Thiamin (Vitamin B1)

Die Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen ist bei einer ausgewogenen, pflanzenbasierten Ernährung mit wenig bis keinen industriell verarbeiteten Lebensmitteln in der Regel gegeben, mit Ausnahme von Vitamin B₁₂. Doch vor allem sekundäre Pflanzenstoffe sind relevant für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Heilung von Krankheiten, obwohl sie nicht als essenzielle Nährstoffe gelten - ausser Vitamine.

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Definition

Thiamin, auch als Vitamin B₁ bekannt, ist ein wasserlösliches Vitamin aus der Reihe der B-Vitamine. Thiamin ist die Vorstufe von Thiaminpyrophosphat (TPP) und ein essenzieller Cofaktor, der für die Energieproduktion notwendig ist.⁹ Vitamin B1 entdeckte man 1897 als erstes Vitamin und nannte es damals "Vitamin". Aufgrund seiner Aminogruppe nannte man es "vitales Amin" (ein Amin des Lebens), was ursprünglich der gesamten Gruppe der Mikronährstoffe ihren Namen gab.¹¹

Vorkommen

Thiamin kommt in einer Vielzahl von Lebensmitteln vor, die bedeutendste pflanzliche Quelle stellt Getreide dar. Hierbei sind Vollkornprodukte den raffinierten vorzuziehen. Gute Mengen Thiamin findet man auch in Hefeflocken/Edelhefe (27 mg/100 g), Hülsenfrüchten und Nüssen: Weizenkeime (1,88), Sonnenblumenkerne (1,5), Macadamianuss (1,2), Sojabohne (0,87), Sesam (0,8), Haferflocken (0,76), Erbsen (0,7), Kamut (0,4) und Kichererbsen (0,48).²

Lager- und Zubereitungsverluste

Thiamin ist sowohl wasserlöslich als auch hitze- und oxidationsempfindlich. Das bedeutet, dass die Hitzeeinwirkung beim Zubereiten einen Teil zerstört oder ein Teil ins Kochwasser übergeht. Der Thiamingehalt in Lebensmitteln kann daher je nach Lagerung und Zubereitung schwanken. Wie die meisten B-Vitamine kommt Thiamin bevorzugt in den Randschichten des Getreidekorns vor, weshalb der Gehalt mit zunehmendem Ausmahlgrad stark abnimmt.

Einige Flavonoide, darunter Quercetin und Rutin, zählen zu den Thiaminantagonisten. Roher Fisch enthält das Enzym Thiaminase, das Thiamin abbaut und somit vernichtet. Auch Konservierungsstoffe aus der Gruppe der Sulfite (E 220 – E 228) bauen Thiamin ab.³

Ernährung - Gesundheit

Vitamin B1 ist wichtig für die Funktion der Nervenzellen, da es den Stoffwechsel unterstützt, die Aktivität verschiedener Coenzyme beeinflusst und die Glukoseverwertung im Nervengewebe fördert. Ausserdem kann Vitamin B1 die kognitive Leistungsfähigkeit beeinflussen und somit die Arbeitstätigkeiten unterstützen.⁷

Tagesbedarf auf lange Sicht

Der Thiaminbedarf ist nicht konstant, sondern steht in Relation zum Energieumsatz. Darauf basieren die Empfehlungen, wonach Frauen 1,1 mg und Männer 1,3 mg Thiamin pro Tag benötigen. Jugendliche in der Zeit des höchsten Energieumsatzes haben einen Thiaminbedarf von bis zu 1,6 mg/Tag. In der Schwangerschaft und Stillzeit beträgt die empfohlene Dosis 1,5 bzw. 1,7 mg/Tag.¹

Risikogruppen

Diabetiker haben oft einen niedrigen Thiaminspiegel im Körper, was aufgrund des gesteigerten Thiaminverlustes durch erhöhte renale Thiaminclearance besonders bei Typ-I- und Typ-II-Diabetes auftritt. Diese erhöhte Ausscheidung führt zu einem Mangel, der die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen erhöht. Studien deuten darauf hin, dass eine hochdosierte Thiamintherapie positive Auswirkungen auf die diabetische Nephropathie im Frühstadium haben kann.⁶

Mangelerscheinungen bzw. Mangelsymptome

Häufigste Ursachen für einen Thiaminmangel ist eine Fehlernährung (insbesondere mit hohem Konsum von Zucker und Weissmehlprodukten) und/oder ein Alkoholmissbrauch. Aber auch Stress, Rauchen, Leistungssport sowie eine Schwangerschaft steigern das Risiko für einen Thiaminmangel. Erste Symptome einer Mangelversorgung hängen mit Störungen im Kohlenhydratstoffwechsel und Nervensystem zusammen und können sich durch Müdigkeit, Reizbarkeit, Depressionen, Sehstörungen, Appetitlosigkeit, Konzentrationsschwäche und Kopfschmerzen äussern.⁴

Die klassische Vitamin-B1-Mangelkrankheit ist Beriberi. Die Symptome zeigen sich als kardiovaskuläre Störungen mit mangelhafter Durchblutung, Ödemen, Herzinsuffizienz und neurologischen Störungen (Polyneuropathie) wie gestörte Sensibilität, Krämpfe, Lähmungen und Angstzustände. Während die klassische Beriberi auf Entwicklungsländer beschränkt ist, finden sich v.a. letztere Symptome auch bei uns.

Bei chronisch alkoholkranken Menschen kommt es zu einem Thiaminmangel und dem Wernicke-Korsakow-Syndrom. Kennzeichnend sind punktförmige Blutungen und Wucherungen der Gefässwandzellen und in akuter Phase Gedächtnisverluste.⁴ Es dauert 4–6 Wochen, bis die Thiaminreserven des Körpers aufgebraucht sind. Zu den langfristigen Folgen eines schweren Thiaminmangels gehören hämorrhagische bzw. nekrotische Hautläsionen, der Verlust von Neuronen und dendritischen Dornen im Thalamus und Hypothalamus sowie Polyneuritis.⁸

Überversorgung

Eine Überdosierung von Vitamin B₁ über die Nahrung ist nicht möglich, da die Nieren überflüssiges Vitamin B₁ ausscheiden. Zudem kann der Körper über den Verdauungstrakt nur geringe Mengen an Vitamin B1 aufnehmen.^4,5

Funktionen im Körper

Die biochemischen Funktionen von Thiamin beruhen v.a. auf seiner Rolle als Coenzym in Form von Thiamindiphosphat (TDP).^1,10

• Energie- und Kohlenhydratstoffwechsel: als Coenzym in Transketolasen und Pyruvatdehydrogenase, zwei Schlüsselenzymen für den Kohlenhydratmetabolismus. Pyruvat, das Endprodukt der Glykolyse und des Abbaus der glucoplastischen Aminosäuren, gelangt über die thiaminabhängige Pyruvatdehydrogenase in Form von Acetyl-CoA in den Citrat-Zyklus. Das Thiamin abhängige Enzym Transketolase katalysiert im Pentosephosphatzyklus die Übertragung von C2-Fragmenten, sodass aus Aldosen Ketosen und umgekehrt entstehen können.
• Thiamintriphosphat (TTP) hat möglicherweise Funktionen in der Na⁺ Permeabilität der Membranen im Nervensystem.
• Thiamin beeinflusst die Neurotransmitter GABA und Serotonin und fungiert als Antagonist von Acetylcholin.

Aufnahme und Stoffwechsel

Die Resorption von Thiamin erfolgt vorwiegend im Dünndarm nach Freisetzung aus seinen Verbindungen. Es existiert ein aktiver Transportmechanismus, der bei geringen Konzentrationen im Darmlumen gesättigt ist. Das Thiamin-Transportprotein (TC1) ist hochspezifisch und transportiert nur Thiamin. Im Menschen ist TC1 in allen Gewebetypen zu finden, besonders viel TC1 aber haben Skelett- und Herzmuskelzellen. In geringem Umfang findet auch eine passive Diffusion statt.

Das Enzym Thiaminpyrophosphokinase bildet aus freiem Thiamin in der Darmmukosa unter ATP-Verbrauch das Thiamindiphosphat (TDP). In dieser biologisch aktiven Form wirkt Thiamin als Coenzym in verschiedenen Funktionen.¹

Speicherung - Verbrauch - Verluste

Der Transport vom TDP findet an Albumin gebunden zu den Zielzellen statt. Der Gesamtkörperbestand beträgt ca. 30 mg, wovon sich 40 % in der Muskulatur befinden. Wegen der begrenzten Speicherkapazität und einer kurzen Halbwertszeit sollte man Thiamin täglich mit der Nahrung aufnehmen. Erhält der Körper über einen Zeitraum von zwei Wochen kein Vitamin B₁, sind die im Körper gespeicherten Reserven zu 50 % entleert. Die Ausscheidung erfolgt vorwiegend über die Nieren, entweder in unveränderter Form, verestert mit Sulfat oder in teilweise noch nicht identifizierten Metaboliten.¹

Strukturen

Thiamin besteht aus zwei Ringsystemen, die durch eine Methylenbrücke miteinander verbunden sind: einem Pyrimidin- und einem Thiazolring.¹⁰