Thiaminhydrochlorid-Enzyklopädie – Wissenschaftlicher Hintergrund

Was ist Thiaminhydrochlorid?

Thiaminhydrochlorid (CAS 67-03-8), auch bekannt als Thiaminmonohydrochlorid, Vitamin-B1-Hydrochlorid oder Aneurinhydrochlorid, ist das Chlorid-Hydrochlorid-Salz des Thiamins und chemisch durch die Summenformel C₁₂H₁₇ClN₄OS·HCl und eine molare Masse von 337,27 g/mol charakterisiert.Es trägt die chemische Bezeichnung Thiazolium, 3-[(4-Amino-2-methyl-5-pyrimidinyl)methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-, Chlorid, Monohydrochlorid.Thiaminhydrochlorid liegt als farblose Kristalle oder als weißes bis gelblich-weißes kristallines Pulver mit einem leichten, charakteristischen Geruch vor, der an Thiazol erinnert. Es ist leicht löslich in Wasser, löslich in Glycerin, schwer löslich in Alkohol und praktisch unlöslich in Ether und Benzol..

Der Stabilitätsvorteil und die Arzneibuchstandards

Thiaminhydrochlorid ist die am häufigsten verwendete und in Arzneibüchern referenzierte Salzform von Vitamin B1. Es ist in der USP, der Europäischen Pharmakopöe, der Internationalen Pharmakopöe und der Japanischen Pharmakopöe monographiert und weist eine Mindestreinheit von 98,0 % bis 102,0 % (bezogen auf wasserfreie Substanz) auf.Die Verbindung ist von der FDA gemäß 21 CFR 184.1875 als allgemein unbedenklich (GRAS) für die Verwendung als Aromastoff und Hilfsstoff oder als Nahrungsergänzungsmittel eingestuft, wobei außer den geltenden Richtlinien für gute Herstellungspraxis keine weiteren Einschränkungen gelten. Sie darf auch gemäß Abschnitt 412(g) des US-amerikanischen Lebensmittel-, Arzneimittel- und Kosmetikgesetzes (Federal Food, Drug, and Cosmetic Act) in Säuglingsnahrung verwendet werden..

Thiaminhydrochlorid ist hygroskopisch und lichtempfindlich und muss daher in dicht verschlossenen, lichtundurchlässigen Behältern aufbewahrt werden. Selbst unter Lichtausschluss zersetzt es sich bei Kontakt mit feuchter Luft allmählich, wobei die Zersetzung bei höheren Temperaturen schneller verläuft. An der Luft nimmt das wasserfreie Produkt rasch etwa 4 g Wasser pro 100 g auf. In Lösungen mit einem pH-Wert von 4,0 oder niedriger verliert es seine Aktivität nur sehr langsam, während es sich in neutralen und alkalischen Lösungen, insbesondere bei Kontakt mit Luft, rasch zersetzt..

Physiologische Funktionen von Thiamin

Thiamin (Vitamin B1) hilft dabei, die Nahrung, die Sie zu sich nehmen, in die benötigte Energie umzuwandeln und ist wichtig für das Wachstum, die Entwicklung und die Funktion der Zellen in Ihrem Körper.Zu den wichtigsten physiologischen Funktionen gehören:

• EnergiestoffwechselThiamin ist ein essenzieller Cofaktor für Pyruvatdehydrogenase, α-Ketoglutaratdehydrogenase und verzweigtkettige α-Ketosäuredehydrogenase. Diese Enzyme katalysieren die oxidative Decarboxylierung von α-Ketosäuren im Kohlenhydrat- und Aminosäurestoffwechsel. Durch diese Enzyme ist Thiamin unverzichtbar für die Umwandlung von Nahrung in ATP, den primären Energieträger der Zellen.

• Funktion des NervensystemsThiamin ist essenziell für die Nervenleitung und die Synthese von Neurotransmittern. Ein Thiaminmangel kann zu neurologischen Erkrankungen wie dem Wernicke-Korsakow-Syndrom führen, das durch Verwirrtheit, Ataxie und Gedächtnisprobleme gekennzeichnet ist. Liposomales Vitamin B1 regeneriert geschädigte Nervenzellen, reguliert die Nervenleitung und lindert Symptome wie Neuritis und Nerventaubheit.

• Kognitive Funktion— Thiamin ist an der Synthese von Neurotransmittern im Gehirn beteiligt und verbessert die Blut- und Sauerstoffversorgung des Gehirns, um die geistige und kognitive Leistungsfähigkeit zu steigern.

• Verdauungsfunktion— Thiamin fördert die Darmperistaltik und erhöht die Aktivität der Verdauungsenzyme, um die Verdauungsfunktion zu verbessern.

• Immunfunktion— Thiamin reguliert den Stoffwechsel und steigert die Aktivität der Immunzellen.

• Herz-Kreislauf-GesundheitThiamin spielt eine entscheidende Rolle im Energiestoffwechsel, wozu auch die Herzfunktion gehört. Klinische Studien und Fallberichte bestätigen, dass eine Thiaminsupplementierung die Herzfunktion bei Personen mit mangelbedingter Herzinsuffizienz verbessern kann, insbesondere bei Risikogruppen wie beispielsweise Menschen mit chronischem Alkoholismus.

Wirkungsmechanismen

Thiamindiphosphat (TDP) – Der aktive Cofaktor

Die biologische Aktivität von Thiamin hängt von seiner Umwandlung in Thiamindiphosphat (TDP), auch bekannt als Thiaminpyrophosphat (TPP), ab. Bei der Hydrolyse wird Thiaminhydrochlorid durch Thiamindiphosphokinase phosphoryliert, wodurch aktives Thiaminpyrophosphat (TPP) entsteht.TDP ist die aktive Coenzymform, die an die aktiven Zentren der Pyruvatdehydrogenase, der α-Ketoglutaratdehydrogenase und der Transketolase bindet. Die TDP-Konzentration in Erythrozyten ist ein weit verbreiteter Biomarker für den Thiaminstatus.

Der Pentosephosphatweg und die Transketolase

Die Transketolase ist ein TDP-abhängiges Enzym des Pentosephosphatwegs, das die reversible Übertragung von Ketolgruppen mit zwei Kohlenstoffatomen zwischen phosphorylierten Monosacchariden katalysiert. Dieser Stoffwechselweg generiert Ribose-5-phosphat für die Nukleotidsynthese und NADPH für die reduktive Biosynthese und die antioxidative Abwehr. Die Transketolaseaktivität in Erythrozyten ist ein sensitiver funktioneller Indikator für den Thiaminstatus.

Nervenfunktion und Neurotransmittersynthese

Thiamin und seine Phosphatester sind an der Nervenleitung und der Synthese von Acetylcholin beteiligt, einem Neurotransmitter, der für kognitive Funktionen und die Muskelkontraktion unerlässlich ist. Thiamin hemmt zudem die Cholinesteraseaktivität, und ein Thiaminmangel führt zu einer erhöhten Cholinesteraseaktivität und einer beschleunigten Acetylcholinhydrolyse, was die Nervenimpulsleitung beeinträchtigt.

Die Herausforderung der Bioverfügbarkeit

Trotz seiner essenziellen physiologischen Funktionen stellt die konventionelle orale Gabe von Thiaminhydrochlorid erhebliche Herausforderungen hinsichtlich der Bioverfügbarkeit dar. Wasserlösliche Thiaminsalze sind für die intestinale Resorption auf sättigbare, geschwindigkeitsbegrenzte aktive Transportmechanismen angewiesen. Mit steigender Dosis sättigen sich diese Transporter, und die Resorptionseffizienz sinkt. Zudem ist Thiamin im neutralen bis alkalischen Milieu des Dünndarms, wo der pH-Wert über 6 liegt, sehr instabil, was zu Abbauprozessen und einer verminderten Resorption führt.

Diese Einschränkungen haben die Entwicklung fortschrittlicher Verabreichungssysteme, einschließlich der Liposomalen Verkapselung, vorangetrieben. Mit Thiaminhydrochlorid beladene, auf Asolectin basierende Liposomen, die mittels eines einfachen Verkapselungsverfahrens hergestellt wurden, zeigten eine signifikant verbesserte Retention im Vergleich zu unverkapseltem Vitamin B1. Das liposomale Nanoträgersystem wies unter physiologischen Bedingungen bzw. in künstlichem Magensaft eine 4,5-fach bzw. 1,5-fach höhere Wirkstoffretention im Vergleich zu unverkapseltem Vitamin B1 auf.Die Freisetzungskurven wurden mittels nichtlinearer Anpassung ausgewertet, wobei das kinetische Modell zweiter Ordnung die beste Anpassungsgüte lieferte (Korrelationskoeffizienten >0,98 für alle Systeme).

Liposomales Thiaminhydrochlorid

Die liposomale Verkapselung von Thiaminhydrochlorid bietet einen grundlegend anderen Verabreichungsmechanismus als herkömmliche Darreichungsformen. Die Phospholipid-Doppelschicht umschließt das Thiaminhydrochlorid-Molekül und bildet eine Schutzhülle, die Stabilität, Bioverfügbarkeit und zelluläre Aufnahme verbessert. Dieses Verabreichungssystem:

• Erreicht eine 4,5-fach höhere Wirkstoffretention unter physiologischen Bedingungen und eine 1,5-fach höhere Retention in künstlichem Magensaft im Vergleich zu unverpacktem Vitamin B1.

• Ermöglicht eine pH-abhängige, kontrollierte Freisetzung für eine gezielte Wirkstoffabgabe im Darm.

• Schützt Thiamin vor Oxidation, Licht und Abbau durch hohe Temperaturen.

• Ist bei unterschiedlichen Temperaturen bis zu 3 Monate lang sehr stabil.

• Vermeidet Magen-Darm-Reizungen und erfordert keinen komplizierten Verdauungsprozess.

Klinische Evidenz

Thiaminmangel und Beriberi

Thiaminhydrochlorid ist indiziert zur Vorbeugung und Behandlung von Vitamin-B1-Mangelzuständen, einschließlich Beriberi, Mangelzuständen im Zusammenhang mit chronischem Alkoholismus und dem Wernicke-Korsakow-Syndrom.Bei Erwachsenen mit Beriberi beträgt die Behandlungsdosis 10–20 mg dreimal täglich als intramuskuläre Injektion oder langsame intravenöse Infusion über einen Zeitraum von bis zu zwei Wochen. Schwere, lebensbedrohliche Verlaufsformen können eine Dosis von 100–300 mg/Tag als langsame intravenöse Infusion erfordern.Bei Wernicke-Korsakoff-Syndrom können Behandlungsdosen von 500–750 mg dreimal täglich intravenös über mindestens 2 Tage verabreicht werden, in schweren Fällen bis zu 1000 mg/Dosis während der ersten 12 Stunden..

Herz-Kreislauf-Unterstützung

Klinische Studien und Fallberichte bestätigen, dass eine Thiamin-Supplementierung die Herzfunktion bei Personen mit mangelbedingter Herzinsuffizienz verbessern kann, insbesondere in Risikogruppen wie beispielsweise Menschen mit chronischem Alkoholismus. Thiamin spielt eine entscheidende Rolle im Energiestoffwechsel, zu dem auch die Herzfunktion gehört.

Risikogruppen

Bestimmte Personengruppen haben häufiger als andere Schwierigkeiten, ausreichend Thiamin aufzunehmen. Dazu gehören Menschen mit Alkoholabhängigkeit, ältere Menschen, HIV-Positive, Diabetiker und Menschen nach einer bariatrischen Operation. Auch bei Kindern mit angeborenen Herz-Kreislauf-Erkrankungen tritt Thiaminmangel häufig auf, und Menschen mit chronischem Erschöpfungssyndrom können ebenfalls einen Vitamin-B1-Mangel aufweisen.

Benfotiamin vs. Thiaminhydrochlorid – Vergleichsstudie

In einer randomisierten, zweigruppigen Vergleichsstudie mit 20 Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz wurde der Einfluss von oral verabreichtem Benfotiamin (einem fettlöslichen Thiaminderivat) bzw. Thiaminhydrochlorid auf den Thiaminstatus untersucht. Die Studie verglich die Effekte dieser beiden Thiaminformen auf die Thiamindiphosphatkonzentrationen in Erythrozyten und lieferte vergleichende pharmakokinetische Daten für verschiedene Thiaminformulierungen.

Sicherheit und Regulierung

Thiaminhydrochlorid weist ein gut belegtes Sicherheitsprofil auf. Thiamin ist ein wasserlösliches Vitamin, und überschüssige Mengen werden über den Urin ausgeschieden. Aufgrund seiner geringen Toxizität wurde keine tolerierbare Höchstmenge (UL) festgelegt.

Regulierungsstatus:

• Vereinigte StaatenThiaminhydrochlorid ist von der FDA gemäß 21 CFR 184.1875 als allgemein unbedenklich (GRAS) eingestuft und darf als Aromastoff, Hilfsstoff oder Nahrungsergänzungsmittel verwendet werden, wobei die Einhaltung der guten Herstellungspraxis (GMP) keine weiteren Einschränkungen vorsieht. Es darf gemäß Abschnitt 412(g) des US-amerikanischen Lebensmittel-, Arzneimittel- und Kosmetikgesetzes (Federal Food, Drug, and Cosmetic Act) in Säuglingsnahrung verwendet werden..

• europäische UnionThiaminhydrochlorid ist als Vitamin- und Mineralstoff aufgeführt, der zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden darf. Es ist in den EU-Mitgliedstaaten für die Verwendung in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln zugelassen.

• ChinaThiaminhydrochlorid ist gemäß GB 14880-2012 als Lebensmittelzusatzstoff in einer Dosierung von 0,5–20 mg/Tag zugelassen. Es wird in Getreideprodukten, Getränken, Milchprodukten und anderen Lebensmittelkategorien verwendet..

• Globale Standards— Thiaminhydrochlorid ist in der USP, der Europäischen Pharmakopöe, der Internationalen Pharmakopöe und der Japanischen Pharmakopöe monographiert, mit einer Mindestreinheitsangabe von 98,0 % bis 102,0 % auf wasserfreier Basis.

Vorsichtsmaßnahmen:Personen mit bekannter Überempfindlichkeit gegenüber Thiamin oder seinen Derivaten sollten auf die Einnahme verzichten. Schwangere, Stillende und Kinder sollten vor der Anwendung einen Arzt konsultieren. Thiaminhydrochlorid darf nicht gleichzeitig mit starken Oxidationsmitteln angewendet werden und ist unverträglich mit Quecksilber(II)-chlorid, Jod und Eisensalzen. Hersteller sollten vor der Markteinführung die lokalen regulatorischen Anforderungen prüfen.

Die Prüfprotokolle müssen internationalen Standards wie USP, Europäischem Arzneibuch und FAO/WHO-Codex Alimentarius entsprechen. Hersteller sollten die lokalen regulatorischen Anforderungen vor der Markteinführung prüfen.

Dieses Produkt ist für Forschungszwecke sowie für Anwendungen im Bereich Nahrungsergänzungsmittel und funktionelle Lebensmittel bestimmt. Es ist nicht zur Diagnose, Behandlung, Heilung oder Vorbeugung von Krankheiten geeignet.

119 $/kg

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