Vitamin B1 (Thiamin): der Weg im Körper

Vitamin B1 (Thiamin) ist Teil des Weges „Vitamin B1“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Vitamin B1 (Thiamin) ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Thiamin im Blut — vor allem in roten Blutzellen. Im Blut steckt der größte Teil als TPP in den roten Blutzellen, ein kleiner Teil kreist frei. Freies Thiamin, das keine Zelle aufnimmt, scheiden die Nieren mit dem Urin aus. Quelle 1

Kurz erklärt

Vitamin B1 (Thiamin) ist ein wasserlösliches Vitamin, das der Körper nicht selbst bildet. Als Thiaminpyrophosphat (TPP) ist es Cofaktor von Enzymen, die Pyruvat in den Citratzyklus schleusen, den Citratzyklus antreiben und den Pentosephosphatweg mit der Glykolyse verbinden.

11 Stationen · 5 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Thiamin in der Nahrung → In die Darmzelle THTR1, THTR2 Die Transporter THTR1 und THTR2 holen Thiamin aus dem Darminhalt in die Darmzelle. Auf der Blutseite verlässt es die Zelle wieder über einen Transporter. Quelle 2↑ liefert THTR1 (SLC19A2) und THTR2 (SLC19A3) nehmen Thiamin schon bei kleinen Mengen wirksam auf. Thiaminpyrophosphat, das Bakterien im Dickdarm bilden, holt ein eigener Transporter herein. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind die Transporter ausgelastet, steigt die Aufnahme nicht weiter; nur noch ein kleiner Teil gelangt durch passive Diffusion in die Zelle.

zu wenig — Werden die Transporter von Arzneistoffen besetzt, gelangt weniger Thiamin hinein; für mehrere Wirkstoffe ist diese Hemmung an THTR2 in Zellversuchen beschrieben.

in Studien beobachtet · Quelle 2, 5
In die Darmzelle → Thiamin im Blut Im Blut steckt der größte Teil als TPP in den roten Blutzellen, ein kleiner Teil kreist frei. Freies Thiamin, das keine Zelle aufnimmt, scheiden die Nieren mit dem Urin aus. Quelle 1↑ liefert Das Blut verteilt Thiamin an alle Gewebe; Herz, Muskeln, Leber, Nieren und Gehirn nehmen es besonders reichlich auf. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Steigt freies Thiamin im Blut, scheiden die Nieren den Überschuss mit dem Urin aus; ein großer Vorrat entsteht dabei nicht.

zu wenig — Kommt wenig nach, sinkt das TPP in den roten Blutzellen; die Gewebe erhalten dann weniger Thiamin für ihre Enzyme.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Thiamin in der Zelle → TPP TPK1 · ATP Die Thiaminpyrophosphokinase (TPK1) überträgt eine Pyrophosphatgruppe aus ATP auf Thiamin. So entsteht TPP, die aktive Form, die als Cofaktor in mehreren Enzymen sitzt. Quelle 1↑ liefert TPP löst in seinen Enzymen eine Kohlenstoffbindung neben einer Ketogruppe und hält das Bruchstück kurz fest, bis es weitergereicht wird. So verbindet es Zuckerabbau, Citratzyklus und Pentosephosphatweg. gesicherte Physiologie Quelle 1, 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind die Enzyme mit TPP besetzt, bringt weiteres TPP keine zusätzliche Aktivität; dann setzt die Menge der Enzyme die Grenze.

zu wenig — Ist wenig TPP da, arbeiten Pyruvat-Dehydrogenase, α-Ketoglutarat-Dehydrogenase und Transketolase zugleich langsamer.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pyruvat → Acetyl-CoA PDH-Komplex · TPP, Coenzym A Die Pyruvat-Dehydrogenase spaltet von Pyruvat Kohlendioxid ab und hängt den Rest an Coenzym A. Neben TPP braucht sie Liponsäure, FAD, NAD⁺ und Coenzym A. Quelle 3↑ liefert Acetyl-CoA bringt den Kohlenstoff aus Zucker in den Citratzyklus; die dabei gewonnenen Elektronen treiben die Atmungskette an, in der ATP entsteht. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entsteht viel Acetyl-CoA und NADH, bremst die Zelle die Pyruvat-Dehydrogenase über eine Kinase, die das Enzym mit Phosphat abschaltet.

zu wenig — Entsteht wenig Acetyl-CoA aus Pyruvat, gelangt aus Zucker weniger Kohlenstoff in den Citratzyklus, und weniger NADH erreicht die Atmungskette.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
α-Ketoglutarat → Succinyl-CoA α-KG-Dehydrogenase · TPP Die α-Ketoglutarat-Dehydrogenase spaltet Kohlendioxid ab und bildet Succinyl-CoA; dabei entsteht NADH. Der Citratzyklus läuft von hier weiter. Quelle 1↑ liefert Succinyl-CoA hält den Citratzyklus in Gang und ist zugleich Ausgangsstoff für den Baustein des Häms. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entsteht viel Succinyl-CoA, läuft es im Citratzyklus weiter zu Succinat und wird mit dem übrigen Nachschub verarbeitet.

zu wenig — Arbeitet die Dehydrogenase langsam, entsteht weniger Succinyl-CoA und weniger NADH; die Atmungskette erhält von hier weniger Elektronen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pentosephosphate → Glykolyse-Zwischenstufen Transketolase · TPP Die Transketolase baut aus Pentosephosphaten Fructose-6-phosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat. Beide fließen in die Glykolyse zurück. Quelle 4, 1↑ liefert Über diese Rückführung kann die Zelle Zucker je nach Bedarf zur Energiegewinnung, für Ribose oder für NADPH einsetzen. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommen viele Zwischenstufen zurück, laufen sie in der Glykolyse weiter zu Pyruvat oder werden wieder zu Glucose-6-phosphat.

zu wenig — Kommen wenige zurück, bleibt der Kohlenstoff in den Pentosephosphaten gebunden, und die Zelle kann den Weg weniger flexibel nutzen.

gesicherte Physiologie · Quelle 4

Weitere Stationen

Thiamin in der Nahrung — Vitamin B1 Thiamin, Vitamin B1, ist wasserlöslich und steckt etwa in Vollkorn, Hülsenfrüchten und Schweinefleisch. Ein Teil liegt als Phosphat-Ester vor; Enzyme im Darm spalten das Phosphat ab, bevor Thiamin aufgenommen wird. Quelle 2, 1↑ liefert Der Körper bildet Thiamin nicht selbst und hält nur einen kleinen Vorrat, der rasch umgesetzt wird. Was er braucht, stammt laufend aus der Nahrung; ein kleiner Teil kommt von Darmbakterien. gesicherte Physiologie Quelle 2, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Thiamin an, sind die Transporter im Dünndarm bald ausgelastet; ein kleiner Teil gelangt dann durch passive Diffusion hinein, der Rest geht weiter durch den Darm.

zu wenig — Kommt wenig Thiamin an, zehrt der Körper von seinem kleinen Vorrat; weil Thiamin laufend umgesetzt wird, leert sich dieser innerhalb von Wochen.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 1
Thiamin in der Zelle — aufgenommen über THTR Die Zellen der Gewebe holen Thiamin mit denselben Transportern THTR1 und THTR2 herein. Im Zellplasma wird es gleich zu TPP weiterverarbeitet. Quelle 1↑ liefert Weil die Zelle Thiamin rasch zu TPP umbaut, bleibt freies Thiamin innen knapp; so hält sich das Gefälle, das neues Thiamin hereinzieht. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt mehr Thiamin herein, als die Kinase umsetzt, bleibt mehr freies Thiamin in der Zelle; es kann die Zelle wieder verlassen.

zu wenig — Gelangt wenig Thiamin in die Zelle, entsteht weniger TPP, und alle TPP-abhängigen Enzyme erhalten weniger Cofaktor.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pyruvat — aus dem Zuckerabbau Pyruvat ist das Endprodukt der Glykolyse im Zellplasma. Im Mitochondrium wartet es auf die Pyruvat-Dehydrogenase, die es in den Citratzyklus einschleust. Quelle 3↕ beides, je nach Menge Pyruvat steht an einer Weiche: Mit TPP in der Pyruvat-Dehydrogenase geht es als Acetyl-CoA in die Energiegewinnung; ohne diesen Schritt wird es vor allem zu Laktat umgebaut. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Pyruvat, weil die Pyruvat-Dehydrogenase langsam arbeitet, wird mehr davon zu Laktat und Alanin umgebaut.

zu wenig — Fällt wenig Pyruvat an, weil wenig Zucker abgebaut wird, kommt das Acetyl-CoA stärker aus dem Abbau von Fettsäuren.

gesicherte Physiologie · Quelle 3, 1
α-Ketoglutarat — im Citratzyklus α-Ketoglutarat ist ein Zwischenprodukt des Citratzyklus. Die α-Ketoglutarat-Dehydrogenase setzt es um; sie ist wie die Pyruvat-Dehydrogenase gebaut und braucht ebenfalls TPP. Quelle 1, 3↕ beides, je nach Menge α-Ketoglutarat führt den Citratzyklus weiter oder verlässt ihn als Baustein für Glutamat; welcher Weg überwiegt, hängt auch davon ab, wie schnell die TPP-abhängige Dehydrogenase arbeitet. gesicherte Physiologie Quelle 1, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich α-Ketoglutarat vor einer langsamen Dehydrogenase, wird mehr davon zu Glutamat umgebaut, und der Citratzyklus läuft langsamer.

zu wenig — Ist wenig α-Ketoglutarat da, etwa weil viel davon als Glutamat abfließt, erhält der zweite Teil des Citratzyklus weniger Nachschub.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pentosephosphate — Zucker mit fünf C-Atomen Im Pentosephosphatweg entstehen Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen, etwa für den Bau von Erbgut. Die TPP-abhängige Transketolase verschiebt Bruchstücke aus zwei C-Atomen zwischen diesen Zuckern. Quelle 4, 1↑ liefert Pentosephosphate liefern Ribose für RNA und DNA; der Weg, auf dem sie entstehen, bildet zugleich NADPH, das Glutathion in seiner aktiven Form hält. gesicherte Physiologie Quelle 4, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Fallen mehr Pentosephosphate an, als für Erbgut gebraucht werden, führt die Transketolase sie in Zwischenstufen der Glykolyse zurück.

zu wenig — Arbeitet die Transketolase langsam, stauen sich Pentosephosphate, und der Austausch zwischen Pentosephosphatweg und Glykolyse stockt.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 1

Cofaktoren dieses Weges

Magnesium — Begleitet ATP bei der Bildung von TPP und hält TPP in seinen Enzymen in der richtigen Lage Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
NAD⁺ — Nimmt in der Pyruvat- und α-Ketoglutarat-Dehydrogenase die Elektronen auf und wird zu NADH Quelle 3Im ORY-Katalog als Laborwert: NAD⁺ (Nicotinamidadenindinukleotid)
Coenzym A (Vitamin B5) — Nimmt in der Pyruvat-Dehydrogenase die Acetylgruppe auf; so entsteht Acetyl-CoA Quelle 3
FAD (Vitamin B2) — Cofaktor der dritten Untereinheit der Pyruvat-Dehydrogenase, die das Enzym nach jedem Umsatz wieder auflädt Quelle 3
Liponsäure — Trägt in der Pyruvat-Dehydrogenase die Acetylgruppe vom TPP weiter zum Coenzym A Quelle 3
ATP — Liefert die Pyrophosphatgruppe, die TPK1 auf Thiamin überträgt Quelle 1

Quellen

Manzetti S, Zhang J, van der Spoel D. Thiamin function, metabolism, uptake, and transport. Biochemistry 2014 · PubMed 24460461
Said HM, Nexo E. Gastrointestinal Handling of Water-Soluble Vitamins. Compr Physiol 2018 · PubMed 30215865
Patel MS, Nemeria NS, Furey W et al. The pyruvate dehydrogenase complexes: structure-based function and regulation. J Biol Chem 2014 · PubMed 24798336
Lonsdale D. Thiamin. Adv Food Nutr Res 2018 · PubMed 29477220
Li P, Zhu Z, Wang Y et al. Substrate transport and drug interaction of human thiamine transporters SLC19A2/A3. Nat Commun 2024 · PubMed 39738067

Ganzer Weg: Vitamin B1