vitamin E er navnet gitt til alle naturlige og syntetiske tocol- og tocotrienolderivater (derivater) som har den biologiske aktiviteten til alfa-tokoferol. Alfa-tokoferol eller dens stereoisomer RRR-alfa-tokoferol (gammelt navn: D-alfa-tokoferol) representerer den viktigste forbindelsen som forekommer i naturen [2, 3, 11-13]. Begrepet "tokoferol" er avledet av det greske ordet stavelser tocos (fødsel) og pherein (for å frembringe). På grunn av oppdagelsen på begynnelsen av 1920-tallet at reproduksjonskapasiteten samt forebygging av atrofi (vevsatrofi) av reproduktive organer hos hunn- og hannrotter var avhengig av en fettløselig diettkomponent, som fikk navnet vitamin Eble vitamin E kalt "fruktbarhetsvitamin". Strukturelt trekk ved tokoferoler er chroman-6-ol-ringen med en sidekjede som består av tre isopren molekyler. Antallet og posisjonen til metylgruppene på chroman-6-olringen bestemmer forskjellen vitamin E aktivitet av de enkelte tokoferolene. Tokoferoler og tokotrienoler forekommer både i fri form og forestret med eddiksyre eller ravsyre bundet til fenolhydroksyl (OH) -gruppen i 6-kromanolringen. Vitamin E-forbindelser av vegetabilsk opprinnelse inkluderer:
- 4 tokoferoler - alfa-, beta-, gamma-, delta-tokoferol - med mettet isoprenoid sidekjede.
- 4 tokotrienoler - alfa-, beta-, gamma-, delta-tokotrienol - med umettet isoprenoid-sidekjede
De fullstendige og halvsyntetiske formene av henholdsvis vitamin E er ekvimolære blandinger av stereoisomerer av alfa-tokoferol - all-rac-alfa-tokoferol (gammelt navn: D, L-alfa-tokoferol), en blanding av åtte enantiomerer som bare skiller seg i posisjonen til metylgruppene i molekylet. Forestring av OH-gruppen i chroman-6-olringen, for eksempel med acetat (salter og estere av eddiksyre), succinat (salter og estere av ravsyre) eller nikotinat (salter og estere av nikotinsyre), øker stabiliteten til kromanstrukturen. For å standardisere vitamin E-aktiviteten til et tokoferolderivat, ifølge German Nutrition Society (DGE) og US National Research Council (NRC), inntaksanbefalinger og nivåer i kosthold er uttrykt som RRR-alfa-tokoferol ekvivalent (alfa-TE). Vitamin E-aktiviteten til RRR-alfa-tokoferol tas som 100% (referansestoff) og de andre forbindelsene uttrykkes i prosent av dette i henhold til deres aktivitet. Biologisk aktivitet (i% til RRR-alfa-tokoferol) og konverteringsfaktorer for individuelle vitamin E-former:
- 1 mg RRR-alfa-tokoferol (5,7,8-trimetyltokolade) = 100%.
- Tilsvarer 1.00 mg alfa-TE = 1.49 IE (internasjonale enheter).
- 1 mg RRR-beta-tokoferol (5,8-dimetyltokolade) = 50%.
- Tilsvarer 0.50 mg alfa-TE = 0.75 IE
- 1 mg RRR-gamma-tokoferol (7,8-dimetyltokolade) = 10%.
- Tilsvarer 0.10 mg alfa-TE = 0.15 IE
- 1 mg RRR-delta-tokoferol (8-metyltocol) = 3%.
- Tilsvarer 0.03 mg alfa-TE = 0.05 IE
- 1 mg RRR-alfa-tokoferylacetat = 91%.
- Tilsvarer 0.91 mg alfa-TE = 1.36 IE
- 1 mg RRR-alfa-tokoferyl hydrogen suksinat = 81%.
- Tilsvarer 0.81 mg alfa-TE = 1.21 IE
- 1 mg R-alfa-tokotrienol (5,7,8-trimetyltokotrienol) = 30%.
- Tilsvarer 0.30 mg alfa-TE = 0.45 IE
- 1 mg R-beta-tokotrienol (5,8-dimetyltokotrienol) = 5%.
- Tilsvarer 0.05 mg alfa-TE = 0.08 IE
- 1 mg all-rac-alfa-tokoferol = 74%.
- Tilsvarer 0.74 mg alfa-TE = 1.10 IE
- 1 mg all-rac-alfa-tokoferylacetat = 67%.
- Tilsvarer 0.67 mg alfa-TE = 1.00 IE
- 1 mg all-rac-alfa-tokoferyl hydrogen suksinat = 60%.
- Tilsvarer 0.60 mg alfa-TE = 0.89 IE
Sammenlignet med naturlig forekommende RRR-alfa-tokoferol (biologisk aktivitet: 110%), har de åtte stereoisomerer av syntetisk RRR-alfa-tokoferylacetat følgende biologiske aktiviteter.
- RRR-alfa-tokoferolacetat = 100%.
- RRS-alfa-tokoferolacetat = 90%.
- RSS-alfa-tokoferolacetat = 73%
- SSS-alfa-tokoferolacetat = 60%
- RSR-alfa-tokoferolacetat = 57%
- SRS-alfa-tokoferolacetat = 37%
- SRR-alfa-tokoferolacetat = 31%
- SSR-alfa-tokoferolacetat = 21%
Den biologiske effekten av de forskjellige formene av vitamin E er bestemt eksperimentelt ved bruk av fertilitetsstudier på rotter - absorpsjon og graviditet i slekt. Dette involverte først en fordøyelse (påvirker maten) vitamin E-uttømming (tømming) av dyrene til det kritiske mangelstadiet med påfølgende oral administrasjon av de forskjellige vitamin E-derivatene i definerte mengder og bestemmelse av den forebyggende (profylaktisk) effektive dose - sammenlignet med RRR-alfa-tokoferol. Den biologiske aktiviteten til tokoferolderivater avtar med antall metylgrupper på chroman-6-olringen og har ingen direkte sammenheng med antioksidant potensial.
Syntese
Bare planter er i stand til vitamin E-syntese. De forskjellige tokoferol- og tokotrienolderivatene stammer fra homogentisinsyre, som dannes som et mellomprodukt i nedbrytningen av aminosyrer fenylalanin og tyrosin. Forholdet mellom de enkelte tokoferolene til hverandre endres i løpet av planteveksten. Derimot (mørke) grønne plantedeler inneholder relativt høye nivåer av alfa-tokoferol i samsvar med kloroplastinnholdet (celleorganeller som er i stand til fotosyntese), en relativt lav konsentrasjon av vitamin E finnes i gule plantevev, stengler, røtter og frukt av grønne planter. I de ikke-grønne planter eller plantevev er det, i tillegg til alfa-tokoferol, hovedsakelig gamma-tokoferol til stede, og vitamin E-innholdet er proporsjonalt (proporsjonalt) med konsentrasjon av kromoplaster (fargeproduserende plastider). Når man sammenligner saktevoksende og modne planter med hurtigvoksende og unge planter, er tokoferolinnholdet høyere i den tidligere. Vitamin E kommer inn i dyreorganismen gjennom næringskjeden og kan dermed påvises i animalsk mat, som kjøtt, leveren, fisk, melkog egg. Imidlertid er tokoferolnivået i matvarer av animalsk opprinnelse mye lavere enn i planteprodukter og er sterkt avhengig av kosthold av dyrene.
Absorpsjon
Som alle fettløselige vitaminer, vitamin E absorberes (tas opp) i øvre del tynntarm under fordøyelsen av fett, dvs. tilstedeværelsen av fettstoffer som bærere av lipofile (fettløselige) molekyler, gallesyrer å oppløse (øke løseligheten) og danne miceller (danne transportperler som gjør fettløselige stoffer transporterbare i vandig løsning), og pankreasesteraser (fordøyelsessystemet enzymer fra bukspyttkjertelen) for å klyve tokoferylestere er nødvendig for optimal tarm absorpsjon (absorpsjon gjennom tarmen). Tokoferylestere avledet fra mat gjennomgår først hydrolyse (spaltning ved reaksjon med Vann) i tarmlumen ved hjelp av esteraser (fordøyelsessystemet) enzymer) fra bukspyttkjertelen. I denne prosessen foretrekker lipaser (fettklyvende esteraser) estrene av RRR-alfa-tokoferol og har høy affinitet (bindende styrke) og aktivitet til acetylestere. Gratis RRR-alfa-tokoferol når penselgrensemembranen til enterocytter (celler i tynntarmen epitel) som en komponent i de blandede micellene og blir internalisert (tatt opp internt). Intracellularly (i cellen), inkorporering (opptak) av vitamin E skjer i chylomicrons (lipidrike lipoproteiner), som transporterer det lipofile vitaminet via lymfe inn i periferien blod sirkulasjon. Mekanismen for tarmopptak av RRR-alfa-tokoferol forekommer i det fysiologiske (normalt for metabolisme) konsentrasjon område i henhold til metningskinetikk på en energiuavhengig måte som tilsvarer bærermediert passiv diffusjon. Farmakologiske doser absorberes av passiv diffusjon absorpsjon frekvens på mellom 25-60% kan forventes med fysiologisk inntak av vitamin E. biotilgjengelighet av det lipofile vitaminet avhenger av dose leveres, type og mengde kosthold lipider til stede, og tilstedeværelsen av gallesyrer og esteraser fra bukspyttkjertelen. Ved administrasjoner på 12 mg, 24 mg og 200 mg vitamin E, ble absorpsjonshastigheter på henholdsvis 54%, 30% og 10% observert under et gjennomsnittlig fettinntak. Medium kjede mettet fettsyrer stimulere, og langkjedede flerumettede fettsyrer hemmer den enteriske absorpsjonen av alfa-tokoferol. Acetatforestret alfa-tokoferol har en lignende absorpsjonshastighet som fri alfa-tokoferol.
Transport og distribusjon i kroppen
Under transport til leveren frigjøres frie fettsyrer (FFS), monoglyserider og i mindre grad alfa-tokoferol fra chylomikroner til perifert vev, som fettvev og muskler, under påvirkning av enzymet lipoprotein lipase (LPL ), som ligger på celleoverflater og spalter triglyserider. Denne prosessen nedbryter kylomikroner til kylomikronrester (kylomikronrester med lite fett), som binder seg til spesifikke reseptorer (bindingssteder) i leveren. Opptak av vitamin E-forbindelser i parenkymale celler i leveren skjer via reseptormediert endocytose. I cytoplasmaet til parenkymcellene overføres vitamin E til det alfa-tokoferolbindende proteinet eller overføringsproteinet (alfa-TBP / -TTP), som fortrinnsvis binder RRR-alfa-tokoferol og transporterer det i blodplasmaet i form av lipoproteiner. VLDL (veldig lavdensitetslipoproteiner) syntetisert i leveren lagrer bare vitamin E-molekyler med fullmetylert kroman-6-olring og fri OH-gruppe og med en karbonsidekjede med R-stereokjemisk konfigurasjon ved chiralitetssenter 2 (→ RRR-alfa- tokoferol). VLDL utskilles (utskilles) av leveren og introduseres i blodet for å distribuere RRR-alfa-tokoferol til ekstrahepatisk (utenfor leveren) vev. Målorganer inkluderer muskler, hjerte, nervesystem og depotfett. Opptak av vitamin E av målceller er tett koblet til lipoproteinkatabolisme (nedbrytning av lipoproteiner). Når VLDL binder seg til perifere celler, blir en del av alfa-tokoferol, frie fettsyrer og monoglyserider internalisert ved passiv diffusjon gjennom virkningen av lipoprotein lipase (LPL). Dette resulterer i katabolisme av VLDL til IDL (lipoproteiner med mellomdensitet) og deretter til LDL (lipoproteiner med lav tetthet; kolesterolrike lipoproteiner med lav tetthet), som fremdeles kan inneholde opptil 60-65% vitamin E. Alpha-tokoferol bundet til LDL er tatt opp i lever- og ekstrahepatisk vev via reseptormediert endocytose på den ene siden og overført til HDL (lipoproteiner med høy tetthet; proteinrike lipoproteiner med høy tetthet) på den andre. HDL har et vitamin E-innhold mellom 20-25% og er betydelig involvert i transporten av alfa-tokoferol fra perifere celler tilbake til leveren. I tillegg til hepatisk alfa-TBP er det oppdaget et annet transportprotein for alfa-tokoferol som er allestedsnærværende (distribuert overalt), men som uttrykkes (produseres) mer i lever, prostata og hjerne. Det er det intracellulære alfa-tokoferol-assosierte proteinet (TAP), et hydrofobt ligandbindende protein som har CRAL-sekvensen (cis-retinal bindingsmotiv) og et GTP-bindingssted. Databaseanalyser antyder at tre lignende TAP-gener for tiden er postulert (hypoteset) -TAP1, TAP2 og TAP3.
oppbevaring
Det er ingen spesifikke lagringsorganer for alfa-tokoferol. Den totale kroppsbeholdningen av vitamin E er omtrent 2-5 g [1, 2, 12,13]. Vitamin E kan påvises i følgende kroppsvev:
- Fettvev - 0.2 mg / g lipid; 150 ug / g våtvekt.
- Binyrene/ binyrebark - 0.7 mg / g lipid; 132 ug / g våtvekt.
- Hypofysen - 1.2 mg / g lipid; 40 ug / g våtvekt.
- Testikler (testikler) - 1.2 mg / g lipid; 40 ug / g våtvekt.
- Blodplater plater~~POS=HEADCOMP (blod blodplater) - 1.3 mg / g lipid; 30 µg / g våtvekt.
- Muskel - 0.4 mg / g lipid; 19 ug / g våtvekt.
- Liver - 0.3 mg / g lipid; 13 ug / g våtvekt.
I de ovennevnte vevene finnes vitamin E hovedsakelig i fraksjoner som er rike på membraner, som f.eks mitokondrier (“Energikraftverk” i cellen), mikrosomer (enzymholdige vesikler) og kjerner (→ beskyttelse mot lipidperoksidering). I denne prosessen er vitaminet integrert i cellemembran via den lipofile sidekjeden. For hver 1,000-3,000 fettsyrer molekyler, er det omtrent 0.5-5 tokoferolmolekyler. Mens alfa-tokoferol bare kan mobiliseres veldig sakte fra lipidrommet i fettvev, muskler, erytrocytter (rød blod celler), hjerne og ryggmarg - nervevev (halveringstid 30-100 dager), vev som plasma, leveren, nyre og milt viser en raskere omsetning av vitamin E (halveringstid 5-7 dager). Hos konkurrerende idrettsutøvere ble det imidlertid funnet at vitamin E-konsentrasjonen i serum øker etter intens muskelaktivitet. I alle vev unntatt leveren er alfa-formen og RRR-stereoisomeren av tokoferol (→ RRR-alfa-tokoferol) fortrinnsvis retinylert (beholdt). En foretrukket forekomst av den naturlige stereoisomeren - plasmafaktor 2: 1 - observeres også i blodplasma. Vitamin E-innholdet i menneskekroppen består av omtrent 90% RRR-alfa-tokoferol og ca. 10% gamma-tokoferol. Andre former for vitamin E er bare til stede i spormengder.
utskillelse
Utskillelse av vitamin E er relatert til deres antioksidant funksjon. Etter oksidasjon av tokoferoksylradikalen til tokoferylkinon av peroksylradikaler (hepatisk i leveren), reduseres kinonet til det tilsvarende hydrokinon av microsomal enzymer. Alfa-tokoferylhydrokinon kan elimineres via galle og avføring eller videre nedbrutt i nyrene til tokoferonsyre og den tilsvarende lakton. Bare omtrent 1% av oralt inntatt vitamin E skilles ut i urinen som den såkalte Simon-metabolitten, et glukuronid dannet av tokoferonolakton. Imidlertid er den viktigste utskillelsesveien for metabolisert så vel som ikke-absorbert tokoferol fekal eliminering, hovedsakelig i form av tokoferylkinon, tokoferylhydrokinon og polymeriseringsprodukter. I nærvær av tilstrekkelig eller overflødig vitamin E-tilførsel økes tokoferolutskillelsen i form av metabolitten 2,5,7,8-tetrametyl-2 (2'-karboksyetyl) -6-hydroksy-kroman (alfa-CEHC), som, i motsetning til tokoferolmolekyler som har antioksidant effekter, har en kromanstruktur som fremdeles er intakt og elimineres nyre (via nyre) som en Vann-oppløselig sulfat ester eller som et glukuronid. Studier har vist at gamma- og delta-tokoferol, så vel som syntetisk all-rac-alfa-tokoferol, blir raskere nedbrutt til CEHC enn RRR-alfa-tokoferol - noe som indikerer at RRR-alfa-stereoismeren fortrinnsvis beholdes i kroppen .
