La tiamina

La tiamina
Nombre IUPAC 2- [3 - [(4-amino-2-metil-pirimidin-5-il) metil] - 4-metil-tiazol-5-il] etanol
Identificadores
CAS	59-43-8
PubChem	1130
MeSH	Tiamina
Imágenes-Jmol 3D	Image 1
SONRISAS [Cl -]. Cc1c (CCO) sc [n +] 1Cc2cncnc2N
Propiedades
Fórmula molecular	C 12 H 17 N 4 OS +
Masa molar	265.356
Punto de fusion	248-260 ° C (sal de clorhidrato)
Excepto cuando se indique lo contrario, los datos se den materiales en su condiciones normales (25 ° C, 100 kPa)
Exenciones y referencias

La tiamina o tiamina, también conocida como vitamina B ₁ y clorhidrato de aneurina, es una de las vitaminas del complejo B . Es químico incoloro compuesto con una fórmula química C ₁₂ H ₁₇ N ₄ O S . Es soluble en agua , metanol , y glicerol y prácticamente insoluble en acetona , éter , cloroformo y benceno . La tiamina se descompone si se calienta. Su estructura química contiene una anillo de pirimidina y un anillo tiazol.

Tiamina es esencial para la función neural y el metabolismo de hidratos de carbono. A graves deficiencia de tiamina en beriberi, que es una enfermedad de los nervios y el corazón. En la deficiencia menos severa, signos no específicos incluyen malestar general, pérdida de peso, irritabilidad y confusión.

Historia

La tiamina fue descubierta por primera vez en 1910 por Umetaro Suzuki en Japón cuando la investigación de cómo el arroz salvado de pacientes de curar el beriberi . Lo llamó ácido aberic (más tarde oryzanin). Él no determinó su composición química, ni que fuera una amina . Se cristalizó por primera vez por Jansen y Donath en 1926 (lo nombraron aneurin, por antineurítica vitamina). Su composición química y la síntesis finalmente se informó por Robert R. Williams en 1935. Él también acuñó el nombre actual por ella, tiamina.

Antagonistas

La tiamina en los alimentos puede ser degradado en una variedad de maneras. Los sulfitos, que se añaden a los alimentos por lo general como un conservante, atacarán tiamina en el puente de metileno en la estructura, romper el anillo de pirimidina del anillo tiazol. La velocidad de esta reacción se incrementa bajo condiciones ácidas. La tiamina también puede ser degradado por thiaminases. Algunos thiaminases son producidos por bacterias. Thiaminases bacterianas son enzimas de la superficie celular que debe disociarse de la membrana antes de ser activado. La disociación puede ocurrir en rumiantes en condiciones de acidosis. Las bacterias del rumen también reducir sulfato a sulfito, por lo tanto, alta ingesta diaria de sulfato pueden tener actividades de tiamina antagónica.

Antagonistas de tiamina Planta son estables al calor y se producen ya que tanto el orto y hidroxifenoles párr. Algunos ejemplos de estos antagonistas son el ácido cafeico, ácido clorogénico y el ácido tánico. Estos compuestos interactúan con el tiamina para oxidar el anillo de tiazol, haciendo así que es incapaz de ser absorbido. Dos flavonoides, quercetina y rutina, también han sido implicados como antagonistas de tiamina.

Absorción

Tiamina se libera por la acción de la fosfatasa y pirofosfatasa en el intestino delgado superior. A concentraciones bajas, el proceso es portador mediada y en concentraciones más altas, la absorción se produce a través de difusión pasiva. El transporte activo es el mayor en el yeyuno e íleon. Las células de la mucosa intestinal tienen actividad pyrophosphokinase tiamina, pero no está claro si la enzima está ligada a la absorción activa. La mayoría de tiamina presente en el intestino está en la forma fosforilada, pero cuando llega tiamina en el lado serosal del intestino es a menudo en la forma libre. La absorción de tiamina por la célula de la mucosa es probable que acopla de alguna manera a su fosforilación / desfosforilación. En el lado de la serosa del intestino, la evidencia ha mostrado que la descarga de la vitamina por dichas células es dependiente de Na ⁺ dependiente de ATPasa.

Transporte

Unido a las proteínas séricas

La mayoría de tiamina en suero se une a proteínas, principalmente albúmina. Aproximadamente el 90% de total de tiamina en la sangre está en eritrocitos. Una llamada proteína de unión de tiamina-proteína de unión específica (TBP) se ha identificado en el suero de rata y se cree que es una proteína portadora regulada hormonalmente que es importante para la distribución tisular de tiamina.

La captación celular

La absorción de tiamina por las células de la sangre y otros tejidos se produce a través de transporte activo. Alrededor del 80% de tiamina intracelular es fosforilada y la mayor parte se une a las proteínas. En algunos tejidos, la absorción de tiamina y la secreción parece estar mediada por un transportador de tiamina soluble que es dependiente de Na ⁺ y un gradiente de protones transcelular. La concentración más alta del transportador se han encontrado en el músculo esquelético, corazón y placenta.

Distribución tisular

Almacenamiento Humano de tiamina es de aproximadamente 25 a 30 mg con mayores concentraciones en el músculo esquelético, corazón, cerebro, hígado y riñones. Monofosfato de tiamina (TMP) y tiamina libre está presente en el plasma, leche, líquido cefalorraquídeo, y probablemente todos los fluidos extracelulares. A diferencia de las formas altamente fosforiladas de tiamina, TMP y tiamina libre son capaces de cruzar las membranas celulares. Tiamina contenidos en los tejidos humanos son menos que los de otras especies.

Deficiencia

La deficiencia de tiamina sistémica puede conducir a la miríada de problemas que incluyen neurodegeneración, pérdida de masa y la muerte. A falta de tiamina puede ser causada por malnutrición , alcoholismo, una dieta alta en tiaminasa ricos alimentos (pescado de agua dulce crudo, crudo mariscos, helechos ) y / o alimentos con alto contenido de factores anti-tiamina ( té , café , nueces de betel).

Síndromes conocidos causados por la deficiencia de tiamina incluyen El síndrome de Wernicke-Korsakoff y el beriberi , enfermedades también comunes con alcoholismo crónico.

Polioencefalomalacia (PEM), es el trastorno de deficiencia de tiamina más común en rumiantes jóvenes y los animales no rumiantes. Los síntomas de la PEM incluyen una diarrea profusa, pero transitoria, apatía, movimientos dando vueltas, mirando estrellas o opistótonos (cabeza dibujada por encima del cuello), y temblores musculares.

Se cree que muchas personas con diabetes tienen una deficiencia de tiamina y que esto puede estar relacionado con algunas de las complicaciones que pueden ocurrir.

Enfermedad Cerebro Alcohólicas

Tiamina y enzimas de tiamina-usando están presentes en todas las células del cuerpo, por lo tanto, una deficiencia de tiamina parece afectar negativamente a todos los sistemas de órganos. Sin embargo, el sistema nervioso (y el corazón) muestra una sensibilidad particular a los efectos de una deficiencia de tiamina en el nivel celular.

Las células nerviosas y otras células de apoyo (tales como células gliales) del sistema nervioso requieren tiamina. Los ejemplos de trastornos neurológicos que están vinculados con el abuso de alcohol incluyen la encefalopatía de Wernicke ( El síndrome de Wernicke-Korsakoff) y la psicosis de Korsakoff (trastorno amnésico alcohol), así como diversos grados de deterioro cognitivo.

¿Cómo alcoholismo inducir deficiencia de tiamina? Las enzimas transcetolasa, piruvato deshidrogenasa (PDH) y deshidrogenasa alfa-cetoglutarato (α-KGDH) todos requieren tiamina como un cofactor para poder funcionar en el metabolismo de hidratos de carbono. Por lo tanto, una deficiencia de tiamina sería perjudicial para la funcionalidad de estas enzimas. Transcetolasa es importante en la vía de las pentosas fosfato. Función PDH y α-KGDH en las vías bioquímicas que resultan en la generación de trifosfato de adenosina (ATP), que es una forma importante de energía para la célula. PDH también es necesaria para la producción de acetilcolina, un neurotransmisor, y para la síntesis de mielina. Durante el metabolismo, PDH determina si el proceso es aeróbico o anaeróbico, y α-KGDH es responsable de determinar la tasa del ciclo del ácido cítrico.

¿Cuáles son los mecanismos de la deficiencia de tiamina inducida por el alcohol? 1) Inadecuada ingesta nutricional: Alcohólicos tienden a la ingesta de menos de la cantidad recomendada de tiamina, sin embargo, también se observa que los demás tienen un nivel extremadamente alto de tiamina libre, lo que sugiere la incapacidad de estas personas para convertir tiamina a la forma biológicamente activa, fosforilada . 2) Disminución de la absorción de la tiamina en el tracto GI: El transporte activo de tiamina en el enterocito se produce sobre todo en condiciones de baja concentración de tiamina. La absorción se altera durante la exposición aguda de alcohol, como se ilustra en menos tiamina ser convertido en la forma que contiene fosfato, lo que sugiere una disfunción de la enzima responsable de esta transformación: diphosphokinase tiamina. 3) La utilización de tiamina Deterioro: El magnesio, que se requiere para la unión de tiamina a las enzimas de tiamina-usando dentro de la célula, es también deficiente debido a un consumo crónico de alcohol. La utilización ineficiente de cualquier tiamina que no llega a las células exacerbará aún más la deficiencia de tiamina.

Después de una mejor nutrición y la eliminación del consumo de alcohol, algunos impedimentos vinculados con la deficiencia de tiamina se invierten; la funcionalidad del cerebro particularmente pobre.

Las pruebas de diagnóstico

Una prueba de diagnóstico positivo para la deficiencia de tiamina puede determinarse midiendo la actividad de la enzima transcetolasa en eritrocitos. La tiamina también se puede ver directamente en la sangre entera después de la conversión de tiamina a una fluorescente tiocromo derivado. Sin embargo, esta prueba no puede revelar la deficiencia en los pacientes diabéticos.

Derivados de fosfato de tiamina

Hay cuatro derivados de fosfato de tiamina naturales conocidos: monofosfato de tiamina (THMP), difosfato de tiamina (ThDP) o pirofosfato de tiamina (TPP), trifosfato de tiamina (ThTP), y el recientemente descubierto trifosfato de adenosina tiamina (AThTP).

El pirofosfato de tiamina

El pirofosfato de tiamina (TPP), también conocido como difosfato de tiamina (ThDP), y cocarboxilasa es una coenzima para varias enzimas que catalizan la deshidrogenación ( descarboxilación y la posterior conjugación con Coenzima A) de los ácidos alfa-ceto. Los ejemplos incluyen:

• En los mamíferos :
  • piruvato deshidrogenasa y deshidrogenasa α-cetoglutarato ( metabolismo de hidratos de carbono )
  • de cadena ramificada alfa-ceto ácido deshidrogenasa
  • 2-hydroxyphytanoyl-CoA liasa
  • transcetolasa (funciones en el vía del fosfato de pentosa para sintetizar NADPH y la pentosa azúcares desoxirribosa y ribosa)

• En otras especies:
  • piruvato descarboxilasa (en levadura )
  • varios adicionales bacterianas enzimas

TPP es sintetizado por la enzima pyrophosphokinase tiamina, que requiere tiamina libre, de magnesio , y el trifosfato de adenosina .

Trifosfato de tiamina

Trifosfato de tiamina (ThTP) fue considerado durante mucho tiempo una forma neuroactivo específico de tiamina. Sin embargo, recientemente se demostró que ThTP existe en bacterias , hongos , plantas y animales que sugieren un papel celular mucho más general. En particular, en E. coli parece jugar un papel en la respuesta a la hambruna de aminoácidos.

Trifosfato de adenosina tiamina

El trifosfato de adenosina tiamina (AThTP) o thiaminylated trifosfato de adenosina se ha descubierto recientemente en Escherichia coli donde se acumula como resultado de la privación de carbono. En E. coli, AThTP puede representar hasta el 20% de tiamina total. También existe en menores cantidades en la levadura , las raíces de las plantas superiores y tejidos animales.

Las enfermedades genéticas

Enfermedades genéticas del transporte tiamina son raras pero graves. Tiamina Responsive megaloblástica Anemia con la diabetes mellitus y la sordera neurosensorial (TRMA) es una enfermedad autosómica recesiva causada por mutaciones en el gen SLC19A2, un transportador de tiamina alta afinidad. Pacientes TRMA no muestran signos de deficiencia de tiamina sistémica, lo que sugiere la redundancia en el sistema de transporte de tiamina. Esto ha llevado al descubrimiento de un segundo tiamina transportador de alta afinidad, SLC19A3.

Investigación

Las dosis altas

La RDA en la mayoría de los países se establece en alrededor de 1,4 mg. Sin embargo, las pruebas de voluntarios en dosis diarias de aproximadamente 50 mg se han cobrado un incremento en la agudeza mental.

Tiamina como repelente de insectos

Algunos estudios sugieren que la toma de tiamina 25 a 50 mg tres veces al día es eficaz en la reducción de las picaduras de mosquitos. Una gran ingesta de tiamina produce un olor de la piel que no es detectable por los humanos, pero es desagradable para los mosquitos hembra. Tiamina tarda más de 2 semanas antes de que el olor satura completamente la piel. Con los avances en las preparaciones tópicas existe un número creciente de tiamina basado productos repelentes. Existe evidencia anecdótica de los productos de tiamina son eficaces en el campo (Australia, Estados Unidos y Canadá), pero un estudio encontró tiamina no tuvo ningún efecto.

Autismo

Un 2002 estudio piloto administrado tetrahidrofurfurılico tiamina disulfuro (TTFD) por vía rectal a diez los niños del espectro autista, y el efecto clínico beneficioso encontrado en ocho. Este estudio no se ha replicado y una revisión de 2006 de la tiamina por el mismo autor no mencionar los posibles efectos de la tiamina en el autismo .