Витамин В1

Краткая историческая справка: Витамин В₁ это тот витамин, которому человечество обязано открытием всех остальных витаминов. Во времена расцвета английских колоний в странах Юго-Восточной Азии у Английских колонизаторов развивалась не виданная ранее болезнь, течение которой не походило ни на одно ранее известное заболевание и часто вызывала смерть. Местные аборигены называли болезнь «бери-бери» и связывали непонятное явление с «гневом богов» посланным на ненавистных захватчиков. Как было замечено, «гневом богов» заболевали лишь англичане, в то время как на местных жителей «боги не гневались».

Только детально изучив положение дел, учёным удалось выяснить причину болезни. Как выяснилось, местные жители употребляли в пищу не ободранный рис, т.е. с кожурой, в то время как англичане в силу своей цивилизованности ели только ободранный рис. Чуть позже был открыт витамин В₁. Так же открыли, что этот витамин содержится только в оболочках зёрен растений, в самих зёрнах его нет. В₁ относиться к группе водорастворимых витаминов.

Водорастворимыевитамины: Водорастворимые витамины не растворяются в жирах и многих органических растворителях, но хорошо растворяются в воде, термолабильны, неустойчивы к изменениям рН, не могут депонироваться в тканях. Многие из них являются составными частями ферментов и непосредственными участниками большинства реакций обмена веществ во всех живых организмах.

Витамин B₁ (тиамин) - первый витамин, открытый наукой. Изучение его связано с выяснением заболевания «бери-бери», распространенного в стра­нах Юго-Восточной Азии.

Гипо - и авитаминозы. При недостатке или отсут­ствии в рационе витамина B₁ развиваются гипо - и авитаминозы. Иногда их причиной может быть наличие в кормах папоротника орляка, содержащего фермент тиаминазу, которая гидролитически расщепляет ви­тамин. К недостатку в рационе витамина B₁ наиболее чув­ствительны птица, телята, ягнята, лошади, свиньи, собаки и пушные звери. Наступают нарушения деятель­ности нервной (парез и паралич), сердечно­сосудистой систем (стенокардия), пищевого канала (уменьшается секреция пищеварительных желез, атония, отсутствие ап­петита), резко падает уровень продуктивности. У птицы на ранних стадиях авитаминоза возникают судороги мышц шеи, у свиней нарушается ритм работы сердечной мышцы. Развиваются Судороги, гипергликемия, ацидоз, в крови накапливается много пировиноградной кислоты, в поджелудочной железе дегенерируют островки Лангерганса, в надпочечниках - хромаффинная ткань, в различных участках нервной системы - нейроны. Развиваются кровоизлияния, парез, паралич, резкое истощение, и наступает смерть. В крови и тканях при этом накапливаются кетокислоты, что вызывает тяжелое нару­шение, особенно в тканях с высокой интенсивностью обмена веществ (мозг, сердце). При недостатке витамина В₁ тормозятся как процессы пре­вращения пировиноградной кислоты в активированную уксус­ную кислоту, так и реакции цикла лимонной кислоты в целом.

Внешними признаками недостаточности являются параличи и полупараличи (полиневриты), судороги и другие нарушения. Особенно чувствительны к недостатку витамина В₁ птицы (цып­лята, индюшата и голуби). У больных птиц отмечается взъерошенность оперения, общая слабость, дегенерация скелетных мышц и мускульного желудка, запрокидывание головы и рас­стройства желудочно-кишечного тракта.

Свиньи реагируют на недостаток витамина потерей аппети­та, общей слабостью, поносами, судорогами и нервными рас­стройствами. Затем появляются кровоизлияния в стенках же­лудка и кишечника, нарушается воспроизводительная способ­ность и атрофия сердечной мышцы.

Витамин В₁ широко распространен в различных кормах (зерна злаков, мука грубого помола и дерть, отруби, горох, рыбная мука, сухой обрат, молоко и молочная сыворотка). Очень высоким содержанием витамина В₁ отличаются дрожжи, в которых тиамин находится в виде пирофосфорного эфира. Наибольшее количество витамина B₁ в печени, почках, сердеч­ной мышце и в мозгу.

Химическое строение и свойства. Витамин В₁ яв­ляется производным двух соединений - тиазола (4-метил-5-оксиэтилтиазола) и пиримидина (2-метил-5-оксиметил-6-аминопиримидина).

В животных тканях и дрожжах витамин В₁ находится не в свободном состоянии, а в виде тиаминпирофосфата, т. е. в виде пирофосфорного эфира:

Витамин В₁ — белый кристаллический порошок горь­кого вкуса, с характерным запахом, хорошо рас­творяется в воде, относительно устойчив в слабокислой среде, выдерживает сильное нагревание и воздействие кислорода. В щелочной среде, особенно при температуре выше 100° С, он быстро пре­вращается в тиохром.

В природных кормах потери витамина В₁ практически не имеют значения, но активность тиамина может снижаться при сушке (например, рыбной муки, сухого снятого молока).

Природные источники и потребность животных. Ви­тамин В₁ синтезируется тканями растений и микроба­ми. В 1 кг корма содержится витамина В₁ (мг):

Пивные дрожжи 68,6
Пекарские дрожжи 30,0
Трава (разнотравье, клевер, люцерна) 10,0
Зерно ячменя 3,1
Картофель 1,0

Потребность в витамине организм удовлетворяет за счет тиамина кормов и бактериального синтеза в пи­щевом канале. Тиамин в преджелудках жвачных (в ос­новном в рубце) синтезируется бактериями вида Flavobaclerium vitarumen. Содержание витамина умень­шается по мере перехода от рубца к сычугу. Суточная потребность для свиней составляет 1-1,8 мг на 1 кг сухого вещества корма, для телят-8-15 мг на голо­ву, для ягнят — 2—4 мг на голову.

Обмен в организме. Организм получает витамин с кормом и за счет синтеза микробами пищевого канала. Тиамин корма поступает в свободном, этерифицированном и частично в связанном виде. Две последние формы расщепляются в кишках под влиянием гидролаз с образованием свободного тиамина. С током крови после всасывания он поступает во все органы и тка­ни. Часть тиамина в печени фосфорилируется. Наи­большие концентрации витамина выявляются в миокар­де, печени, мозгу, легких, почках и надпочечниках. Избыток тиамина и продукты его распада выделяются с мочой и частично с калом.

Значение для обмена веществ. Биологическое зна­чение тиамина, прежде всего, обусловлено его коферментными функциями. Тиамин, который поступает в ткани с током крови, фосфорилируется под влиянием фермента тиаминпирофосфокиназы:

Mg²⁺

тиамин + АТФ ———» тиаминпирофосфат + АМФ.

Тиаминпирофосфат составляет 70-90% всех фосфор­ных эфиров тиамина тканей, остальное количество составляют тиаминмонофосфат и тиаминтрифосфат. Тиа­минпирофосфат - кофермент пируватдекарбоксила-зы, катализирующей окислительное декарбоксилирование пировиноград-ной и других а-кетокислот.

Одна из основных химических реакций, в которых участвует тиаминпирофосфат, - декарбоксилирование пировиноградной кислоты с образованием ацетил-коэнзим А. Если в кормах и организме нет тиамина, то фермент не синтезируется, в тканях накапливается пировино-градная кислота, возникает явление ацидоза, при котором разрушаются клетки, прежде всего нервной системы. Это приводит к ряду патологичес-ких нару­шений, характерных для гипо - и авитаминозов В₁. Кроме того, тиаминпирофосфат входит в состав свыше 30 ферментов, принадлежа-щих к различным классам. В частности, он входит в состав молекулы 2-оксоглутаратдегидрогеназы, катализирующей декарбо­ксилирование а-кетоглутаровой кислоты до янтарной. Является составной частью транскетолазы, осущест­вляющей перенос двууглеродного остатка (активного гликолевого альдегида) от ксилулозо-5-фосфата на рибозо-5-фосфат. Тиамин ускоряет реакцию дегидриро­вания янтарной кислоты, предохраняет витамин С от окисления, обеспечивает стабильность концентрации витамина В₆ в тканях, способствует биосинтезу нуклеиновых кислот, белков, глюкозы, гликогена и жиров в тканях животного.

Антивитамины. Антивитамины делятся на две груп­пы - структурные аналоги тиамина и тиаминазы. Структурные аналоги могут входить в состав молекул карбоксилаз, вытеснять из них тиамин, вызывая ингибирование их действия. К ним относятся окситиамин и пиритиамин (формулу первого см. ниже).

Тиаминазы способны расщеплять молекулу тиамина на две неактивные части: пиримидиновую и тиазольную.

Применение. Препараты витамина и корма, богатые тиамином, применяют при лечении полиневритов и невритов, неврозов, стенокардии, нефритов, ожогов, ахилии и др.