Витамин В1. Источники. Метаболизм. Биохимические функции. Нарушения обмена при недостаточности. Проявления
Довольно много витамина В1, содержится в пшеничном хлебе из муки грубого помола, в оболочке семян хлебных злаков, в сое, фасоли, горохе. Много его в дрожжах, меньше — в картофеле, моркови, капусте. Из продуктов животного происхождения наиболее богаты тиамином печень, нежирная свинина, почки, мозг, яичный желток. Суточная потребность в тиамине 1,1 - 1,5 мг.
Витамин В1, в форме ТПФ (тиаминпирофосфата) является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот.
Витамин В1 и его метаболиты (в основном его ацетилированное производное, а также производные тиазола и пиримидина) выводятся с мочой, причем витамин В1 секретируется почечными канальцами. Витамин В1 быстро проникает в ткани, накапливаясь в мозге, сердце, почках, надпочечниках, печени, скелетных мышцах. Около 50% всего витамина в организме содержится в мышечной ткани.
В печени витамин В1 превращается в активные метаболиты - тиаминтрифосфат и тиаминдифосфат (кокарбоксилаза), для этого превращения необходимы специфический АТФ-зависимый фермент тиаминпирофосфокиназа и определенное количество ионов магния. На фоне дефицита магния метаболизм витамина В1 затруднен.
1.Участие ТПФ в реакции прямого декарбоксилирования ПВК. При декарбоксилировании ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы образуется ацетальдегид, который под воздействием алкогольдегидрогеназы превращается в этанол. ТПФ является незаменимым кофактором пируватдекарбоксилазы. Этим ферментом богаты дрожжи.
2.Участие ТПФ в реакциях окислительного декарбоксилирования. Окислительное декарбоксилирование ПВК катализирует пируватдегидрогеназа. В результате этой реакции ПВК, образовавшаяся при окислении глюкозы, включается в главный метаболический путь клетки — цикл Кребса, где окисляется до углекислоты и воды с выделением энергии.
3.ТПФ-кофермент транскетолазы. Транскетолаза — фермент пентозофосфатного пути окисления углеводов. Физиологическая роль этого пути заключается в том, что он является основным поставщиком NADFH*H+ и рибозо-5-фосфата.
4.Витамин В1 принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА — субстрата ацетилирования холина.
5. Помимо участия в ферментативных реакциях, тиамин может выполнять и некоферментные функции, конкретный механизм которых еще нуждается в уточнении. Полагают, что тиамин участвует в кроветворении.
Недостаток в пище тиамина (гиповитаминоз) приводит к значительному накоплению пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот, снижению активности тиаминзависимых ферментов в крови и тканях организма.
Экспериментально доказано, что тиаминовая недостаточность сопровождается нарушением структуры и функции митохондрий.
Гипервитаминоз не описан. Избыток принятого витамина быстро выводится с мочой и не накапливаются в тканях и органах. Редкие симптомы передозировки могут проявиться в треморе, герпесе, отеках, нервозности, учащенном сердцебиении и аллергических проявлениях.
3.У ребенка 2-х месяцев увеличена печень. Сахар крови 3,0 мм/л глюкозаоксидазным методом; в моче желчные пигменты, проба Ниландера положительная; белок отсутствует. Объясните происходящие изменения.
Ребенок болеет галактоземией. В основе этого заболевания лежит недостаточность фермента га-лактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы (ГФТ), переводящего га-лактозо-1-фосфат в уридиндифосфогалактозу и к накоплению в крови и тканях галактозы и токсического галактозо-1-фосфата. С возрастом происходит компенсаторное увеличение активности фермента уридинфосфатгалактозопирофосфорилазы, способствующего метаболизму галактозы побочным путем. Патологические изменения были связаны с высокой концентрацией галактозы в крови и тканях. Галактоза поступает в организм с пищей (лактозой). В результате недостаточности фермента ГФТ происходит накопление галактозы и галактозо-1-фосфата в крови и разных тканях, выделение их с мочой, накопление в хрусталике галактитола (производное галактозы). Позже происходит нарушение обмена глюкозы в печени, почках, головном мозге вследствие угнетения активности фермента фосфоглкжомутазы. В крови снижается содержание глюкозы, а в моче появляются аминокислоты (метио-нин, цистеин и др.).
Заболевание развивается после рождения при вскармливании младенца молоком, с которым поступает лактоза — источник неметаболизируемой галактозы. Основными симптомами заболевания являются: желтуха новорожденных, рвота и понос, приводящие к обезвоживанию организма, постепенное развитие умственной отсталости, увеличение печени и селезенки, общая дистрофия, катаракта. При лабораторном исследовании обнаруживаются галактоза и белок в моче, снижение активности галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы в эритроцитах. Увеличение количества галактозы наблюдается также в спинномозговой жидкости и моче, и поражаются печень, мозг, почки, развивается катаракта, желтуха, гепатомегалия, диспепсия.
При галактоземии в печени и эритроцитах содержится недостаточное количество фермента галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы, играющего существенную роль в обмене галактозы.
Билет 18