Tiamiini

Tiamiini
Tiamiini
Tiamiini
Systemaattinen (IUPAC) nimi
2-[3-[(4-amino-2-metyylipyridimiin-5-yyli)metyyli]-4-metyyli-1,3-tiatsol-3-ium-5-yyli]etanoli
Tunnisteet
CAS-numero 70-16-6
ATC-koodi A11DA01
PubChem CID 1130
DrugBank DB00152
Kemialliset tiedot
Kaava C12H17N4OS+
Moolimassa 265,355 g/mol
Synonyymit aneuriini
Fysikaaliset tiedot
Tiheys HCl:[1] 0,4–0,51 g/cm³
Sulamispiste 248–250 °C HCl, hajoaa sulamatta[1]
Liukoisuus veteen HCl-suola on täysin vesiliukoinen[1]
Farmakokineettiset tiedot
Hyötyosuus HCl: 3,7–5,3 %[2]
Proteiinisitoutuminen 10 %[3]
Metabolia erittyy muuntumattomana tai fosforyloituna[4]
Puoliintumisaika 9,5–18,5 vrk[3]
Ekskreetio virtsa[5]
Terapeuttiset näkökohdat
Raskauskategoria

A(US); C(US) jos > 1,4 mg/vrk[6]

Reseptiluokitus

itsehoitovalmiste (FI)

Antotapa nieltynä; sairauksissa: lihaspistos, pistos verenkiertoon[7]

Tiamiini eli B1-vitamiini on yksi ihmisen tarvitsemista vitamiineista. Se toimii fosfaatteja sitovissa muodoissaan välttämättömänä koentsyyminä monissa entsyymeissä.[8] Esimerkiksi pyruvaattikarboksylaasi vaatii toimiakseen tiamiinidifosfaattia. Tiamiini on siten osana muun muassa energian eli ATP:n tuottoa.[9] Sillä on koentsyymitoimintojensa lisäksi tosin muitakin käyttökohteita kehossa.[8]

Keho ei varastoi tiamiinia. Siksi sitä tulisi saada usein ja kylliksi ravinnosta. Sen puutos aiheuttaa muun muassa beriberiä.[3] Sianliha, herne ja tattari sisältävät erityisen paljon tiamiinia[10]. Tiamiinia on runsaasti myös muissa viljoissa, lihoissa, pavuissa, linsseissä ja pähkinöissä. Viljojen tiamiini on pääosin kuoriosissa, kuten leseissä.[11]

Tiamiini on välttämätön vitamiini kaikille monisoluisille eliöille.[8] Mitkään eläimet, ihmiset mukaan lukien, eivät tiettävästi pysty valmistamaan tiamiinia. Sen sijaan melkein kaikki kasvit pystyvät sitä valmistamaan. Myös jotkin mikrobit tuottavat tiamiinia. Suolistomikrobit valmistavat sitä vähäisiä määriä ainakin nisäkkäiden paksusuolissa, mutta sieltä tiamiinin imeytyminen on mitätöntä.[12] Imeytyminen on tehokasta lähinnä vain ohutsuolen alkupäästä.[8]

Kemia

Tiamiini on orgaaninen yhdiste, joka on kationina fysiologisessa pH:ssa (pH ~7.4).[8] Se koostuu 4-metyylin ja 5-etanolin sitovasta tiatsolirenkaasta (4-metyyli-5-hydroksietyylitiatsolista), jonka typpeen on kiinnittynyt 5-metyleenisillan kautta pyrimidiinirengas, jossa on lisäksi 2-metyyli ja 6-amiini (2,5-dimetyyli-6-aminopyrimidiini).[13]

Tiamiinilla on useita vitamiinina toimivia johdannaisia. Eräs näistä on rasvaliukoinen benfotiamiini.[14] Muita on ovat esimerkiksi alla käsitellyt disulfidit.

Fosfaattiesterit (TMP, TDP, TTP)

TDP eli TPP.

Tiamiinin OH-ryhmässä voi olla perättäin 3 fosfaattia. Jos fosfaatteja on 1, 2 tai 3, muodostuu vastaavasti tiamiinimonofosfaatti, tiamiinidifosfaatti tai tiamiinitrifosfaatti. Näitä kutsutaan vastaavasti lyhentein TMP, TDP ja TTP. TDP:tä kutsutaan myös tiamiinipyrofosfaatiksi eli TPP:ksi. Nämä kaikki voivat eliöissä yleensä muuntua toisikseen entsymaattisesti.[12]

Vapaaemäs

Fosfaattivapaan tiamiinin vapaaemäs kestää alle pH 5:ssä jopa 120–130 °C:n lämpötiloja, mutta on epävakaa neutraaleissa ja erityisesti yli pH 8:ssa. Tällöin se hajoaa lähinnä hapettumalla, ja sen liuokset muuntuvat kellertäviksi moninaisista hapettumistuotteista,[12] joita ovat mm. tiamiinidisulfidi ja tiokromi.[15] Tiamiinilla on 2 maksimiabsorbanssia aallonpituuksilla 235 ja 267 nm. Noin pH 3:ssa sillä on vain 1 maksimi 246 nm:ssä. Tätä UV-säteilyn absorptiota voidaan käyttää spektrofotometriseen pitoisuusmittaukseen, mutta menetelmä on epätarkka. Se ei lisäksi ole kovin herkkä, ja tiamiinipitoisuuden tulee mittauksessa olla suuri.[12]

Suolat

Tiamiinisuolat ovat kuivana vakaita. Siksi niitä käytetään lisäravinteissa, mutta myös ruuissa. Yleisimmät lisätyt suolat ovat tiamiinin mononitraatti (CAS 532-43-4) ja tiamiinin kloridi hydrokloridi (CAS 67-03-8), jota kutsutaan usein vain "tiamiinihydrokloridiksi".[12] Mononitraatti on hydrokloridia vakaampi[15] ja vähemmän hygroskooppinen, jonka vuoksi usein sitä käytetään ravintolisänä hydrokloridin sijaan.[12]

Mononitraatti on valkeaa tai hiukan kellertävää kiteistä jauhetta. Siinä on vieno haju ja kitkerä maku. Se on niukasti vesiliukoista (~27 g/l, 25 °C), ja vähäliukoista metanoliin, etanoliin ja kloroformiin. Se ei liukene dietyylieetteriin. Se ei sula, vaan hajoaa lämpötilassa 198 °C. Sen tiheys on noin 0,35 g/cm3.[1]

Hydrokloridi on hygroskooppinen,[12] valkea, kiteinen ja lähes hajuton jauhe. Se on täysin vesiliukoinen (~1 kg/l), liukoinen glyseroliin (~56 g/l), vähäliukoinen metanoliin ja etanoliin, ja liukenematon mm. dietyylieetteriin, asetoniin ja bentseeniin. Se ei sula, vaan hajoaa 248–250 °C:n lämpötilassa. Sen vesiliuokset ovat happamia ja tiheys ~0,4–0,51 g/cm3.[1]

Disulfidit

Tiamiinidisulfidissa (CAS 67-16-3) kahden tiamiinin välinen disulfidisidos niiden aukinaisten tiatsolirenkaiden rikkien välillä. Aine on hieman liukoinen mm. veteen, bentseeniin ja asetoniin.[16] Se on fluoresoimaton, kellertävä ja kiteinen.[15] Aine ei kuitenkaan nieltynä imeydy ja muunnu tehokkaasti vitamiinina toimivaksi tiamiiniksi.[14][17]

Prosultiamiini.

Tiamiinista on useita keinotekoisia rasvaliukoisia disulfideja. Näitä on myös joissain kasveissa kuten sipuleissa. Disulfideissa aukinaiseen tiatsolirenkaaseen on disulfidisidoksella kiinnittynyt esim. allyyli (allitiamiini), propyyli (prosultiamiini) tai tetrahydrofurfuryyli (fursultiamiini). Punasoluissa nämä pelkistyvät glutationin vaikutuksesta ja muuntuvat sitten spontaanisti tiamiiniksi tiatsolirenkaan sulkevassa reaktiossa. Rasvaliukoisuuteensa perustuvan hyvän imeytymisen vuoksi niitä käytetään hoitona vakavaan tiamiinin puutokseen esim. alkoholisteilla.[18]

Reaktiot

Tiokromi ja sen fosfaattiesterit.

Tiamiini muuntuu emäksisissä liuoksissa hapettimen, esim. kaliumferrisyanidin, vaikutuksesta keltaiseksi tiokromiksi, jonka absorption maksimi on 375 nm, ja joka fluoresoi voimakkaasti sinisenä – emissiomaksimi on 432–435 nm.[12][19] Reaktio on yleinen tiamiinin ja sen fosfaattiesterien läsnäolon osoittamiseksi mm. ruoka- ja kudosnäytteistä. Tällä voidaan myös määrittää tiamiinipitoisuus spektrofotometrisesti. Usein muilla näytteiden biomolekyyleillä ei ole vastaavia optisia ominaisuuksia samanlaisissa olosuhteissa. Lisäksi tiamiini reagoi pinkeiksi tai punertaviksi spektrofotometriseen analyysin sopiviksi johdannaisiksi diatsotoidun sulfaniilihapon, formaldehydin tai para-aminoasetofenonin kanssa. Nämä vaihtoehtoiset reaktiot ovat mm. vähemmän herkempiä.[12]

Tiamiininäytteet yleensä preparoidaan happohydrolyysillä tai entsyymeillä, kuten tiaminaasien (kohta: tiaminaasit) tai muiden fosfataasien avulla. Tutkittavat aineet erotetaan ioninvaihtokromatografialla, kaasukromatografialla tai HPLC:llä. Analyysi tehdään fluoresenssiin tai UV-absorptioon perustuen, tai liekki-ionisaattorilla. Mikrobin kasvukykyyn perustuvassa mittauksessa käytetään usein Lactobacillus viridescens-bakteereita (kanta: ATCC 12706).[20]

Yli pH 6 sulfiittiliuoksissa tiamiini katkeaa nopeasti ja peruuttamattomasti kahtia toimimattomaan muotoon sen metyleenisillasta (–CH2–). Reaktiolla on merkitystä ruokateollisuudessa, jossa käytetään sulfiitteja säilöntäaineina. Kloori (esim. kloorattu vesi) nopeuttaa samanlaisia reaktioita.[12]

Toiminta eliöissä

Ihmisillä ja monilla muilla eläimillä tiamiinidifosfaatti (TDP) toimii ainakin viidessä entsyymijärjestelmässä välttämättömänä koentsyyminä:

TDP voi olla koentsyyminä muissakin entsyymeissä, joita on vain tietyissä eliöissä. Esimerkkinä tästä ovat etanolikäymisen pyruvaattidekarboksylaasit, joita on mm. hiivoissa.[9]

Hermosoluissa tiamiini osallistuu GABA:n takaisinottoon. Hermosolujen solulimassa tiamiini toimii koentsyymin roolissa asetyylikoliinin synteesissä. Tiamiinikationi on positiivisen varauksensa vuoksi hermostossa sähkövarauksen siirtävä molekyyli. Se osallistuu tätä kautta joihinkin hermoston toimintoihin. Tiamiini toimii antioksidanttina monen tyyppisten solujen solulimassa ja osallistuu myös immuunipuolustukseen.[8]

Muu biokemia

Fosforylaatio

Tiamiinidifosfokinaasi (EC-numero 2.7.6.2) fosforyloi ATP:llä tiamiinin vapaaemäksestä TDP:tä:[3]

ATP + tiamiini ⇌ AMP + TDP

TDP voi fosforyloitua tiamiinidifosfataasilla (EC 3.6.1.6) TMP:ksi:[3]

H2O + TDP ⇌ Pi + TMP

Tiamiinidifosfaattikinaasi (EC 2.7.4.15) fosforyloi ATP:llä TDP:stä TTP:tä:[3]

ATP + TDP ⇌ ADP + TTP

Suoliston alkalinen fosfataasi voi muuntaa tiamiinin vapaaemästä vähäisissä määrin TMP:ksi sopivien fosfaattiryhmän luovuttavien molekyylien läsnä ollessa.[3]

Imeytyminen

Tiamiini imeytyy tiettävästi kaikilla eläimillä pohjukaissuolesta ja ohutsuolen alkupäästä aktiivisella kuljetuksella eli energiaa kuluttaen suolen tiamiinipitoisuuden ollessa pieni, noin <2 µM. Aktiivisen kuljetuksen teho ei riitä suurissa pitoisuuksissa (>2 µM). Tällöin imeytyminen tapahtuu pääosin passiivisella diffuusiolla.[8] Aktiivisen kuljetuksen pyrkimyksenä on taata jatkuva tiamiinin saanti vaikka sitä olisi ruuassa vähän. Aktiivinen kuljetus taas on rajoittunutta, jotta tiamiinia ei oteta kehoon yli tarpeen – tämä kuluttaisi turhaan energiaa.[3]

Aktiivinen kuljetus tapahtuu ThTr1- ja ThTr2-välitteisesti. ThTr1 ja 2 ovat solukalvon lävistäviä kalvoproteiineja, joiden geenit ovat vastaavasti SLC19A2 ja SLC19A3.[8] Tiamiinin fosfaattiesterit defosforyloituvat entsymaattisesti vapaaemäksiksi ennen niiden ThTr-kuljetusta kalvon läpi. ThTr2 sijaitsee solukalvon ulkopuolella. Emäksen saapuessa soluun ThTr2:n kautta, protoni (H+) siirtyy samalla suoleen. ThTr1:iä on solussa veren puolella. Lähinnä ne siirtävät emäksiä vereen ottaen samalla H+ verestä sisään soluun. ThTr1:t ovat näistä kahdesta proteiinista pääasiallisia tiamiinin kuljettajia, sillä emäkset voivat fosforyloitua suolen sisäpinnan soluissa TDP:ksi tai TMP:ksi.[21] Nämä voivat kulkeutua ThTr1:lle vaihtoehtoista reittiä pitkin RFC1-kalvoproteiinin (geeni SLC19A1) kautta vereen.[21][8] RFC1 osallistuu myös folaattien kuljetukseen.[8] Lisäksi ThTr1:ien toimimattomuus harvinaisessa TRMA-oireyhtymässä ei johda ihmisillä tiamiinin puutokseen.[3]

Aktiiviseen kuljetukseen osallistuvat tiettävästi myös tietyt orgaaniset kationikuljettajat, OCT:t (eng. organic cation transporter), jotka ovat antiporttereita ja kuuluvat SLC22A-proteiinien superperheeseen. OCT:itä on useita, eikä tiedetä mikä niistä osallistuu tiamiinin kuljetukseen. Kuljetukseen osallistuvat myös ALP-kalvoproteiinit (eng. alkaline/acid phosphatases).[8]

Kuljetus

Eläimillä tiamiini fosforyloituu jälleen ja päätyy vereen. Ihmisten veren tiamiinipitoisuus on 5–12 µg/dl,[17] josta noin 75 % on sisällä punasoluissa, 15 % valkosoluissa ja 10 % lähinnä albumiiniin sitoutuneena.[3] Joillain eliöillä tiedetään olevan myös spesifisiä tiamiinia sitovia proteiineja.[17]

Verestä tiamiinia soluihin päätyy passiivisesti, mutta myös proteiinivälitteisesti. Tiamiinia kuljettavat[8]

  • ThTr-1- ja ThTr-2-proteiinit
  • orgaaniset kationikuljettajat (OCT)
  • ALP-kalvoproteiinit (eng. alkaline/acid phosphatases)

Varastoituminen

Tiamiini ei varastoidu kehoon ylimäärin. Sen saannin loppuessa, puutosoireet ilmenevät ihmisillä muutamassa viikossa. Aikuisilla ihmisillä kehossa on noin 30 mg tiamiinia, josta puolet on lihaksissa. Kaikesta tiamiinista noin 4/5-osaa on entsyymeissä TDP-koentsyyminä.[3] Ihmisillä mm. sydämessä tiamiinipitoisuus on 0,28–0,79 mg/100 g, munuaisissa 0,24–0,58 mg/100 g, maksassa 0,20–0,76 mg/100 g ja aivoissa 0,14–0,44 mg/100 g. Tiamiinin puutoksessa pisimpään sen loppuminen kestää aivoista.[17]

Hajotus ja erittyminen

Ihmisillä tiamiinin puoliintumisaika vaihtelee kudoksesta toiseen, mutta se on noin 10–20 päivää. Ylimääräinen tiamiini erittyy nopeasti pois kehosta virtsan mukana – lähinnä tiamiinin vapaaemäksenä ja TMP:nä.[4] Tiamiinin aineenvaihduntatuotteita tunnetaan kymmenittäin: niitä ovat muiden muassa 2-metyyli-4-amino-5-pyrimidiinikarboksyylihappo ja 4-metyylitiatsoli-4-etikkahappo.[3]

Tiaminaasit

Tiaminaasi-entsyymit hajottavat tiamiinia. Tyypin I tiaminaaseja on mm. makean veden kalojen elimiä ympäröivässä rasvassa, äyriäisissä ja simpukoissa, joissain merikaloissa ja mikrobeissa. Harvinaisempia tyypin II tiaminaaseja on lähinnä joissain mikrobeissa. Molemmat katkaisevat tiamiinin metyylisillan muodostaen pyrimidiini- ja tiatsoliyhdisteitä, mutta eri mekanismein. Tiaminaasit ovat toimimattomia ehjissä kudoksissa, mutta aktivoituvat solujen hajotessa.[3] Bakteerien tiaminaasit ovat tosin eksoentsyymeitä: ne ovat sitoutuneena bakteerien solukalvoihin ja vaikuttavat siten joka tapauksessa bakteerin ulkopuoliseen ympäristöön.[17] Tiaminaasien toiminnalla voi olla merkitystä ruuan säilytyksessä, valmistuksessa ja jopa sulamisessa suolistossa. Tiaminaasit usein menettävät toimivuutensa kuumennettaessa, eikä niillä siten ole merkitystä tavanomaisissa ihmisten ruokavaliossa.[3] Eläimillä raaka ruoka voi kuitenkin johtaa puutokseen.[17]

Antagonistit

Tunnetaan useita tiamiinin antagonisteja jotka siis estävät tiamiinin toimintaa kehossa – usein ottamalla sen paikan entsyymeissä ja tehden entsyymeistä toimimattomia. Oksitiamiini (CAS 136-16-3) on antagonisti, jossa tiamiinin amiini (–NH2) on korvautunut OH-ryhmällä. Aine ei läpäise veri-aivoestettä, joten se ei aiheuta tiamiinin puutosta keskushermostossa, ainoastaan muualla kehossa. Pyritiamiini (CAS 534-64-5) taas on keskushermostoonkin pääsevä antagonisti, joka aiheuttaa siten nopeasti keskushermoston tiamiinin puutoksesta johtuvaa ataksiaa ja kouristuksia. Edeltäviä aineita käytetään tutkimuksessa. Kolmas esimerkki taas on amprolium, joka on heikko antagonisti. Sitä käytetään lintujen kuten kanojen kokkidioosi-tautiin. Aine on vahva antagonisti taudin bakteereille ja tappaa ne, muttei tapa lintuja.[18]

Suositukset ja saanti

Euroopan elintarviketurvallisuusviraston mukaan sekä lasten että aikuisten pitäisi saada 0,4 milligrammaa tiamiinia jokaista kulutettua 1000 kilokaloria kohden[22].

Suomalaisten ravintosuositusten mukaan 6–65-vuotiaan pitäisi joka vuorokausi saada tiamiinia keskimäärin 1 milligramma (mg), jos hänen energiantarpeensa on 2000 kilokaloria vuorokaudessa. Tämä ja alla olevan taulukon arvot ovat Suomen Valtion ravitsemusneuvottelukunnan ravitsemussuosituksia vuodelta 2018.[23]

Suomen tiamiinisuositukset (milligrammaa vuorokaudessa)[23]
Lapset Miehet Naiset Raskaana

olevat

Ikä mg Ikä mg Ikä mg 1,5 mg
< 6 kk a 10–13 v 1,1 10–13 v 1,0
6–11 kk 0,4 14–17 v 1,4 14–17 v 1,2
12–23 kk 0,5 18–30 v 1,4 18–30 v 1,1 Imettävät
2–5 v 0,6 31–60 v 1,3 31–60 v 1,1 1,6 mg
6–9 v 0,9 61–74 v 1,2 61–74 v 1,0
≥ 75 v 1,2 ≥ 75 v 1,0
a: Äidinmaito tai äidinmaidonkorvike tyydyttää alle 6 kk ikäisten ravinnetarpeet

Vuonna 2017 tarkasteltiin 18–74-vuotiaiden suomalaisten ravitsemusta. Tuolloin miehet saivat tiamiinia keskimäärin 1,4 milligrammaa vuorokaudessa (mg/vrk) ja 0,2 mg per ruuasta ravintoenergiana saatu megajoule (mg/MJ). Naisilla nämä arvot olivat 1,1 mg/vrk ja 0,2 mg/MJ. Miehistä 52 % sai tiamiinia saantisuositusten mukaisesti ja 18 % alle keskimääräisen tarpeen (eli alle 1,2 mg/vrk). Naisilla nämä osuudet olivat vastaavasti 45 % ja 25 % (eli alle 0,9 mg/vrk). "Keskimääräinen tarve" tyydyttää ravinnetarpeen puolella väestöstä, mutta sitä hieman alhaisempi saanti ei silti välttämättä johda oireilevaan puutostilaan.[24]

Liikasaanti

Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto EFSA ei ole asettanut tiamiinin päiväsaannille ylärajaa.[25] Tiamiini on verrattain turvallinen aine, sillä keho rajoittaa sen imeytymistä. Vasta noin satakertaisesti suositellun päiväsaannin ylittävät määrät (noin 100 milligrammaa) aiheuttavat ihmisillä allergisia reaktioita, päänsärkyä, heikkoutta ja kouristuksia. Koe-eläinten kuolemia hengityskatkoon on todettu annoksilla, jotka ovat noin tuhat kertaa riittävää päiväannosta suurempia.[26]

Puutos

Tiamiinin puutos ravinnossa johtaa beriberiin. Puutostaudin oireisto tunnetaan jo muun muassa muinaisesta Kiinasta ja Malaijien saaristostakin 1600-luvulta, mutta sen syytä ei tunnettu ennen 1800-luvun loppua.[27][28] Puutos jaetaan usein kuivaan ja kosteaan beriberiin, joiden erona on se, että edellistä hallitsevat neurologiset oireet, jälkimmäistä sydämen vajaatoiminnasta johtuvat turvotukset.[28][26]

Kiinassa kuolee edelleen ihmisiä tiamiinin puutokseen. Kyse on yleensä kalastusalusten työntekijöistä, joiden on täytynyt elää yli vuoden lähinnä valkealla riisillä tai makaronilla.[29]

Länsi-Afrikassa kasvavan Anaphe venata -yöperhosen toukkien syönti aiheuttaa tiamiinipuutosta niissä runsain määrin olevien tiamiinia hajottavien tiaminaasi-entsyymien vuoksi – tila tunnetaan tässä yhteydessä Afrikan kausiluonteisena ataksiana (eng. African seasonal ataxia).[30]

Länsimaissa tiamiininpuutosta esiintyy lähinnä alkoholisteilla. Tiamiiniköyhät alkoholijuomat muodostavat heillä valtaosan energiansaannista ja alkoholi estää ravinnosta saatavan tiamiinin imeytymistä.[26] Tiamiinin puute voi ilmetä alkoholisteilla Wernicken enkefalopatiana tai Korsakoffin oireyhtymänä. Näiden ilmetessä yhdessä samalla henkilöllä tilaa kutsutaan Wernicke-Korsakoffin oireyhtymäksi,[31] joka tunnetaan myös nimityksellä "wet brain".[32] Muita sairauksia, jotka liittyvät tiamiinin puutokseen ja joskus lisäksi alkoholismiinkin, ovat aivosillan myelinolyysi (eng. central pontine myelinolysis) ja Marchiafava–Bignamin tauti.[33]

Itämeren lohissa esiintyvä M74-oireyhtymä johtuu tiamiinin puutteesta, jonka takia kalojen jälkeläiset kuolevat ruskuaispussivaiheessa.[34] 1930-luvulla Yhdysvalloissa kettutarhauksessa raa'an kalan ruokinta ketuille aiheutti niillä tiamiinin puutosta kalojen tiaminaasien takia – tilaa kutsuttiin Chastekin paralyysiksi.[35]

Ruokapitoisuudet

Kaura, naudanmunuainen[36], muut täysjyväviljat, liha (erityisesti sianliha), soija ja muut pavut, linssit, pähkinät ja leivinhiiva sisältävät paljon tiamiinia. Viljoissa tiamiini on pääosin kuoriosissa, kuten leseissä, joten niiden poistaminen laskee tiamiinipitoisuuksia suuresti.[11] Myös säilytys- ja valmistustapa vaikuttaa ruuan tiamiinipitoisuuteen. Tiamiini hajoaa emäksisissä tai neutraaleissa oloissa erityisesti kuumennettaessa. Pakastaminen hidastaa tiamiinin hajoamista, mutta sulatusvesien mukana osa tiamiinista voi poistua. Lihan paistaminen konvektiolla (mm. paistinpannulla) johtaa jopa 25–85 % tiamiinin menetykseen ja leivän paisto 5–35 % menetykseen. Kasvisten keitto tai höyrytys johtaa 0–60 % menetykseen. Maidon pastörointi aiheuttaa 9–20 % menetyksen. Kasvisten ja hedelmien säilytys huoneenlämmössä vähentää tiamiinipitoisuutta 0–20 %:lla.[17]

Eläinperäisissä ruuissa 95–98 % tiamiinista on fosfaattiestereinä (kohta: fosfaattiesterit). Näistä 80–85 % on tiamiinidifosfaattia (TDP:tä). Kasveissa voi olla suhteessa hieman enemmän fosfaatitonta tiamiinia.[18]

Ruokien tiamiinipitoisuuksiaa (mg/100 g)[36]
Heinäkasvit ja jauhot Pavut ja pähkinät Lihat
Kaurahiutale 0,763 Cashewpähkinä, kuivapaahdettu 0,2 Ankka, paahdettu 0,26
Maissijauho, täysjyvä 0,246 Härkäpapu, keitetty 0,097 Kalkkuna, iholla, paahdettu 0,057
Ohraryyni 0,083 Kidneypapu, keitetty 0,16 Kana, iholla, paahdettu 0,06
Pasta, täysjyvä, keitetty 0,108 Kikherne, keitetty 0,116 Kirjolohi (viljelemätön), paistettu 0,152
Riisi, tumma, keitetty 0,096 Linssi, keitetty 0,169 Makrilli, paistettu, kuivattu 0,159
Riisi, valkoinen, keitetty 0,02 Maapähkinä, kuivapaahdettu 0,438 Nauta (vasikka), maksa, käristetty[37] 0,24
Ruisjauho, puolikarkea 0,287 Manteli, kuivapaahdettu 0,130 Nauta, kylki, ¼ rasvaa, pariloitu 0,08
Soijajauho, rasvainen 0,412 Parapähkinä, kuivapaahdettu 1 Nauta, munuainen, pariloitu[37] 0,67
Vehnäjauho, täysjyvä 0,447 Pekaanipähkinä, kuivapaahdettu 0,317 Sika, jalka, vähärasvainen, paahdettu 0,69
Vehnälese 0,523 Pistaasi, kuivapaahdettu 0,423 Silli, säilyke 0,036
Vehnänalkio 1,882 Voipapu, keitetty 0,14 Turska, paistettu 0,088
Kasvikset ja ruokasienet Hedelmät ja marjat Lehmänmaitotuotteet
Bataatti, kuorimaton, uunipaistettu 0,073 Aitoviikuna 0,06 Briejuusto 0,07
Herne 0,266 Ananas 0,092 Camembertjuusto 0,028
Jääsalaatti 0,046 Appelsiini 0,087 Cheddarjuusto 0,027
Keltasipuli 0,042 Aprikoosi 0,03 Edamjuusto 0,037
Keräkaali, keitetty 0,057 Avokado 0,108 Maito, rasvaton 0,036
Kukkakaali, keitetty 0,042 Banaani 0,260 Raejuusto, 1 % rasvaa 0,021
Kurkku 0,024 Hunajameloni 0,036 Sinihomejuusto 0,029
Lanttu 0,082 Karviainen 0,04 Voi 0,005
Maissi, keltainen 0,2 Luumu 0,043 Kerma, 31,3 % rasvaa[37] 0,02
Parsa, keitetty 0,123 Mango 0,058 Herajauhe, makea[37] 0,50
Parsakaali, keitetty 0,055 Mansikka 0,02 Jugurtti, 3,3 % rasvaa[37] 0,04
Peruna, kuorimaton, uunipaistettu 0,105 Mustaherukka 0,05 Muut
Pinaatti 0,078 Mustikka 0,048 Kananmuna, keitetty 0,066
Porkkana 0,097 Omena 0,017 Rintamaito (ihmisen) 0,014
Punajuuri, keitetty 0,027 Persikka 0,017 Rypsiöljy 0
Selleri 0,046 Päärynä 0,02 Oliiviöljy 0
Siitake, kuivattu 0,3 Vadelma 0,03 Olut, lager 0,006
Tomaatti 0,059 Viinirypäle 0,036 Leivinhiiva, tuore (puristehiiva)[37] 0,71
a: ruuat ovat raakoja eli valmistamattomia ellei toisin mainita. Pitoisuudet ovat keskimääräisiä.

Nimet ja historia

Varhaisimmat kirjalliset kuvaukset tiamiininpuutoksesta eli beriberistä ovat nykyisen Kiinan alueelta.[27] Esimerkiksi alkemiaa harrastanut ylhäisön jäsen Ge Hong (281–341) kuvaili 300-luvulla kirjoittamassa kirjassaan Zhou hou bei ji fang (eng. Emergency Formulas to Keep up Your Sleeve) sairautta nimeltä jiao qi, jossa jiao tiettävästi tarkoitti jalkaa. Sairaus aiheutti muun muassa tunnottomuutta, heikkoutta ja turvotusta jaloissa. Hän kuvaili tilan paranevan esimerkiksi soijaviinillä ja marunayrteillä, mutta aiheuttavan kuoleman ilman hoitoa. Jiao qin tiedetään nykyään olevan sama tila kuin beriberi. Muita varhaisia kuvauksia jiao qistä ovat Chao Yuanfangin (550–630) kuvaukset kirjassaan Zhu bing yuan hou lun (eng. Sources and Symptoms of All Diseases) ja Sun Simiaon (581–682) kuvaukset kirjassaan Bei ji qian jin yao fang (eng. Essential Emergency Formulas Worth a Thousand in Gold).[38][39][40]

Jiao qi päätyi käsitteenä japanin kieleen viimeistään 500-luvulla. Japaniksi sana kirjoitetaan muodossa 脚気, joka japanilaisen lausumistapansa vuoksi kirjoitetaan latinalaisin aakkosin usein muodossa kakke.[41] Taas beriberi-sanan alkuperä on tuntematon. Sen on esitetty olevan peräisin malaijin, sinhalin, hindin tai arabian kielestä.[42] Portugalilaiset olivat ensimmäisiä Intiaan siirtokuntia perustaneita eurooppalaisia.[27] Siten eräs varhaisimmista eurooppalaisten kirjaamista beriberihavainnoista ovat portugalilaisen historioitsija Diogo do Couton 1568 kirjoittamat kuvaukset nykyisen Intian alueelta. Paikalliset kutsuivat Gouton mukaan sairautta nimellä berbere.[42] Eräs toinen tunnettu tautia kuvannut varhainen eurooppalainen oli alankomaalainen lääkäri Jacob de Bondt. Hän kirjoitti 1642 kirjassaan De medicina Indorum beriberistä, jota hän oli havainnut Länsi-Intian saaristossa.[43][44]

1880-luvulla beriberi alkoi yleistyä Japanissa. Tuolloin Japanin armeijan sotilaista kymmenillä tuhansilla oli beriberi ja Venäjän-Japanin sodan aikana 1904–1905 sairaustapausten määrä oli lähes 200 000. Vuonna 1882 japanilainen Takaki Kanehiro esitti beriberin johtuvan liian yksinkertaisesta ja "vähätyppisestä" ruokavaliosta. Hän todisti ensimmäisenä laajoissa kokeissa normaalisti lähes pelkkää valkoista riisiä syövillä japanilaisilla sotilailla monipuolisemman ruuan parantavan tilan.[45] Vuonna 1897 Christiaan Eijkman havaitsi kanoilla suorittamissaan eläinkokeessa beriberin aiheutuvan täysin kuoritusta eli valkoisesta riisistä. Tumma riisi eli osin kuorimaton riisi ruuassa paransi tilan. Hän esitti virheellisesti riisin tärkkelyksen olevan suurissa määrin myrkyllistä ja jonkin kuorien aineen toimivan "vastamyrkkynä".[28][46][45] Vuonna 1901 Gerrit Grijns esitti Eijkmanille teoriansa, jonka mukaan riisin kuorissa olisi yksittäinen aine, joka on välttämätön ravintoaine, eikä tärkkelys olisikaan myrkyllistä.[47][45] Tiamiinin esitettiin siis olevan olemassa 1897 tai 1901 tulkinnasta riippuen. Nimeä "tiamiini" tästä toistaiseksi vielä hypoteettisesta aineesta alettiin käyttämään vasta paljon myöhemmin. Aluksi nimenä oli vain "antineuriittinen vitamiini".[28]

1910 Umetarō Suzuki[48] ja 1911 Kazimierz Funk eristivät tiamiinin epäpuhtaana. Molemmat tunnistivat sen olevan aine, joka estää beriberiä.[49] 1912 K. Funk nimesi löydöksensä vitamiiniksi[50][45] eli elintärkeäksi amiiniksi (eng. vital amine).[51] B1 taas tulee Cornelia Kennedyn 1916 keksimästä tavasta jakaa vitamiinit, joita tunnettiin tuolloin vain 2, rasvaliukoiseksi A:ksi ja vesiliukoiseksi B:ksi. Esitellessään nimeämistavan, eivät hän ja kollegat käyttäneet kirjainten ohessa liitettä "vitamiini", sillä he pitivät tätä elintärkeyteen viittaavaa sanaa löydetyille aineille liian suuren painoarvon antavana nimenä. A-vitamiini löydettiin ennen tiamiinia.[52][53] Numero 1 tulee myös löytymisjärjestyksestä. Riboflaviini (B2-vitamiini) löydettiin 1927. 1928 Tiamiini ja riboflaviini nimettiin ensi kerran vitamiineiksi B1 ja B2.[54][55]

1926 Barend Coenraad Petrus Jansen ja Willem Frederik Donath eristivät tiamiinin hyvin puhtaana suolana.[27] 1933 mennessä tiamiinin empiirinen kaava oli selvillä lähinnä Robert Runnels Williamsin kokeiden ansiosta.[27][12]

1935 B. C. P. Jansen ehdotti tiamiinille nimeä aneuriini sen havaittujen hermotulehdusta estävien eli anti-neuriittisten (aneuristen) vaikutusten vuoksi. Hän piti myös vitamiinien nimiä B1, B2, C, D1, D2 jne. epäloogisina, koska esimerkiksi B-vitamiinit eivät ole keskenään toiminnoiltaan tai kemialtaan samanlaisia. Samanlaista nimeämistapaa seuraavat D1- ja D2-vitamiinit taas ovat kaikin puolin samankaltaisia.[55] Nimeä aneuriini käytettiin vain lyhyen aikaa ja lähinnä vain Isossa-Britanniassa.[12]

1935 R. R. Williams ehdotti B1-vitamiinille nimeä tiamiini.[56] Etuliite tulee kreikan kielen sanasta rikki, thios, ja pääte vitamiinista.[57] Williams halusi löydetyn aineen kuvastavan sen oletettua kemiallista rakennetta. Aneuriini taas kuvasti sen biologisia ominaisuuksia, jotka tunnettiin huonosti. Lisäksi Williamsin mukaan aneuriini saattaisi antaa virheellisen käsityksen siitä, että aine voisi liittyä jotenkin aneurysmaan.[56] 1936 R. R. Williams selvitti tiamiinin rakenteen.[58] 1936 R. R. Williams ja J. K. Cline syntetisoivat tiamiinin.[59][27]

  • G. Hong (葛洪)
    G. Hong (葛洪)
  • S. Simiao (孙思邈)
    S. Simiao (孙思邈)
  • D. Couto
    D. Couto
  • J. Bondt
    J. Bondt
  • T. Kanehiro
    T. Kanehiro
  • G. Grijns
    G. Grijns

Lähteet

Viitteet

  1. ↑ a b c d e Scientific Opinion on the safety and efficacy of vitamin B 1 (thiamine mononitrate and thiamine hydrochloride) as a feed additive for all animal species based on a dossier submitted by DSM Nutritional Products: Vitamin B1 (thiamine mononitrate and thiamine hydrochloride) for all animal species. EFSA Journal, marraskuu 2011, 9. vsk, nro 11, s. 2413. doi:10.2903/j.efsa.2011.2413 Artikkelin verkkoversio.
  2. ↑ HA Smithline, M Donnino, DJ Greenblatt: Pharmacokinetics of high-dose oral thiamine hydrochloride in healthy subjects. BMC Clinical Pharmacology, 4.2.2012, 12. vsk, nro 4. PubMed:22305197 doi:10.1186/1472-6904-12-4 ISSN 1472-6904 Artikkelin verkkoversio.
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l m n Zempleni, s. 263–267
  4. ↑ a b Combs, s. 270
  5. ↑ a b c d e f Zempleni, s. 268–272
  6. ↑ Thiamine Pregnancy and Breastfeeding Warnings Drugs.com. Viitattu 4.3.2019.
  7. ↑ Thiamine Dosage Guide with Precautions Drugs.com. Viitattu 4.3.2019.
  8. ↑ a b c d e f g h i j k l S Manzetti, J Zhang, D van der Spoel: Thiamin function, metabolism, uptake, and transport. Biochemistry, 11.2.2014, 53. vsk, nro 5, s. 821–835. PubMed:24460461 doi:10.1021/bi401618y ISSN 1520-4995 Artikkelin verkkoversio.
  9. ↑ a b MS Eram, K Ma: Decarboxylation of Pyruvate to Acetaldehyde for Ethanol Production by Hyperthermophiles. Biomolecules, 21.8.2013, 3. vsk, nro 3, s. 578–596. PubMed:24970182 doi:10.3390/biom3030578 ISSN 2218-273X Artikkelin verkkoversio.
  10. ↑ Tiamiinia, eniten. Fineli elintarvikehaku fineli.fi. Viitattu 6.10.2021.
  11. ↑ a b A McCann et al: Comparable Performance Characteristics of Plasma Thiamine and Erythrocyte Thiamine Diphosphate in Response to Thiamine Fortification in Rural Cambodian Women. Nutrients, 29.6.2017, 9. vsk, nro 7. PubMed:28661435 doi:10.3390/nu9070676 ISSN 2072-6643 Artikkelin verkkoversio.
  12. ↑ a b c d e f g h i j k l Zempleni, s. 255–258
  13. ↑ O Stanger et al: Water soluble vitamins: clinical research and future application, s. 203. Springer Science+Business Media B.V, 2012. doi:10.1007/978-94-007-2199-9 ISBN 9789400721999
  14. ↑ a b A Greb, R Bitsch: Comparative bioavailability of various thiamine derivatives after oral administration. International Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics, huhtikuu 1998, 36. vsk, nro 4, s. 216–221. PubMed:9587048 ISSN 0946-1965 Artikkelin verkkoversio.
  15. ↑ a b c Combs, s. 38, 57
  16. ↑ The Merck index, s. 1463. (12. painos) Chapman & Hall Electronic Pub. Division, 2000. ISBN 9781584881292
  17. ↑ a b c d e f g Combs, s. 266–269
  18. ↑ a b c Zempleni, s. 258–261
  19. ↑ Combs, s. 53
  20. ↑ Combs, s. 63
  21. ↑ a b G Brown: Defects of thiamine transport and metabolism. Journal of Inherited Metabolic Disease, heinäkuu 2014, 37. vsk, nro 4, s. 577–585. PubMed:24789339 doi:10.1007/s10545-014-9712-9 ISSN 1573-2665 Artikkelin verkkoversio.
  22. ↑ Dietary Reference Values for nutrients. Summary report 4 December 2017. European Food Safety Authority (EFSA). www.efsa.europa.eu/publications EFSA Supporting publication 2017:e15121 https://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/2017_09_DRVs_summary_report.pdf
  23. ↑ a b Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014, s. 49, 51. (5. painos) Valtion ravitsemusneuvottelukunta, 2018. ISBN 9789524538015 Teoksen verkkoversio.
  24. ↑ L Valsta et al: Ravitsemus Suomessa - FinRavinto 2017 -tutkimus, s. 61, 100. Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, 2018. ISBN 9789523432383 Teoksen verkkoversio.
  25. ↑ Overview on Tolerable Upper Intake Levels as derived by the Scientific Committee on Food (SCF) and the EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA) (pdf) EFSA. 2018. Viitattu 6.3.2019.
  26. ↑ a b c Combs, s. 276–278
  27. ↑ a b c d e f KJ Carpenter: The Discovery of Thiamin. Annals of Nutrition and Metabolism, 2012, 61. vsk, nro 3, s. 219–223. doi:10.1159/000343109 ISSN 1421-9697 Artikkelin verkkoversio.
  28. ↑ a b c d Christiaan Eijkman ja Sir Frederick Hopkins: Antineuritic Vitamin and Beriberi Nobel Prize Lecture (alkup.). 1929. Viitattu 26.3.2019.
  29. ↑ Ihmisoikeudet | Kiinan synkkä salaisuus paljastui: Merillä liikkuu ”orjien laivasto” Helsingin Sanomat. 14.10.2023. Viitattu 17.10.2023.
  30. ↑ McCandless, s. 103–149
  31. ↑ Zempleni, s. 273–274
  32. ↑ Wet Brain from Alcohol: Signs, Symptoms, and Recovery 25.11.2020 viitattu 13.12.2020
  33. ↑ McCandless, s. 65–80
  34. ↑ PJ Vuorinen et al: The thiamine deficiency syndrome M74, a reproductive disorder of Atlantic salmon (Salmo salar) feeding in the Baltic Sea, is related to the fat and thiamine content of prey fish. ICES Journal of Marine Science, 1.5.2012, 69. vsk, nro 4, s. 516–528. doi:10.1093/icesjms/fss041 ISSN 1054-3139 Artikkelin verkkoversio.
  35. ↑ CA Evans, WE Carlson, RG Green: The Pathology of Chastek Paralysis in Foxes. The American Journal of Pathology, tammikuu 1942, 18. vsk, nro 1, s. 79–91. PubMed:19970620 ISSN 0002-9440 Artikkelin verkkoversio.
  36. ↑ a b Combs, s. 528–560
  37. ↑ a b c d e f ME Ensminger et al: The concise encyclopedia of foods & nutrition, s. Ensminger, "Chapter 6 F". CRC Press, 1995. ISBN 9780849344558
  38. ↑ Smith, s. 4, 26–28, 44
  39. ↑ CA Benedict: Forgotten Disease: Illnesses Transformed in Chinese Medicine by Hilary A. Smith (review). Bulletin of the History of Medicine, 25.10.2018, 92. vsk, nro 3, s. 550–551. doi:10.1353/bhm.2018.0059 ISSN 1086-3176 Artikkelin verkkoversio.
  40. ↑ S Simiao: Bei ji qian jin yao fang. (Uudelleenpainos) Beijing Shi, 1982. Teoksen verkkoversio.
  41. ↑ Smith, s. 3, 124
  42. ↑ a b Smith, s. 118–119
  43. ↑ McCandless, s. 31
  44. ↑ J de Bondt: De medicina Indorum. Hackius Franciscus, 1642. Teoksen verkkoversio.
  45. ↑ a b c d KC Carter: The germ theory, beriberi, and the deficiency theory of disease. Medical History, huhtikuu 1977, 21. vsk, nro 2, s. 119–136. PubMed:325303 doi:10.1017/S0025727300037662 ISSN 0025-7273 Artikkelin verkkoversio.
  46. ↑ C Eijkman: Eine Beri Beri-ähnliche Krankheit der Hühner. Archiv für pathologische Anatomie und Physiologie und für klinische Medicin, 1.6.1897, 148. vsk, nro 3, s. 523–532. doi:10.1007/BF01937576 ISSN 1432-2307 Artikkelin verkkoversio.
  47. ↑ G Grijns: Over polyneuritis gallinarum. Geneesk. Tijdscht. Ned. Ind., 1901.
  48. ↑ U Suzuki, T Shimamura: Active constituent of rice grits preventing bird polyneuritis. Tokyo Kagaku Kaishi, 1911, 32. vsk, s. 4–7, 144–146, 335–358. Artikkelin verkkoversio.
  49. ↑ C Funk: On the chemical nature of the substance which cures polyneuritis in birds induced by a diet of polished rice. The Journal of Physiology, 22.12.1911, 43. vsk, nro 5, s. 395–400. PubMed:16993097 doi:10.1113/jphysiol.1911.sp001481 ISSN 0022-3751 Artikkelin verkkoversio.
  50. ↑ C Funk: The etiology of the deficiency diseases. (Arkistoitu) J. St. Med., 1912, 20. vsk, s. 341–368. Artikkelin verkkoversio.
  51. ↑ Combs, s. 4
  52. ↑ PB Swan: Cornelia Kennedy (1881–1969). The Journal of Nutrition, 1.4.1994, nro 4, s. 455–460. doi:10.1093/jn/124.4.455 ISSN 0022-3166 Artikkelin verkkoversio.
  53. ↑ EV McCollum, C Kennedy: The Dietary Factors Operating in the Production of Polyneuritis. Journal of Biological Chemistry, 1916, 493. vsk, nro 24. Artikkelin verkkoversio.
  54. ↑ H Chick, MH Roscoe: The dual nature of water-soluble vitamin B. II. Biochemical Journal, 1928, 22. vsk, nro 3, s. 790–799. PubMed:16744083 doi:10.1042/bj0220790 ISSN 0264-6021 Artikkelin verkkoversio.
  55. ↑ a b BCP Jansen: Identity of Vitamin B2 and Flavine and the Nomenclature of Vitamins. Nature, helmikuu 1935, nro 3407, s. 267. doi:10.1038/135267a0 ISSN 1476-4687 Artikkelin verkkoversio.
  56. ↑ a b RR Williams: The chemistry of thiamin (vitamin B1). Journal of the American Medical Association, 5.3.1938, 110. vsk, nro 10, s. 727–732. doi:10.1001/jama.1938.62790100003008 ISSN 0002-9955 Artikkelin verkkoversio.
  57. ↑ Combs, s. 21
  58. ↑ RR Williams: Structure of vitamin B1. Journal of the American Chemical Society, 1.6.1936, 58. vsk, nro 6, s. 1063–1064. doi:10.1021/ja01297a515 ISSN 0002-7863 Artikkelin verkkoversio.
  59. ↑ RR Williams, JK Cline: Synthesis of Vitamin B1. Journal of the American Chemical Society, 1.8.1936, 58. vsk, nro 8, s. 1504–1505. doi:10.1021/ja01299a505 ISSN 0002-7863 Artikkelin verkkoversio.

Aiheesta muualla

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Tiamiini.