Thiamine

Thiamine
Nom IUPAC 2- [3 - [(4-amino-2-méthyl-pyrimidin-5-yl) méthyl] - 5-thiazole-4-yl-méthyl] éthanol
Identificateurs
Numéro CAS	59-43-8
PubChem	1130
MeSH	Thiamine
images de Jmol-3D	Image 1
SMILES [Cl -]. Cc1c (CCO) sc [n +] 1Cc2cncnc2N
Propriétés
Formule moléculaire	C 12 H 17 N 4 + OS
Masse molaire	265,356
Point de fusion	248-260 ° C (chlorhydrate)
Sauf indication contraire, les données sont données pour le matériel dans leur état standard (à 25 ° C, 100 kPa)
Références d'Infobox

Thiamine, également connu comme la vitamine B ₁ et le chlorhydrate aneurine, est l'une des vitamines B . Il est chimique incolore composé d'une formule chimique C ₁₂ H ₁₇ N ₄ O S . Il est soluble dans l'eau , le méthanol , et glycérol et pratiquement insoluble dans l' acétone , l'éther , le chloroforme et le benzène . Thiamine décompose si chauffé. Sa structure chimique contient un pyrimidine et un cycle thiazole.

La thiamine est essentielle pour la fonction nerveuse et le métabolisme des glucides. A graves résultats de carence en thiamine dans béribéri qui est une maladie du nerf et le cœur. En cas de déficit moins sévère, signes non spécifiques incluent le malaise, perte de poids, l'irritabilité et la confusion.

Histoire

Thiamine a été découvert en 1910 par Umetaro Suzuki au Japon lors de la recherche comment le riz son patients de guérir le béribéri . Il a nommé l'acide aberic il (oryzanin tard). Il n'a pas à déterminer sa composition chimique, ni que ce était une amine . Il a d'abord été cristallisé par Jansen et Donath en 1926 (ils nommèrent aneurin, pour la vitamine antineuritic). Sa composition chimique et la synthèse a finalement été rapportés par Robert R. Williams en 1935. Il a également inventé le nom actuel, on peut thiamine.

Antagonistes

Thiamine dans les aliments peut être dégradé dans une variété de façons. Sulfites, qui sont ajoutés aux aliments habituellement comme agent de conservation, vont attaquer thiamine au pont de méthylène dans la structure, le clivage du cycle pyrimidine de l'anneau thiazole. La vitesse de cette réaction est augmentée dans des conditions acides. Thiamine peut également être dégradée par thiaminases. Certains thiaminases sont produites par des bactéries. Thiaminases bactériennes sont des enzymes cellulaires de surface qui doit se dissocient de la membrane avant d'être activé. La dissociation peut se produire chez les ruminants dans des conditions acidosiques. Bactéries du rumen de réduire également le sulfate de sulfite, donc des apports alimentaires élevés de sulfate peuvent avoir des activités de thiamine antagoniste.

antagonistes de thiamine des plantes sont stables à la chaleur et se produisent à la fois comme l'ortho et hydroxyphénols para. Quelques exemples de ces antagonistes sont l'acide caféique, l'acide chlorogénique et l'acide tannique. Ces composés interagissent avec la thiamine pour oxyder le cycle thiazole, le rendant ainsi incapable d'être absorbé. Deux des flavonoïdes, la quercétine et la rutine, ont également été impliqués en tant qu'antagonistes de thiamine.

Absorption

La thiamine est libéré par l'action de la phosphatase et de pyrophosphatase dans l'intestin grêle supérieur. À de faibles concentrations du processus est porteuse médiation et à des concentrations plus élevées, l'absorption se fait par diffusion passive. Le transport actif est plus grande dans le jéjunum et de l'iléon. Les cellules de la muqueuse intestinale ont une activité de pyrophosphokinase de thiamine, mais il est difficile de savoir si l'enzyme est liée à l'absorption active. La majorité de thiamine présentes dans l'intestin est dans la forme phosphorylée, mais quand thiamine arrive sur le côté séreuse de l'intestin, il est souvent sous la forme libre. L'absorption de la thiamine par la cellule de la muqueuse est probablement couplé en quelque sorte à sa phosphorylation / déphosphorylation. Sur la face séreuse de l'intestin, il a été démontré que la décharge de la vitamine par ces cellules est dépendante de Na ⁺ ATPase dépendante.

Transport

Lié aux protéines sériques

La majorité de thiamine dans sérum est lié aux protéines, principalement l'albumine. Environ 90% de thiamine totale dans le sang est en érythrocytes. Une protéine de liaison spécifique appelée thiamine-binding protein (PAD) a été identifié dans le sérum de rat et est censé être une protéine porteuse réglementé hormonale qui est important pour la distribution tissulaire de thiamine.

L'absorption cellulaire

L'absorption de thiamine par les cellules du sang et d'autres tissus se produit par l'intermédiaire d'un transport actif. Environ 80% de thiamine intracellulaire est phosphorylée et la plupart sont liés aux protéines. Dans certains tissus, l'absorption de thiamine et la sécrétion semble être médié par un transporteur de thiamine soluble qui est dépendante de Na ⁺ et un gradient de protons transcellulaire. Les plus fortes concentrations du transporteur ont été trouvées dans le muscle squelettique, le cœur et le placenta.

Distribution tissulaire

Stockage humaine de thiamine est d'environ 25 à 30 mg avec les plus grandes concentrations dans le muscle squelettique, le coeur, le cerveau, le foie et les reins. Monophosphate de thiamine (TMP) et de la thiamine libre est présent dans le plasma, le lait, liquide céphalo-rachidien, et susceptibles tous les liquides extracellulaires. A la différence des formes hautement phosphorylées de la thiamine, la thiamine et TMP libre sont capables de traverser les membranes cellulaires. Thiamine contenu dans les tissus humains sont inférieures à celles d'autres espèces.

Carence

Carence en thiamine systémique peut conduire à une myriade de problèmes, y compris neurodégénérescence, gaspillage et la mort. Un manque de thiamine peut être causée par la malnutrition , l'alcoolisme, une alimentation riche en thiaminase aliments riches (de poissons d'eau douce crus, crus crustacés, fougères ) et / ou des aliments riches en facteurs anti-thiamine ( thé , café , noix de bétel).

Syndromes bien connus causés par une carence en thiamine incluent Syndrome de Wernicke-Korsakoff et le béribéri , les maladies aussi communes avec l'alcoolisme chronique.

Polioencéphalomalacie (PEM), est la carence en thiamine le plus fréquent chez les jeunes ruminants et les animaux non ruminants. Les symptômes de la PEM comprennent une diarrhée profuse, mais transitoire, de l'apathie, les mouvements encerclant, observation des étoiles ou opisthotonus (tête tirée en arrière sur le cou), et des tremblements musculaires.

On pense que de nombreuses personnes atteintes de diabète ont une carence en thiamine et que cela peut être lié à certaines des complications qui peuvent survenir.

Brain Disease alcooliques

Thiamine et des enzymes de thiamine utilisant sont présents dans toutes les cellules du corps, par conséquent, une carence en thiamine semble nuire à l'ensemble des systèmes d'organes. Cependant, le système nerveux (et le cœur) présente une sensibilité particulière aux effets d'une carence en thiamine au niveau cellulaire.

Les cellules nerveuses et les autres cellules d'appui (telles que des cellules gliales) du système nerveux nécessitent thiamine. Des exemples de troubles neurologiques qui sont liés à l'abus d'alcool comprennent l'encéphalopathie de Wernicke ( Syndrome de Wernicke-Korsakoff) et la psychose de Korsakoff (trouble amnésique d'alcool) ainsi que divers degrés de déficience cognitive.

Comment ne l'alcoolisme provoquer une carence en thiamine? Les enzymes transcétolase, la pyruvate déshydrogénase (PDH) et de l'alpha-cétoglutarate déshydrogénase (α-KGDH) exigent tous thiamine en tant que cofacteur pour fonctionner dans le métabolisme des glucides. Par conséquent, une carence en thiamine serait préjudiciable à la fonctionnalité de ces enzymes. Transcétolase est important dans la voie des pentoses phosphates. PDH et la fonction α-KGDH dans les voies biochimiques qui conduisent à la production d'adénosine triphosphate (ATP), qui est une forme majeure d'énergie pour la cellule. PDH est également nécessaire pour la production de l'acétylcholine, un neurotransmetteur, et pour la synthèse de la myéline. Au cours du métabolisme, PDH détermine si le processus est aérobie ou anaérobie, et α-KGDH est responsable de la détermination de la vitesse du cycle de l'acide citrique.

Quels sont les mécanismes de la carence en thiamine induite par l'alcool? 1) l'apport nutritionnel inadéquat: Alcooliques tendance à la consommation de moins que la quantité recommandée de thiamine, mais il est également vu que d'autres ont un niveau extrêmement élevé de thiamine libre, suggérant une incapacité de ces personnes pour convertir à la thiamine, forme phosphorylée biologiquement active . 2) Diminution de l'absorption de thiamine dans le tractus gastro-intestinal: Le transport actif de thiamine dans les entérocytes se produit surtout dans des conditions de concentration de thiamine faible. L'absorption est perturbé lors de l'exposition aiguë à l'alcool comme illustré par moins thiamine être converti en la forme contenant du phosphate, suggérant un dysfonctionnement de l'enzyme responsable de cette transformation: diphosphokinase thiamine. 3) l'utilisation de l'altération de la thiamine: magnésium, qui est nécessaire pour la liaison de la thiamine à des enzymes de thiamine utilisant intérieur de la cellule, est également déficient en raison de la consommation chronique d'alcool. L'utilisation inefficace de toute thiamine qui ne atteint les cellules ne fera qu'exacerber la carence en thiamine.

Suite à l'amélioration de la nutrition et de l'élimination de la consommation d'alcool, certaines déficiences liées à une carence en thiamine sont inversés; fonctionnalité du cerveau particulièrement pauvre.

Les tests de diagnostic

Un test de diagnostic positif pour la carence en thiamine peut être déterminée en mesurant l'activité de l'enzyme transcétolase dans érythrocytes. Thiamine peut également être vu directement dans le sang total après la conversion de la thiamine à une fluorescent thiochrome dérivé. Cependant, ce test ne peut pas révéler la carence chez les patients diabétiques.

Des dérivés de phosphate de thiamine

Il ya quatre dérivés de phosphate de thiamine naturelle connus: thiamine monophosphate (ThMP), thiamine diphosphate (ThDP) ou pyrophosphate de thiamine (TPP), thiamine triphosphate (THTP), et le récemment découvert adénosine thiamine triphosphate (AThTP).

Pyrophosphate de thiamine

Pyrophosphate de thiamine (TPP), également connu sous le nom de thiamine diphosphate (ThDP), et cocarboxylase est un coenzyme pour plusieurs enzymes qui catalysent la déshydrogénation ( decarboxylation et la conjugaison ultérieure de Coenzyme A) des acides alpha-céto. Les exemples incluent:

• Dans les mammifères :
  • pyruvate déshydrogénase et α-cétoglutarate déshydrogénase ( le métabolisme des hydrates de carbone )
  • à chaîne ramifiée alpha-céto-acide déshydrogénase
  • 2-hydroxyphytanoyl-CoA lyase
  • transcétolase (fonctions dans le voie des pentoses phosphates de synthétiser NADPH et les pentoses sucres désoxyribose et ribose)

• En d'autres espèces:
  • la pyruvate décarboxylase (dans la levure )
  • plusieurs autres bactériennes enzymes

TPP est synthétisé par l'enzyme pyrophosphokinase thiamine, ce qui nécessite une connexion thiamine, magnésium et du triphosphate d'adénosine .

Thiamine triphosphate

Thiamine triphosphate (THTP) a longtemps été considéré comme une forme spécifique de neuroactif thiamine. Toutefois, récemment, il a été montré que THTP existe dans les bactéries , les champignons , les plantes et les animaux suggérant un rôle beaucoup plus générale cellulaire. En particulier dans E. coli, il semble jouer un rôle dans la réponse à l'acide aminé famine.

Adénosine thiamine triphosphate

Adénosine triphosphate de thiamine (AThTP) ou thiaminylated triphosphate d'adénosine a été récemment découvert dans Escherichia coli où elle se accumule en raison de la privation de carbone. Dans E. coli, AThTP peut représenter jusqu'à 20% de thiamine totale. Il existe également en quantités moindres dans la levure , les racines des plantes supérieures et des tissus d'origine animale.

Les maladies génétiques

Les maladies génétiques de transport de la thiamine sont rares, mais graves. Thiamine Responsive mégaloblastique Anémie au diabète sucré et une surdité neurosensorielle (TRMA) est une maladie autosomique récessive causée par des mutations dans le gène SLC19A2, un transporteur thiamine haute affinité. TRMA patients ne présentent pas de signes de carence en thiamine systémique, suggérant redondance dans le système de transport de la thiamine. Cela a conduit à la découverte d'un deuxième transporteur de haute affinité de thiamine, SLC19A3.

Recherche

Des doses élevées

Le RDA dans la plupart des pays est fixé à environ 1,4 mg. Cependant, les tests sur des volontaires à des doses quotidiennes d'environ 50 mg ont revendiqué une augmentation de l'acuité mentale.

Thiamine comme un insectifuge

Certaines études suggèrent que la prise de thiamine 25 à 50 mg trois fois par jour est efficace pour réduire les piqûres de moustiques. Une grande consommation de thiamine produit une odeur de la peau qui ne est pas détectable par les humains, mais il est désagréable de moustiques femelles. Thiamine prend plus de 2 semaines avant l'odeur sature complètement la peau. Avec les progrès de préparations topiques il ya un nombre croissant de produits à base de thiamine répulsives. Il existe des preuves anecdotiques de produits de thiamine étant efficace dans le domaine (Australie, États-Unis et Canada), mais une étude a révélé thiamine n'a eu aucun effet.

Autisme

Une 2002 étude pilote administré tétrahydrofurfuryl thiamine disulfure (TTFD) rectale à dix les enfants du spectre autistique, et effet clinique bénéfique trouvé dans huit. Cette étude n'a pas été répliqué et un examen de 2006 de thiamine par le même auteur n'a pas mentionné l'effet possible de thiamine sur l'autisme .