E vitamīns (tokoferols): definīcija, sintēze, absorbcija, transports un izplatīšana

E vitamīna ir nosaukums, kas piešķirts visiem dabiskajiem un sintētiskajiem tokola un tokotrienola atvasinājumiem (atvasinājumiem), kuriem ir alfa-tokoferola bioloģiskā aktivitāte. Alfa-tokoferols vai tā stereoizomērs RRR-alfa-tokoferols (vecais nosaukums: D-alfa-tokoferols) ir vissvarīgākais dabā sastopamais savienojums [2, 3, 11-13]. Termins “tokoferols” ir atvasināts no grieķu valodas zilbēm tocos (dzimšana) un pherein (dzemdēt). Tā kā 1920. gadu sākumā tika atklāts, ka žurku mātīšu un tēviņu reproduktīvo spēju reproduktīvā spēja, kā arī atrofijas (audu atrofijas) novēršana ir atkarīga no taukos šķīstošā uztura komponenta, kas tika nosaukts E vitamīna, E vitamīns tika nosaukts par “auglības vitamīnu”. Tokoferolu strukturālā iezīme ir hroman-6-ola gredzens ar sānu ķēdi, kas sastāv no trim izoprēna molekulas. Metilgrupu skaits un novietojums uz hroman-6-ola gredzena nosaka atšķirīgo E vitamīna tokoferolu aktivitāte. Tokoferoli un tokotrienoli sastopami gan brīvā formā, gan esterificēti ar etiķskābi vai dzintarskābi, kas pievienota 6-hromanola gredzena fenola hidroksilgrupas (OH) grupai. Augu izcelsmes E vitamīna savienojumi ietver:

  • 4 tokoferoli - alfa-, beta-, gamma-, delta-tokoferols - ar piesātinātu izoprenoīdu sānu ķēdi.
  • 4 tokotrienoli - alfa-, beta-, gamma-, delta-tokotrienols - ar nepiesātinātu izoprenoīdu sānu ķēdi

E vitamīna pilnīgi un daļēji sintētiskās formas ir attiecīgi alfa-tokoferola - all-rac-alfa-tokoferola (vecais nosaukums: D, L-alfa-tokoferols) stereoizomēru ekvimolāri maisījumi, kas sastāv no astoņiem enantiomēri kas atšķiras tikai ar metilgrupu stāvokli molekulā. Hroman-6-ola gredzena OH grupas esterifikācija, piemēram, ar acetātu (sāļi un esteri etiķskābe), sukcināts (sāļi un dzintarskābes esteri) vai nikotinātu (nātrija sāls un esteri) nikotīnskābe), palielina hromāna struktūras stabilitāti. Lai standartizētu tokoferola atvasinājuma E vitamīna aktivitāti, saskaņā ar Vācijas Uztura biedrību (DGE) un ASV Nacionālo pētījumu padomi (NRC), ieteikumus par uzņemšanu un līmeni uzturs izteikti kā RRR-alfa-tokoferola ekvivalents (alfa-TE). RRR-alfa-tokoferola E vitamīna aktivitāti uzskata par 100% (standartviela), un pārējos savienojumus izsaka procentos no tā atbilstoši to aktivitātei. Bioloģiskā aktivitāte (% pret RRR-alfa-tokoferolu) un konversijas koeficienti atsevišķām E vitamīna formām:

  • 1 mg RRR-alfa-tokoferola (5,7,8-trimetiltokol) = 100%.
    • Ekvivalents 1.00 mg alfa-TE = 1.49 SV (starptautiskās vienības).
  • 1 mg RRR-beta-tokoferola (5,8-dimetiltokol) = 50%.
    • Ekvivalents 0.50 mg alfa-TE = 0.75 SV
  • 1 mg RRR-gamma-tokoferola (7,8-dimetiltokol) = 10%.
    • Ekvivalents 0.10 mg alfa-TE = 0.15 SV
  • 1 mg RRR-delta-tokoferola (8-metiltokol) = 3%.
    • Ekvivalents 0.03 mg alfa-TE = 0.05 SV
  • 1 mg RRR-alfa-tokoferilacetāta = 91%.
    • Ekvivalents 0.91 mg alfa-TE = 1.36 SV
  • 1 mg RRR-alfa-tokoferila ūdeņradis sukcināts = 81%.
    • Ekvivalents 0.81 mg alfa-TE = 1.21 SV
  • 1 mg R-alfa-tokotrienola (5,7,8-trimetiltoktotrienola) = 30%.
    • Ekvivalents 0.30 mg alfa-TE = 0.45 SV
  • 1 mg R-beta-tokotrienola (5,8-dimetiltoktotrienola) = 5%.
    • Ekvivalents 0.05 mg alfa-TE = 0.08 SV
  • 1 mg all-rac-alfa-tokoferola = 74%.
    • Ekvivalents 0.74 mg alfa-TE = 1.10 SV
  • 1 mg all-rac-alfa-tokoferilacetāta = 67%.
    • Ekvivalents 0.67 mg alfa-TE = 1.00 SV
  • 1 mg all-rac-alfa-tokoferila ūdeņradis sukcināts = 60%.
    • Ekvivalents 0.60 mg alfa-TE = 0.89 SV

Salīdzinot ar dabiski sastopamo RRR-alfa-tokoferolu (bioloģiskā aktivitāte: 110%), astoņiem sintētiskā RRR-alfa-tokoferilacetāta stereoizomēriem ir šādas bioloģiskās aktivitātes.

  • RRR-alfa-tokoferola acetāts = 100%.
  • RRS-alfa-tokoferola acetāts = 90%.
  • RSS-alfa-tokoferola acetāts = 73%
  • SSS-alfa-tokoferola acetāts = 60%
  • RSR-alfa-tokoferola acetāts = 57%
  • SRS-alfa-tokoferola acetāts = 37%
  • SRR-alfa-tokoferola acetāts = 31%
  • SSR-alfa-tokoferola acetāts = 21%

Dažādu E vitamīna formu bioloģiskā efektivitāte ir noteikta eksperimentāli, izmantojot auglības pētījumus ar žurkām - absorbcija un grūtniecība saistīti. Vispirms tas ietvēra dzīvnieku barības (ietekmē pārtiku) E vitamīna iztukšošanu (iztukšošanu) līdz kritiskā deficīta stadijai un sekojošu perorālu pārvalde dažādu E vitamīna atvasinājumu noteiktos daudzumos un profilaktiskā (profilaktiskā) iedarbīguma noteikšana deva - salīdzinot ar RRR-alfa-tokoferolu. Tokoferola atvasinājumu bioloģiskā aktivitāte samazinās līdz ar metilgrupu skaitu uz hroman-6-ola gredzena, un tai nav tiešas saistības ar antioksidants potenciālu.

Sintēze

Tikai augi spēj sintezēt E vitamīnu. Dažādi tokoferola un tokotrienola atvasinājumi rodas no homogentīnskābes, kas veidojas kā starpprodukts aminoskābes fenilalanīns un tirozīns. Atsevišķu tokoferolu attiecība viens pret otru mainās augu augšanas gaitā. Tā kā (tumšās) zaļās augu daļās ir relatīvi augsts alfa-tokoferola līmenis atbilstoši to hloroplastu saturam (fotosintēzes spējīgas šūnu organellas), salīdzinoši zems koncentrācija E vitamīna var atrast augu dzeltenajos audos, stublājos, saknēs un zaļo augu augļos. Zaļajos augos vai augu audos papildus alfa-tokoferolam galvenokārt ir gamma-tokoferols, un E vitamīna saturs ir proporcionāls (proporcionāls) koncentrācija hromoplastu (krāsu radoši plastīdi). Salīdzinot lēni augošus un nobriedušus augus ar ātri augošiem un jauniem augiem, pirmajos tokoferola saturs ir lielāks. E vitamīns caur barības ķēdi nonāk dzīvnieku organismā un tādējādi ir nosakāms dzīvnieku izcelsmes pārtikas produktos, piemēram, gaļā, aknas, zivis, piens, un olas. Tomēr tokoferola līmenis dzīvnieku izcelsmes produktos ir daudz zemāks nekā augu produktos un ir ļoti atkarīgs no uzturs dzīvnieku.

Absorbcija

Tāpat kā visi taukos šķīstošie vitamīni, E vitamīns tiek absorbēts (uzņemts) augšējā daļā tievā zarnā tauku sagremošanas laikā, ti, pārtikas tauku klātbūtne kā lipofilo (taukos šķīstošo) transportētāju molekulas, žultsskābes lai izšķīdinātu (palielinātu šķīdību) un veidotu micellas (veidotu transporta lodītes, kas taukos šķīstošās vielas pārvieto ūdens šķīdumā) un aizkuņģa dziedzera esterāzes (gremošanas fermenti no aizkuņģa dziedzera), lai šķeltu tokoferilesterus, ir nepieciešama optimāla zarnu darbība absorbcija (absorbcija caur zarnām). No ēdiena iegūtos tokoferila esterus vispirms veic hidrolīze (šķelšana, reaģējot ar ūdens) zarnu lūmenā, izmantojot esterāzes (gremošanas fermenti) no aizkuņģa dziedzera. Šajā procesā lipāzes (taukus šķeļošās esterāzes) dod priekšroku RRR-alfa-tokoferola esteriem un tām piemīt augsta afinitāte (saistīšanās spēks) un aktivitāte uz acetilesteriem. Bezmaksas RRR-alfa-tokoferols sasniedz enterocītu (tievās zarnas šūnu) otas robežas membrānu epitēlijs) kā sajauktu miceļu sastāvdaļa un tiek internalizēta (uzņemta iekšēji). Intracelulāri (šūnā) E vitamīna iekļaušanās (uzņemšana) notiek chilomikronos (ar lipīdiem bagāti lipoproteīni), kas lipofīlo vitamīnu transportē caur limfa perifērijā asinis apgrozība. RRR-alfa-tokoferola zarnu absorbcijas mehānisms notiek fizioloģiskajā (normāli metabolismam) koncentrācija diapazons atbilstoši piesātinājuma kinētikai no enerģijas neatkarīgā veidā, kas atbilst nesēja izraisītai pasīvai difūzijai. Farmakoloģiskās devas absorbē pasīvā difūzija. An absorbcija ar fizioloģisko E vitamīna uzņemšanu var sagaidīt 25-60% līmeni biopieejamība no lipofilā vitamīna ir atkarīgs no deva uztura veids un daudzums lipīdi klātbūtne un klātbūtne žultsskābes un aizkuņģa dziedzera esterāzes. Lietojot 12 mg, 24 mg un 200 mg E vitamīna, vidējā tauku uzņemšanas laikā tika novēroti attiecīgi aptuveni 54%, 30% un 10% absorbcijas ātrumi. Vidējas ķēdes piesātināts taukskābes stimulē un ilgstošas ​​ķēdes polinepiesātinātās taukskābes inhibē alfa-tokoferola enterālo absorbciju. Acetāta esterificētajam alfa-tokoferolam ir līdzīgs absorbcijas ātrums kā brīvajam alfa-tokoferolam.

Transports un izplatīšanās organismā

Pārvadājot uz aknām, fermentu lipoproteīnu lipāzes (LPL) iedarbībā brīvās taukskābes (FFS), monoglicerīdi un, mazākā mērā, alfa-tokoferols no chilomikroniem izdalās perifēros audos, piemēram, taukaudos un muskuļos. ), kas atrodas uz šūnu virsmām un sašķeļ triglicerīdus. Šis process chilomicronus noārda chylomicron paliekām (zemu tauku chilomicrona paliekām), kas saistās ar specifiskiem receptoriem (saistīšanās vietām) aknās. E vitamīna savienojumu uzņemšana aknu parenhīmas šūnās notiek ar receptoru mediētu endocitozi. Parenhīmas šūnu citoplazmā E vitamīns tiek pārnests uz alfa-tokoferolu saistošo olbaltumvielu vai pārneses olbaltumvielu (alfa-TBP / -TTP), kas priekšroku saista RRR-alfa-tokoferolu un transportē to asins plazmā formā lipoproteīnu. Aknās sintezētais VLDL (ļoti zema blīvuma lipoproteīni) uzglabā E vitamīna molekulas tikai ar pilnībā metilētu hroman-6-olu gredzenu un brīvo OH grupu un ar oglekļa sānu ķēdi ar R-stereoķīmisku konfigurāciju 2. kiralitātes centrā (→ RRR-alfa- tokoferols). VLDL tiek izdalīts (izdalīts) aknās un ievadīts asinīs, lai RRR-alfa-tokoferolu izplatītu ekstrahepatiskos (ārpus aknu) audos. Mērķa orgāni ietver muskuļus, sirdi, nervu sistēmu un depo taukus. E vitamīna uzņemšana mērķa šūnās ir cieši saistīta ar lipoproteīnu katabolismu (lipoproteīnu degradācija). Tā kā VLDL saistās ar perifērām šūnām, alfa-tokoferola, brīvo taukskābju un monoglicerīdu daļa tiek internalizēta ar pasīvo difūziju, izmantojot lipoproteīnu lipāzes (LPL) darbību. Tā rezultātā notiek VLDL katabolisms uz IDL (vidēja blīvuma lipoproteīniem) un pēc tam uz ZBL (zema blīvuma lipoproteīniem; ar holesterīnu bagātiem zema blīvuma lipoproteīniem), kas joprojām var saturēt līdz 60-65% E vitamīna. Alfa-tokoferols, kas saistīts ar ZBL, ir no receptes mediētas endocitozes puses, no vienas puses, tiek pārnests uz aknām un ārpus aknu audiem un, no otras puses, pārnests uz ABL (augsta blīvuma lipoproteīniem; proteīniem bagātiem augsta blīvuma lipoproteīniem). ABL E vitamīna saturs ir no 20 līdz 25%, un tas ir nozīmīgi iesaistīts alfa tokoferola transportēšanā no perifērām šūnām atpakaļ uz aknām. Papildus aknu alfa-TBP ir atklāts vēl viens alfa-tokoferola transporta proteīns, kas ir visuresošs (izplatīts visur), bet aknās, prostatā un smadzenēs tiek daudz vairāk izteikts (ražots). Tas ir intracelulārais alfa-tokoferola asociētais proteīns (TAP), hidrofobais ligandu saistošais proteīns, kuram ir CRAL secība (cis-tīklenes saistīšanas motīvs) un GTP saistīšanās vieta. Datu bāzes analīzes liecina, ka pašlaik tiek postulēti (hipotēzēti) trīs līdzīgi TAP gēni -TAP1, TAP2 un TAP3.

glabāšana

Alfa-tokoferolam nav īpašu uzglabāšanas orgānu. E vitamīna kopējais ķermeņa krājums ir aptuveni 2–5 g [1, 2, 12,13]. E vitamīns ir nosakāms šādos ķermeņa audos:

  • Taukaudi - 0.2 mg / g lipīda; 150 μg / g mitrā svara.
  • Virsnieru dziedzeris/ virsnieru garozā - 0.7 mg / g lipīda; 132 µg / g mitrā svara
  • Hipofīzes dziedzeris - 1.2 mg / g lipīda; 40 µg / g mitrā svara
  • Sēklinieki (sēklinieki) - 1.2 mg / g lipīda; 40 µg / g mitrā svara
  • Trombocīti (asinis trombocīti) - 1.3 mg / g lipīda; 30 µg / g mitrā svara.
  • Muskuļi - 0.4 mg / g lipīda; 19 µg / g mitrā svara.
  • Aknas - 0.3 mg / g lipīda; 13 µg / g mitrā svara

Iepriekš minētajos audos E vitamīns galvenokārt atrodas frakcijās, kas bagātas ar membrānām, piemēram, mitohondriji (Šūnas “enerģijas spēkstacijas”), mikrosomas (fermentus saturošas vezikulas) un kodolus (→ aizsardzība pret lipīdu peroksidāciju). Šajā procesā vitamīns tiek integrēts šūnu membrānu caur tās lipofilo sānu ķēdi. Par katrām 1,000-3,000 taukskābēm molekulas, ir apmēram 0.5-5 tokoferola molekulas. Alfa-tokoferolu var mobilizēt tikai ļoti lēni no taukaudu, muskuļu, eritrocīti (sarkans asinis šūnas), smadzenes un muguras smadzenes - nervu audi (pussabrukšanas periods 30-100 dienas), audi, piemēram, plazma, aknas, niere un liesa uzrāda ātrāku E vitamīna apgrozījumu (pussabrukšanas periods 5-7 dienas). Sacensību sportistiem tomēr tika konstatēts, ka E vitamīna koncentrācija serumā palielinās pēc intensīvas muskuļu aktivitātes. Visos audos, izņemot aknas, tokoferola alfa forma un RRR stereoizomērs (→ RRR-alfa-tokoferols) ir galvenokārt retinilēti (aizturēti). Asins plazmā tiek novērota arī dabiskā stereoizomēra - plazmas faktora 2: 1 - priekšrocība. E vitamīna saturs cilvēka ķermenī sastāv no aptuveni 90% RRR-alfa-tokoferola un apmēram 10% gamma-tokoferola. Citas E vitamīna formas ir tikai nelielos daudzumos.

Izdalīšanās

E vitamīna izdalīšanās ir saistīta ar to antioksidants funkciju. Pēc tokoferoksilgrupas aknu oksidācijas (notiek aknās) peroksilradikāļu oksidēšanās līdz tokoferilhinonam hinons tiek samazināts līdz atbilstošajam hidrohinons ar mikrosomu fermenti. Alfa-tokoferilhidrohinonu var izvadīt caur žults un izkārnījumos vai tālāk sadalās nierēs par tokoferonskābi un atbilstošo laktonu. Tikai aptuveni 1% iekšķīgi uzņemtā E vitamīna izdalās ar urīnu kā tā saukto Simona metabolītu - glikuronīdu, kas veidojas no tokoferonolaktona. Tomēr metabolizētā, kā arī neabsorbētā tokoferola galvenais izvadīšanas ceļš ir fekāls Eliminācijas, galvenokārt tokoferilhinona, tokoferilhidrohinona un polimerizācijas produktu veidā. Ja ir pietiekams vai pārmērīgs E vitamīna daudzums, tokoferola izdalīšanās tiek palielināta metabolīta 2,5,7,8-tetrametil-2 (2′-karboksietil) -6-hidroksi-hromāna (alfa-CEHC) veidā, kas atšķirībā no tokoferola molekulām, kurām ir antioksidants ir hromāna struktūra, kas joprojām ir neskarta un tiek izvadīta caur nierēm (caur niere) kā ūdens-šķīstošs sulfāts esteris vai kā glikuronīds. Pētījumi ir parādījuši, ka gamma- un delta-tokoferols, kā arī sintētiskais all-rac-alfa-tokoferols ātrāk sadalās līdz CEHC nekā RRR-alfa-tokoferols - kas norāda, ka RRR-alfa stereoismer tiek galvenokārt saglabāts ķermenī .