Дефицит тиамина — это медицинское состояние, характеризующееся низким уровнем тиамина (витамина B1 ) . [1] Тяжелая и хроническая форма известна как бери-бери . [1] [7] Название бери-бери, возможно, было заимствовано в 18 веке из сингальской фразы බැරි බැරි (bæri bæri, «я не могу, я не могу»), из-за слабости, вызванной этим состоянием. Двумя основными типами у взрослых являются мокрая бери-бери и сухая бери-бери. [1] Мокрая бери-бери поражает сердечно-сосудистую систему , что приводит к учащенному сердцебиению , одышке и отекам ног . [1] Сухая бери-бери поражает нервную систему , что приводит к онемению рук и ног , спутанности сознания, затруднению движения ног и боли. [1] Также может возникнуть форма с потерей аппетита и запорами . [3] Другой тип, острый бери-бери, встречается в основном у младенцев и проявляется потерей аппетита, рвотой, лактатацидозом , изменениями частоты сердечных сокращений и увеличением сердца. [8]
Факторы риска включают диету, состоящую в основном из белого риса , алкоголизм , диализ , хроническую диарею и прием больших доз диуретиков . [1] [6] В редких случаях это может быть связано с генетическим состоянием, которое приводит к трудностям всасывания тиамина, содержащегося в пище. [1] Энцефалопатия Вернике и синдром Корсакова являются формами сухой бери-бери. [6] Диагноз ставится на основании симптомов, низкого уровня тиамина в моче, высокого уровня лактата в крови и улучшения при приеме добавок тиамина . [9]
Лечение заключается в приеме добавок тиамина внутрь или в виде инъекций. [1] При лечении симптомы обычно исчезают в течение нескольких недель. [9] Заболевание можно предотвратить на уровне популяции путем обогащения продуктов питания . [1]
Дефицит тиамина редко встречается в Соединенных Штатах. [10] Он остается относительно распространенным в странах Африки к югу от Сахары . [2] Вспышки заболевания наблюдались в лагерях беженцев . [6] Дефицит тиамина описывался в течение тысяч лет в Азии и стал более распространенным в конце 1800-х годов с увеличением переработки риса. [11]
Симптомы бери-бери включают потерю веса, эмоциональные расстройства, нарушение сенсорного восприятия , слабость и боль в конечностях, а также периоды нерегулярного сердечного ритма . Отек (опухоль тканей тела) является обычным явлением. Это может увеличить количество молочной кислоты и пировиноградной кислоты в крови. В запущенных случаях болезнь может вызвать сердечную недостаточность с высоким выбросом и смерть.
Симптомы могут возникать одновременно с симптомами энцефалопатии Вернике — первичного неврологического заболевания, связанного с дефицитом тиамина.
Бери-бери делится на четыре категории. Первые три являются историческими, а четвертая, желудочно-кишечная бери-бери, была признана в 2004 году:
Сухой бери-бери вызывает истощение и частичный паралич в результате повреждения периферических нервов . Его также называют эндемическим невритом. Он характеризуется:
Может возникнуть избирательное нарушение крупных проприоцептивных сенсорных волокон без двигательных нарушений, которое проявляется в виде выраженной сенсорной атаксии , которая представляет собой потерю равновесия и координации из-за потери проприоцептивных сигналов с периферии и потери чувства положения. [13]
Энцефалопатия Вернике (ЭВ), синдром Корсакова (также называемый алкогольным амнестическим расстройством) и синдром Вернике–Корсакова являются формами сухой формы бери-бери. [6]
Энцефалопатия Вернике является наиболее часто встречающимся проявлением дефицита тиамина в западном обществе, [14] [15] хотя она может также возникать у пациентов с нарушением питания по другим причинам, таким как желудочно-кишечные заболевания, [14] у пациентов с ВИЧ/СПИДом , а также при необоснованном введении парентеральной глюкозы или гипералиментации без адекватного добавления витаминов группы В. [16] Это яркое нейропсихиатрическое расстройство, характеризующееся параличом движений глаз, ненормальной позой и походкой, а также выраженным нарушением умственной функции. [17]
Синдром Корсакова , как правило, считается возникающим при ухудшении функции мозга у пациентов, которым изначально был поставлен диагноз WE. [18] Это амнестический-конфабуляторный синдром, характеризующийся ретроградной и антероградной амнезией , нарушением концептуальных функций и снижением спонтанности и инициативы. [19]
У алкоголиков дефицит тиамина может быть вызван:
После улучшения питания и прекращения употребления алкоголя некоторые нарушения, связанные с дефицитом тиамина, устраняются, в частности, плохая работа мозга, хотя в более тяжелых случаях синдром Вернике–Корсакова оставляет необратимые повреждения. (См. белая горячка .)
Влажная бери-бери поражает сердце и кровеносную систему. Иногда она приводит к летальному исходу, так как вызывает сочетание сердечной недостаточности и ослабления стенок капилляров , что приводит к отеку периферических тканей. Влажная бери-бери характеризуется:
Желудочно-кишечный бери-бери вызывает боли в животе. Он характеризуется:
Инфантильное бери-бери обычно случается в возрасте от двух до шести месяцев у детей, чьи матери не получают достаточного количества тиамина. Оно может проявляться как влажная или сухая форма бери-бери. [2]
При острой форме у ребенка развивается одышка и цианоз , и вскоре он умирает от сердечной недостаточности. Эти симптомы можно описать как инфантильный бери-бери:
Бери-бери часто возникает из-за употребления в пищу большого количества высококалорийного шлифованного риса (распространенного в Азии) или корня маниоки (распространенного в странах Африки к югу от Сахары), при отсутствии большого количества или полном отсутствии продуктов животного происхождения или овощей, содержащих тиамин . [2]
Это может быть вызвано и другими недостатками, помимо недостаточного потребления – заболеваниями или операциями на пищеварительном тракте, алкоголизмом , [23] диализом или генетическими недостатками . Все эти причины в основном влияют на центральную нервную систему и провоцируют развитие энцефалопатии Вернике.
Болезнь Вернике является одним из наиболее распространенных неврологических или нейропсихических заболеваний. [31] В серии аутопсий признаки поражений Вернике наблюдаются примерно в 2% общих случаев. [32] Исследования медицинских записей показывают, что около 85% не были диагностированы, хотя только 19% были бы бессимптомными. У детей был диагностирован только 58%. У злоупотребляющих алкоголем серии аутопсий показали неврологические повреждения с частотой 12,5% и более. Смертность, вызванная болезнью Вернике, достигает 17% заболеваний, что означает 3,4/1000 или около 25 миллионов современников. [33] [34] Число людей с болезнью Вернике может быть еще выше, учитывая, что на ранних стадиях могут быть дисфункции до появления наблюдаемых поражений при вскрытии. Кроме того, неучтенное количество людей могут испытывать повреждения плода и последующие заболевания.
Генетические заболевания транспорта тиамина редки, но серьезны. Синдром мегалобластной анемии, реагирующей на тиамин (TRMA) с сахарным диабетом и нейросенсорной глухотой [35] является аутосомно-рецессивным заболеванием, вызванным мутациями в гене SLC19A2 , [36] высокоаффинном транспортере тиамина . У пациентов с TRMA не наблюдается признаков системного дефицита тиамина, что предполагает избыточность в системе транспорта тиамина. Это привело к открытию второго высокоаффинного транспортера тиамина, SLC19A3 . [37] [38] Болезнь Ли (подострая некротизирующая энцефаломиелопатия) является наследственным заболеванием, которое поражает в основном младенцев в первые годы жизни и неизменно заканчивается летальным исходом. Патологическое сходство между болезнью Ли и WE привело к гипотезе, что причиной является дефект метаболизма тиамина. Одним из наиболее последовательных открытий стала аномалия активации комплекса пируватдегидрогеназы . [39]
Мутации в гене SLC19A3 связаны с заболеванием базальных ганглиев , чувствительным к биотину и тиамину [40] , которое лечится фармакологическими дозами тиамина и биотина , другого витамина группы B.
Другие расстройства, в которых предположительно участвует тиамин, включают подострую некротизирующую энцефаломиелопатию , синдром опсоклонуса-миоклонуса (паранеопластический синдром) и нигерийскую сезонную атаксию (или африканскую сезонную атаксию). Кроме того, сообщалось о нескольких наследственных расстройствах ферментов, зависящих от ThDP, [41] , которые могут реагировать на лечение тиамином. [19]
Период полураспада тиамина в организме человека составляет 17 дней, и он быстро истощается, особенно когда метаболические потребности превышают потребление. Производное тиамина, тиаминпирофосфат (ТПФ), является кофактором, участвующим в цикле лимонной кислоты , а также связывающим расщепление сахаров с циклом лимонной кислоты. Цикл лимонной кислоты является центральным метаболическим путем, участвующим в регуляции метаболизма углеводов, липидов и аминокислот, и его нарушение из-за дефицита тиамина подавляет выработку многих молекул, включая нейротрансмиттеры глутаминовую кислоту и ГАМК . [42] Кроме того, тиамин также может быть напрямую вовлечен в нейромодуляцию . [43]
Положительный диагностический тест на дефицит тиамина включает измерение активности фермента транскетолазы в эритроцитах (анализ активации транскетолазы эритроцитов). В качестве альтернативы тиамин и его фосфорилированные производные могут быть непосредственно обнаружены в цельной крови, тканях, продуктах питания, кормах для животных и фармацевтических препаратах после преобразования тиамина во флуоресцентные производные тиохрома (анализ тиохрома) и разделения с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). [44] [45] [46] Методы капиллярного электрофореза (КЭ) и методы внутрикапиллярной ферментативной реакции появились в качестве альтернативных методов количественной оценки и мониторинга уровней тиамина в образцах. [47] Нормальная концентрация тиамина в крови с ЭДТА составляет около 20–100 мкг/л.
Многих людей с бери-бери можно лечить только тиамином. [48] При внутривенном введении тиамина (а затем и пероральном) происходит быстрое и резкое [23] выздоровление, как правило, в течение 24 часов. [49]
Для улучшения периферической нейропатии может потребоваться несколько месяцев лечения тиамином. [50]
Бери-бери — это рецидивирующее заболевание, связанное с питанием, в следственных изоляторах, даже в этом столетии. В 1999 году вспышка бери-бери произошла в следственном изоляторе на Тайване. [51] Высокие показатели заболеваемости и смертности от бери-бери в переполненных гаитянских тюрьмах в 2007 году были связаны с традиционной практикой промывания риса перед приготовлением; это удаляло питательное покрытие, которое было нанесено на рис после обработки (обогащенный белый рис ). [52] В Кот-д'Ивуаре среди группы заключенных, отбывающих суровое наказание, 64% были поражены бери-бери. До начала лечения у заключенных проявлялись симптомы сухой или влажной бери-бери с неврологическими признаками (покалывание: 41%), сердечно-сосудистыми признаками (одышка: 42%, боль в груди: 35%) и отеками нижних конечностей (51%). При лечении уровень выздоровления составил около 97%. [53]
Население, находящееся в состоянии сильного стресса, может быть подвержено более высокому риску заболевания бери-бери. Перемещенные группы населения , такие как беженцы от войны, подвержены дефициту микронутриентов, включая бери-бери. [54] Тяжелая нехватка питания, вызванная голодом , также может вызвать бери-бери, хотя симптомы могут быть пропущены при клинической оценке или замаскированы другими проблемами, связанными с голодом. [55] Диета с экстремальным снижением веса может, в редких случаях, вызвать состояние, подобное голоду, и сопутствующую бери-бери. [23]
Рабочие на китайских судах по ловле кальмаров подвергаются повышенному риску заболевания бери-бери из-за простой богатой углеводами диеты, которой они питаются, и длительного периода времени между швартовкой. В период с 2013 по 2021 год 15 рабочих на 14 судах умерли от симптомов бери-бери. [56]
Самые ранние письменные описания дефицита тиамина относятся к Древнему Китаю в контексте китайской медицины . Одно из самых ранних принадлежит Ге Хуну в его книге «Чжоу хоу бэй цзи фан» ( «Экстренные формулы, чтобы держать рукав наготове »), написанной где-то в третьем веке. Хун назвал болезнь именем цзяо ци , что можно интерпретировать как «стопа ци ». Он описал симптомы, включающие отек, слабость и онемение ног. Он также признал, что болезнь может быть смертельной, и утверждал, что ее можно вылечить, употребляя в пищу определенные продукты, такие как ферментированные соевые бобы в вине. Более известные примеры ранних описаний «стопы ци» принадлежат Чао Юаньфану (жившему в 550–630 гг.) в его книге «Чжу бин юань хоу лунь» ( Источники и симптомы всех болезней ) [57] [58] и Сунь Симяо (581–682 гг.) в его книге «Бэй цзи цянь цзинь яо фан» ( Основные формулы неотложной помощи, стоящие тысячи золотых ). [59] [58] [60] [61]
В середине 19 века интерес к бери-бери неуклонно рос, поскольку болезнь становилась все более заметной из-за изменений в рационе питания в Восточной и Юго-Восточной Азии. Наблюдался устойчивый рост числа медицинских публикаций, достигший ста восьмидесяти одной публикации с 1880 по 1889 год и еще сотен в последующие десятилетия. Связь с белым рисом была очевидна для западных врачей, но сбивающим с толку фактором было то, что некоторые другие продукты, такие как мясо, не могли предотвратить бери-бери, поэтому ее нельзя было легко объяснить недостатком известных химических веществ, таких как углерод или азот. При отсутствии знаний о витаминах этиология бери - бери была одной из самых горячо обсуждаемых тем в викторианской медицине. [62]
Первая успешная профилактическая мера против бери-бери была открыта Такаки Канехиро , японским врачом Императорского флота Японии , прошедшим обучение в Великобритании , в середине 1880-х годов. [63] Бери-бери была серьезной проблемой в японском флоте; моряки болели в среднем четыре раза в год в период с 1878 по 1881 год, и 35% были случаями бери-бери. [63] В 1882 году Такаки узнал об очень высокой заболеваемости бери-бери среди кадетов во время учебной миссии из Японии на Гавайи через Новую Зеландию и Южную Америку. Путешествие длилось более девяти месяцев и привело к 169 случаям заболевания и 25 смертям на судне из 376 человек. Такаки заметил, что бери-бери была распространена среди низкорангового экипажа, которому часто давали бесплатный рис, поэтому он мало что ел, но не среди экипажей западных флотов и не среди японских офицеров, которые потребляли более разнообразную пищу. При поддержке японского флота он провел эксперимент, в котором другое судно было развернуто по тому же маршруту, за исключением того, что его экипаж питался мясом, рыбой, ячменем, рисом и бобами. К концу плавания у этого экипажа было всего 14 случаев бери-бери и ни одного случая смерти. [63] Этот акцент на разнообразном питании противоречил наблюдениям других врачей, и углеродная этиология Такаки была столь же неверна, как и аналогичные теории до него, но результаты его эксперимента произвели впечатление на японский флот, который принял его предложенное решение. К 1887 году бери-бери была полностью ликвидирована на кораблях ВМФ. [62]
В том же году эксперимент Такаки был благоприятно описан в The Lancet , [64] но его неправильная этиология не была воспринята всерьез. [65] В 1897 году Кристиан Эйкман , голландский врач и патолог , опубликовал свои эксперименты середины 1880-х годов, показывающие, что кормление кур нешлифованным рисом (вместо шлифованного сорта) помогает предотвратить бери-бери. [66] Это был первый эксперимент, показавший, что не основное химическое вещество, а некое второстепенное питательное вещество является истинной причиной бери-бери. В следующем году сэр Фредерик Хопкинс постулировал, что некоторые продукты содержат «вспомогательные факторы» — в дополнение к белкам, углеводам, жирам и соли — которые необходимы для функций человеческого организма. [67] [68] В 1901 году Геррит Грайнс , голландский врач и помощник Кристиана Эйкмана в Нидерландах, правильно интерпретировал бери-бери как синдром дефицита, [69] а между 1910 и 1913 годами Эдвард Брайт Веддер установил, что экстракт рисовых отрубей является средством лечения бери-бери. [ необходима цитата ] В 1929 году Эйкман и Хопкинс были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за свои открытия.
Хотя идентификация бери-бери как синдрома дефицита была доказана без сомнения к 1913 году, японская группа во главе с Мори Огаем и при поддержке Токийского императорского университета продолжала отрицать этот вывод до 1926 года. В 1886 году Мори, тогда работавший в японском военном медицинском бюро, утверждал, что белый рис был достаточным в качестве диеты для солдат. Одновременно с этим, военно-морской хирург генерал Такаки Канехиро опубликовал новаторские результаты, описанные выше. Мори, который получил образование у немецких врачей, ответил, что Такаки был «фальшивым врачом» из-за отсутствия у него престижного медицинского образования, в то время как сам Мори и его коллеги-выпускники Токийского императорского университета были единственными «настоящими врачами» в Японии, и что только они были способны к «экспериментальной индукции», хотя сам Мори не проводил никаких экспериментов с бери-бери. [70]
Японский флот встал на сторону Такаки и принял его предложения. Чтобы не дать себе и армии потерять лицо , Мори собрал команду врачей и профессоров из Токийского императорского университета и японской армии, которые предположили, что бери-бери вызывается неизвестным патогеном, который они описали как этовасу (от немецкого Etwas , что означает «что-то»). Они использовали различные социальные тактики, чтобы осудить эксперименты по дефициту витаминов и помешать их публикации, в то время как бери-бери опустошала японскую армию. Во время Первой китайско-японской войны и Русско-японской войны солдаты армии продолжали массово умирать от бери-бери, в то время как моряки флота выживали. В ответ на эту тяжелую потерю жизней в 1907 году армия приказала сформировать Чрезвычайный исследовательский совет по бери-бери во главе с Мори. Его члены обязались найти причину бери-бери. [71] К 1919 году, когда большинство западных врачей признали, что бери-бери — это синдром дефицита, Чрезвычайный исследовательский совет начал проводить эксперименты с использованием различных витаминов, но подчеркнул, что «необходимы дополнительные исследования». В течение этого периода более 300 000 японских солдат заразились бери-бери, и более 27 000 умерли. [72]
Мори умер в 1922 году. Исследовательский совет по бери-бери был расформирован в 1925 году, и к тому времени, когда Эйкман и Хопкинс получили Нобелевскую премию, все его члены признали, что бери-бери — это синдром дефицита.
Хотя, согласно Оксфордскому словарю английского языка , термин «бери-бери» происходит от сингальской фразы, означающей «слабый, слабый» или «я не могу, я не могу», слово дублируется для акцента, [73] происхождение фразы сомнительно. Также предполагалось, что оно произошло из хинди, арабского и нескольких других языков, со многими значениями, такими как «слабость», «моряк» и даже «овца». Такие предполагаемые источники были перечислены Генрихом Бото Шойбе , среди прочих. Эдвард Веддер писал в своей книге «бери-бери» (1913), что «невозможно определенно проследить происхождение слова «бери-бери». Слово «berbere» использовалось в письменной форме, по крайней мере, еще в 1568 году Диого ду Коуту , когда он описывал дефицит в Индии. [74]
Каккэ (脚気) , японский синоним дефицита тиамина, происходит от произношения «цзяо ци» в японском языке. [75] « Цзяо ци » — старое слово, используемое в китайской медицине для описания бери-бери. [57] Предполагается, что « каккэ » вошло в японский язык где-то между шестым и восьмым веками. [75]
У взрослых цыплят признаки проявляются через три недели после кормления неполноценной пищей. У молодых цыплят это может проявиться до двухнедельного возраста. Начало внезапное у молодых цыплят, с анорексией и неустойчивой походкой. Позже начинаются локомоторные признаки с явным параличом сгибателя пальцев ног. Характерная поза называется «созерцание звезд», когда пораженное животное сидит на скакательных суставах, запрокинув голову назад в позе, называемой опистотонус . Реакция на введение витамина довольно быстрая, наступает через несколько часов. [76] [77]
Полиоэнцефаломаляция (PEM) является наиболее распространенным нарушением дефицита тиамина у молодых жвачных и нежвачных животных. Симптомы PEM включают обильную, но преходящую диарею, апатию, круговые движения, созерцание звезд или опистотонус (голова запрокинута назад над шеей) и мышечный тремор. [78] Наиболее распространенной причиной является корм с высоким содержанием углеводов, что приводит к чрезмерному росту бактерий, продуцирующих тиаминазу, но также возможно употребление тиаминазы с пищей (например, в папоротнике -орляке) или ингибирование всасывания тиамина из-за высокого потребления серы. [79] Другой причиной PEM является инфекция Clostridium sporogenes или Bacillus aneurinolyticus . Эти бактерии продуцируют тиаминазу , которая может вызвать острый дефицит тиамина у пораженного животного. [80]
Змеи, которые потребляют рацион, в основном состоящий из золотых рыбок и кормовых пескарей, подвержены развитию дефицита тиамина. Это часто наблюдаемая проблема в неволе при содержании подвязочных и ленточных змей, которых кормят исключительно золотыми рыбками, так как эти рыбы содержат тиаминазу, фермент, который расщепляет тиамин. [81]
Дефицит тиамина был идентифицирован как причина паралитического заболевания, поражающего диких птиц в районе Балтийского моря, начиная с 1982 года. [82] При этом состоянии возникают трудности с удержанием крыльев сложенными вдоль тела во время отдыха, теряется способность летать и голосить, с возможным параличом крыльев и ног и смертью. Он поражает в основном птиц весом 0,5–1 кг, таких как европейская серебристая чайка ( Larus argentatus ), обыкновенный скворец ( Sturnus vulgaris ) и обыкновенная гага ( Somateria mollissima ). Исследователи отметили: «Поскольку исследуемые виды занимают широкий спектр экологических ниш и позиций в пищевой цепи, мы открыты для возможности того, что другие классы животных также могут развить дефицит тиамина». [82] стр. 12006
В округах Блекинге и Сконе массовая гибель нескольких видов птиц, особенно европейской серебристой чайки, наблюдалась с начала 2000-х годов. В последнее время, похоже, пострадали виды других классов. Сообщается о высокой смертности лосося ( Salmo salar ) в реке Мёррумсон , а млекопитающие, такие как евразийский лось ( Alces alces ), погибли в необычно больших количествах. Недостаток тиамина является общим знаменателем, когда проводится анализ. В апреле 2012 года административный совет округа Блекинге счел ситуацию настолько тревожной, что попросил шведское правительство организовать более тщательное расследование. [83]