Ученые установили, что большие дозы тиамина — витамина B1, участвующего в регуляции энергетического обмена, — по-разному влияют на обмен веществ у крыс в зависимости от времени введения витамина. Так, максимальный эффект тиамин оказывал на животных, если его вводили вечером, при этом стоит учитывать, что крысы ведут ночной образ жизни. Кроме того, авторы впервые оценили суточные изменения содержания активной формы витамина B1 в мозге и его способности проникать в мозг и сердце. Высокие дозы тиамина используют при лечении неврологических заболеваний у людей, поэтому полученные данные помогут врачам при корректировке режима его приема. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Тиамин или витамин B1 — это предшественник вещества, необходимого для расщепления углеводов, аминокислот и липидов у всех живых организмов. В свою очередь, от усвоения и переработки этих соединений специальными ферментами зависит правильная работа всех органов, в том числе мозга, сердца, печени и почек. Зависимый от тиамина обмен веществ в органах меняется в течение суток, однако данных о том, как усвоение тиамина зависит от суточных ритмов, недостаточно.
Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Сеченовского Университета (Москва) установили, как введение тиамина крысам влияет на функцию зависимых от этого вещества ферментов в течение суток. Исследователи разделили животных на четыре группы — двум контрольным группам внутрибрюшинно вводили физраствор утром или вечером, а двум другим — тиамин, также утром или вечером. Дозы витамина при этом были эквивалентны тем, которые назначают пациентам при клинических состояниях, связанных с дефицитом тиамина, например, при энцефалопатии Вернике и синдроме Вернике-Корсакова — заболеваниях, поражающих нервную систему, — или при экспериментальном лечении болезни Альцгеймера.
Через сутки после инъекций у животных брали образцы крови, а также тканей сердца, печени, почек, семенников и коры головного мозга. В тканях авторы определяли содержание веществ–производных тиамина и активность тиамин-зависимых ферментов. Оказалось, что только вечерние инъекции витамина приводят к повышению в мозге уровня его активной формы — тиаминдифосфата, участвующего в получении клетками энергии. Кроме того, введение тиамина вечером позволило увеличить содержание тиаминдифосфата в сердце почти в 2,5 раза. То есть тиамин лучше усваивался, если его инъекции проводились вечером.
Также, изучив зависимые от тиамина ферменты, авторы выяснили: введение высокой дозы тиамина оказало наибольшее влияние на активность пируватдегидрогеназного комплекса, осуществляющего одну из главных регуляторных реакций обмена углеводов. В зависимости от времени суток, введение тиамина вызывало изменение уровня регуляторных ферментов-киназ, подавляющих активность пируватдегидрогеназы — PDK3 или PDK4, в мозге или в сердце соответственно. Выявленные различия в активности и регуляции зависимых от тиамина ферментов в утреннее и вечернее время были наиболее выражены в коре головного мозга и в сердце — органах, сильнее всего зависимых от энергетической функции витамина B1.
Таким образом, вечернее введение тиамина способствовало лучшему поступлению витамина в ткани и в большей степени сказывалось на энергетическом обмене в организме животных. При интерпретации этих данных, однако, важно учитывать ночной образ жизни крыс. Авторы полагают, что у людей, наоборот, утренний прием тиамина будет оказывать более сильное действие, чем вечерний. Полученные результаты послужат основой для оптимизации условий приема тиамина пациентами. Это в первую очередь касается высоких доз тиамина и лекарств на его основе, использующихся при лечении нарушений работы нервной системы.
«Мы считаем, что наши данные помогут лучше понять метаболические и физиологические изменения, происходящие при приеме высоких доз тиамина. Надеемся, что это поможет улучшить рекомендации по приему тиамина при расстройствах нервной системы, вызванных его дефицитом, а также у возрастных пациентов. В дальнейшем мы планируем исследовать изменения зависимого от тиамина метаболизма при приеме ряда конкурирующих лекарств, которые могут провоцировать дефицит витамина B1 даже при его нормальном содержании в пище», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Василий Алешин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
