Vitamin B1

(thiamin)

Na první pohled se může zdát, že je ho v běžné stravě dost a nikdo tak nemůže trpět jeho nedostatkem, ve skutečnosti je ale řada situací, kdy se vyplatí vitamin B1 doplňovat i nad rámec běžného jídelníčku. Vůbec první objevený vitamin je nezbytný třeba pro fungování našeho mozku a srdce, ale je to také účinný pomocník proti zánětu a bolesti.

Vitamin B1 patří mezi tzv. esenciální živiny. Živočichové včetně člověka jej totiž na rozdíl od rostlin, hub a bakterií nedokáží ve svých tělech vytvářet, a jsou proto odkázáni na jeho příjem v potravě.

V lidském organismu se vyskytuje cca 25-30 mg thiaminu, a to v mnoha formách (např. estery, thiamindifosfát a trifosfát, adenosin thiamin difosfát a další). Protože jde o vitamin rozpustný ve vodě, v těle se ukládá jen ve velmi malých množstvích, přičemž případný nadbytek se vyloučí převážně močí (méně pak stolicí a potem). Pokud jej ve stravě přijímáme nedostatek, vzniká jeho deficit za 2-3 týdny. (1)

Doporučená denní dávka thiaminu je 1,1 mg pro dospělé ženy a 1,2 mg pro muže, což je množství, které není problém získat z běžné stravy (viz tabulka). Těhotné a kojící ženy potřebují denně 1,4 mg. Denní potřeba ale výrazně stoupá v případě těžkých infekcí, mnohočetných zraněních a operacích, kdy může nezbytná dávka vitaminu B1 stoupnout i na více než stonásobek – například pro 70kg pacienta může v podobných situacích činit 100-300 mg denně. (2-4)

Historie

Historie objevu vitaminu B1 začíná v roce 1889 a kryje se s objevem vitaminů jako takových. Na sklonku 19. století byly totiž vědcům známy pouze makroživiny, tedy sacharidy, bílkoviny a tuky, zatímco o mikroživinách neměl nikdo ani tušení. Holandský lékař Christiaan Eijkman tehdy v oblasti dnešní Indonésie zkoumal závažné onemocnění beri-beri, které bylo v té době známé již velmi dlouho – poprvé bylo popsáno ve staročínských spisech již v roce 2600 př. n. l. Na konci 19. století ale začal jeho výskyt narůstat, a to zejména v oblastech, kde lidé hojně konzumovali průmyslově zpracovanou, leštěnou rýži. A když Eijkman začal tuto rýži podávat kuřatům, zjistil, že se u nich vyvinuly příznaky připomínající beri-beri. Bylo tedy jasné, že se leštěním z rýže odstranilo něco, co následně lidem a ptactvu chybělo.

Na jeho poznatky v roce 1906 navázal anglický biochemik Frederick Gowland Hopkins, který pokusná zvířata krmil směsí izolovaných bílkovin, sacharidů a tuků. Zjistil, že tato kombinace nedokáže zajistit jejich trvalý růst, a proto usoudil, že běžná strava musí obsahovat ještě něco dalšího. Jeho myšlenka ale ve vědeckých kruzích prorazila až o pět let později zásluhou polského biochemika Casimira Funka. Ten v potravinách objevil látky ze skupiny aminů, které byly v nepatrných množstvích nutné pro udržení zdraví. Nazval je vitaminy podle kombinace slov „vitální“ a „amin“.

V roce 1913 zjistil Američan Elmer McCollum, že existují dva základní typy vitaminů. Ty první, které byly rozpustné v tucích, nazval „faktor A“, a druhé, rozpustné ve vodě, obdržely název „faktor B“. Další důležitý objev v podobě izolace prvního čistého vitaminu ale přišel až v roce 1926. Holanďané Barend Jansen a Wilem Donath navázali na svého krajana Eijkmana a vrátili se k výzkumu nemoci beri-beri. Z částí rýže odstraněné při leštění izolovali krystalickou látku, a když ji podali ptákům trpícím beri-beri, příznaky nemoci zmizely. Objevená sloučenina byla coby první známý „faktor B“ později pojmenována vitamin B1, nebo také thiamin (podle toho, že v molekule kromě aminové skupiny obsahuje také atom síry).

Objev měl ve vědeckém světě mimořádný ohlas, a proto se v 30. letech ve velkém rozjel výzkum zaměřený na objevování a syntézu vitaminů. V roce 1936 se v laboratořích společnosti Merck povedlo vitamin B1 připravit uměle. Postup to byl sice velmi složitý, zahrnující 15 náročných kroků, brzy se však získaná látka začala využívat k obohacování potravin, zejména pak chlebové mouky. (5)

Výskyt

Nejdůležitějšími zdroji vitaminu B1 pro člověka jsou celozrnné obiloviny, maso (nejvíce ho obsahuje to vepřové) a luštěniny a ořechy. Naopak bílá pšeničná mouka a leštěná rýže ho obsahují velmi málo a mezi bohaté zdroje nepatří ani ovoce a zelenina. Část potřebného thiaminu je také vytvářena ve střevním mikrobiomu. (1)

Obsah vitaminu B1 v některých potravinách (1)

Samotná konzumace potravin bohatých na vitamin B1 ovšem nestačí. Existují totiž některé faktory, které ničí buď samotný vitamin, nebo zhoršují jeho vstřebávání.

V případě obilovin hraje roli jejich průmyslové zpracování. Vitamin B1 v nich totiž není rozložen rovnoměrně – nejvíce se jej nachází v otrubách a klíčku, což jsou části, které jsou během mletí, rafinace nebo leštění většinou odstraněny. Například rafinovaná bílá pšeničná mouka tak obsahuje až o 80 % méně thiaminu než ta celozrnná. V případě rýže pak platí, že pokud si chceme dopřát tu bílou, měli bychom dát přednost té parbolizované – tato průmyslová úprava je totiž šetrnější než leštění.

Jak příjem vitaminu B1 podpořit?

Pokud sázíme na příjem vitaminu B1 ze stravy, je důležité znát postupy a faktory, které snižují jeho obsah v potravinách nebo narušují jeho vstřebávání:

Kuchyňská úprava

Značná část vitaminu B1 se ničí při tepelné úpravě. Například u masa činí ztráty v závislosti na druhu a kulinářském postupu 10– 80 % – nejvíce se ho ztratí při vaření, méně při pečení a smažení. Nepřívětivější je v tomto směru smažení v trojobalu, který výrazně omezuje odpařování vody obsažené v mase, bohužel je ale smažení jinak nejméně zdravým způsobem přípravy, takže ho nelze s klidným svědomím doporučit. U obilovin se vitamin B1 ztrácí při vaření i pečení, přičemž ztráty jsou například výrazně nižší u žitného než u pšeničného chleba. (1)

Thiamin rozpustný ve vodě, a proto se ho značná část při vaření nebo namáčení potravin vylouhuje do vody. Z tohoto důvodu je například při přípravě obilovin vhodné využívat postupy, kde se voda nevylévá. Zajímavé také je, že obsah vitaminu B1 v pečivu výrazně klesá při použití prášku do pečiva – dokonce o více než 50 %. Prášek do pečiva je totiž zásaditý a thiamin je v zásaditém prostředí nestabilní. Stabilitu při tepelné úpravě obecně zvyšuje přítomnost škrobu, bílkovin a fruktózy, zatímco glukóza ji snižuje. (1)

Zajímavé jsou poznatky ohledně stability vitaminu B1 v česneku – pokud česnek před konzumací nebo tepelnou úpravou rozdrtíme (prolisujeme), obsažení allicin reaguje z thiaminem a vznikne v tucích rozpustná sloučenina allilthiamin, která se vyznačuje velmi dobrým vstřebáváním i vysokou stabilitou. (1)

Antihistaminové faktory

Pokud se snažíme zvýšit přísun thiaminu, měli bychom se také vyhýbat potravinám, které obsahují tzv. antithiaminové faktory, tedy látky, jež vitamin B1 inaktivují nebo blokují jeho vstřebávání. Jejich častá konzumace spolu s jídlem nebo doplňky stravy tak může způsobovat jeho nedostatek. Patří sem například:

• syrové nebo fermentované ryby a korýši (jejich tepelná úprava tuto vlastnost zruší),
• káva a čaj (jejich destruktivní působení zase částečně omezí užívání vitaminu B1 spolu s vitaminem C nebo organickými kyselinami, které se vyskytují v mnoha druzích ovoce a zeleniny.
• Sušené ovoce nebo víno konzervované pomocí sloučenin obsahujících síru (tj. především oxid siřičitý a siřičitany) – ty totiž thiamin štěpí a způsobují tak jeho masivní ztráty.
• Chlorovaná voda – také zbytkový chlór ve vodě, v níž se potraviny vaří, štěpí obsažený vitamin B1. (1)

Faktory narušující biologickou využitelnost

Vstřebávání vitaminu B1 z potravy klesá vlivem stárnutí, některých trávicích problémů a některých genetických poruchách. Vyšší potřebu mají rovněž lidé trpící obezitou a kuřáci, a to včetně kuřáků pasivních. Problematické je nadužívání alkoholu – nedostatkem thiaminu trpí až 80 % alkoholiků. Ke zvýšeným ztrátám pak dochází při užívání diuretik. Zvýšení poptávky po vitaminu B1 může způsobit i stres z jakékoliv nemoci – některé studie ukázaly, že při hospitalizaci jeho deficit roste, a zvláště výrazně stoupá v případě vzniku sepse. (1, 10, 19)

Funkce vitaminu B1 v těle

V lidském těle hraje thiamin a od něj odvozené sloučeniny řadu důležitých rolí:

• V aktivní formě TPP slouží jako kofaktor (nebílkovinná součást) enzymů zapojených do metabolismu sacharidů, některých aminokyselin a mastných kyselin.
• Nezbytný je také pro syntézu nukleových kyselin, tuků, myelinu (sloučenina obalující nervová vlákna, nezbytná pro přenos nervových vzruchů) a neurotransmiteru, stejně jako pro antioxidační ochranu.
• V mitochondriích jsou na thiaminu závislé některé klíčové enzymy podílející se na produkce buněčné energie.

Důsledky deficitu vitaminu B1

Pokud máme v těle deficit thiaminu, dochází k narušení řady procesů na buněčné úrovni: (1)

• Snižuje se oxidační metabolismus, s jehož pomocí získáváme energii z makroživin.
• Selhává tvorba adenozin trifosfátu (ATP), což je sloučenina, kterou využívají buňky jako zdroje energie. Naše buňky totiž neumějí získat energii přímo z živin, všechny proto musí nejprve projít biochemickou přeměnou, v níž se uvolněná energie uloží do chemických vazeb v ATP.
• Roste překyselení organismu v důsledku zvýšené produkce kyseliny mléčné neboli laktátu.
• Snižuje se produkce některých neurotransmiterů, například acetylcholinu, glutamátu, aspartátu a GABA, což má negativní důsledky na fungování mozku a nervové soustavy.
• Zhoršuje se tvorba nukleových kyselin (DNA a RNA) a glutathionu, který je důležitým vnitřním antioxidantem.
• Vznikají poruchy při syntéze hemu – molekuly, která je součástí červených krvinek a umožňuje přenos kyslíku krví.

Nejvíce jsou na nedostatek vitaminu B1 citlivé orgány, které jsou z hlediska produkce buněčné energie nejvíce závislé na ATP vzniklém oxidativní dekarboxylací, což je mozek a srdce.

Potíže související s hladinou thiaminu

Výrazný nedostatek vitaminu B1 má za následek onemocnění beri-beri, které má dvě formy: suchá (nervová) se projevuje neurologickými příznaky, jako je ztráta citlivosti a slabost končetin, bolesti svalů, sníženou kognitivní výkonností, psychickými potížemi, nebo dokonce až ochrnutím. Vlhká (kardiální) forma se projevuje kardiologickými příznaky (srdeční abnormality projevující se abnormálním EKG, edémem, tachykardií až akutním městnavé srdeční selhání).

Nemoc beri-beri se sice u nás nevyskytuje, týká se spíše jen velmi chudých oblastí světě, negativní vliv na fungování organismu však může mít i mírný deficit vitaminu B1. Zde jsou oblasti, v nichž se může negativně projevit:

Mentální výkonnost

Obecně u všech vitaminů skupiny B platí, že jejich užívání zpomaluje úbytek kognitivních funkcí s věkem a snižuje riziko demence. Souvislost příjmu samotného vitaminu B1 s kognitivní výkonností byla prokázána především u populace nad 60 let, podceňovat by ji ale neměly ani mladší ročníky. Užívání thiaminu pomáhá zachovat mentální zdraví u osob ve vyšším věku, a dokonce zlepšuje kognitivní funkce u osob trpících Alzheimerovou chorobou. Některé studie ukázaly i souvislost příjmu vitaminu B1 se schopností abstraktního uvažování. Příjem thiaminu rovněž pomáhá zmírnit zánětlivé procesy a oxidativní stres v mozku.  (7-9)

Podle některých důkazů může nedostatek vitaminu B1 souviset přímo se vznikem neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova, Parkinsonova a Huntingtonova choroba. Důvodem přitom může být mj. i zapojení thiaminu do metabolismu sacharidů – zvláště při vzniku Alzheimerovy choroby totiž hraje důležitou roli inzulinová rezistence v oblasti mozku. (19)

Srdce a cévy

U osob, které trpí kardiovaskulárními chorobami, je nedostatek vitaminu B1 častější než u zbytku populace – některé studie například ukazují, že jím trpí až 90 % pacientů se srdečním selháním. Řada studií také ukazuje, že zvýšený příjem vitaminu B1 pomáhá snížit riziko zvýšení krevního tlaku, ischemické choroby srdeční, infarktu myokardu a celkové úmrtnosti na kardiovaskulární choroby. Tato souvislost je zvláště výrazná u starších mužů, osob s nadváhou, kuřáků a osob s nadměrnou konzumací alkoholu. Užívání thiaminu také dokáže zlepšit stav pacientů s již vzniklou ischemickou chorobou srdeční. Některé studie rovněž ukázaly pozitivní vliv na hladkou svalovinu tepen, což se projeví nižší tendencí k tvorbě aterosklerotických plátů. (10, 19)

Diabetes

Vitamin B1 je nezbytný pro metabolismus sacharidů, a proto je logické, že jeho hladina bude souviset s rizikem diabetu. Proto není náhoda, že lidé s cukrovkou 2. typu mají plasmatickou hladinu thiaminu v průměru o 76 % nižší než zdraví lidé! Jedna ze studií také ukázala, že užívání thiaminu po šest týdnů pomáhá zvýšit produkci inzulinu a snížit hladinu cukru v krvi. Jeho dostatečný příjem rovněž vede ke snížení rizika kardiovaskulárních komplikací u diabetiků. (10, 11, 19)

Riziko sepse

Sepse je závažný stav selhání důležitých orgánů z důvodu reakce organismu na infekci. Ukazuje se přitom, že pokud je v organismu nízká hladina vitaminu B1, stoupá riziko, že pacient na následky sepse zemře. (11)

Deprese a jiné psychické potíže

Nízká hladina vitaminu B1 zvyšuje riziko depresí. To samé platí i pro vitaminy B2, B3, B6 a B12. Jedna ze studií rovněž ukázala, že zvýšený příjem thiaminu je vhodný pro pacienty, kteří začínají užívat antidepresiva – pomůže jim totiž zmírnit příznaky v době, než léky začnou působit. Thiamin se navíc ukazuje jako účinná prevence poruch nálad u osob s vysokou mírou pracovního stresu – příznivé účinky se zde v rámci výzkumů projevily po 12 týdnech užívání. (12-14)

Deficit vitaminu B1 je ale častý i u dalších problémů souvisejících s psychikou – popsán byl například u lidí s bipolární poruchou, schizofrenií a mentální anorexií. Souviset může i s úzkostnými příznaky. (19)

Migréna

Lidem s migrénou i jinými typy bolesti hlavy je obvykle doporučován zvýšený příjem vitaminu B2, ukazuje se ale, že přínosná může v tomto směru být i „jednička“. Její užívání například pomůže snížit frekvenci záchvatů migrény. (16, 17)

Zánět a bolest

Vitamin B1 má silné protizánětlivé účinky, které jsou způsobeny zejména jeho schopností snižovat produkci zánětlivých cytokinů. Díky tomu například může pomoci snížit zánět, otok a bolest při artritidě. Zvláště u mladých žen pak pomáhá zmírnit i menstruační bolesti a křeče. Několik studií rovněž ukázalo, že vitaminy B1, B6 a B12 zesilují účinek léků proti bolesti. (18, 20)

Vitamin B1 v doplňcích stravy

Ačkoliv se vitamin B1 nachází v potravinách v dostatečném množství, bývá někdy prospěšné sáhnout po doplňcích stravy. Týká se to nejen situací, kdy jeho potřeba stoupá (ve vyšším věku, při nemocích, po úrazech a operacích), ale i v případě narušeného trávení. V potravinách je totiž thiamin vázán na bílkoviny, zatímco v doplňcích stravy se většinou vyskytuje volný, takže je pro tělo snáze a rychleji využitelný. A jakou konkrétní formu zvolit?

V první řadě je nutné říci, že je prakticky nemožné užívat jakoukoliv „přírodní formu“. Thiamin se sice nachází v celé řadě přírodních zdrojů, je v nich ale jen ve velmi malých množstvích. Jeho získávání z potravin je proto ekonomicky nerentabilní, a to samé platí i pro jeho biosyntézu (např. pro mikrobiální fermentaci). V doplňcích stravy i obohacených potravinách se proto až na malé výjimky nachází výhradně syntetický vitamin B1.

Většina vitaminu B1 v potravě se také nachází ve fosforylovaných formách – ty naprosto převažují v živočišných potravinách, v těch rostlinných se v omezené míře nachází i volný thiamin. Fosforylované formy převažují také uvnitř našeho těla, to ale samo o sobě nic neznamená. Tyto formy jsou totiž ve střevech nejprve přeměněny na volný thiamin, a teprve ten je vstřebáván do krevního řečiště – z části pomocí specifických transportérů a z části, pokud jej přijmeme ve větším množství, přechází pasivně přes střevní stěnu. Uvnitř buněk je pak thiamin přeměněn na fosforylovanou formu, například na TPP. (1)

V doplňcích stravy se vitamin B1 nejčastěji nachází ve třech formách:

Volný thiamin

Čistá, ve vodě rozpustná forma thiaminu se v doplňcích stravy nachází nejčastěji (někdy se namísto něj využívá i thiamin hydrochlorid nebo thiamin nitrát, což jsou podobné látky s podobnými vlastnostmi). Nevýhodou této formy je nižší biologická dostupnost (6, 26)

Lipofilní forma

Výrazně lépe jsou na tom lipofilní (tj. v tucích rozpustné) deriváty thiaminu. Jako první byl v roce 1950 představen allilthiamin izolovaný z česnekového extraktu (viz výše) a na základě znalosti jeho struktury byly poté vyvinuty podobné syntetické produkty. Z nich je v doplňcích stravy nejčastěji využíván benfothiamin, méně často pak sulbuthiamin a fursulthiamin. (6)

Lipofilní deriváty mají hned několik výhod: Jsou snadněji absorbovány ve střevě, jsou stabilnější (nepodléhají rozkladu pomocí enzymů), a především se snáze dostávají přímo do buněk. Buněčné membrány jsou totiž tvořeny látkami tukové povahy, takže látky rozpustné v tucích jimi mohou procházet přímo, zatímco ty rozpustné ve vodě k tomu potřebují speciální přenašeče. Proto se lipofilní formy thiaminu vstřebávájí lépe než jeho čistá, ve vodě rozpustná varianta, a proto se využívají i pro terapeutické účely. (6)

Fosforylované (koenzymové) formy

Další možnou složku doplňků stravy představují výše zmíněné fosforylované formy thiaminu, někdy též označované jako koenzymové (což platí i pro některé další vitaminy skupiny B). Obvykle jde o thiamin difosfát, označovaný také jako thiamin pyrofosfát nebo zkratkou TPP. Často se využívá také thiamin monofosfát neboli TMP (některé doplňky stravy využívají také chloridy TPP nebo TMP). (24, 26)

Koenzymové formy thiaminu jsou sice totožné s formou thiaminu, která je v lidské těle přítomna coby koenzym (nebílkovinná součást enzymů), ve skutečnosti ale jejich užívání není vůbec výhodnější než konzumace čistého thiaminu. Většina fosforylovaných derivátů se totiž ze střeva nevstřebává přímo, ale musí být nejprve přeměněna právě na thiamin. Ten se poté vstřebává do krve, aby mohl být v buňkách přeměněn zpět na fosforylovanou formu. Jinými slovy: fosforylovaná forma tělu neušetří práci, ale naopak mu ji přidá, protože znamená nutnost jednoho kroku navíc. Navíc platí, že pokud člověk ve střevech nemá dostatek enzymů schopných přeměnit TPP na thiamin (k tomu často dochází například při cukrovce, srdečních onemocněních, zvýšené hladině kortizolu nebo při užívání hormonální antikoncepce), část TPP z doplňku stravy zůstane nevyužita. A když k tomu připočteme fakt, že koenzymové formy jsou coby doplňky stravy dražší než thiamin, je jasné, že jejich užívání nedává smysl. (24, 26)

Užívání a kontraidikace

Užívání doplňků stravy s thiaminem je obecně bezpečné, pouze u vysokých dávek se mohou vyskytnou některé vedlejší účinky typu nevolnost, podráždění a svědění pokožky, pocení nebo alergických reakcí. Bezpečné jsou i v těhotenství. Pokud jde o kombinování s léky, nejsou známy žádné vážné interakce a jen málo středně silných interakcí – například s některými antibiotiky (např. azithromycinem, erythromycinem či roxithromycinem). Jeho užívání také může zkreslit výsledky některých laboratorních vyšetření, takže je v tomto případě třeba lékaře informovat. (21, 23)

U některých léků byl naopak popsán jejich výrazný negativní vliv na hladinu thiaminu či možnosti jeho využití v těle, a proto je (po konzultaci s ošetřujícím lékařem) vhodné při jejich užívání konzumaci vitaminu B1 navyšovat. Jde například o: diuretikum furosemid, který výrazně zvyšuje vylučování vitaminu B1 močí,

• lék na srdce digoxin, které snižuje schopnost srdečních buněk vstřebat a využít thiamin (velmi problematická je zejména kombinace furosemidu a digoxinu),
• chemoterapeutikum fluorouracil, který zase blokuje přeměnu thiaminu na aktivní formy. (24, 25)

Vhodné kombinace

Thiamin je vhodné kombinovat s jinými vitaminy skupiny B, protože navzájem zvyšují svoje vstřebatelnost a využitelnost – například vitamin B1 podporuje absorpci vitaminu B2. Tato dvojice vitaminů může být velmi prospěšná i při migréně, to samé ale platí i pro kombinaci B1 + B6 + B9 + B12. Vhodná je i kombinace s hořčíkem, který podporuje přeměnu thiaminu na biologicky aktivní formu. Při některých problémech, jako je například sepse, pomáhá kombinace B1 s vitaminem C. (16, 17, 22, 27)