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维生素B1又称硫胺素(thiamine) 或抗神经炎素,是个被发现的维生素,由真菌、微生物和植物合成,动物和人类则只能从食物中获取。维生素B1主要存在于种子的外皮和胚芽中,如米糠和麸皮中含量很丰富,在酵母菌中含量也极丰富。硫胺素由嘧啶环和噻唑环结合而成,在体内参与糖代谢。
硫胺素常以其盐酸盐的形式出现 [3] ,分子式C12H17ClN4OS·HCl,分子量337.29。又称盐酸硫胺。白色结晶性粉末。有微弱特臭、味苦,有潮解性。熔点248℃,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于醚和苯中。维生素B1具有维持正常糖代谢及神经传导的功能。自然界中以酵母中维生素B1含量多。可由2-甲基呋喃和乙烯腈等合成或由β-乙氧基丙酸乙酯和甲酸乙酯等合成
维生素B1缺乏(thiamine deficiency,TD)流行于18~19世纪,当时在中国、日本,尤其在东南亚一带每年约有几十万人死于维生素B1缺乏所致的脚气病。19世纪末,荷兰医生艾克曼 (Christiaan Eijk-man) 在荷属东印度的中研究脚气病,并提出了脚气病的营养学假说。在以后的研究中,人们发现了脚气病的真正原因是营养缺乏,糙米可以防治人类的脚气病。波兰化学家冯克(Casimir Funk) 于1912年宣称提纯了这种物质,因为这种物质含有氨基,所以被命名为维他命(Vitamine),这是拉丁文的生命(Vita) 和氨(-amin) 缩写而创造的词,在中文中被译为维生素或维他命。然而,真正的抗脚气病因子由两名荷兰的化学家简森(Barend. C. P. Jansen) 和多纳斯(Willem. P. Donath)于1926年从糠中提取,并命名为硫胺素(Thiamin)。1936年,美国人威廉姆斯 (Robert. R. Williams)确定其化学结构并用化学方法合成了硫胺素。随着现代医学和营养科学的发展,以及维生素B1的广泛分布,流行性维生素B1缺乏已经很难再发生。食物加工和烹调方法不当而导致维生素B1丢失过多、摄入严重不足而致维生素B1缺乏病的暴发常有报道 [2] ,如2004年一种配方奶粉在以色列被强制召回,该奶粉引起3名婴儿死亡和10名婴儿生病,因为奶粉中未添加维生素B1,导致婴儿大脑发育受损
酗酒相关的维生素B1缺乏是临床上常见的维生素B1缺乏原因之一,称为韦尼克 - 柯萨可夫综合征(Wernicke-Korsakoff’s Syndrome,WKS),患者除了有明显的认知丧失、记忆力减退外,其脑内病变为选择性神经元死亡,KGDHC活性明显降低并伴随类似阿尔茨海默病患者的神经元纤维缠结。TD所引起的小鼠脑内的病理改变出现在丘脑中线旁丘脑核(submedial thamalic nucleus, SmTN),表现为神经元的选择性死亡,小胶质细胞肥大、增生,并表达氧化应激标志物血红素氧合酶-1(heme oxyge-nase-1, HO-1),血管内皮细胞表达细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1),晚期出现星型胶质细胞增生,并有出血灶和病变脑区内淀粉样蛋白聚集。维生素B1缺乏时,三羧酸循环发生障碍,丙酮酸和乳酸堆积,ATP产生受阻,影响主要依靠糖代谢提供能量的神经组织。TD在体内和体外都可引起氧化应激,是研究脑代谢紊乱导致选择性神经元死亡的经典模型。进一步地研究显示,线粒体功能异常、内质网应激、炎症和因素都参与TD引起的神经元死亡过程
维生素B1由嘧啶环和噻唑环通过亚甲基结合而成,总结文献报道的合成路线,可以分为两大类:汇聚式和直线式。 汇聚式路线通过立构建嘧啶环和噻唑环,再将两者结合。直线式路线通过在已经构建好的嘧啶环上逐步构建噻唑环
动物生产中的应用编辑
水产
由于在水产动物中维生素B1的作用广泛,因此维生素B1长期短缺不仅对其生长造成影响,而且会通过体内代谢反应障碍,产生一系列缺乏症。研究发现,虾、蟹等甲壳动物不能合成维生素B1或合成的数量很少,难以满足自身生理需要,因此通过人工饲喂获得。有学者对中国对虾维生素B1促进糖代谢的相关内容进行研究,发现其维生素B1日粮为60mg/kg,才能使对虾充分利用饵料中的糖源