Tiamina (vitamina B1): definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

La tiamina (vitamina B1) es una vitamina soluble en agua y pertenece al grupo de las vitaminas B. Basado en la observación del médico holandés Christiaan Eijkman a finales del siglo XIX de que se producían síntomas similares al beriberi en pollos después de ser alimentados con arroz descascarado y pulido, pero no después de que se les dio arroz o salvado de arroz sin descascarillar y sin pulir, la tiamina es también conocida como la "vitamina antiberiberi". Después del aislamiento de la sustancia protectora de beriberi de las cáscaras de arroz y el nombre de la vitamina como aneurina en 19 por Jansen y Donath, la elucidación estructural y la síntesis de la vitamina B1926 mediante la unión de ambas estructuras de anillo se llevaron a cabo en 1 por Williams y Windaus, y el grupo B La vitamina se llamó tiamina. La molécula de tiamina consta de un anillo de pirimidina y tiazol unidos por un grupo metileno. La tiamina en sí no encuentra aplicación terapéutica, sino solo sus sales hidrofílicas (solubles en agua), como clorhidrato de cloruro de tiamina, mononitrato de tiamina y disulfuro de tiamina, o sus derivados lipofílicos (solubles en grasa) (alitiaminas), como la benfotiamina (S -benzoiltiamina-o-monofosfato; BTMP), bentiamina (dibenzoiltiamina) y fursultiamina (disulfuro de tiamina tetrahidrofurfurilo). La vitamina B1936 seca es estable a 1 ° C. Las soluciones acuosas de vitamina B100 son más estables a pH <1, pero no en ambientes neutros o alcalinos. La tiamina es termolábil (sensible al calor) y sensible a la luz y la oxidación, y exhibe una alta especificidad estructural o constitucional. Los cambios menores en la estructura molecular se asocian con una reducción de la eficacia de la vitamina, ineficacia o, en ciertos casos, un modo de acción antagonista (opuesto). Los antagonistas de tiamina, como oxitiamina, piritiamina y amprolio, pueden inhibir (inhibir) la tiaminasa I y II (enzimas que escinden e inactivan la tiamina) e inhiben la unión del pirofosfato de tiamina biológicamente activo (TPP; sinónimos: difosfato de tiamina (TDP), cocarboxilasa) a su apoenzima e inhiben competitivamente la descarboxilación (escisión de una molécula de dióxido de carbono (CO5.5)) de 2-oxoácidos, respectivamente. Las soluciones de infusión que contienen sulfito (SO2) provocan la degradación completa de la vitamina B2.

Absorción

La tiamina se encuentra tanto en alimentos vegetales como animales, pero solo en concentraciones bajas. Mientras que la tiamina está presente en forma libre, no fosforilada en las plantas, el 80-85% de la vitamina B se encuentra en los tejidos animales como TPP y TDP biológicamente activos, respectivamente, y el 15-20% como monofosfato de tiamina (TMP) y trifosfato de tiamina (TTP). . La vitamina B1 fosforilada ingerida con los alimentos es desfosforilada por fosfatasas inespecíficas de la pared intestinal (eliminación enzimática de fosfato grupos) y, por tanto, se convierte en un estado absorbible. Absorción de tiamina libre es más alta en el yeyuno (intestino vacío), seguido por el duodeno (duodeno) e íleon (íleon). Solo pequeñas cantidades se absorben en el estómago y colon (intestino grueso). Intestinal absorción (captación a través del intestino) de tiamina está sujeta a una dosificar-mecanismo dual dependiente. Cantidades fisiológicas de vitamina B por debajo de un concentración de 2 µmol / l son absorbidos por una energía dependiente sodio-mecanismo portador mediado. Por tanto, el transporte de vitamina B1 al interior de las células de la mucosa intestinal (mucosas) es activo y saturable. Los análogos estructurales, como la piritiamina, pueden inhibir la vitamina B1 activa absorción al desplazar la tiamina de su transporte proteínas ubicado en el apical (hacia el interior del intestino) membrana celular. La influencia de alcohol or etanol, por otro lado, consiste en una inhibición de sodio,potasio adenosina trifosfatasa (Na + / K + -ATPasa; enzima que cataliza el transporte de iones Na + fuera de la célula y de iones K + al interior de la célula mediante escisión de ATP) en la región basolateral membrana celular (de espaldas al interior del intestino), lo que da como resultado la regulación a la baja del transporte específico de tiamina proteínas. Encima de un concentración de 2 µmol / l, la absorción de vitamina B1 se produce por difusión pasiva, que no es sodio-dependiente ni puede ser inhibido por antagonistas de tiamina o etanol.Como el aplicado (administrado) dosificar aumenta, el porcentaje de tiamina absorbida disminuye. Esto se debe, por un lado, a la regulación a la baja del transporte transmembrana. proteínas para la tiamina en el intestino mucosa células (células de la mucosa) de una vitamina B1 dosificar > 2 µmol / ly, por otro lado, a la ineficacia de la vía de absorción pasiva en comparación con el mecanismo de transporte activo mediado por portadores. Según estudios con tiamina radiomarcada administrada por vía oral, la tasa de absorción con una ingesta de 1 mg es ~ 50%, de 5 mg ~ 33%, de 20 mg ~ 25% y de 50 mg ~ 5.3%. En total, solo se puede absorber un máximo de 8-15 mg de vitamina B1 por día. Comparación de biopsias (muestras de tejido) del intestino mucosa de los pacientes con y sin deficiencia de tiamina mostraron una absorción intestinal de vitamina B1 significativamente mayor en los sujetos con un estado deficiente de tiamina. El aumento de la absorción de vitamina B1 en el estado deficiente es el resultado de la regulación positiva (regulación positiva) de los transportadores de tiamina apical en el intestino. mucosa células (células de la mucosa). La tiamina absorbida se fosforila parcialmente en las células de la mucosa intestinal (células de la mucosa) por la pirofosfoquinasa citosólica con escisión de adenosina trifosfato (ATP) a TPP coenzimáticamente activo (unión enzimática de fosfato grupos). Además del mecanismo portador mediado por sodio, también se cree que la pirofosfocinasa intracelular es el paso limitante de la velocidad en el transporte activo de tiamina al interior y a través de la célula de la mucosa. La tiamina libre y fosforilada ingresa al hígado a través del portal vena, desde donde se transporta a través del torrente sanguíneo a los órganos y tejidos diana de acuerdo con sus necesidades.

Transporte y distribución en el cuerpo

Transporte de vitamina B1 en su totalidad sangre ocurre principalmente en las células sanguíneas - 75% en eritrocitos (glóbulos rojos) y el 15% en leucocitos (blanco sangre células). Solo el 10% de la vitamina B1 en el sangre se transporta plasmáticamente, principalmente unido a albúmina. La ingesta de altas dosis de vitamina B1 provoca que se sobrepase la capacidad de unión, por lo que se excreta el exceso de tiamina. Los niveles sanguíneos totales varían entre 5-12 µg / dl. En los órganos y tejidos diana, la tiamina se absorbe en las células diana y mitocondrias ("Plantas de energía" de las células) a través de un transportador de tiamina con alta afinidad (unión fuerza). Debido a la importancia fisiológica de la vitamina B1 en los carbohidratos y metabolismo energético, músculo cardíaco (3-8 µg / g), riñón (2-6 µg / g), hígado (2-8 µg / g), cerebro (1-4 µg / g) y el músculo esquelético en particular tienen altas concentraciones de tiamina. En la deficiencia de tiamina, debido a la regulación positiva (regulación positiva) de las proteínas de transporte transmembrana, aumenta la captación de vitamina B1 en las células diana. La tiamina libre se puede fosforilar a TPP biológicamente activo en todos los órganos y tejidos mediante pirofosfoquinasa intracelular con consumo de ATP y acumulación de dos fosfato residuos alcohol or etanol previene la activación de tiamina libre a la coenzima TPP por inhibición competitiva de pirofosfoquinasa. La transferencia de otro grupo fosfato a TPP por medio de una quinasa con escisión de ATP conduce a TTP, que se puede convertir de nuevo en TPP, TMP o tiamina libre no fosforilada bajo la acción de fosfatasas. Si bien la vitamina B1 se encuentra en el plasma sanguíneo, la leche maternay líquido cefalorraquídeo (que afecta al cerebro y médula espinal) principalmente en forma libre o como TMP, células sanguíneas (leucocitos; eritrocitos) y los tejidos contienen principalmente TPP. Para el TPP coenzimáticamente activo intracelular, el membrana celular es impermeable (impermeable). TPP solo puede salir de la célula después de la hidrólisis (escisión por reacción con agua) vía TMP para liberar tiamina. La fosforilación intracelular (unión enzimática de los grupos fosfato) y la disminución de la permeabilidad de la membrana (permeabilidad de la membrana) para la tiamina fosforilada sirven en última instancia como un mecanismo protector para evitar las pérdidas de vitamina B1 por dosis fisiológicas (1-2 mg / d). La reserva corporal total de vitamina B1 en individuos sanos es de 25-30 mg, de los cuales aproximadamente el 40% se encuentra en los músculos. No existe un depósito de tiamina en sentido estricto. Debido a su función como coenzima, la vitamina B1 siempre está asociada (enlazada) con la enzima correspondiente y solo es retenida (retenida por el riñón) en la medida que se requiera actualmente.La vida media biológica de la tiamina es relativamente corta y se informa que es de 9.5 a 18.5 días en humanos. La limitada capacidad de almacenamiento y la alta tasa de rotación de la vitamina B requieren una ingesta diaria de cantidades suficientes de tiamina para satisfacer los requisitos, especialmente en casos de aumento del consumo de vitamina B1 como resultado de un aumento del metabolismo, como durante la práctica de deportes, trabajo físico intenso, dentro de embarazo y lactancia, crónica alcohol abuso, y fiebre.

Excreción

La excreción de vitamina B1 depende de la dosis. En el rango fisiológico (normal para el metabolismo), aproximadamente el 25% de la tiamina se elimina por vía renal (a través del riñón). A dosis elevadas, la excreción de vitamina B1 se produce casi completamente a través del riñón después de la saturación tisular, con un aumento simultáneo de la proporción de tiamina excretada a través del bilis y de tiamina no absorbida en las heces. Este efecto de desbordamiento renal es una expresión dedepresión. de los procesos de aclaramiento no renal (procesos de excreción) así como de la saturación de la reabsorción tubular (reabsorción en los túbulos renales). Aproximadamente el 50% de la tiamina se elimina en forma libre o se esterifica con un grupo sulfato. El 50% restante son metabolitos aún no identificados, así como ácido tiaminocarboxílico, ácido metiltiazolacético y piramina. Cuanto mayor sea la ingesta de vitamina B1, menor será la metabolización y mayor la excreción de tiamina libre e inalterada.

Alitiamina

Alitiaminas, como benfotiamina, bentiamina y fursultiamina, son derivados de tiamina lipofílicos (solubles en grasa) que, según el descubrimiento del grupo de investigación japonés de Fujiwara a principios de la década de 1950, se forman espontáneamente en condiciones fisiológicas mediante la combinación de tiamina con alicina, el ingrediente activo en Ajo y cebollas. En los derivados de alitiamina, el anillo de tiazol, que es esencial para la acción de las vitaminas, está abierto y el azufre El átomo está sustituido con un grupo lipófilo. Solo después del cierre del anillo de tiazol por compuestos que contienen grupos SH, como cisteina y glutatión, en las células de la mucosa intestinal (células de la mucosa) y después de la fosforilación (adición enzimática de grupos fosfato) al pirofosfato de tiamina biológicamente activo en las células diana, las alitiaminas pueden ejercer su efecto vitamínico en el organismo. Debido a su estructura apolar, las alitiaminas están sujetas a diferentes condiciones de absorción que agua-derivados de tiamina solubles, que se absorben según la cinética de saturación de manera dependiente de la energía y del sodio con la ayuda de un mecanismo portador. La captación de alitiaminas en las células de la mucosa (células de la mucosa) del intestino se produce después de una desfosforilación previa (eliminación de grupos fosfato) por fosfatasas inespecíficas en la mucosa intestinal (mucosa intestinal), proporcionalmente por difusión pasiva, por lo que las alitiaminas pasan a la absorción intestinal. barrera más rápido y más fácil en comparación con el agua-derivados de tiamina solubles debido a su mejor permeabilidad de la membrana (permeabilidad de la membrana). los biodisponibilidad de lipofílico benfotiamina es aproximadamente de 5 a 10 veces mayor que la del disulfuro de tiamina y el mononitrato de tiamina, respectivamente. Además, las alitiaminas alcanzan niveles más altos de tiamina y TPP en sangre total, órganos y tejidos diana después de la administración oral. administración en dosis comparativamente bajas y se retienen (retienen) en el cuerpo por más tiempo. Hilbig y Rahmann (1998), quienes estudiaron el tejido y el destino de los radiomarcados benfotiamina e hidrocloruro de tiamina en sangre y varios órganos, radiactividades significativamente más altas en todos los órganos después de benfotiamina administración, especialmente en hígado y riñón. De 5 a 25 veces mayor concentración de benfotiamina se encontró en el cerebro y músculos. En todos los demás órganos, el contenido de benfotiamina fue un 10-40% más alto que el del clorhidrato de tiamina.