4. Обмен тиамина в организме

Витамин поступает с пищей в свободном, эстерифицированном и ча­стично связанном виде. Под влиянием пищеварительных ферментов происходит почти количественное его превращение в свободный тиамин, который всасывается из тонкого кишечника. Значительная часть посту­пившего в кровь тиамина быстро фосфорилируется в печени, часть его в виде свободного тиамина поступает в общий кровоток и распреде­ляется по другим тканям, а часть снова выделяется в желудочнокишечный тракт вместе с желчью и экскретами пищеварительных желез, обеспечивая постоянную рециркуляцию витамина и постепенное равно­мерное усвоение его тканями. Почки активно экскретируют витамин в мочу. У взрослого человека за сутки выделяется от 100 до 600 мкг тиамина Введение повышенных количеств витамина с пищей или парен­терально увеличивает выделение витамина с мочой, но по мере повы­шения доз пропорциональность постепенно исчезает и в моче наряду с тиамином начинают в возрастающих количествах появляться продук­ты его распада, которых при введении витамина свыше 10 мг на челове­ка может быть до 40—50% исходной дозы (А. В. Труфанов, 1959). Опыты с меченым тиамином (А. Я. Розанов, 1960) показали, что наря­ду с неизмененным витамином в моче обнаруживается некоторое ко­личество тиохрома, ТДС, пиримидиновый, тиалозовый компоненты и различные углерод- и серусодержащие осколки, в том числе меченые сульфаты.

Таким образом, разрушение тиамина в тканях животных и чело­века происходит достаточно интенсивно, но до настоящего времени не установлены реакции, через которые этот процесс осуществляется. Попытки обнаружить в животных тканях ферменты, специфически раз­рушающие тиамин, пока не дали убедительных результатов (см. ниже), хотя имеются отдельные сообщения по этому вопросу (Somogyi, 1966). Суммарное содержание тиамина во всем организме человека, нормально обеспеченного витамином, составляет примерно 30 мг, причем в цельной крови его находится 3—16 мкг%, а в других тканях (Williams е. а., 1950) значительно больше: в сердце — 360, печени — 220, в мозге — 160, легких — 150, почках — 280, мышцах — 120, надпо­чечнике — 160, желудке — 56, тонком кишечнике — 55, толстом кишеч­нике — 100, яичнике — 61, яичках — 80, коже — 52 мкг%. В плазме крови обнаруживается преимущественно свободный тиамин (0,1— 0,6 мкг%; Ю. М. Островский, 1957), а в эритроцитах (2,1 мкг на 1011 клеток) и лейкоцитах (340 мкг на 1011 клеток) — фосфорилированный.

Свободный тиамин в норме легко определяется в кишечнике и поч­ках, что может быть связано и с недостатками чисто методического по­рядка, так как эти ткани обладают исключительно высокой фосфатазной активностью и к моменту взятия материала на исследование уже может происходить частичное дефосфорилирование эфиров витамина. С другой стороны, эти же механизмы могут играть определенную роль в удалении витамина из крови в мочу или кал. Количество витамина в последнем у человека составляет примерно 0,4—1 мкг и вряд ли связа­но в какой-то заметной степени с биосинтезом витамина кишечной мик­рофлорой.

Некоторое представление о динамике обмена тканевых запасов ви­тамина дают опыты, проведенные S35-тиамином (Ю. М. Островский, 1971). Обновление тиамина происходит в разных тканях с различной скоростью и практически полная замена нерадиоактивного витамина на радиоактивный (вводимый ежедневно) осуществляется к 8-му дню опы­та лишь в печени, почках, селезенке и скелетных мышцах. В сердце, поджелудочной железе ткани мозга к указанному сроку процесс этот не завершается. Вторая фаза опыта (авитаминозный ре­жим) позволяет выявить ряд интересных закономерностей в отношении расходования эндогенных запасов витамина различными тканями. Немедленно и с наибольшей скоростью теряется метка тканью печени и поджелудочной железы. Равномерно с первого дня лишения живот­ных меченого тиамина падает радиоактивность в селезенке, скелетных мышцах, почке. Практически на одном и том же уровне остается радио­активность через сутки после лишения животных тиамина в ткани серд­ца и очень медленно теряется метка из мозга. По-видимому, в 1-й день авитаминозного режима миокард еще ассимилирует из крови необходи­мое количество тиамина, поступившего в нее туда из других органов. Уровень метки в крови (рис. 6) остается вначале нормальным и замет­но падает лишь к 15-му дню опыта (7-й день авитаминоза).

Если в конце авитаминозного режима мышам снова начать вводить S35-тиамин, то никакого усиленного потребления метки тка­нями не наблюдается, т.е. предварительная девитаминизация не созда­вала условий, благоприятствующих (последующей ассимиляции витами­на. Можно считать, что связывании витамина определяется, по-ви­димому, не дефицитом соответствующих депо, а какими-то лими­тированными промежуточными реакциями специфической или не­специфической протеидизации витамина. Интерес представляет и некоторое замедление ассимиляции повторно вводимого витами­на в ткани мозга, сердца и печени. Возможно, это обусловлено дефици­том соответствующих апоферментов или межтканевой конструкцией в захвате меченого тиамина из крови. Одновременно исследованная у тех же животных активность транскетолазы тканей только для крови коррелировала в какой-то мере со степенью девитаминизации всего организма. В других тканях между содержанием витамина и активностью фермента в длительные промежутки времени прямая связь не выявляется. Только в условиях, когда количество витамина уменьшается в несколько раз, такая связь начинает проявляться. Нечто аналогичное для соотношений между уровнем тиамина и активностью ДФ-содержащих ферментов недавно отмечено и другими авторами (Dreyfus, Hauser, 1965). Наиболее существенный вывод из представлен­ных результатов состоит в утверждении, что количество витамина, на­ходящегося в тканях, во много раз выше того уровня, который необхо­дим для обеспечения специфических ферментных систем ТДФ. По-види­мому, значительные количества витамина присутствуют в тканях, осо­бенно в сердце и печени, в виде его производных, осуществляющих какие-то другие некоферментные функции.

4.1 Образование тиаминфосфатов (ТФ). За период с 1937 по 1943 г. показано, что фосфорилирование тиамина активно происходит в дрожжах и различных животных тканях. Уже тогда выяснилось, что реакция идет за счет АТФ по общему уравнению: тиамин + АТФ—> ТДФ + АМФ.

В 1952 г. эти закономерности были подтверждены на частично очи­щенном препарате тиаминкиназы из растворимой фракции гомогената печени. Оптимум рН для образования. ТДФ этим ферментным препара­том лежал, в пределах 6,8—6,9. Фосфорилирование тиамина подавлялось АМФ и АДФ. В присутствии АМФ образовывались лишь следы, а в присутствии АДФ — весьма незначительные количества ТДФ. Если в среду вместо тиамина вносился ТМФ, то образование ТДФ тормози­лось. Очищенный примерно в 600 раз препарат тиамикиназы был приме­нен (Forsander, 1956) для изучения Механизма фосфорилирования ви­тамина с использованием меченой γ-Р32-АТФ. После выделения ТДФ Forsander пришел к выводу, что и вэтой системе тиамин получает от АТФ целиком пирофосфатную группировку.