12.2 化学、生物化学及病因
12.2.1 化学
硫胺素及它的活性衍生物硫胺素焦磷酸盐(Thiamin pyrophphate-TPP)的结构硫胺素拮抗物绘于图12-1。
硫胺素对紫外光(大约低于290nm)的降解作用是敏感的。在有水存在下被热可破坏；在碱性状况下易破坏，铜离子加快它的破坏，而其它金属离子则不能。在无水的情况下，硫胺素热至100℃24小时或更长的时间无损失。
硫胺素盐酸盐易溶于水，呈酸性。它是被广泛应用的一种硫胺素。此外，还有硫胺素硝酸盐，不易潮解，常用于强化食品。
图12-1 硫胺素、硫胺素焦磷酸盐及硫胺素拮抗物
各种改良的硫胺素衍生物也是可利用的。其中最多的有打开噻唑环及一些是脂溶性的。这些衍生物经口给与之后比硫胺素在血中的浓度增加迅速和显著。如硫胺素丙基二硫化 和硫胺四氢化糖基二硫化物在治疗乙醇中毒合并硫胺素缺乏，比硫胺素或TPP更为有效。蒜硫胺在抵抗饲以羊齿植物的实验动物中所引起的硫胺素缺乏较硫胺素的作用强。
硫胺素拮抗物常用于动物实验性硫胺素缺乏病的研究。
12.2.2 生物化学
硫胺素的吸收主要在小肠上段，它在肠壁的吸收是一个主动的过程。健康人吸收的总量在4～8mg之间，增加剂量吸收减少。当进食时给与，吸收率减慢，但吸收的数量不减少。从肌肉注射吸收迅速和完全。
在组织中硫胺素广泛分布于各种组织。体库测量其量为30mg。每天以1mg转换，在正常人硫胺素缺乏2～3周，其缺乏症状尚不能被观察到。
硫胺素在肝脏中进行代谢。从尿中排出，不能被肾小管再吸收，从尿中排出的硫胺素多为游离型。小量的锌能延缓其排出。在通常情况下，汗中排出量极微；但在热环境中，中含有90～150μg·L-1，所以在热环境中工作应注意硫胺素的补充。
在身体中硫胺素80%是硫胺素焦磷盐的形式(TPP)，10%是硫胺素三磷酸盐的形式(TPP)以及其余的是硫胺素单磷酸盐(TMP)或是游离的硫胺素。此外，在神经生理中它还有独特的作用，但其作用还不能明确地解释。
在每天摄取硫胺素0.5～0.6mg以上，按摄取的比例，尿中排出的是有所升高。有的膳食，每天排出可能高达0.1mg。代谢产物亦能在尿中发现。
人乳中分泌的硫胺素的多少取决于授乳者硫胺素的摄取量。
TPP在肝、肾和白细胞中由于酶的作用，将硫胺素与ATP结合而形成，TPP又被称为辅羧化酶(cocarboxylase)。TPP作为辅酶的作用已被完全阐明。在哺乳动物中，TPP是对包括丙酮酸，α-酮戊二酸在内的α-酮酸，以及亮氨酸、异亮氨酸、异亮氨酸与缬氨酸的酮基类似物的氧化脱羧作用所需的辅酶。对磷酸戊糖代谢途径中的转羟乙醛(transketolase)的功能也是需要的。
TPP或TTP在神经生理中的作用，目前虽有不少文献报告，但尚属说，实际上还解释不清楚。
12.2.3 病因学
脚气病发病率最多是膳食主要成分为研磨米或其它精制的谷类食物。在印度人们膳食中能量的80～90%是由米供给的。要使膳食有适当的硫胺素和其它维生素的供给，膳食中应有玉米、豆类及鱼等食物。脚气病曾在远东有过流行，近年已有很大下降。在战后菲律宾调查，结果表明发病率接近13%；死亡率是132/100000。死亡率最高的是婴儿患者。
在欧洲脚气病是罕见的，但与乙醇中毒合并发生的不少。亚临床缺乏为数较多。Brin综合报告各国硫胺素营养的近况，见表12-1。
表12-1 在各国硫胺素的缺乏(1976年资料)
| 国家 | 低于适宜水平的人的百分率 | |
| 军人 | 居民 | |
| 乌拉圭(Uruguay) |
54 |
27 |
| 约旦(Jordan) |
- |
5 |
| 哥伦比亚(Colombia) |
51 |
20 |
| 智利(Chile) |
3 |
1 |
| 秘鲁(Peru) |
34 |
- |
| 孟加拉国(Bangladesh) |
- |
9 |
| 泰国(Thailand) |
13 |
49 |
从表可见，处于亚临床缺乏者是比较多的，约占20%，也是值得注意的。
我国南方本病发病率较高。这些地区也是以大米为主食，且气候炎热潮湿。产米区比产麦和产杂糖的地区发病多，其主要原因是米中硫胺素小麦和杂糖中少。加上南方气候因素，糖食易于变质，故可使米中硫胺素更少。故我国南方地区脚气病较多。
引起硫胺素缺乏病的病因如下：
(1)硫胺素摄取不足 长期食用精白米、面。烹调方法不当，特别是煮稀饭为了粘稠和松软加入少量的碱，破坏了维生素B1，又如做饭时去米汤。另外还有偏食。这些都可使硫胺素的摄取不足。此外，还有引起疾病引起进食减少，都可造成硫胺素摄取不足。
(2)硫胺素的需要量增加 生理状态有妇女妊娠、哺乳、儿童生长发育、成人剧烈劳动等。病理状态有代谢率增加的疾病，如甲状腺机能亢进，还有一些慢性消耗性疾病。
(3)吸收或利用障碍 长期腹泻或经常服用泻剂以及胃肠道梗阻均可造成吸收不良。肝、肾疾影响合成TPP，也可造成缺乏。
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