Vitamin B1 (Thiamin)

Physiologische Bedeutung des Vitamin B1

Vitamin B1wird im menschlichen Organis­mus unter ATP-Verbrauch in seine coenzy­matisch aktive Form Thiaminpyrophosphat (TPP) phosphoryliert. Als Coenzym der Py-ruvat- und a-Ketoglutarat-Dehydrogenase (PDH, KGDH) übernimmt es eine Schlüssel­funktion im mitochondrialen Energiestoff­wechsel. Im Rahmen der oxidativen Decar-boxylierung von oc-Ketosäuren ist Thiamin an der Einschleusung von Kohlenhydratmetaboliten (Pyruvat) und Ketoanaloga (Succinyl-CoA) des Amino- und Fettsäurestoffwechsels in den Citratzyklus und die Atmungskette beteiligt. Das Thiaminabhängige Enzym Transketolase (TK) reguliert im Pentose-phosphatzyklus die Umwandlung von Glucose-6-Phosphat in Ribose-5-Phosphat, dem Substrat der Nukleotidbiosynthese. Bei Thiaminmangel ist die Aktivität der erythrozytären Transketolase signifikant verringert (ETKA-Test). Über den Pentosephosphat-Shunt und die Bereitstellung von reduzierten Glutathion ist Thiamin auch an der Regulie­rung des antioxidativen Status beteiligt. Da Nervenzellen ihren Energiebedarf überwie­gend durch Oxidation von Kohlenhydraten decken, ist Thiamin für den neuronalen Energiestoffwechsel unentbehrlich. Thiamin ist an der Reizleitung und -Übertragung von Ner­venimpulsen im zentralen und peripheren Nervensystem sowie am Neurotransmitter­stoffwechsel des adrenergen, cholinergen und serotonergen Systems beteiligt. Die Biosyn­these von Acetylcholin, Aspartat, GABA und Glutamat ist an den oxidativen Kohlenhydrat­stoffwechsel gebunden.

Der Thiaminbedarf ist abhängig vom Ener­gieumsatz, da die thiaminabhängigen Enzy­me am Energiestoffwechsel beteiligt sind. Kohlenhydrate und Alkohol erhöhen den Be­darf. Die D-A-CH-Referenzwerte empfehlen für Erwachsene eine tägliche Zufuhr von 1,0 bis 1,3 mg, für Schwangere und Stillende 1,2 bzw. 1,4 mg Thiamin. Der Thiamingehalt einiger Nahrungsmittel ist in Tab. 3.4 zusammengestellt.

Thiamin wird durch einen aktiven, trägerabhängigen Mechanismus und bei höheren Dosierungen zum Teil durch passive Diffusion im Dünndarm aufgenommen. In der Darmmukosa wird aus freiem Thiamin unter ATP-Verbrauch coenzymatisch wirksames Thiamindiphosphat (TDP) gebildet. Im Vergleich zu wasserlöslichen Thiaminverbindungen (Thiamin-HCl, -nitrat) werden die fettlöslichen Thiaminderivate(z.B. Benfotiamin), die sog. Alli-Thiamine (können sich unter physiologischen Bedingungen aus Allicin im Knoblauch und Thiamin bilden) wesentlich besser resorbiert und auch länger retiniert(l). Oral verabreichte, äquivalente Mengen an Benfotiamin führen im Vergleich zu Thiamin-HCl im Piasma zu einer 11,4fach und in den Erythrozyten zu einer 115fach höheren Bioverfügbarkeit. In der Therapie von Krankheiten, die mit einem ausgeprägten Thiaminmangel einhergehen (z.B. alkoholische und diabetische Polyneuropathie, kardiovaskuläre Beriberi) ist das Iipidlösliche Thiaminprodrug Benfotiamin, den wasserlöslichen Thiamin-Derivaten wegen der pharmakokinetischen Überlegenheit therapeutische vorzuziehen.

Alkoholismus:
Hoher Thiaminbedarf (Alkoholika haben hohen Kohlenhydratgehalt), Störung der energieabhängigen Resorption (Interaktion mit Na+/K+-ATPase) und des Thiaminstoffwechsels (Acetaldehyd) sowie erhöhte renale Thiaminexkretion.

Arzneimittel:
Antazida, Antiepileptika,Digoxin, Neuroleptika, 5-Fluorouracil (5-FU), Furosemid, orale Kontrazeptiva, NRTI (z. B. Zidovudin). 5-FU hemmt kompetitiv die Phosphorylierung von Thiamin zu TPP. 

Erhöhter Bedarf:
Alter, Schwangerschaft. Stillzeit, Wachstum, Fieber, Leistungssport, schwere körperliche Arbeit (Thiaminverlust über den Schweiß), Streß.

Ernährung:
Kauen von Betelnüssen oder fermentierten Teeblättern, starker Tee- und Kaffeekonsum (Gerbstoffgehalt: Tanni ne=Anti-Thiamine). Hitze- und Oxidationsempfindlichkeit. Hohe Zufuhr einfacher Kohlenhydrate (Glucoseinfusion, Süßigkeiten, Weißmehl). Häufiger Verzehr von rohem Fisch (Thiaminasen!).

Erkrankungen:
Hämodialyse, HIV/AIDS, Hyperthyreose, KHK, Krebs (Tumorkachexie), Lebererkrankungen, Malaria, Thyreotoxikose.

Intensivmedizinische Behandlung:
langfristige parenterale Ernährung.

Malabsorption: Achylie, CED, Durchfall,

Geringe Thiaminspeicherkapazität (mit 25 bis 30 mg die niedrigste von allen Vitaminen der B-Gruppe) und kurze biologische Halbwertszeit (10 bis 20 Tage), Magnesiummangel: Magnesium ist Cofaktor der Transketolase.

Von einem Thiaminmangel sind in erster Linie glucoseabhängige Gewebe, wie das zentrale und periphere Nervensystem betroffen.

Allgemeine Symptome eines Thiaminmangels
Ursachen für einen Thiaminmangel

Appetitlosigkeit, GIT-Störungen, Gewichtsverlust, Müdigkeit, Muskelschwäche, -schmerzen, periphere Neuropathien, Neuralgien, Eingeschränkte geistige und körperliche Leistungsfähigkeit: Konzentrationsschwäche, Reizbarkeit, Schlaflosigkeit, Vergesslichkeit und Verwirrtheit.

  • Reduzierte Aktivität der Pyruvat-Dehy-drogenase (PDH), a-Ketoglutarat-Dehy-drogenase (KGDH) und erythrozytären Transketolase (ETKA-Test)

  • Blut: Anstieg der Lactat- und Pyruvatspie-gel

  • Hyperlactatämie/Lactatazidose (—* AIDS, Intensivmedizin, Herzinsuffizienz)

  • Diabetes mellitus: Diabetische Polyneuro­pathie u. Retinopathie

Symptome bei Alkoholikern

  • Alkoholtoxische Polyneuropathie (Stö­rungen des Achillessehnenreflexes, ge­störtes Vibrationsempfinden, Sensibi­litätsstörungen, Burning feet Syndrome, neuralgische Schmerzen, motorische Störungen, Wadenkrämpfe), Wernicke-Encephalopathie (Ataxie, Augenmuskel-parese, Gedächtnisverlust, Nystagmus, Psychose, Verwirrtheit), Korsakow-Psy-chose (Verlust des Kurzzeitgedächtnisses)

  • Wernicke-Korsakow-Syndrom (Wer-nicke-Encephalopathie und Korsakow-Psychose)

  • Kardiomyopathie: LVEF 4, Tachykardien, Herzinsuffizienz, Ödeme

Symptome bei Beri-Beri

  • Trockene Form (Neuropathien): Periphe­re, degenerative Polyneuropathie, Muskel­schwäche und -atrophie, Lähmungser­scheinungen, Fußbrennen

  • Feuchte Form (Kardiomyopathie): Arryth-mien (Sinustachykardie), abnehmender peripherer Gefaßwiderstand, Dyspnoe, Herzinsuffizienz, -Vergrößerung, Lungen­ödem, periphere Ödeme, Lactatazidose.

Alkoholische Polyneuropathie (PNP)

20 bis 40% aller Alkoholiker leiden an einer alkoholtoxischen Polyneuropathie. Ein Man­gel an B-Vitaminen, insbesondere Vitamin B [ und B6 spielt dabei eine ätiopathogenetische Schlüsselrolle. Zur Therapie der alkoholi­schen PNP wird Benfotiamin (100-300 mg/Tag) zusammen mit Folsäure, Vitamin B(100-300mg/Tag) und B12 sowie Magnesi­um (300-500 mg/Tag) empfohlen.

Beriberi

Beriberi ist das klassische Krankheitsbild der Vitamin B,-Avitaminose, die zuerst in Län­dern wie Südostasien, in denen geschälter Reis als Hauptnahrungsmittel dient, beob­achtet wurde. In den westlichen Industrielän­dern kann sie bei fehl- und mangelernährten Alkoholikern auftreten. Die Krankheit tritt in zwei Formen auf: Die trockene Form ist ge­kennzeichnet durch Muskelschwäche, Ner­venentzündungen und psychischen Verände­rungen. Bei der sogenannten feuchten Form überwiegen kardiovaskluäre und respiratori­sche Symtome (Dyspnoe, Kardiomyopathie, Ödeme). Bei Beriberi werden anfangs 100 bis 200 mg parenteral (i.m., i.v.) über mehrere Tage, anschließend 100 bis 300 mg Thiamin pro Tag oral verabreicht.

Diabetes mellitus und diabetische Polyneuro­pathie

In randomisierten und Plazebo-kontrollier-ten Doppelblindstudien an Patienten mit dia­betischer Polyneuropathie (Typ-I- und Typ-Ii-Diabetes) verbesserte die orale Gabe des Thiamin-Prodrug Benfotiamin gegenüber Plazebo signifikant den Neuropathie­schweregrad (Schmerzsymptomatik, Nervenleitgeschwindigkeit, Vibrationsempfin­den). Tierversuche zeigen, dass Benfo­tiamin auch die Proteinglykosilierung (AGE-Bildung) hemmt. In der Therapie diabetischer Polyneuropathien werden täglich 150-300 mg Benfotiamin (p.o.) zusammen mit ande­ren neuroprotektiven Mikronährstoffen (z. B. ot-Liponsäure, B6, B12, Folsäure) empfohlen.

Epilepsie

Unter Dauertherapie mit Phenytoin und Phenobarbital werden reduzierte Thiaminplasmaspiegel beobachtet. Thiamin (50 mg/Tag, p.o.) kann die neuropsychologischen Funk­tionen bei Epileptikern, die langfristig mit Phenytoin behandelt werden, signifikant ver­bessern.

Immunschwäche

Krankheits- und medikationsbedingt ist der B-Vitaminbedarf bei Erkrankungen, die mit einem geschwächten Immunsystem assozi­iert sind, insbesondere bei HIV-Infektio­nen, deutlich erhöht. Zur Stabilisierung der Immunfunktion wird eine Substitution von Thiamin in Form eines B-Komplexes von 50 bis 100 mg pro Tag empfohlen.­

Lactatazidose (AIDS, Alkoholiker, Intensivmedizin, Herzinsuffizienz, TPN)

Lactat (Normalwerte im Plasma: 0,6-2,2 mmol/1), das Endprodukt der anaeroben Glycolyse wird durch Oxidation im Citrat- oder durch Gluconeogenese im Cori-Zyklus wei­ter verwertet. Thiamin ist Cofaktor des mito­chondrialen Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes, der Pyruvat in den Citratzyklus und somit in den aeroben Stoffwechsel ein­schleust. Thiaminmangel reduziert den Pyru-vatverbrauch und erhöht den Lactatspiegel. Lactatazidosen können bei AIDS- und inten­sivmedizinischen betreuten Patienten, Alko­holikern, Herzinsuffizienz und totaler paren­teraler Ernährung (TPN) auftreten.

Unter der Langzeitmedikation mit Nucleosidischen Reverse-Transkriptase-Inhibitoren, NRTI (AZT, ddC, 3TC, d4T) treten häufig Neuro- und Myopathien (Müdigkeit, Muskel­schwäche, Wasting) auf. Dabei können ein NRTI-induzierter Mangel an B-Vitaminen sowie Störungen der mitochondrialen At­mungskette eine ätiologische Rolle spielen. NRTI hemmen die mitochondriale DNA-Polymerase vom Typ y, die in intakten Mitochondrien die Replikation der mitochondria­len DNA (mtDNA) katalysiert. Diese kodiert für wichtige Proteine in der Atmungskette. Bei Störungen des Citratzyklus und der mitochondrialen Atmungskette wird der Kohlenhydratstoffwechsel sowie der Lactat- und Fettsäureabbau beeinträchtigt. Mitochondria­le Myopathien mit intrazellulärer Fettakku­mulation, erhöhter Lactatproduktion und Kreatinphosphat-Depletion können auftreten. Auch die unter antiretroviraler Therapie beobachtete Hyperlipidämie und Lipodystro­phie ist mit der toxischen Wirkung der NRTI auf die Mitochondrien assoziiert. HIV-Pa­tienten mit NRTI-induzierter Lactatazidose konnten mit hochdosierter parenteraler Ap­plikation von Thiamin erfolgreich behandelt werden.

Auch bei Intensivpatienten, die nach drei­wöchiger totaler parenteraler Ernährung (TPN) eine schwere Lactatazidose (> 22,8 mmol/1) entwickelt hatten, wurde der ent­gleiste Stoffwechsel mit Thiamin (2 x 400 mg, i.v.) normalisiert.

In vitro hemmen Digoxin und Furosemid die Thiaminaufnahme der Kardiozyten (10). Furosemid erhöht signifikant die renale Thia-minexkretion. Langzeitmedikation mit Furo­semid führte bei Patienten mit Herzinsuffizi­enz zu Thiaminmangel und Beeinträchtigung der Herzfunktion (LVEF) (11). Ein 84jähriger Patient, der jahrelang aufgrund bestehender Herzinsuffizienz mit Diuretika behandelt worden war, wurde mit kardiovaskulärem Be-riberi-Syndrom (Dyspnoe, peripheren Öde­men, Herzdilatation) und Hyperlactatämie (11,4 mmol/1) in die Notfallaufnahme einge­wiesen. 2 Stunden nach Applikation von 100 mg Thiamin (i.v.) fielen die Serumlactat-spiegel von 11,4 auf 5,7 mmol/1, nach 12 Stunden normalisierte sich der gestörte Stoff­wechsel.

Nervosität, Müdigkeit, Antriebslosigkeit und Stress

Die Gruppe der B-Vitamine wird auch als Anti-Stress-Vitamine bezeichnet. Bei Streß, eingeschränkter geistiger und körperlicher Leistungsfähigkeit empfiehlt sich die Substi­tution einer ausgewogenen Multivitaminmineralstoff-Kombination mit hochdosiertem Vitamin B-Komplex eubiopur Multivital.

Repellent (Insektenabwehr)

Thiamin wird bei hoher Dosierung (100 mg pro Tag) zum Teil über den Schweiß ausge­schieden und soll wegen seines Geruchs In­sekten abwehren. Die Wirksamkeit ist aller­dings sehr umstritten.

Wernicke-Korsakoff-Syndrom

Der hierbei auftretende Thiaminmangel ist fast immer die Folge einer Fehlernährung, die am häufigsten mit Alkoholismus verbun­den ist. Die alkoholinduzierte Wernicke-En-zephalopathie geht mit Paralyse der Augen­muskulatur, mentalen Ausfallen und Koordi­nationsstörungen einher. Bereits bei Verdacht auf eine Wernicke-Enzephalopathie muß eine sofortige Substitution erfolgen, da die Er­krankung unbehandelt zu irreversiblen Schä­den und zum Tod führt. Empfohlene Dosie­rung: 1 bis 2 x täglich 100-500 mg Thiamin parenteral (3-5 Tage lang), zusammen mit anderen B-Vitaminen, dann oral.

Weitere Anwendungsgebiete: Alkoholent­wöhnung, Demenz vom Alzheimer-Typ, chron. entzündliche Darmerkrankungen, De­pressionen, Herpes zoster, Lebererkrankun­gen, Leistungssport, Leuzinose, Malaria, Multiple Sklerose, Nervenentzündungen (Trigeminusneuralgien, Ischialgien).

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