Arno Forsius

B 1 -vitamiini eli tiamiini

B 1 -vitamiinin historiaa

B 1 -vitamiini on välttämätön ravintolisä, jonka puute aiheuttaa häiriöitä hermokudoksen toiminnassa. Sen puutteeseen viittaava taudinkuva tunnettiin jo runsaat 2500 vuotta eKr., mutta oireiden syy alkoi paljastua vasta 1800-luvun lopputaitteessa.

On aihetta päätellä, että B 1 -vitamiinin puutteesta johtuva tauti on kuvattu jo "Nei Ching'issä", vuodelta 2697 eKr. peräisin olevassa kiinalaisessa lääketieteellisessä kirjoituksessa. Myöhempi itämainen kirjallisuus sisältää monia kuvauksia vastaavasta sairaudesta. Myös roomalainen Plinius (23–79 jKr.) mainitsi sceletyrbe -nimisen (kreik. skelos, reisi, jalka, tyrbe, selkkaus, häiriö) taudin, joka olisi voinut johtua B 1 -vitamiinin puutteesta. Alankomaalainen kuvernööri Both kertoi vuonna 1611 Intiasta lähettämässään raportissa: "Täällä esiintyy meidän väkemme keskuudessa beriberiksi kutsuttu tauti, jossa he tulevat kokonaan voimattomiksi käsistään ja jaloistaan." Beriberi johtuukin singaleesien kielen sanasta bhari, joka tarkoittaa heikkoutta. Jacobus Bontius kuvasi taudin ensimmäisenä länsimaisena lääkärinä vuonna 1642 ja Leroy de Mericourt toi taudin nimen länsimaiseen lääketieteen sanastoon.

Beriberiä muistuttavaan tautiin alettiin kiinnittää lisääntyvästi huomiota kaukoidässä 1800-luvun puolivälin jälkeen. Paikoin kuolleisuus siihen oli jopa 30 %. Tätä erityisesti kulien keskuudessa esiintynyttä sairautta pidettiin yleisyytensä vuoksi tarttuvana tai kulkutauteja synnyttävän miasman aiheuttamana. Eräässä japanilaisessa sota-aluksessa, jossa oli 252 hengen miehistö, sairastui vuonna 1882 pitkän laivamatkan aikana 60 % miehistä beriberiin ja 25 heistä kuoli tautiin. Laivaston kirurgi Kanehiro Takaki (1849–1915), joka oli ollut aikaisemmin opintomatkalla Saksassa, totesi valkuaisaineiden osuuden olleen japanilaisten merimiesten ravinnossa huomattavasti vähäisemmän kuin saksalaisilla. Takakin ehdotuksesta miehistön ruokavaliossa osa riisistä korvattiin ohralla ja siihen lisättiin lihaa, maitotiivistettä sekä tofua (soijarahkaa). Tällä ravinnolla pitkän laivamatkan aikana vain 3 % miehistöstä sairastui beriberiin, ja hekin siitä syystä, että eivät olleet noudattaneet ravintosuositusta.

Beriberi oli edelleen vakava ongelma Alankomaiden Itä-Intiassa. Sinne lähetettiin lääkäreitä tutkimaan tautia, jota epäiltiin bakteerien aiheuttamaksi tartuntataudiksi. Tutkimusten aikana alankomaalainen sotilaslääkäri Christian Eijkman (1858–1930) havaitsi, että joukko koe-eläimiksi otetuista kananpojista sairastui hermotulehdukseen, jolle hän antoi nimen Polyneuritis gallinarum. Hän totesi, että näitä kananpoikia oli ruokittu valkoisella riisillä yleensä käytetyn ruskean riisin sijasta. Kokeita jatkaessaan Eijkman huomasi, että kananpojat sairastuivat valkoisella riisillä ruokittaessa hermotulehdukseen, mutta toipuivat siitä, kun niille annettiin riisin kuoria. Toistaiseksi ei ollut kuitenkaan varmuutta siitä, että ihmisten beriberi ja kananpoikien hermotulehdus olisivat olleet yksi ja sama tauti.

Eijkman suoritti seuraavaksi laajan kyselyn Jaavan 48 vankilassa, joista useissa esiintyi yleisesti beriberiä. Kysely paljasti, että beriberi oli vakava ongelma 71 %:ssa niistä vankiloista, jotka käyttivät ravintona valkoista riisiä, kun taas tautia oli vain 3 %:ssa vankiloista, joissa käytettiin ruskeaa riisiä. Vankiloiden rakennusten laadulla, tuuletuksella tai vankimäärillä ei ollut vaikutusta beriberin yleisyyteen. Eijkman päätteli havaintojensa perusteella vuosina 1896–1897, että beriberin syynä oli yksipuolinen ravinto. Tuohon aikaan ajateltiin kuitenkin, että ravintoon liittyvät haittavaikutukset johtuivat jostakin myrkystä. Sen perusteella pääteltiin vastaavasti, että tällaisia haittoja ehkäisevien ravintotekijöiden täytyi vastaavasti olla vastamyrkkyjä, joita olisi mm. riisin kuorissa.

Eijkman joutui palaamaan terveydellisistä syistä kotimaahansa. Hänen seuraajansa Gerrit Grijns (1865–1944) totesi, että eräät ravintoaineet kuten pavut estivät beriberin syntymisen, mutta toisaalta oli olemassa myös useita ravintoaineita, jotka eivät estäneet beriberin syntyä. Lisäksi hän totesi, että beriberiä ehkäisevät aineet tuhoutuivat pitkään autoklaavissa kuumennettaessa. Grijns oivalsi ensimmäisenä vuonna 1901, että kuorimattoman riisin beriberiä ehkäisevä aine ei ollut mikään vastamyrkky, vaan normaalisti ravintoon kuuluva aineosa.

Britannian hallinnassa olleessa Malesiassa tehdyt havainnot vahvistivat beriberin synnyn valkoista riisiä käytettäessä. Beriberin esiintyminen näyttikin olevan yhteydessä koneellisesti kuoritun riisin yleistymiseen 1850-luvulta lähtien. Malesiassa todettiin kuitenkin, että siellä asuvien intialaisten työläisten keskuudessa ei ollut beriberiä, vaikka he käyttivät koneellisesti kuorittua riisiä. Heidän riisinsä oli kuitenkin käsitelty poikkeavalla menetelmällä. Siinä riisiä liotettiin ensin 1–2 tunnin ajan lähes kiehuvassa vedessä, höyrytettiin vähän aikaa ja kuivattiin lopuksi. Vasta sen jälkeen suoritettiin riisin kuorinta koneellisesti. Edeltävä käsittely kovetti lähellä jyvän pintaa olevan tärkkelyksen, teki kuorimisen helpommaksi, säästi jyvät murskaantumiselta ja kaiken lisäksi vähensi jyvien joutumista tuhohyönteisten pilaamaksi. Riisin esikäsittelystä käytettiin aluksi nimitystä curing (kovettaminen), myöhemmin parboiling (osittainen keittäminen).

Henry Fraser (1873–1930) ja A. T. Stanton (1875–1938) tutkivat beriberiä Malesiassa Kuala Lumpurin mielisairaalassa vuonna 1905 ja vahvistivat eron edellä selostettujen riisilaatujen välillä. Aluksi he uskoivat, että curing tappoi tai poisti riisistä myrkylliset mikro-organismit. Myöhemmin he totesivat, että vaikka kananpojat pysyivät terveinä syödessään curingin jälkeen kuorittua riisiä, niin ne sairastuivat syödessään sitä, jos sitä oli uutettu kuumalla alkoholilla. Lisäksi he totesivat, että curing-käsitellyn riisin alkoholiuute paransi kananpojat, jotka olivat saanet beriberin valkoisella riisillä ruokkimisen seurauksena. Fraser ja Stanton selostivat kokeitaan vuonna 1910 pidetyssä kansainvälisessä kongressissa ja päättelivät, että valkoisesta riisistä puuttui jokin tai joitakin aineita, jotka olivat tarpeellisia hermoston normaalille aineenvaihdunnalle. He olivat myös sitä mieltä, että ravinnon laadun arviointi valkuaisaineiden, rasvojen, hiilihydraattien ja tuhkan perusteella vaati uudelleen arviointia.

Norjalainen lääkäri ja bakteriologi Axel Holst (1861–1931) ryhtyi vuonna 1904 tutkimaan beriberiä, koska norjalaiset merimiehet sairastuivat usein siihen. Hän valitsi koe-eläimikseen marsut ja ruokki niitä eri viljalaaduista leivotulla leivällä. Eläimet kuolivat kuukauden jälkeen ja avauksissa todettiin yllättäen verenpurkautumia mm. kylkiluissa ja alaraajoissa. Lastenlääkäri ja keripukin tutkija Theodor Fröhlich (1870–1947) totesi, että oli marsuille olikin syntynyt C-vitamiinin puutteesta kokeellinen keripukki, joka voitiin estää kaalinlehdillä ja sitruunamehulla.

Casimir Funk (1884–1967) oli luonut vuonna 1906 käsitteen "accessory factors of diet" tarkoittamaan elämälle välttämättömiä ravinnon lisäaineita. Hän myös varmisti vuonna 1911, että riisin kuoriosassa oleva aine ehkäisi beriberin kehittymisen. Samalla hän osoitti, että beriberi oli puutostauti, samoin kuin lasten riisitauti. Funk totesi lisäksi, että beriberiä ehkäisevä aine oli kemiallisesti amiini, typpeä sisältävä orgaaninen aine, ja sen perusteella hän antoi puutostauteja ehkäiseville aineille nimen vitamiini. Pian saatiin kuitenkin todeta, että vitamiineiksi katsottaviin aineisiin kuului myös muita kemiallisia yhdisteitä, jotka eivät olleet amiineja.

Englantilainen biokemisti Frederick Gowland Hopkins (1861–1947) osoitti vuonna 1912 eläinkokeissaan, että nuoret rotat tarvitsivat ns. puhtaiden ravintoaineiden lisäksi myös muita aineita elääkseen, kehittyäkseen ja lisääntyäkseen. Sen jälkeen todettiin, että mm. maidossa oli kaksi lisätekijää, jotka olivat välttämättömiä koe-eläinten kasvuhäiriöiden ehkäisemiseksi. Maidon rasvassa olevaa lisätekijää alettiin nyt kutsua A-vitamiiniksi ja maitoherassa olevaa lisätekijää B-vitamiiniksi. Näin ensimmäiset vitamiinit saivat nimensä aakkosten mukaan.

Yksi maitoheran B-vitamiini oli Funkin löytämä amiini, beriberiä ehkäisevä aine. Kun maidosta ja muualtakin löytyi lisää vesiliukoisia vitamiineja, sai beriberiä ehkäisevä vitamiini nimen B 1 -vitamiini. Sitä nimitettiin hermostovaikutustensa vuoksi myös aneuriiniksi (kreik. anti, vastaan; neuritis, hermotulehdus) ja myöhemmin yleensä tiamiiniksi (kreik. theion, rikki) rikkiä sisältävän kemiallisen rakenteensa mukaan.

Vitamiinit jaetaan fysikokemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi yleensä rasvaliukoisiin ja vesiliukoisiin. Edellä mainituista A-vitamiini kuuluu rasvaliukoisiin ja B-vitamiinien ryhmä vesiliukoisiin. Rasvaliukoiset vitamiinit voivat varastoitua elimistöön pitkiksi ajoiksi suurinakin määrinä, kun taas vesiliukoisten varastoituminen on vähäistä ja lyhytaikaista.

B 1 -vitamiinin eli tiamiinin eristäminen oli hyvin hankalaa, sillä kuumentaminen ja emäkset hajottivat sitä herkästi. B. C. Jansen ja W. F. Donath onnistuivat lopulta eristämään tiamiinin puhtaana vuonna 1926. Yhdysvaltalainen R. R. Williams sekä saksalaiset Adolf Windaus (1876–1939), Tscheche ja Grewe selvittivät vuosina 1934–1936 sen kemiallisen rakenteen. Saksalaiset Andersag ja Westphal sekä yhdysvaltalaiset Williams ja J. H. Cline keksivät vuonna 1936 tiamiinin synteesin. K. Lohmann ja P. Schuster totesivat vuonna 1937, että tiamiini on hiilihydraatteja hajottavan kokarboksylaasi -entsyymin osa.

B 1 -vitamiinin lääkkeenä

B 1 -vitamiinin eli tiamiinin tarve on vuorokaudessa vain noin 1–2 mg. Sen tärkeimmät lähteet ovat hiiva, kokojyvävilja, maksa, sianliha, kala, kananliha, munankeltuainen, useimmat vihannekset ja hedelmät sekä maito. Tavanomaisen ravitsemuksen yhteydessä ei yleensä synny B 1 -vitamiinin puutetta. Toisaalta kyseistä ainetta on eri ravintoaineissa, hiivaa lukuun ottamatta, niin vähän, että normaalin tarpeen tyydyttämiseksi tarvitaan useampia sitä sisältäviä ravintoaineita.

Nykyään ravinnosta johtuvaa beriberiä todetaan kehittyneissä maissa vain nälkiintymisen, pitkäaikaisen laihduttamisen ja anoreksian yhteydessä. Silloin se yhdistyy tavallisesti moniin muihin puutostauteihin. B 1 -vitamiinin puutetta on todettu myös vaikean raskauspahoinvoinnin sekä laihdutusleikkausten seurauksena. Muita B 1 -vitamiinin puutetta aiheuttavia tiloja voivat olla ruoansulatuselinten kasvaimet, pitkäaikaiset tulehdukset ja ripuli, sekä kasvaimet ja syöpäsairauksista johtuvat ravitsemushäiriöt. Myös eräät lääkkeet voivat vähentää B 1 -vitamiinin imeytymistä suolistosta elimistöön. (Joitakin lisäyksiä syyskuussa 2011.)

B 1 -vitamiinin puute aiheuttaa häiriöitä hermokudoksen aineenvaihdunnassa, jolloin hermosolujen toiminta heikkenee ja niiden rakenteessa tapahtuu rappeutumista. Ensimmäiseksi ilmaantuu tuntohäiriöitä raajojen ääriosiin, kuten sormiin, varpaisiin ja sääriin. Ääreishermojen heijasteet eli refleksit eivät myöskään tule esiin. Lihaksissa voi tuntua kiristystä ja samantapaisia kipuja kuin verenkiertohäiriöiden aiheuttamassa katkokävelyssä. Tuntohäiriöitä ilmenee myöhemmin myös reisien, yläraajojen, vatsan ja rintaontelon alueella. Seuraavassa vaiheessa häiriöitä ja toiminnan puutoksia ilmaantuu liikehermoihin, jolloin lihasten toiminta heikkenee. Ranteiden ja nilkkojen ojentaminen vaikeutuu tai ei onnistu lainkaan, mikä tekee kävelemisen ja käsillä työskentelemisen vaikeaksi, ja vähitellen raajat halvaantuvat yhä enemmän. Myöhäisvaiheessa voi esiintyä myös äänenkäheyttä ja hengenahdistusta kurkunpään hermojen halvaantumisesta johtuen. Autonomisen hermoston halvaantuminen aiheuttaa jatkuvaa sydämentykytystä ja sydämen laajentumista, jolloin tautiin voi liittyä runsaita turvotuksia sydämen toiminnanvajavuuden seurauksena.

Alkoholin käyttö lisää B 1 -vitamiinin tarvetta, minkä vuoksi beriberin ilmaantuminen on yleisempää alkoholisteilla. Vaikean alkoholismin yhteydessä B 1 -vitamiinin puute voi aiheuttaa ns. Wernicke – Korsakoffin oireyhtymän, jolle on ominaista edellä selostettujen hermovaurioiden lisäksi silmien lihashermojen halvaukset ja kaksoiskuvat, keskushermostosta johtuvat raajojen lihasten hallintavaikeudet sekä muistamattomuus, sekavuus ja aistinharhat, erityisesti näköharhat. (Carl Wernicke kuvasi mainitun oireyhtymän vuonna 1881 ja Sergei Korsakow vuonna 1887, oireyhtymän yhteys B 1 -vitamiinin puutteeseen selvisi vasta paljon myöhemmin.)

B 1 -vitamiinin puutteella voi olla merkitystä myös erilaisten särkyä aiheuttavien hermotulehdusten synnyssä, joita liittyy mm. virus- ja bakteeritulehduksiin sekä erilaisiin sidekudos- ja aineenvaihduntasairauksiin.

B 1 -vitamiinin puutostilojen hoidossa käytetään tiamiinia suun kautta annettuna, joskus syömisvaikeuksien johdosta myös ruiskeina. Vesiliukoisena vitamiinina tiamiinin ylimäärä poistuu elimistöstä munuaisten kautta eikä sen yliannostelu suun kautta aiheuta yleensä haittaoireita, paitsi joskus harvoin pahoinvointia. Hyvin suurina annoksina ruiskeina annettaessa tiamiinista voi aiheutua mm. lämmön tunnetta, kutinaa, hikoilua, pahoinvointia ja rauhattomuutta, joskus harvoin verenkierron ja hengityksen häiriöitä sekä kouristusherkkyyden lisääntymistä.

B 1 -vitamiinilla on hiivalle tyypillinen haju, joka leviää myös iholle hikirauhasten erittämän hien kautta. Tiamiinia on käytetty hajunsa vuoksi hyttyskarkotteena, mutta sen tehosta ei ole varmuutta.

Kirjoitus on valmistunut vuonna 1990 esitelmän osana, tarkistettu ja lisätty huhtikuussa 2004.

Kirjallisuutta:

Abderhalden, R.: Vitamine, Hormone, Fermente. Ein Buch für Ärzte, Biologen und Studierende. Dritte, neubearbeitete und ergänzte Auflage. Benno Schwabe & Co Verlag, Basel. Printed in Switzerland 1946.

Bynum, W. F. and Porter, R. (editors): Companion Encyclopedia of the History of Medicine. Volume 1–2. Routledge. Reprinted in Great Britain 1994. First published 1993.

Cecil, R. L. (ed.): A Texbook of Medicine. Seventh Edition, Illustrated. W. B. Saunders Company. Philadelphia 1949.

Maxcy, K. F.: Rosenau Preventive Medicine and Hygiene. Seventh Edition. USA 1951.

[The] New Encyclopædia Britannica. 15 th Edition. Vol. 12. Reprinted 1990.

TAKAISIN LÄÄKETIEDETTÄ HAKEMISTOON