Thiamin (Vitamin B1) ist ein wasserlösliches (hydrophiles) Vitamin und gehört zu der Gruppe der B-Vitamine.

Stabilität von Thiamin

Thiamin ist empfindlich gegenüber Hitze (thermolabil) sowie Licht und reagiert leicht mit Sauerstoff.

Vorkommen von Thiamin

Thiamin findet sich sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Lebensmitteln, jedoch nur in geringer Konzentration.

Während Thiamin in Pflanzen in freier Form vorliegt, ist das B-Vitamin in tierischen Geweben an ein oder mehrere Phopshatmoleküle gebunden. Im tiereischen Gewebe kommt es zu 80-85 % als biologisch aktives Thiaminpyrophasphat (TPP) und zu 15-20 % als Thiaminmonophosphat (TMP) und Thiamintriphosphat (TTP) vor [13, 16].

Aufnahme von Thiamin

Über die Nahrung aufgenommenes Thiamin wird durch Enzyme der Darmwand (Phosphatasen) in einen Zustand überführt, der die Aufnahme (Resorption) des Vitamins ermöglicht. Das Enzym unspezifische Phopshatase entfernt in diesem Schritt die Phosphatgruppen.

Mit steigender verabreichter Dosis sinkt der prozentuale Anteil an aufgenommenem Thiamins wie folgt [3, 16, 18]:

• bei einer Nahrungsaufnahme von 1 Milligramm werden 50 % aufgenommen 
• bei einer Dosis von 5 Milligramm beträgt die Aufnahme etwa 33 % 
• bei 20 Milligramm liegt die aufgenommene Menge bei 25 % 
• bei 50 Milligramm liegt die aufgenommene Menge bei circa 5,3 % 

Insgesamt können nur maximal 8-15 Milligramm Thiamin pro Tag aufgenommen werden [2, 9]. Absorbiertes Thiamin wird in den Schleimhautzellen (Mukosazellen) des Darms teilweise durch ein Enzym (cytosolische Pyrophosphokinase) zum Thiaminpyrophasphat (TPP) umgewandelt.

Transport und Verteilung von Thiamin im Körper

Freies Thiamin gelangt über die Pfortader in die Leber, von wo aus es über die Blutbahn zu den Zielorganen und -geweben entsprechend ihres Bedarfs transportiert wird [3, 4].

Der Thiamin-Transport im Blut erfolgt hauptsächlich in den Blutzellen zu 75 % in den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) und zu 15 % in den weißen Blutkörperchen (Leukozyten). Nur 10 % des Thiamins im Blut wird plasmatisch transportiert. Dabei ist das Vitamin vorrangig an das Bluteiweiß Albumin gebunden [3, 16, 18].

Die Zufuhr hoher Thiamin-Dosen führt zur Überschreitung der Bindungskapazität, so dass überschüssiges Thiamin ausgeschieden wird [16]. Der Gesamtblutspiegel schwankt zwischen 5-12 Mikrogramm pro Deziliter [3].

An den Zielorganen und -geweben wird Thiamin über einen Thiamintransporter in die Zielzellen und die Energiekraftwerke der Zellen (Mitochondiren) aufgenommen.

Aufgrund der Bedeutung von Thiamin im Kohlenhydrat- und Energiestoffwechsel weisen insbesondere Herzmuskel (3-8 Mikrogramm/Gramm), Niere (2-6 Mikrogramm/Gramm), Leber (2-8 Mikrogramm/Gramm), Gehirn (1-4 Mikrogramm/Gramm) und Skelettmuskel hohe Thiaminkonzentrationen auf [3, 4, 13, 16].

Im Thiaminmangelzustand ist aufgrund der Hochregulierung (Upregulation) der Transportproteine die Aufnahme des B-Vitamins in die Zielzellen erhöht [20, 21].

Thiamin-Körperbestand

Der Gesamtkörperbestand an Thiamin beträgt bei gesunden Menschen 25-30 Milligramm, wovon sich circa 40 % in der Muskulatur befinden.

Ein Thiaminspeicher im engeren Sinne existiert nicht. Aufgrund seiner Funktion als Coenzym ist das Vitamin immer mit dem entsprechenden Enzym verbunden und wird nur in dem Umfang von der Niere zurückgehalten, wie es aktuell erforderlich ist.

Die biologische Halbwertszeit von Thiamin ist relativ kurz und wird beim Menschen mit 9,5-18,5 Tagen angegeben. Die begrenzte Speicherkapazität und hohe Umsatzrate des B-Vitamins machen eine tägliche Zufuhr ausreichender Thiaminmengen zur Bedarfsdeckung notwendig.

Dies ist insbesondere bei erhöhtem Vitamin B1-Verbrauch infolge eines gesteigerten Stoffwechsels wie beim Sport, bei schwerer körperlicher Arbeit, innerhalb der Schwangerschaft und Stillzeit, bei chronischem Alkoholabusus sowie bei Fieber erforderlich [3, 13, 16, 18].

Ausscheidung von Thiamin

Die Thiamin-Ausscheidung ist dosisabhängig. Im physiologischen Bereich wird Thiamin zu etwa 25 % über die Niere eliminiert.

Bei hohen Dosen erfolgt die Ausscheidung nahezu vollständig über die Niere, wobei zugleich der Anteil des über die Galle ausgeschiedenen und des nicht aufgenommenen Thiamins in den Fäzes ansteigt [4, 5, 10, 16].

Je höher die Zufuhr, desto geringer die Verstoffwechselung und desto stärker die Ausscheidung an freiem, unverändertem Thiamin [1, 6, 8, 16].

Literatur

1. Bässler K.-H., Grühn E., Loew D., Pietrzik K. (2002) Vitamin-Lexikon für Ärzte, Apotheker und Ernährungswissenschaftler. 3. Auflage. Urban & Fischer, München
2. BfArM (1999) Musterfachinformation: Thiaminchlorid, Nr. Fi3800fz.rtf, Stand: 06.07.1999
3. Biesalski H. K., Köhrle J., Schümann K. (2002) Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Prävention und Therapie mit Mikronährstoffen. Georg Thieme Verlag, Stuttgart
4. Biesalski H. K., Fürst P., Kasper H. et al. (2004) Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. 3. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart
5. Bitsch R. (1997) Vitamin B1 (Thiamin). In: Vitamine - Physiologie, Pathophysiologie, Therapie. HK Biesalski, J Schrezenmeir, P Weber, H Weiß (Hrsg.) Thieme Verlag, Stuttgart-New York, S. 67-74
6. D-A-CH (2000) Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung (SGE), Schweizerische Vereinigung für Ernährung (SVE): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. 1. Auflage, Umschau/Braus Verlag, Frankfurt am Main
7. Eijkman C. (1897) Ein Versuch zur Bekämpfung der Beri-Beri. Virchows Arch path Anat; 149: 187
8. FNB (1998) Food and Nutrition Board. Institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Thiamin, Riboflavin, Niacin, Vitamin B6, Folate, Vitamin B12, Pantothenic Acid, Biotin, and Choline. National Academy Press, Washington, DC.
9. Food Standards Agency (2000) Expert Group on Vitamins and Minerals (EVM): Review of Thiamin. EVM/00/14/P, London
10. Frank T., Bitsch R., Maiwald J., Stein G. (1999) Alteration of thiamine pharmacokinetics by end-stage renal disease (ESRD). Int J Clin Pharmacol Ther; 37: 449-55
11. Fujiwara M., Watanabe H., Matsui K. (1954) "Allithiamine" a newly found derivative  from Vitamin B1. Discover of allithiamine. J Biochem; 41(1): 29-39
12. Fujiwara M., Nanjo H., Arai T., Suzuoki Zio (1954) "Allithiamine" a newly found derivative  from Vitamin B1. The effect of allithiamine on living organism. J Biochem; 41(2): 273-285
13. Hahn A., Ströhle A., Wolters M. (2006) Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart
14. Hilbig R., Rahmann H. (1998) Comparative autoradiographic investigations on the tissue distribution of benfotiamine versus thiamine in mice. Arzneim Forsch; 48: 461-468
15. Laforenza U., Patrini C., Alvisi C. et al (1997) Thiamine uptake in human intestinal biopsy specimens, including observations from a patient with acute thiamine deficiency. Am J Clin Nutr; 66: 320-326
16. Pietrzik K., Golly I., Loew D. (2008) Handbuch Vitamine. Für Prophylaxe, Beratung und Therapie. Urban & Fischer Verlag, München
17. SCF (2001) SCF/CS/NUT/UPPLEV/46 Final, 16 July 2001: Opinion of the Scientific Committee on Food on the Tolerable Upper Intake Level of Vitamin B1 (expressed on 11 July 2001)
18. Schmidt E. und Schmidt N. (2004) Leitfaden Mikronährstoffe. Orthomolekulare Prävention und Therapie. 1. Auflage. Urban & Fischer Verlag, München
19. Schreeb K.H., Freudenthaler S., Vormfelde S.V. et al (1997) Comparative bioavailability of two vitamin B1 preparations: benfotiamine and thiamine mononitrate. Eur J Clin Pharmacol 52: 319-320
20. Singleton C.K., Martin P.R. (2001) Molecular effects of thiamine deficiency. Curr Mol Med; 1: 197-207
21. Song Q., Singleton C.K. (2002) Mitochondria from cultured cells derived from normal and thiamine-responsive megaloblastic anemia individuals efficiently import thiamine diphosphate. BMC Biochem; 3: 8
22. Williams R.R., Cline J.K. (1936) Synthesis of Vitamin B1. J Am Chem Soc; 58: 1504-5