقة ____________________

الأهداف التربوية والتعليمية:

لتكوين فكرة عن التركيب والتمثيل الغذائي والآليات الجزيئية لعمل الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء. الوقاية من نقص فيتامين في حالة الإجهاد.

1. قابل للذوبان في الماء

المؤلفات

1. أساسيات الكيمياء الحيوية: A. White ، F. Hendler ، E. Smith ، R. Hill ، I. Leman.-M. الكتاب،

1981 ، العدد 3 ، ص 1703-1757.

2. التغذية في الوقاية والعلاج من السرطان. - ت. موروزكينا. ، ك.ك. داليدوفيتش.

مينسك ، 1998

3 . الكيمياء الحيوية البشرية: R. Murray، D. Grenner، P. Meyes، V. Rodwell. - M. book، 2004.

4. الكيمياء الحيوية البصرية: Kolman.، Rem K.-G-M.book 2004

5. سبيريتشيف

دعم مادي

1. عرض الوسائط المتعددة

حساب وقت الدراسة

المجموع: 90 دقيقة

فيتامين ب 1 (ثيامين. فيتامين مضاد للبول)

التركيب الكيميائي والخصائص. كان فيتامين ب 1 أول فيتامين تم عزله في شكل بلوري بواسطة K. Funk في عام 1912. في وقت لاحق ، تم تصنيعه الكيميائي. اسمك - الثيامين- تم الحصول على هذا الفيتامين بسبب وجود ذرة كبريت ومجموعة أمينية في جزيئه.

يتكون الثيامين من 2 حلقات حلقية غير متجانسة - أمينوبيريميدين وثيازول. يحتوي الأخير على مجموعة وظيفية نشطة تحفيزيًا - أنيون الكربوهيدرات (كربون حمضي نسبيًا بين الكبريت والنيتروجين).

الثيامين محفوظ جيدًا في بيئة حمضية ويتحمل التسخين لدرجات حرارة عالية. في بيئة قلوية ، على سبيل المثال ، عند خبز العجين مع إضافة الصودا أو كربونات الأمونيوم ، فإنه ينهار بسرعة.

التمثيل الغذائي. في الجهاز الهضمي ، يتم تحلل أشكال مختلفة من الفيتامين لتكوين ثيامين حر. يتم امتصاص معظم الثيامين في الأمعاء الدقيقة بواسطة آلية نقل نشطة محددة ، ويتم تكسير الباقي بواسطة بكتيريا الثياميناز المعوية. مع تدفق الدم ، يدخل الثيامين الممتص الكبد أولاً ، حيث يتم فسفرته بواسطة بيروفوسفوكيناز الثيامين ، ثم ينتقل إلى الأعضاء والأنسجة الأخرى.

كيناز TPP

ATP + ثيامين ثيامين بيروفوسفات + أمب

هناك رأي مفاده أن TMF هو شكل النقل الرئيسي للثيامين.

في يوجد فيتامين ب 1 في مختلف الأعضاء والأنسجة في شكل ثيامين حر وإسترات الفوسفور: ثيامين أحادي الفوسفات (TMF) ، ثيامين ثنائي فوسفات (TDP ، مرادفات: ثيامين بيروفوسفات ، TPP ، cocarboxylasesأ) وثيامين ثلاثي الفوسفات (TTP).

يتم تصنيع TTP - في الميتوكوندريا باستخدام إنزيم TPP-ATP-phosphotransferase:

التحويل

TPP + ATP TDP + AMP

شكل الإنزيم الرئيسي (60-80٪ من إجمالي المحتوى داخل الخلايا) هو TPP.

TTFيلعب دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي للأنسجة العصبية. إذا كان تكوينه مضطربًا ، يتطور اعتلال الدماغ الناخر.

بعد انهيار الإنزيمات المساعدة ، يتم إفراز الثيامين الحر في البول ويتم تحديده على أنه ثيوكروم.

وظائف الكيمياء الحيوية. فيتامين ب 1 في شكل TPP هو جزء لا يتجزأ من الإنزيمات التي تحفز تفاعلات نزع الكربوكسيل المباشر والمؤكسد لأحماض الكيتو.

تفسر مشاركة TPP في تفاعلات نزع الكربوكسيل لأحماض الكيتو من خلال الحاجة إلى تقوية الشحنة السالبة لذرة الكربون لكربونيل حمض الكيتو في حالة الانتقال غير المستقرة:

O - C - C \ u003d O CO 2 + - C \ u003d O

حالة انتقال حمض الكيتو

يتم تثبيت حالة الانتقال بواسطة TPP عن طريق إلغاء تحديد الشحنة السالبة لأنيون الكربوهيدرات في حلقة الثيازول ، والتي تلعب دور نوع من حوض الإلكترون. بسبب هذا البروتونات ، يتم تكوين الأسيتالديهيد النشط (هيدروكسي إيثيل - TPF).

بقايا الأحماض الأمينية في البروتينات لديها قدرة قليلة على القيام بما يفعله TPP بسهولة ، لذلك تحتاج البروتينات الأبوبروتينات إلى أنزيم مساعد. يرتبط TPP بإحكام بـ apoenzyme للمجمعات متعددة الإنزيمات الخاصة بنزع الهيدروجين α-hydroxyketoacid (انظر أدناه).

حمض البيروفيك (PVA).

1. مشاركة TPP في تفاعل نزع الكربوكسيل المباشر لحمض البيروفيك (PVA). عندما يتم نزع الكربوكسيل من PVA مع بيروفات ديكاربوكسيلاز ، يتشكل الأسيتالديهيد ، والذي يتحول إلى إيثانول تحت تأثير نازعة هيدروجين الكحول. TPP هو عامل مساعد أساسي لبيروفات ديكاربوكسيلاز. الخميرة غنية بهذا الإنزيم.

نزع الكربوكسيل المؤكسد من محفزات PVC بيروفات ديهيدروجينيز. يشتمل تكوين مركب نازعة هيدروجين البيروفات على العديد من البروتينات الإنزيمية ذات الصلة من الناحية الهيكلية والأنزيمات المساعدة (انظر الفصل). يحفز TPP التفاعل الأولي لنزع الكربوكسيل PVA. هذا التفاعل مطابق لتلك التي تحفزها بيروفات ديكاربوكسيلاز. ومع ذلك ، على عكس الأخير ، لا يحول البيروفات ديهيدروجينيز وسيط هيدروكسي إيثيل TPF إلى أسيتالديهيد. وبدلاً من ذلك ، يتم نقل مجموعة الهيدروكسي إيثيل إلى الإنزيم التالي في البنية متعددة الإنزيمات لمركب البيروفات ديهيدروجينيز.

نزع الكربوكسيل المؤكسد من PVC هو أحد التفاعلات الرئيسية في استقلاب الكربوهيدرات. نتيجة لهذا التفاعل ، يتم تضمين PVC المتكون أثناء أكسدة الجلوكوز في المسار الأيضي الرئيسي للخلية - دورة كريبس ، حيث يتأكسد إلى ثاني أكسيد الكربون والماء مع إطلاق الطاقة. وبالتالي ، نظرًا لتفاعل نزع الكربوكسيل المؤكسد من PVC ، يتم تهيئة الظروف للأكسدة الكاملة للكربوهيدرات والاستفادة من كل الطاقة الموجودة فيها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشكل النشط لحمض الخليك الذي يتكون تحت تأثير مركب PDH يعمل كمصدر لتركيب العديد من المنتجات البيولوجية: الأحماض الدهنية والكوليسترول وهرمونات الستيرويد وأجسام الأسيتون وغيرها.

نزع الكربوكسيل المؤكسد من محفزات α-ketoglutarate α نازعة هيدروجين كيتوغلوتارات. هذا الإنزيم جزء من دورة كريبس. تشبه بنية وآلية عمل مركب نازعة الهيدروجين α-ketoglutarate مع Pyruvate dehydrogenase ، أي يحفز TPP أيضًا الخطوة الأولية لتحويل حمض الكيتو. وبالتالي ، فإن التشغيل المستمر لهذه الدورة يعتمد على درجة توفير الخلية مع TPP.

بالإضافة إلى التحولات المؤكسدة لـ PVC و α-ketoglutarate ، تشارك TPP في نزع الكربوكسيل المؤكسد لأحماض الكيتو مع هيكل عظمي كربوني متفرع(منتجات نزع الأمين من فالين ، إيزولوسين وليوسين). تلعب هذه التفاعلات دورًا مهمًا في استخدام الأحماض الأمينية وبالتالي البروتينات بواسطة الخلية.

3. TPP - أنزيم ترانسكيتولاز . ترانسكيتولاز – إنزيم مسار فوسفات البنتوز لأكسدة الكربوهيدرات . يتمثل الدور الفسيولوجي لهذا المسار في أنه المورد الرئيسي لـ NADPH. H + وريبوز-5-فوسفات. ينقل Transketolase شظايا ثنائية الكربون من xylulose-5-phosphate إلى ribose-5-phosphate ، مما يؤدي إلى تكوين ثلاثي الفوسفات (3-phosphoglyceraldehyde) و 7C sugar (sedoheptulose-7-phosphate). مطلوب TPP لتحقيق الاستقرار في أنيون الكربوهيدرات المتكون من انقسام رابطة C2-C3 من زيلولوز-5-فوسفات.

4 . فيتامين ب 1 متورط في توليف أستيل كولين ، تحفيز تكوين أسيتيل CoA ، وهو ركيزة لأسيتيل الكولين ، في تفاعل البيروفات ديهيدروجينيز.

5. بالإضافة إلى المشاركة في التفاعلات الأنزيمية ، يمكن أن يؤدي الثيامين أيضًا وظائف غير أنزيمية ، آلية محددة لا تزال بحاجة إلى توضيح. يُعتقد أن الثيامين متورط في تكون الدم ، كما يتضح من وجود فقر الدم الخلقي المعتمد على الثيامين والذي يمكن علاجه بجرعات عالية من هذا الفيتامين ، وكذلك في تكوين الستيرويد. يجعل الظرف الأخير من الممكن شرح بعض تأثيرات مستحضرات فيتامين B1 على أنها تتوسط من خلال استجابة الإجهاد.

نقص فيتامين.بالفعل المظاهر المبكرة لنقص الفيتامين مصحوبة بانخفاض في الشهية والغثيان. لوحظت الاضطرابات العصبية ، والتي تشمل انتهاك الحساسية المحيطية ، والشعور بالزحف ، والألم العصبي. النسيان سمة مميزة خاصة في الأحداث الأخيرة. يتجلى ضعف عضلة القلب في عدم انتظام دقات القلب حتى مع المجهود الخفيف.

يؤدي نقص الثيامين في الطعام إلى تراكم كبير لأحماض البيروفيك وألفا كيتوجلوتاريك ، وانخفاض نشاط الإنزيمات المعتمدة على الثيامين في الدم وأنسجة الجسم.

أظهرت التجربة أن نقص الثيامين يترافق مع انتهاك لبنية ووظيفة الميتوكوندريا. إضافة TPF إلى الأخير يعمل على تطبيع تنفس الأنسجة. أصيبت الجرذان البيضاء المحرومة من التيمن بفقدان الشهية وانخفاض وزن الجسم. فقد الصوف بريقه وأصبح أشعثًا. كانت الحيوانات تتحرك قليلاً وعادة ما تكون ملتفة في زاوية القفص. فقدان الشهية ناتج عن تثبيط حاد لإفراز العصارة المعدية وضعف قدرتها على الهضم.

يؤدي النقص الغذائي للثيامين في الإنسان إلى تغيرات مرضية في الجهاز العصبي والقلب والأوعية الدموية والجهاز الهضمي ، مصحوبة باستنفاد عام للجسم.

يحدث مرض البري بري مع نقص كبير في الثيامين ويتميز بدورة شديدة للغاية. في القرن الماضي ، أودى بحياة الملايين في بلدان الشرق. تعني كلمة "Beriberi" باللغة الهندية "الأغنام". في الواقع ، مشية المريض تشبه مشية الخروف (أحد أعراض انخفاض القدمين بشكل متماثل). بما أن المرضى لاحظوا ثقلًا في الساقين وتيبسًا في المشية ، فقد أطلق على "خذ وخذ" أيضًا اسم "مرض القيد". غالبًا ما يصيب هذا المرض السجناء الذين يتألف نظامهم الغذائي بشكل أساسي من الأرز المقشر. لا يزال من الممكن ملاحظة مظاهر نقص الثيامين لدى الفقراء في تلك البلدان حيث يكون أساس النظام الغذائي للسكان هو الأرز المصقول - في الحبوب المصقولة ، على عكس غير المكرر ، لا يوجد هذا الفيتامين. كان آخر وباء لمرض البري بري في الفلبين عام 1953 (توفي 100 ألف شخص).

المرض له شكلين: جاف (عصبي) ومتورم (قلبي). علاوة على ذلك ، في كلتا الحالتين ، يتأثر كل من الجهاز القلبي الوعائي والجهاز العصبي ، ولكن بدرجات متفاوتة. في الوقت الحاضر ، من الواضح أن "الأخذ" الكلاسيكي لم يعد موجودًا ، ومع ذلك ، غالبًا ما يتم ملاحظة ظاهرة نقص الفيتامين المعتدل. تشمل الأعراض الرئيسية لنقص الثيامين: الضعف الجسدي ، وفقدان الشهية (فيتامين ب 1 ضروري لتحفيز إفراز المعدة) ، والإمساك المستمر. خلل في الجهاز العصبي (خدر في الأصابع ، شعور "بالزحف" ، فقدان ردود الفعل المحيطية ، ألم على طول الأعصاب) ؛ الاضطرابات النفسية (التهيج ، النسيان ، الخوف ، الهلوسة أحيانًا ، نقص الذكاء). في وقت لاحق ، تتطور آفة عميقة في الجهاز العصبي ، تتميز بفقدان الإحساس في الأطراف ، وتطور الشلل ، وضمور العضلات نتيجة لانتهاك تعصيبها. في الشكل الوذمي ، إلى جانب ظاهرة التهاب الأعصاب ، يلاحظ عدم انتظام دقات القلب وضيق التنفس حتى مع بذل مجهود بسيط. بسبب ضعف عضلة القلب ، تتطور الوذمة. غالبًا ما تُلاحظ مظاهر نقص الثيامين في مدمني الكحول المزمنين بسبب ميلهم إلى شرب أكثر مما يأكلون. تتميز متلازمة فيرنيك ، التي تتطور عند هؤلاء الأفراد ، بضعف تنسيق الحركات والوظيفة البصرية والارتباك.

تفسر الحساسية الخاصة للأنسجة العصبية لنقص الثيامين من خلال حقيقة أن شكل الإنزيم المساعد لهذا الفيتامين ضروري للغاية للخلايا العصبية لامتصاص الجلوكوز ، وهو مصدر الطاقة الوحيد تقريبًا (يمكن لمعظم الخلايا الأخرى في الجسم استخدامها مواد الطاقة الأخرى ، مثل الأحماض الدهنية). بالمناسبة ، يؤدي تناول الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات (الخبز الأبيض والحلويات) إلى زيادة الحاجة إلى الثيامين ، وبالتالي تطور نقص الثيامين الثانوي.

الاضطرابات الخلقية في استقلاب الثيامين.

متلازمةويرنيك-إلىأورساكوف. أساس هذه المتلازمة ، المصحوبة بفقدان الذاكرة والشلل الجزئي ، هو تغيير في خصائص إنزيم ترانسكيتولاز ، الذي يقلل من ألفة لانزيم TPP. لا تتأثر جينات الإنزيمات الأخرى المعتمدة على TPP. يتجلى المرض إذا انخفض مستوى TPP المستهلك عن القيم المطلوبة لتشبع ترانسكيتولاز. تحدث المتلازمة غالبًا عند مدمني الكحول المزمنين الذين لا يتناولون كميات كافية من الفيتامينات.

ترنح متقطع. ينتج المرض عن عيب خلقي في نازعة هيدروجين البيروفات.

شكل من أشكال المرض المعتمد على الثيامين "البول برائحة شراب القيقب". مع هذا المرض ، هناك خلل في نزع الكربوكسيل المؤكسد لأحماض الكيتو المتفرعة. في الدم والبول ، يزداد محتوى أحماض الكيتو المتفرعة بشكل حاد (ومن هنا تأتي الرائحة المحددة للبول) وركائزها - الأحماض الأمينية فالين ، إيزولوسين وليوسين. الأعراض السريرية تشبه المرحلة النهائية لنقص فيتامين ب 1.

اعتلال دماغي تحت الحاد. في هذا المرض ، يتم تعطيل تكوين TTP في الدماغ. يتجلى اعتلال الدماغ في فقدان الشهية والقيء وصعوبة المص. يفقد الأطفال القدرة على إمساك رؤوسهم ، ويعانون من العديد من الاضطرابات العصبية. ينتهي المرض دون علاج مميت خلال السنوات الأولى من العمر.

فقر الدم الضخم الأرومات المعتمد على الثيامين. لم يتم توضيح آلية مشاركة الثيامين في تكون الدم بشكل كامل.

فرط الفيتامينغير موصوف . يتم إفراز الفائض من الفيتامين المأخوذ بسرعة في البول ، ولكن بعض الأفراد لديهم حساسية متزايدة للإعطاء بالحقن لمستحضرات الثيامين.

تقييم إمداد الجسم بالثيامين. لهذا الغرض ، عادة ما يتم تحديد محتوى الفيتامين و / أو الإنزيمات المساعدة في كريات الدم الحمراء. نظرًا لأن نزع الكربوكسيل المؤكسد لأحماض الكيتو منزعج بسبب نقص فيتامين ب 1 ، فإن زيادة محتوى أحماض البيروفيك وألفا كيتوجلوتاريك في الدم والبول ستشير إلى نقص الثيامين في الجسم. ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن تراكم البيروفات لا يُلاحظ فقط في نقص فيتامين ب 1 ، ولكن أيضًا في نقص الأكسجة والحالات المرضية الأخرى.

أفضل طريقة للحكم على درجة تزويد الجسم بفيتامين ب 1 هي تحديد نشاط الإنزيمات المعتمدة على الثيامين. ومع ذلك ، فإن نشاط نازعات هيدروجين البيروفات و α-ketoglutarate يتناقص فقط مع نقص الفيتامين الشديد ، لأن إنزيمهم الإنزيمى يرتبط بقوة بـ TPP. يربط Transketolase TPP بشكل أضعف ويبدأ نشاطه في كريات الدم الحمراء في الانخفاض بالفعل في المراحل المبكرة من نقص فيتامين B 1. إذا تمت إضافة TPP إلى عينة الدم ، فإن حجم الزيادة في نشاط transketolase (ما يسمى بتأثير TPP) سيجعل من الممكن الحكم على درجة نقص الثيامين.

المتطلبات اليومية. مصادر الطعام.

يوجد الكثير من فيتامين ب 1 في خبز القمح المصنوع من دقيق القمح الكامل ، في قشرة بذور الحبوب ، في فول الصويا والفاصوليا والبازلاء. الكثير منه في الخميرة. أقل - في البطاطس والجزر والملفوف. من المنتجات الحيوانية المنشأ ، فإن الكبد ، ولحم الخنزير الخالي من الدهون ، والكلى ، والدماغ ، وصفار البيض هي الأكثر ثراءً بالثيامين. في الوقت الحالي ، أصبح نقص فيتامين ب 1 من المشاكل الغذائية ، لأنه بسبب الاستهلاك العالي للسكر والحلويات ، وكذلك الخبز الأبيض والأرز المصقول ، فإن استهلاك هذا الفيتامين في الجسم يزداد بشكل ملحوظ. لا ينصح باستخدام الخميرة كمصدر للفيتامين بسبب محتواها العالي من البيورينات ، والتي يمكن أن تؤدي إلى التهاب المفاصل الأيضي (النقرس).

الاحتياج اليومي من الثيامين هو 1.1-1.5 مجم.

فيتامين ب 1، هو أول فيتامين تم عزله في شكل بلوري بواسطة K. Funk في عام 1912. في وقت لاحق ، تم تصنيعه الكيميائي. اسمه - الثيامين- تم الحصول عليها بسبب وجود ذرة كبريت ومجموعة أمينية في جزيءها.

الثيامينيتكون من 2 حلقات حلقية غير متجانسة - أمينوبيريميدين وثيازول. يحتوي الأخير على مجموعة وظيفية نشطة تحفيزيًا - الكربونيون (كربون حمضي نسبيًا بين الكبريت والنيتروجين).
الثيامين محفوظ جيدًا في بيئة حمضية ويتحمل التسخين لدرجات حرارة عالية. في بيئة قلوية ، على سبيل المثال ، عند خبز العجين مع إضافة الصودا أو كربونات الأمونيوم ، فإنه ينهار بسرعة.

في الجهاز الهضمي أشكال مختلفةيتم تحلل الفيتامينات لتكوين ثيامين مجاني. معظميتم امتصاص الثيامين في الأمعاء الدقيقة باستخدام آلية محددة للنقل النشط ، ويتم تكسير باقي الكمية بواسطة ثياميناز البكتيريا المعوية. مع تدفق الدم ، يدخل الثيامين الممتص الكبد أولاً ، حيث يتم فسفرته بواسطة بيروفوسفوكيناز الثيامين ، ثم ينتقل إلى الأعضاء والأنسجة الأخرى.

هناك رأي مفاده أن TMF هو شكل النقل الرئيسي للثيامين.

يوجد فيتامين ب 1 في مختلف الأعضاء والأنسجة في شكل ثيامين حر وإسترات الفوسفات: أحادي الفوسفات الثيامين(TMF) ، ثنائي فوسفات الثيامين(TDF ، المرادفات: بيروفوسفات الثيامين ، TPP ، cocarboxylase) و ثلاثي فوسفات الثيامين(TTF).

يتم تصنيع TTP - في الميتوكوندريا باستخدام إنزيم TPP-ATP-phosphotransferase:

شكل الإنزيم الرئيسي (60-80٪ من الإجمالي داخل الخلايا) هو TPP. يلعب TTP دورًا مهمًا في استقلاب الأنسجة العصبية. إذا كان تكوينه مضطربًا ، يتطور اعتلال الدماغ الناخر. بعد انهيار الإنزيمات المساعدة ، يتم إفراز الثيامين الحر في البول ويتم تحديده على أنه ثيوكروم.

فيتامين ب ، في شكل TPP ، هو جزء لا يتجزأ من الإنزيمات التي تحفز تفاعلات نزع الكربوكسيل المباشر والمؤكسد لأحماض الكيتو.

2. مشاركة TPP في تفاعلات نزع الكربوكسيل المؤكسدة.
يتم تحفيز نزع الكربوكسيل المؤكسد لـ PVC بواسطة نازعة هيدروجين البيروفات. يتضمن تكوين مركب نازعة هيدروجين البيروفات العديد من البروتينات الإنزيمية المرتبطة بنيوياً والإنزيمات المساعدة (انظر ص 100). TPP يحفز تفاعل نزع الكربوكسيل الأولي لـ PVC. هذا التفاعل مطابق لتلك التي تحفزها بيروفات ديكاربوكسيلاز. ومع ذلك ، على عكس الأخير ، لا يحول البيروفات ديهيدروجينيز وسيط هيدروكسي إيثيل TPF إلى أسيتالديهيد. وبدلاً من ذلك ، يتم نقل مجموعة الهيدروكسي إيثيل إلى الإنزيم التالي في البنية متعددة الإنزيمات لمركب البيروفات ديهيدروجينيز.
نزع الكربوكسيل المؤكسد من PVC هو أحد التفاعلات الرئيسية في استقلاب الكربوهيدرات. نتيجة لهذا التفاعل ، يتم تضمين PVC ، المتكون أثناء أكسدة الجلوكوز ، في المسار الأيضي الرئيسي للخلية - دورة كريبس ، حيث يتأكسد إلى ثاني أكسيد الكربون والماء مع إطلاق الطاقة. وبالتالي ، نظرًا لتفاعل نزع الكربوكسيل المؤكسد من PVC ، يتم تهيئة الظروف للأكسدة الكاملة للكربوهيدرات والاستفادة من كل الطاقة الموجودة فيها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشكل النشط لحمض الخليك الذي يتكون تحت تأثير مركب PDH يعمل كمصدر لتركيب العديد من المنتجات البيولوجية: الأحماض الدهنية والكوليسترول وهرمونات الستيرويد وأجسام الأسيتون وغيرها.
يتم تحفيز dscarboxylation التأكسدي لـ ketoglutatarate بواسطة α-ketoglutarate dehydrogenase. هذا الإنزيم جزء من دورة كريبس. تتشابه بنية وآلية عمل مركب α-ketoglugarate-dehydrogenase مع تلك الموجودة في نازعة هيدروجين البيروفات ، أي أن TPP يحفز أيضًا المرحلة الأولية من تحويل حمض الكيتو. وبالتالي ، فإن التشغيل المستمر لهذه الدورة يعتمد على درجة توفير الخلية مع TPP.
بالإضافة إلى التحولات المؤكسدة لـ PVC و α-ketoglutarate ، يشارك TPP في نزع الكربوكسيل المؤكسد لأحماض الكيتو بهيكل عظمي كربوني متفرع (منتجات نزع الأمين من فالين ، إيزوليوسين ، وليوسين). تلعب هذه التفاعلات دورًا مهمًا في استخدام الأحماض الأمينية وبالتالي البروتينات بواسطة الخلية.

3. TPP هو أنزيم ترانسكيتولاز.
Transketolase هو إنزيم لمسار فوسفات البنتوز لأكسدة الكربوهيدرات. يتمثل الدور الفسيولوجي لهذا المسار في أنه المورد الرئيسي لـ NADFH * H + وريبوز-5-فوسفات. ينقل Transketolase شظايا ثنائية الكربون من xylulose-5-phosphate إلى ribose-5-phosphate ،
مما يؤدي إلى تكوين ثلاثي فوسفات (3-فوسفوجلايسيرالديهيد) و 7 س سكر (سيدوهبتولوز -7-فوسفات). مطلوب TPP لتحقيق الاستقرار في أنيون الكربوهيدرات المتكون من انقسام رابطة C2-C3 من زيلولوز-5-فوسفات.

4. فيتامين ب 1يشارك في تخليق الأسيتيل كولين ، وتحفيز تكوين أسيتيل CoA ، وهو ركيزة لأستلة الكولين ، في تفاعل نازعة هيدروجين البيروفات.

5. بالإضافة إلى المشاركة في التفاعلات الأنزيمية ، يمكن للثيامين أيضًا أداء وظائف غير أنزيمية.، آلية محددة لا تزال بحاجة إلى توضيح. يُعتقد أن الثيامين متورط في تكون الدم ، كما يتضح من وجود فقر الدم الخلقي المعتمد على الثيامين والذي يمكن علاجه بجرعات عالية من هذا الفيتامين ، وكذلك في تكوين الستيرويد. يجعل الظرف الأخير من الممكن شرح بعض تأثيرات مستحضرات فيتامين ب على أنها تتوسط من خلال استجابة الإجهاد.

مصادر

الخبز الأسود والحبوب والبازلاء والفول واللحوم والخميرة.

المتطلبات اليومية

بنية

في تكوين الثيامين ، يتم تحديد حلقة بيريميدين ، متصلة بحلقة ثيازول. شكل الإنزيم المساعد للفيتامين هو ثنائي فوسفات الثيامين.

هيكل فيتامين ب 1

هيكل ثنائي فوسفات الثيامين

التمثيل الغذائي

يمتص في الأمعاء الدقيقة مثل الثيامين الحر. يتم فسفرة الفيتامين مباشرة في الخلية المستهدفة. ما يقرب من 50٪ من فيتامين ب 1 موجود في العضلات ، وحوالي 40٪ في الكبد. لا يحتوي الجسم على أكثر من 30 جرعة يومية من فيتامين في المرة الواحدة.

وظائف الكيمياء الحيوية

1. المدرجة ثنائي فوسفات الثيامين(TDF) ، والتي

مثال على تفاعل ينطوي على ثنائي فوسفات الثيامين (مسار فوسفات البنتوز)

2. المدرجة ثلاثي فوسفات الثيامينالتي لم يتم استكشافها بشكل كافٍ حتى الآن. هناك معلومات مبعثرة حول مشاركة TTP في نقل النبضات العصبية ، في توليد إشارة خلوية ، في تفاعلات التوليد الكهربائي الحيوي الخلوي ، وفي تنظيم نشاط القنوات الأيونية.

نقص فيتامين B1

سبب

السبب الرئيسي هو عيبفيتامين في الطعام الزائد كحول- تحتوي على مشروبات تقلل من الامتصاص وتزيد من إفراز الفيتامين الكربوهيدراتالمنتجات التي تزيد من الحاجة إلى الثيامين.

أيضا ، يمكن أن يكون سبب نقص الفيتامين هو استهلاك الأسماك النيئة (سمك القد ، التراوت ، الرنجة) ، المحار النيء ، لأنها تحتوي على مضاد للفيتامينات - إنزيم الثيامينازتدمير فيتامين. البكتيريا الموجودة في الأمعاء البشرية الثياميناز.

الصورة السريرية

مرض البري بري أو "أغلال الساق" هو اضطراب استقلابي في الجهاز الهضمي والقلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي بسبب نقص الطاقة والتمثيل الغذائي البلاستيكي.

من جانب النسيج العصبي لوحظ:

التهاب الأعصاب: انخفاض الحساسية المحيطية ، فقدان بعض ردود الفعل ، ألم على طول الأعصاب ،
اعتلال دماغي:
- متلازمة فيرنيك - الارتباك ، ضعف التنسيق ، الهلوسة ، ضعف الوظيفة البصرية ،
- متلازمة كورساكوف - فقدان الذاكرة الرجعي ، عدم القدرة على استيعاب المعلومات الجديدة ، الثرثرة.

من الجانب من نظام القلب والأوعية الدمويةهناك خلل في نظم القلب وألم في القلب وزيادة حجمه.

في الجهاز الهضميتتعطل الوظيفة الإفرازية والحركية ، ويحدث ونى الأمعاء والإمساك ، وتختفي الشهية ، وتقل حموضة العصارة المعدية.