E-vitamiin (tokoferool): määratlus, süntees, imendumine, transport ja levitamine

E-vitamiin on nimi, mida antakse kõigile looduslikele ja sünteetilistele tokooli ja tokotrienooli derivaatidele (derivaadid), millel on alfa-tokoferooli bioloogiline aktiivsus. Alfa-tokoferool või selle stereoisomeer RRR-alfa-tokoferool (vana nimi: D-alfa-tokoferool) tähistab kõige olulisemat looduses esinevat ühendit [2, 3, 11-13]. Termin “tokoferool” on tuletatud kreekakeelsetest sõnadest silpidest tocos (sünd) ja pherein (esile tooma). Tänu 1920. aastate alguses tehtud avastusele, et emaste ja isaste rottide reproduktiivorganite reproduktiivsus ja atroofia (koe atroofia) ärahoidmine sõltuvad rasvlahustuvast toidukomponendist, millele anti nimi E-vitamiin, E-vitamiini nimetati “viljakuse vitamiiniks”. Tokoferoolide struktuuriliseks tunnuseks on kromaan-6-ooli tsükkel koos külgahelaga, mis koosneb kolmest isopreenist molekulid. Metüülrühmade arv ja asukoht kromaan-6-ooli tuumas määravad erinevad E-vitamiin tokoferoolide aktiivsus. Tokoferoolid ja tokotrienoolid esinevad nii vabas vormis kui ka esterdatud äädikhappe või merevaikhappega, mis on kinnitatud 6-kromanoolitsükli fenoolse hüdroksüül (OH) rühma külge. Taimset päritolu E-vitamiini ühendite hulka kuuluvad:

  • 4 tokoferooli - alfa-, beeta-, gamma-, delta-tokoferool - küllastunud isoprenoidse külgahelaga.
  • 4 tokotrienooli - alfa-, beeta-, gamma-, delta-tokotrienool - küllastumata isoprenoidse külgahelaga

E-vitamiini täielikult ja poolsünteetilised vormid on alfa-tokoferooli - all-rac-alfa-tokoferooli (vana nimi: D, L-alfa-tokoferool) stereoisomeeride ekvimolaarsed segud, mis koosneb kaheksast enantiomeerid mis erinevad ainult metüülrühmade positsiooni poolest molekulis. Kromaan-6-ooli tuuma OH-rühma esterdamine näiteks atsetaadiga (soolad ja estrid äädikhape), suktsinaat (soolad ja merevaikhappe estrid) või nikotinaat (ühendi XNUMX soolad ja estrid) nikotiinhape), suurendab kromaani struktuuri stabiilsust. Tokoferooli derivaadi E-vitamiini aktiivsuse standardiseerimiseks vastavalt Saksamaa Toitumisühingule (DGE) ja USA Riiklikule Teadusnõukogule (NRC) soovitustele ja tasemetele dieet on väljendatud RRR-alfa-tokoferooli ekvivalendina (alfa-TE). RRR-alfa-tokoferooli E-vitamiini aktiivsus on 100% (võrdlusaine) ja teised ühendid väljendatakse protsentides sellest vastavalt nende aktiivsusele. Bioloogiline aktiivsus (% RRR-alfa-tokoferoolina) ja muundamistegurid üksikute E-vitamiini vormide korral

  • 1 mg RRR-alfa-tokoferooli (5,7,8-trimetüültokol) = 100%.
    • Samaväärne 1.00 mg alfa-TE = 1.49 RÜ (rahvusvahelised ühikud).
  • 1 mg RRR-beeta-tokoferooli (5,8-dimetüültokol) = 50%.
    • Samaväärne 0.50 mg alfa-TE = 0.75 RÜ
  • 1 mg RRR-gammatokoferooli (7,8-dimetüültokol) = 10%.
    • Samaväärne 0.10 mg alfa-TE = 0.15 RÜ
  • 1 mg RRR-delta-tokoferooli (8-metüültokol) = 3%.
    • Samaväärne 0.03 mg alfa-TE = 0.05 RÜ
  • 1 mg RRR-alfa-tokoferüülatsetaati = 91%.
    • Samaväärne 0.91 mg alfa-TE = 1.36 RÜ
  • 1 mg RRR-alfa-tokoferüüli vesinik suktsinaat = 81%.
    • Samaväärne 0.81 mg alfa-TE = 1.21 RÜ
  • 1 mg R-alfa-tokotrienooli (5,7,8-trimetüültototrienool) = 30%.
    • Samaväärne 0.30 mg alfa-TE = 0.45 RÜ
  • 1 mg R-beetatokotrienooli (5,8-dimetüültokotrienool) = 5%.
    • Samaväärne 0.05 mg alfa-TE = 0.08 RÜ
  • 1 mg all-rac-alfa-tokoferooli = 74%.
    • Samaväärne 0.74 mg alfa-TE = 1.10 RÜ
  • 1 mg all-rac-alfa-tokoferüülatsetaati = 67%.
    • Samaväärne 0.67 mg alfa-TE = 1.00 RÜ
  • 1 mg all-rac-alfa-tokoferüüli vesinik suktsinaat = 60%.
    • Samaväärne 0.60 mg alfa-TE = 0.89 RÜ

Võrreldes looduslikult esineva RRR-alfa-tokoferooliga (bioloogiline aktiivsus: 110%), on sünteetilise RRR-alfa-tokoferüülatsetaadi kaheksal stereoisomeeril järgmised bioloogilised toimed.

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

E-vitamiini erinevate vormide bioloogiline efektiivsus on katseliselt kindlaks tehtud rottide viljakuse uuringute abil - absorptsioon ja rasedus seotud. See hõlmas kõigepealt loomade toitainelist (mõjutades toitu) E-vitamiini ammendumist (tühjendamist) kriitilise defitsiidi staadiumisse ja järgnevat suukaudset haldamine erinevate E-vitamiini derivaatide kindlaksmääratud kogustes ja ennetava (profülaktiliselt) efektiivse määramine annus - võrreldes RRR-alfa-tokoferooliga. Tokoferooli derivaatide bioloogiline aktiivsus väheneb metüülrühmade arvuga kromaan-6-ooli tsüklis ja sellel ei ole otsest seost antioksüdant potentsiaali.

süntees

Ainult taimed on võimelised E-vitamiini sünteesiks. Erinevad tokoferooli ja tokotrienooli derivaadid tulenevad homogentisiinhappest, mis moodustub vaheühendina aminohapped fenüülalaniin ja türosiin. Üksikute tokoferoolide suhe üksteisesse muutub taimede kasvu käigus. Kuna (tumedad) rohelised taimeosad sisaldavad vastavalt kloroplastisisaldusele suhteliselt palju alfa-tokoferooli (fotosünteesiks võimelised rakuorganellid), suhteliselt madal kontsentratsioon E-vitamiini võib leida roheliste taimede kollastest kudedest, vartest, juurtest ja viljadest. Mitterohelistes taimedes või taimsetes kudedes esineb lisaks alfa-tokoferoolile peamiselt gammatokoferooli ja E-vitamiini sisaldus on proportsionaalne (proportsionaalne) kontsentratsioon kromoplastidest (värvi tootvad plastiidid). Kui võrrelda aeglaselt kasvavaid ja küpseid taimi kiiresti kasvavate ja noorte taimedega, on esimeste tokoferoolisisaldus suurem. E-vitamiin satub loomaorganismi toiduahelas ja on seega tuvastatav loomsetes toiduainetes, näiteks lihas, maks, kala, piimja munad. Tokoferooli sisaldus loomsetes toiduainetes on siiski palju madalam kui taimsetes saadustes ja sõltub suuresti toiduainetest dieet loomade kohta.

Absorptsioon

Nagu kõik rasvlahustuvad vitamiinid, E-vitamiin imendub (imendub) ülemisse ossa peensoolde rasvade seedimise ajal, st toidurasvade esinemine lipofiilsete (rasvlahustuvate) molekulid, sapphapped lahustamiseks (lahustuvuse suurendamine) ja mitsellide moodustamiseks (transporditerade moodustamiseks, mis muudavad rasvlahustuvad ained vesilahuses transporditavaks) ja pankrease esteraasid (seedetrakti ensüümide soolestiku optimaalseks muutmiseks on vajalik tokoferüülestrite lõhustamine absorptsioon (imendumine soolestiku kaudu). Toidust saadud tokoferüülestrid läbivad esmalt hüdrolüüsi (lõhustatakse reaktsioonil CXNUMX) vesi) soolevalendikus esteraaside (seedetrakti) abil ensüümide) kõhunäärmest. Selles protsessis eelistavad lipaasid (rasva lõhustavad esteraasid) RRR-alfa-tokoferooli estreid ja neil on kõrge afiinsus (seondumine tugevus) ja aktiivsus atsetüülestrite suhtes. Tasuta RRR-alfa-tokoferool jõuab enterotsüütide harja piirimembraanile (peensoole rakud) epiteel) segatud mitsellide komponendina ja sisestatakse (võetakse sisse sisemiselt). Rakusiseselt (rakus) toimub E-vitamiini lisamine (omastamine) külomikronitesse (lipiidirikkad lipoproteiinid), mis transpordivad lipofiilset vitamiini lümf perifeersesse veri ringlus. RRR-alfa-tokoferooli soolestiku omastamise mehhanism esineb füsioloogilises (ainevahetuse korral normaalne) kontsentratsioon vahemik vastavalt küllastuskineetikale energiasõltumatul viisil, mis vastab kandja vahendatud passiivsele difusioonile. Farmakoloogilised annused neelduvad passiivse difusiooni teel absorptsioon E-vitamiini füsioloogilise tarbimise korral võib oodata 25–60% määra biosaadavus lipofiilse vitamiini sisaldus sõltub annus toitumise tüüp ja kogus lipiidid olemasolu ja olemasolu sapphapped ja kõhunäärme esteraasid. 12 mg, 24 mg ja 200 mg E-vitamiini manustamisel täheldati keskmise rasvasisalduse korral vastavalt umbes 54%, 30% ja 10% imendumist. Keskmise ahelaga küllastunud rasvhapped stimuleerivad ja pika ahelaga polüküllastumata rasvhapped pärsivad alfa-tokoferooli enteraalset imendumist. Atsetaat-esterdatud alfa-tokoferoolil on sarnane imendumiskiirus kui alfa-tokoferoolil.

Transport ja jaotumine kehas

Maksa transportimisel vabanevad vabade rasvhapete (FFS), monoglütseriidide ja vähemal määral ka alfatokoferooli külomikronitest perifeersetesse kudedesse, näiteks rasvkoesse ja lihastesse, ensüümi lipoproteiini lipaas (LPL) toimel. ), mis asub rakupindadel ja lõhustab triglütseriide. See protsess lagundab külomikronid külomikroni jäänusteks (madala rasvasisaldusega külomikroni jäänused), mis seonduvad maksas spetsiifiliste retseptoritega (sidumissaidid). E-vitamiini ühendite imendumine maksa parenhüümirakkudesse toimub retseptori vahendatud endotsütoosi kaudu. Parenhüümirakkude tsütoplasmas viiakse E-vitamiin alfa-tokoferooli siduvasse valku või ülekandvalku (alfa-TBP / -TTP), mis seob eelistatult RRR-alfa-tokoferooli ja transpordib selle vereplasmas kujul lipoproteiinide sisaldus. Maksas sünteesitud VLDL (väga madala tihedusega lipoproteiinid) salvestab ainult täielikult metüleeritud kromaan-6-ooli tsükli ja vaba OH-rühmaga E-vitamiini molekule ning R-stereokeemilise konfiguratsiooniga süsiniku külgahelaga kiraalsuskeskuses 2 (→ tokoferool). VLDL sekreteeritakse (sekreteeritakse) maksas ja viiakse vereringesse, et jaotada RRR-alfa-tokoferool ekstrahepaatilistesse (väljaspool maksa) kudedesse. Sihtorganiteks on lihased, süda, närvisüsteem ja depoo rasv. E-vitamiini omastamine sihtrakkude poolt on tihedalt seotud lipoproteiinide katabolismiga (lipoproteiinide lagunemine). Kuna VLDL seondub perifeersete rakkudega, sisestatakse osa alfa-tokoferoolist, vabadest rasvhapetest ja monoglütseriididest passiivse difusiooni teel lipoproteiini lipaasi (LPL) toimel. Selle tulemuseks on VLDL katabolism IDL-iks (keskmise tihedusega lipoproteiinid) ja seejärel LDL-iks (madala tihedusega lipoproteiinid; kolesteroolirikkad madala tihedusega lipoproteiinid), mis võib siiski sisaldada kuni 60-65% E-vitamiini. LDL-ga seotud alfa-tokoferool on viiakse ühelt poolt retseptori vahendatud endotsütoosi kaudu maksa ja ekstrahepaatilistesse kudedesse ning teiselt poolt viiakse HDL-i (kõrge tihedusega lipoproteiinid; valgurikkad kõrge tihedusega lipoproteiinid). HDL-i E-vitamiini sisaldus on vahemikus 20-25% ja see on märkimisväärselt seotud alfa-tokoferooli transportimisega perifeersetest rakkudest tagasi maksa. Lisaks maksa alfa-TBP-le on leitud veel üks alfa-tokoferooli transportvalk, mis on üldlevinud (levinud kõikjal), kuid ekspresseerub (toodetakse) maksas, eesnäärmes ja ajus rikkalikumalt. See on rakusisene alfa-tokoferooliga seotud valk (TAP), hüdrofoobne ligandiga seonduv valk, millel on CRAL järjestus (cis-võrkkesta seondumise motiiv) ja GTP-ga seondumissait. Andmebaasianalüüsid viitavad sellele, et praegu oletatakse (oletatakse) kolme sarnast TAP-geeni -TAP1, TAP2 ja TAP3.

Säilitamine

Alfa-tokoferooli jaoks pole spetsiifilisi säilitamisorganeid. E-vitamiini kogu keha varu on umbes 2-5 g [1, 2, 12,13]. E-vitamiin on tuvastatav järgmistes kehakudedes:

  • Rasvkude - 0.2 mg / g lipiid; 150 ug / g märgkaalu.
  • Neerupulgad/ neerupealiste koor - 0.7 mg / g lipiid; 132 ug / g niiske mass
  • Hüpofüüsi - 1.2 mg / g lipiid; 40 ug / g niiske mass
  • Munandid (munandid) - 1.2 mg / g lipiid; 40 ug / g niiske mass
  • Trombotsüüdid (veri vereliistakute) - 1.3 mg / g lipiid; 30 ug / g märgkaalu.
  • Lihas - 0.4 mg / g lipiid; 19 ug / g märgkaalu.
  • Maks - 0.3 mg / g lipiid; 13 ug / g niiske mass

Eespool nimetatud kudedes leidub E-vitamiini peamiselt membraanirikastes fraktsioonides, näiteks mitokondrid (Raku “energiaelektrijaamad”), mikrosoomid (ensüümi sisaldavad vesiikulid) ja tuumad (→ kaitse lipiidide peroksüdatsiooni eest). Selles protsessis integreeritakse vitamiin rakumembraan lipofiilse külgahela kaudu. 1,000–3,000 rasvhappe kohta molekulidon tokoferooli molekule umbes 0.5-5. Kui alfa-tokoferooli saab mobiliseerida ainult väga aeglaselt rasvkoe, lihase, erütrotsüüdid (punane veri rakud), aju ja selgroog - närvikude (poolväärtusaeg 30–100 päeva), sellised koed nagu plasma, maks, neer ja põrn näitavad E-vitamiini kiiremat käivet (poolväärtusaeg 5-7 päeva). Võistlussportlastel leiti siiski, et seerumi E-vitamiini kontsentratsioon suureneb pärast intensiivset lihastegevust. Kõigis kudedes, välja arvatud maksas, on tokoferooli alfa vorm ja RRR stereoisomeer (→ RRR-alfa-tokoferool) eelistatult retinüülitud (kinni hoitud). Vereplasmas täheldatakse ka loodusliku stereoisomeeri - plasmateguri 2: 1 - eelistatavat esinemist. Inimkeha E-vitamiini sisaldus koosneb ligikaudu 90% RRR-alfa-tokoferoolist ja umbes 10% gammatokoferoolist. Muud E-vitamiini vormid esinevad ainult väheses koguses.

Eritumine

E-vitamiini eritumine on seotud nende antioksüdant funktsioon. Pärast tokoferoksüülradikaali oksüdeerumist maksas (oksüdeerumine maksas) tokoferüülkinooniks peroksüülradikaalide toimel redutseeritakse kinoon vastavaks hüdrokinoon mikrosomaalselt ensüümide. Alfa-tokoferüülhüdrokinooni saab elimineerida sapi ja väljaheited või lagunevad neerudes edasi tokoferoonhappeks ja vastavaks laktooniks. Ainult umbes 1% suu kaudu manustatud E-vitamiinist eritub uriiniga nn Simoni metaboliidina - tokoferonolaktoonist moodustuv glükuroniid. Metaboliseeritud ja imendumata tokoferooli peamine eritumistee on fekaalne kõrvaldamine, peamiselt tokoferüülkinooni, tokoferüülhüdrokinooni ja polümerisatsiooniproduktide kujul. Piisava või liigse E-vitamiini varu korral suureneb tokoferooli eritumine metaboliidi 2,5,7,8-tetrametüül-2 (2'-karboksüetüül) -6-hüdroksü-kromaani (alfa-CEHC) kujul, mis erinevalt tokoferooli molekulidest, millel on antioksüdant on kromaanstruktuur, mis on endiselt terve ja elimineeritakse neerude kaudu ( neer) nagu vesi-lahustuv sulfaat ester või glükuroniidina. Uuringud on näidanud, et gamma- ja delta-tokoferool, samuti sünteetiline kõik-rac-alfa-tokoferool lagunevad kiiremini CEHC-ks kui RRR-alfa-tokoferool - mis näitab, et RRR-alfa stereoismer säilib kehas eelistatavalt .