介紹
Thiamin硫胺素(或thiamine硫胺)是水溶性B群維生素之一,也被稱為維生素B1。維生素B1自然存在於某些食物中,或添加到一些食品中,也作為膳食補充劑提供。維生素B1在能量代謝中起著至關重要的作用,因此,在細胞的生長、發育和功能中非常重要。
從食物和膳食補充劑中攝取的維生素B1以主動運輸(營養劑量)和被動擴散(藥理劑量)被小腸吸收。大部分膳食維生素B1是磷酸化形式,腸道磷酸酶會把它水解成游離維生素B1,再被吸收。其餘的膳食維生素B1是游離(可吸收)形式。人類主要將維生素B1儲存在肝臟中,但數量很少。維生素B1的半衰很短,所以需要從飲食中持續補充。
在成人人體大約25-30毫克維生素B1中,大約80%是thiamin diphosphate硫胺二磷酸硫胺(TDP;也稱為thiamin pyrophosphate硫胺素焦磷酸鹽),這是維生素B1的主要代謝活性形式。大腸中的細菌也會合游離維生素B1和TDP,但它們的貢獻(如果有的話)目前還不得而知。TDP 是參與葡萄糖、氨基酸和脂質代謝的五種酶的重要輔助因子。
血液中的維生素B1水準不是的可靠指標。維生素B1狀態通常以紅血球溶血物 - 轉酮醇酶活性來間接測量,該結果被稱為"TDP效應",反映了轉酮醇酶與TDP的不飽和程度。通常在健康人中為0%-15%,在邊際缺陷患者中為15%-25%,在缺乏症患者中高於25%。另一個常用的維生素B1狀態測量是尿硫胺素排泄,它提供飲食攝入量的數據,但不提供組織儲存數據。對於成人,尿液中低於100微克/天的維生素B1排泄表明攝入量不足,而少於40微克/天的維生素B1表示攝入量極低。
維生素B1的來源
食物
維生素B1的食物來源包括全穀、肉類和魚類。在美國和許多其他國家,麵包、穀物和嬰兒配方奶粉都添加有維生素B1。美國飲食中最常見的維生素B1來源是穀物和麵包。豬肉是另一個主要來源。乳製品和大多數水果幾乎不含維生素B1。美國飲食中,大約一半的維生素B1來自天然含有維生素B1的食物,其餘來源自添加維生素B1的食物。
加熱含有維生素B1的食物會減少其含量。例如,麵包的維生素B1含量比其原料少20%至30%,巴氏殺菌可使牛奶中的維生素B1含量最多減少20%。因為維生素B1溶於水,當烹飪水倒掉時,大量維生素B1會損失。加工也會改變食品中的維生素B1含量,例如,白米維生素B1是糙米中含量的十分之一。
關於食物中維生素B1的生物利用率的數據非常有限。然而一些研究表明,當攝入量低時,維生素B1吸收會增加。
表2中列出了硫胺素的幾種食物來源。
食物 | 每份 毫 克(毫克) |
百 分比 DV* |
---|---|---|
米,白色,長粒,強化,煮熟,1/2杯 | 1.4 | 117 |
早餐麥片, 強化添加100% DV 維生素B1, 1 份 | 1.2 | 100 |
雞蛋麵,濃縮,煮熟,1杯 | 0.5 | 42 |
豬排, 帶骨, 烤, 3 盎司 | 0.4 | 33 |
鱒魚 , 煮熟, 乾熱, 3 盎司 | 0.4 | 33 |
黑豆,煮,1~2杯 | 0.4 | 33 |
英國鬆餅, 普通, 豐富, 1 個 | 0.3 | 25 |
貝類,藍色,煮熟,3盎司 | 0.3 | 25 |
鮪魚,藍鰭,煮熟,3盎司 | 0.2 | 17 |
通心粉 , 全麥, 煮熟, 1 杯 | 0.2 | 17 |
橡子南瓜,方,烘焙,1~2杯 | 0.2 | 17 |
糙米,棕,長粒,煮熟,1/2杯 | 0.1 | 8 |
麵包,全麥,1片 | 0.1 | 8 |
橙汁,濃縮,1杯 | 0.1 | 8 |
向日葵種子,烤,1盎司 | 0.1 | 8 |
牛排,底部圓形,去除脂肪,紅燒,3盎司 | 0.1 | 8 |
優酪乳,原味 ,低脂,1杯 | 0.1 | 8 |
燕麥片,速食,未濃縮,水煮,1/2杯 | 0.1 | 8 |
玉米,黃色,煮沸,中型1個 | 0.1 | 8 |
牛奶, 2%, 1 杯 | 0.1 | 8 |
大麥, 珍珠狀, 煮熟, 1 杯 | 0.1 | 8 |
切達乳酪, 1½ 盎司 | 0 | 0 |
雞肉, 肉和皮 ,烤,3盎司 | 0 | 0 |
蘋果, 切片, 1 杯 | 0 | 0 |
*DV = 每日價值。美國食品和藥物管理局(FDA)開發了DV,幫助消費者在總飲食範圍內比較食品和膳食補充劑的營養成分。硫胺素的DV為1.2毫克,成人和4歲及以上兒童。FDA不要求食品標籤列出硫胺素含量,除非硫胺素已添加到食品中。提供 20% 或更多 DV 的食物被認為是營養的高來源,但提供較低百分比的 DV 的食物也有助於健康飲食。
美國農業部(USDA)的食品數據中心網站列出了許多食物的營養成分,並提供了一個包含硫胺胺的食物的綜合清單,按營養成分和食物名稱排列。
膳食補充劑
許多膳食補充劑都含有維生素B1。含維生素B1的綜合維生素/礦物質補充劑通常可提供約1.5 毫克維生素B1,有時甚至更多 。還提供含有綜合維生素 B群(含維生素B1),或僅含維生素B1的補充劑。補充劑中最常用的維生素B1形式是 thiamin mononitrate 硝酸硫胺明和 thiamin hydrochloride 鹽酸硫胺,它們穩定且可溶於水。
Benfotiamine 苯磷硫胺是一種合成的維生素B1衍生物,也會用於一些膳食補充劑,不溶於水,會在體內轉化為維生素B1 。
維生素B1攝入量和狀態
美國大多數人都達到維生素B1推薦量。 2003-2006 年國家健康和營養檢查調查數據的分析表明,只有 6%的美國人口通常攝入量低於EAR。
在兒童和青少年中,2-5 歲兒童每天從食物中攝取的維生素B1平均量為 1.27 毫克,6-11 歲兒童為 1.54 毫克,12-19 歲兒童為 1.68 毫克。兒童和青少年每天從食物和補充劑中攝取的維生素B1平均攝入量為 2-5 歲為 1.51 毫克,6-11 歲為 1.76 毫克,12-19 歲為 1.95 毫克。
在 20 歲及以上的成年人中,男性每天從食物中平均攝入的維生素B1為 1.95 毫克,女性為 1.39 毫克。在 20 歲及以上的成年人中,男性每天從食物和補充劑中平均攝入的維生素B1為 4.89 毫克,女性為 4.90 毫克。
目前沒有關於美國人口中維生素B1缺乏率的數據。
維生素B1缺乏症
除了從飲食中攝入的維生素B1不足外,維生素B1缺乏的原因還包括吸收率低於正常,或排泄率高於正常,例如由於某些情況(如酒精依賴或 HIV/AIDS)或使用某些藥物。
在維生素B1缺乏早期會導致體重減輕、厭食、意識模糊、短期記憶喪失、其他精神症狀、肌肉無力;、心血管症狀(如心臟擴大)。
維生素B1缺乏最常見的影響是腳氣病,其主要特徵是周圍神經病變和消瘦,患者的感覺、運動和反射功能受損。在極少數情況下,腳氣病會導致充血性心力衰竭,導致下肢水腫,偶爾會導致死亡。儘管腳氣病在美國和其他發達國家很少見,但偶爾也會發生。腸外補充維生素B1可快速治療腳氣病。
在美國,維生素B1缺乏的一種更常見表現是 Wernicke-Korsakoff 綜合症,這種疾病在慢性酒精中毒患者的發病率大約是一般人的 8-10 倍,但也可能發生在患有嚴重胃腸道疾病、快速進展的血液系統惡性腫瘤、吸毒障礙或 AIDS 的患者中。Wernicke-Korsakoff 綜合症分為兩個階段。第一、急性和危及生命的階段,通常以周圍神經病變為特徵,如果不進行治療,多達 20% 的患者會死亡;倖存的人會發展為 Korsakoff 精神病(也有 Korsakoff 精神病的患者以前沒有患有 Wernicke )。Korsakoff 精神病是慢性維生素B1缺乏,與嚴重的短期記憶喪失、定向障礙和虛構(真實記憶和想像記憶之間的混淆)有關。在這種慢性疾病狀態下,腸外維生素B1治療仍有約四分之一的患者不會康復。
世界衛生組織建議第一週每日口服10 毫克維生素B1,接著每天口服 3-5 毫克,持續至少 6 週,以治療輕度維生素B1乏症。嚴重缺乏症的推薦治療包括:嬰兒靜脈注射 25-30 毫克,成人 50-100 毫克,然後1 週每天肌肉注射 10 毫克,接著口服 3-5 毫克/天,持續至少 6 週。
面臨硫胺素不足風險的群體
以下人群是最有可能維生素B1不足的人群。
有酒精依賴的人
在高度工業化的國家,慢性酒精中毒似乎是維生素B1缺乏的最常見原因,多達 80% 的慢性酒精中毒患者會出現維生素B1缺乏症。乙醇會降低胃腸道對維生素B1的吸收、維生素B1在肝臟中的儲存、和維生素B1磷酸化。此外,酗酒者往往攝入的必需營養素都不足,包括維生素B1。
老年人
實驗室指標表明,多達 20%–30% 的老年人存在不同程度的維生素B1缺乏。可能的原因包括飲食攝入減少,多重慢性疾病,同時使用多種藥物,老化也使維生素B1吸收減低。一些小型研究發現,居住在機構中的老年人患缺乏症的風險特別高。
艾滋病毒/艾滋病患者
感染 HIV 的人患維生素B1缺乏症及其後遺症的風險增加,包括腳氣病和 Wernicke-Korsakoff 綜合症。對 380 名艾滋病患者的屍檢發現,幾乎10% 的人患有Wernicke,一些專家認為,該人群中缺乏維生素B1缺乏症的診斷不足。維生素B1缺乏與 HIV/AIDS 之間的關聯可能是因為與 AIDS 相關的分解代謝狀態導致營養不良。
糖尿病患者
一些小型研究發現,1 型糖尿病患者血漿中的維生素B1水平比健康志願者低 76%,2 型糖尿病患者的血漿維生素B1水平低 50%–75%。其它研究顯示1、2型糖尿病者的紅血球轉酮酶活性與維生素B1缺乏高風險有關。這些較低的維生素B1水平可能是由於腎臟清除維生素B1增加。這些影響與臨床預後或結果的相關性尚不清楚。
做過減肥手術的人
減肥手術與一些風險有關,包括由於吸收不良導致的嚴重維生素B1缺乏,這可能導致腳氣病或Wernicke病。2008 年的一篇文獻綜述確定了 84 例 1991 年至 2008 年間減肥手術(主要是胃繞道手術)後的Wernicke病。這些患者中約有一半經歷了長期的神經功能障礙。建議接受減肥手術的患者補充維生素B1在內的微量營養素補充劑,以避免出現缺乏症。
硫胺素與健康
本節重點介紹維生素B1可能起作用的四種疾病或紊亂:Wernicke-Korsakoff 綜合症、糖尿病、心力衰竭和阿茲海默失智症。
Wernicke-Korsakoff 綜合症
Wernicke-Korsakoff 綜合症是酗酒最嚴重的神經精神後遺症之一。2013 年關於維生素B1治療或預防 Wernicke-Korsakoff 綜合症的 Cochrane 作者發現只有兩項研究符合納入標準,其中一項研究尚未發表。這些隨機雙盲、安慰劑對照試驗在177 名有慢性酒精中毒的人中,連續 2 周口服 5 毫克/天或連續 2 天每天肌肉注射 5 至 200 毫克/天的維生素B1。Cochrane 綜述作者得出結論,隨機臨床試驗的證據不足以指導醫療保健提供者選擇合適的維生素B1補充劑的劑量、頻率、持續時間或途徑來治療或預防慢性酒精中毒者的 Wernicke-Korsakoff 綜合症。
歐洲神經病學協會聯合會的Wernicke作者指出,即使是高劑量的口服維生素B1補充劑也可能無法有效提高血維生素B1水平或治愈Wernicke。他們建議每天3 次 200 毫克維生素B1,最好是靜脈注射(總共 600 毫克/天),直到症狀停止,同時飲食均衡。在其Wernicke 管理指南中,倫敦皇家內科醫師學院支持飲食中維生素B1攝入充足且沒有 Wernicke 症狀的患者口服 thiamin hydrochloride 鹽酸硫胺(100 mg,每天 3 次)。作者建議對高危患者進行腸外維生素B1補充,例如那些有共濟失調、精神錯亂和長期酒精濫用者,因為口服補充劑不太可能產生足夠的血液水平。
糖尿病
在迄今為止進行的研究中,根據紅血球轉酮酶活性,1 型或 2 型糖尿病患者維生素B1狀態不佳的比例為17%至79%。例如,在一項對 76 名1型或2型糖尿病患者的連續研究中,根據轉酮酶檢測結果,8%的人有輕度維生素B1缺乏症,32% 的人有中度缺乏症。
一些小型研究表明,口服補充150-300毫克/天的維生素B1可以降低 2 型糖尿病患者的血糖水平以及葡萄糖耐受障礙。然而,這些研究沒有評估在臨床上的潛在意義。
一些小型隨機研究評估 benfotiamine 苯磷硫胺補充劑對糖尿病神經病變的影響。三項研究發現,與安慰劑相比,120-900 毫克/天的苯磷硫胺無論是否添加其他B群,都可降低神經病變症狀的嚴重程度,並降低尿白蛋白排泄(早期糖尿病腎病的標誌物)。然而,另一項研究發現 900 毫克/天的苯磷硫胺對白蛋白或腎損傷分子(一種腎損傷標誌物)的尿排泄沒有影響 。
需要更多樣本量和更長持續時間的研究,來確定維生素B1補充劑是否可以降低糖尿病患者的血糖水平,或減少糖尿病併發症。
心臟衰竭
在研究中,心力衰竭患者維生素B1狀態不佳的比例從 21% 到 98%,原因包括年齡較大、合併症、飲食攝入不足、利尿劑治療和頻繁住院。
一項研究說,100 名慢性心力衰竭患者中有 33% 維生素B1缺乏,而 50 名健康志願者中有 12% 維生素B1缺乏。當研究人員排除那些使用維生素B1補充劑的人時,缺乏率甚至更高。在這些研究和其他研究中,心力衰竭患者維生素B1缺乏的不同比率可能是由於營養狀況、合併症、所用藥物、膳食補充劑,及測量維生素B1狀況的技術不同所致。
系統文獻綜述和薈萃分析發現,兩項隨機、雙盲、安慰劑對照試驗在心力衰竭患者中補充維生素B1,才符合了標準。在這些試驗中,維生素B1補充劑顯著改善左心室射出分率的淨變化。然而,作者沒有評估這一發現的臨床意義。
需要更多的研究來確定維生素B1補充劑是否有益於心力衰竭患者,即使他們的維生素B1狀態正常。
阿茲海默失智症
根據動物模型研究,維生素B1缺乏可能在阿茲海默失智症的發展中起作用。維生素B1缺乏會在神經元中產生氧化壓力、神經元死亡、記憶力喪失、斑塊形成和葡萄糖代謝變化,所有這些都是阿茲海默失智症的標誌。屍檢研究表明,阿茲海默失智症患者大腦中的轉酮酶和其他維生素B1依賴性酶活性降低。
很少有研究評估阿茲海默失智症維生素B1缺乏的患生率。一項研究發現,根據血漿水平,150 名患有認知障礙和急性行為障礙的患者中有 13% 被認為缺乏維生素B1。
2001 年 Cochrane 評估三項雙盲、隨機試驗(包括兩項交叉試驗),這些試驗比較了每天口服3 克維生素B1與安慰劑對阿茲海默失智症患者認知功能的影響。三項研究每項隨機分配都少於20 名患者,兩項交叉研究未包括 washout period 洗滌期。作者表示,不可能從這三項研究中得出任何結論,因為它們數量很小,而且出版物沒有提供足夠的細節來將這些數據合併到薈萃分析中。
需要更大規模、精心設計的研究來確定維生素B1補充劑是否對阿茲海默失智症有益。
過量硫胺素的健康風險
身體會通過尿液排出過量的維生素B1。由於缺乏從食物或補充劑中攝入大量維生素B1(50 毫克/天或更多)引起不良反應的報告,因此 FNB 沒有建立維生素B1的 UL上限攝取量。他們假設,攝入量超過 5 毫克時,維生素B1的吸收迅速下降,可以解釋明顯不易有毒性。然而,FNB 指出,儘管沒有報告的不良事件,但過量攝入維生素B1可能會產生不良影響。
與藥物的相互作用
雖然不知道維生素B1與任何藥物相互作用,但某些藥物會對維生素B1產生不利影響。定期服用以下藥物者應該與他們的醫療保健提供者討論維生素B1狀況。
Furosemide
Furosemide (Lasix®) 是一種環利尿劑,用於通過增加尿量以治療水腫和高血壓。研究確認使用Furosemide會降低維生素B1濃度,這可能由於尿中維生素B1損失而導致不足有關 。需要在臨床研究中確定維生素B1補充劑是否能有效預防服用環利尿劑患者的維生素B1缺乏症。
Chemotherapy with Fluorouracil 氟尿嘧啶化療
Fluorouracil(也稱為 5-fluorouracil 5-氟尿嘧啶;Adrucil®)是一種化療藥物,常用於治療結直腸癌和其他實體癌。已發表的文獻包括幾例由該藥物治療引起的腳氣病或韋尼克腦病,可能是因為該藥物可能會增加維生素B1代謝,並阻止 TDP(維生素B1的活性形式)的形成。維生素B1補充劑可能會逆轉其中一些影響。
硫胺素和健康飲食
聯邦政府的 2020-2025美國人膳食指南指出,“因為食物提供了一系列對健康有益的營養素和其他成分,所以營養需求應該主要通過食物來滿足。......在某些情況下,強化食品和膳食補充劑當無法滿足對一種或多種營養素的需求時(例如,在特定的生命階段,如懷孕),這是有用的。”
有關建立健康飲食模式的更多信息,請參閱美國飲食指南和美國農業部的MyPlate。
美國人的飲食指南將健康的飲食模式描述為:
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