ویتامین E (توکوفرول): تعریف ، سنتز ، جذب ، انتقال و توزیع

ویتامین E نامی است که به تمام مشتقات توکل و توکترینول (مشتقات) طبیعی و مصنوعی داده می شود که دارای فعالیت بیولوژیکی آلفا توکوفرول هستند. آلفا-توکوفرول یا استریوایزومر آن RRR-alpha-tocopherol (نام قدیمی: D-alpha-tocopherol) نشان دهنده مهمترین ترکیبی است که در طبیعت اتفاق می افتد [2 ، 3 ، 11-13]. اصطلاح "توکوفرول" از کلمه یونانی هجاهای tocos (تولد) و pherein (برای به وجود آوردن) گرفته شده است. با توجه به کشف در اوایل دهه 1920 که توانایی تولید مثل و همچنین جلوگیری از آتروفی (آتروفی بافتی) اندام های تولید مثل موشهای ماده و نر به یک جز diet غذایی محلول در چربی بستگی دارد ، که به آن نامگذاری شد ویتامین E، ویتامین E "ویتامین باروری" نامگذاری شد. ویژگی ساختاری توکوفرول ها حلقه کرومان-6-اول با یک زنجیره جانبی متشکل از سه ایزوپرن است مولکول ها. تعداد و موقعیت گروههای متیل روی حلقه کرومان-6-اول متفاوت را تعیین می کند ویتامین E فعالیت توکوفرولهای فردی. توکوفرولها و توکوترینولها هر دو به صورت آزاد اتفاق می افتند و با اسید استیک یا سوکسینیک متصل به گروه فنولیک هیدروکسیل (OH) حلقه 6-کرومانول استری می شوند. ترکیبات ویتامین E با منشا گیاهی عبارتند از:

• 4 توکوفرول - آلفا ، بتا ، گاما ، دلتا توکوفرول - با زنجیره جانبی ایزوپروئید اشباع شده.
• 4 توکوترینول - آلفا ، بتا ، گاما ، دلتا توکوترینو - با زنجیره جانبی ایزوپروئید اشباع نشده

فرمهای کامل و نیمه مصنوعی ویتامین E ، به ترتیب ، مخلوط متعادل از استریوایزومرهای آلفا توکوفرول - all-rac-alpha-tocopherol (نام قدیمی: D ، L-alpha-tocopherol) ، مخلوطی از هشت انانتیومرها که فقط در موقعیت گروههای متیل در مولکول متفاوت هستند. استریفیکاسیون گروه OH حلقه کرومان-6-اول ، به عنوان مثال با استات (نمک و استرها از استیک اسید) ، سوکسینات (نمک و استرهای اسید سوکسینیک) یا نیکوتینات (نمک ها و استرهای نیکوتین اسید) ، پایداری ساختار کرومن را افزایش می دهد. طبق استاندارد انجمن تغذیه آلمان (DGE) و شورای تحقیقات ملی ایالات متحده (NRC) ، برای استانداردسازی فعالیت ویتامین E از مشتقات توكوفرول ، توصیه ها و سطح مصرف در رژیم غذایی به عنوان معادل RRR-α- توکوفرول (alpha-TE) بیان می شوند. فعالیت ویتامین E RRR-α- توکوفرول به عنوان 100٪ (ماده مرجع) در نظر گرفته می شود و سایر ترکیبات با توجه به فعالیت آنها درصدی از این مقدار بیان می شوند. فعالیت بیولوژیکی (در درصد به RRR-آلفا توکوفرول) و فاکتورهای تبدیل برای فرمهای فردی ویتامین E:

• 1 میلی گرم RRR-آلفا توکوفرول (5,7,8،100،XNUMX-تری متیل پروتکل) = XNUMX٪.
  • معادل 1.00 میلی گرم آلفا-TE = 1.49 IU (واحدهای بین المللی).
• 1 میلی گرم RRR-beta-tocopherol (5,8،50-dimethyltocol) = XNUMX٪.
  • معادل 0.50 میلی گرم آلفا-TE = 0.75 IU
• 1 میلی گرم RRR- گاما-توکوفرول (7,8،10-دی متیل پروتکل) = XNUMX٪.
  • معادل 0.10 میلی گرم آلفا-TE = 0.15 IU
• 1 میلی گرم RRR- دلتا توکوفرول (8-متیل پروتکل) = 3٪.
  • معادل 0.03 میلی گرم آلفا-TE = 0.05 IU
• 1 میلی گرم RRR-α- توکوفریل استات = 91٪.
  • معادل 0.91 میلی گرم آلفا-TE = 1.36 IU
• 1 میلی گرم RRR-آلفا توکوفریل هیدروژن سوکسینات = 81٪
  • معادل 0.81 میلی گرم آلفا-TE = 1.21 IU
• 1 میلی گرم R-alpha-tocotrienol (5,7,8،30،XNUMX-trimethyltocotrienol) = XNUMX٪.
  • معادل 0.30 میلی گرم آلفا-TE = 0.45 IU
• 1 میلی گرم R-beta-tocotrienol (5,8،5-dimethyltocotrienol) = XNUMX٪.
  • معادل 0.05 میلی گرم آلفا-TE = 0.08 IU
• 1 میلی گرم all-rac-alpha-tocopherol = 74٪.
  • معادل 0.74 میلی گرم آلفا-TE = 1.10 IU
• 1 میلی گرم استات تمام نژاد آلفا توکوفریل = 67٪.
  • معادل 0.67 میلی گرم آلفا-TE = 1.00 IU
• 1 میلی گرم all-rac-alpha-tocopheryl هیدروژن سوکسینات = 60٪
  • معادل 0.60 میلی گرم آلفا-TE = 0.89 IU

در مقایسه با RRR-α- توکوفرول طبیعی (فعالیت بیولوژیکی: 110٪) ، هشت استریوایزومر استات RRR-α-توکوفریل مصنوعی دارای فعالیت های بیولوژیکی زیر هستند.

• RRR-α-توکوفرول استات = 100٪.
• RRS- آلفا توکوفرول استات = 90٪.
• RSS-آلفا-توکوفرول استات = 73٪
• استات SSS-α- توکوفرول = 60٪
• RSR- آلفا توکوفرول استات = 57٪
• SRS-α- توکوفرول استات = 37
• SRR-α- توکوفرول استات = 31٪
• SSR-α- توکوفرول استات = 21٪

با استفاده از مطالعات باروری در موش صحرایی ، اثر بیولوژیکی اشکال مختلف ویتامین E تعیین شده است - جذب و بارداری مربوط. این شامل ابتدا کاهش ویتامین E (تخلیه) مواد مغذی (تخلیه) حیوانات تا مرحله کمبود بحرانی با خوراکی بعدی حکومت از مشتقات مختلف ویتامین E در مقادیر مشخص شده و تعیین اثر پیشگیرانه (پیشگیری) مقدار - در مقایسه با RRR-α-توکوفرول. فعالیت بیولوژیکی مشتقات توکوفرول با تعداد گروههای متیل در حلقه کرومان-6-اول کاهش می یابد و هیچ ارتباط مستقیمی با آنتی اکسیدان پتانسیل.

ترکیب

فقط گیاهان قادر به سنتز ویتامین E هستند. مشتقات مختلف توکوفرول و توکوترینول از اسید هموژنتیسیک بوجود می آیند که به عنوان واسطه در تجزیه اسیدهای آمینه فنیل آلانین و تیروزین. نسبت توکوفرولهای فردی به یکدیگر در روند رشد گیاه تغییر می کند. در حالیکه قسمتهای گیاهان سبز تیره حاوی مقادیر نسبتاً بالایی از آلفا توکوفرول مطابق با محتوای کلروپلاست آنها (اندامکهای سلولی قادر به فتوسنتز) است ، که نسبتاً کم است غلظت ویتامین E را می توان در بافت های زرد گیاه ، ساقه ها ، ریشه ها و میوه های گیاهان سبز مشاهده کرد. در گیاهان غیر سبز یا بافتهای گیاهی ، علاوه بر آلفا توکوفرول ، عمدتا گاما توکوفرول وجود دارد و محتوای ویتامین E متناسب (متناسب) با غلظت از کروموپلاست ها (پلاستیک های تولید کننده رنگ). هنگام مقایسه گیاهان رشد کند و بالغ با گیاهان سریع رشد و جوان ، محتوای توکوفرول در گیاهان سابق بیشتر است. ویتامین E از طریق زنجیره غذایی وارد ارگانیسم حیوانات می شود و بنابراین در غذاهای حیوانی مانند گوشت قابل تشخیص است کبد، ماهی، شیرو تخم مرغ. با این حال ، سطح توکوفرول در غذاهای منشأ حیوانی بسیار کمتر از محصولات گیاهی است و به شدت به آن وابسته است رژیم غذایی از حیوانات

جذب

مانند همه محلول در چربی ویتامین ها، ویتامین E در قسمت فوقانی جذب شده (جذب می شود) روده کوچک در طی هضم چربی ، یعنی وجود چربی های رژیم غذایی به عنوان ناقل لیپوفیلیک (محلول در چربی) مولکول ها, اسیدهای صفراوی برای حل شدن (افزایش حلالیت) و تشکیل میسل (تشکیل دانه های حمل و نقل که مواد محلول در چربی را در محلول آبی قابل حمل می کند) و استرازهای لوزالمعده (هضم کننده آنزیم ها از لوزالمعده) برای شکافتن استرهای توکوفریل برای بهینه سازی روده لازم است جذب (جذب از طریق روده). استرهای توکوفریل حاصل از مواد غذایی ابتدا تحت هیدرولیز قرار می گیرند (شکاف حاصل از واکنش با آب) در لومن روده با استفاده از استرازها (هضم آنزیم ها) از پانکراس. در این فرآیند ، لیپازها (استرازهای تجزیه کننده چربی) استرهای RRR-α-توکوفرول را ترجیح می دهند و میل ترکیبی بالایی را نشان می دهند استحکام) و فعالیت به استیل استرها. RRR-α- توکوفرول رایگان به غشای مرز برس آنتروسیتها (سلولهای روده کوچک) می رسد. اپیتلیوم) به عنوان یک جز component از میسل های مخلوط شده و درونی شده است (از داخل گرفته می شود). داخل سلولی (درون سلول) ، ترکیب (جذب) ویتامین E در chylomicrons (لیپوپروتئین های غنی از لیپید) وجود دارد که ویتامین لیپوفیلیک را از طریق لنف به محیطی خون گردش. مکانیسم جذب روده ای RRR-α- توکوفرول در فیزیولوژیک (طبیعی برای متابولیسم) رخ می دهد غلظت محدوده مطابق با سینتیک اشباع به روشی مستقل از انرژی مربوط به انتشار غیرفعال با واسطه حامل. دوزهای دارویی توسط انتشار غیر فعال جذب می شوند جذب با مصرف فیزیولوژیکی ویتامین E می توان میزان بین 25-60٪ را انتظار داشت دسترسی به زیستی از ویتامین لیپوفیل بستگی به مقدار نوع و مقدار رژیم غذایی ارائه شده است لیپیدها حال و حضور اسیدهای صفراوی و استرازها از پانکراس. با تجویز 12 میلی گرم ، 24 میلی گرم و 200 میلی گرم ویتامین E ، میزان جذب به ترتیب به میزان 54٪ ، 30٪ و 10٪ به ترتیب در مصرف متوسط ​​چربی مشاهده شد. اشباع شده با زنجیره متوسط اسیدهای چرب اسیدهای چرب اشباع نشده با زنجیره طولانی باعث تحریک جذب روده آلفا توکوفرول می شود. آلفا توکوفرول استریل دارای سرعت جذب مشابه آلفا توکوفرول آزاد است.

حمل و نقل و توزیع در بدن

در حین حمل و نقل به کبد ، اسیدهای چرب آزاد (FFS) ، مونوگلیسیریدها و تا حدی آلفا توکوفرول تحت تأثیر آنزیم لیپوپروتئین لیپاز (Chlomicron) به بافتهای محیطی مانند بافت چربی و عضله آزاد می شوند. ) ، که روی سطوح سلول قرار دارد و تری گلیسیرید را می شکافد. این فرآیند باعث کاهش تجزیه چیلومای میکرونها به بقایای شیلومایکرون (بقایای چیلومیکرون کم چرب) می شود که به گیرنده های خاص (محل های اتصال) کبد متصل می شوند. جذب ترکیبات ویتامین E به سلولهای پارانشیمی کبدی از طریق اندوسیتوز با واسطه گیرنده اتفاق می افتد. در سیتوپلاسم سلولهای پارانشیمی ، ویتامین E به پروتئین اتصال دهنده آلفا توکوفرول یا پروتئین انتقال دهنده (α-TBP / -TTP) منتقل می شود ، که ترجیحاً RRR-α-توکوفرول را متصل می کند و آن را به شکل پلاسمای خون حمل می کند. لیپوپروتئین ها VLDL (لیپوپروتئینهای با چگالی بسیار کم) سنتز شده در کبد ، فقط مولکولهای ویتامین E را با حلقه کاملا متیله شده کرومان-6-اول و گروه OH آزاد و با زنجیره جانبی کربن با پیکربندی استریوشیمیایی R در مرکز دستکاری 2 ذخیره می کند (RRR-alpha- توکوفرول). VLDL توسط کبد ترشح می شود و به جریان خون وارد می شود تا RRR-α- توکوفرول را به بافتهای خارج کبدی (خارج از کبد) توزیع کند. اندام های هدف شامل عضله ، قلب ، سیستم عصبی و چربی دپو می باشد. جذب ویتامین E توسط سلولهای هدف کاملاً با کاتابولیسم لیپوپروتئینها (تخریب لیپوپروتئین ها) همراه است. همانطور که VLDL به سلولهای محیطی متصل می شود ، بخشی از آلفا توکوفرول ، اسیدهای چرب آزاد و مونوگلیسیریدها با انتشار غیرفعال از طریق عملکرد لیپوپروتئین لیپاز (LPL) داخلی می شوند. این منجر به کاتابولیسم VLDL به IDL (لیپوپروتئینهای با چگالی متوسط) و متعاقباً به LDL (لیپوپروتئینهای با چگالی کم ؛ لیپوپروتئینهای با چگالی کم غنی از کلسترول) می شود ، که ممکن است هنوز حاوی 60 تا 65٪ ویتامین E باشد. از طریق یک اندوسیتوز با واسطه گیرنده به داخل کبد و بافتهای خارج کبدی گرفته شده و از طرف دیگر به HDL (لیپوپروتئینهای با چگالی بالا ؛ لیپوپروتئینهای با چگالی بالا غنی از پروتئین) منتقل می شود محتوای HDL بین 20-25٪ ویتامین E است و به طور قابل توجهی در انتقال آلفا توکوفرول از سلولهای محیطی به کبد نقش دارد. علاوه بر آلفا-TBP کبدی ، پروتئین حمل و نقل دیگری برای آلفا توکوفرول کشف شده است که در همه جا وجود دارد (در همه جا پخش می شود) اما در کبد ، پروستات و مغز به میزان بیشتری بیان می شود (تولید می شود). این پروتئین مرتبط با آلفا توکوفرول درون سلولی (TAP) ، یک پروتئین اتصال دهنده به لیگاند آبگریز است که دارای توالی CRAL (نقوش اتصال سیس-شبکیه) و یک سایت اتصال GTP است. تجزیه و تحلیل پایگاه داده نشان می دهد که در حال حاضر سه ژن TAP مشابه فرض شده است (TP1 ، TAP2 و TAP3).

ذخیره سازی

اندام ذخیره خاصی برای آلفا توکوفرول وجود ندارد. میزان کل بدن ویتامین E در حدود 2-5 گرم است [1 ، 2 ، 12,13،XNUMX]. ویتامین E در بافت های زیر بدن قابل تشخیص است:

• بافت چربی - 0.2 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 150 میکروگرم بر گرم وزن مرطوب.
• غده فوق کلیوی/ قشر آدرنال - 0.7 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 132 میکروگرم بر گرم وزن تر
• غده هیپوفیز - 1.2 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 40 میکروگرم بر گرم وزن تر
• بیضه (بیضه) - 1.2 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 40 میکروگرم بر گرم وزن تر
• پلاکت ها (خون پلاکت) - 1.3 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 30 میکروگرم در گرم وزن مرطوب.
• عضله - 0.4 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 19 میکروگرم بر گرم وزن مرطوب.
• کبد - 0.3 میلی گرم در گرم لیپید ؛ 13 میکروگرم بر گرم وزن تر

در بافتهای فوق ، ویتامین E عمدتاً در بخشهای غنی از غشا یافت می شود میتوکندری ("نیروگاه های انرژی" سلول) ، میکروزوم ها (وزیکول های حاوی آنزیم) و هسته ها (محافظت در برابر پراکسیداسیون لیپید). در این فرآیند ، ویتامین با یکپارچه می شود غشای سلولی از طریق زنجیره جانبی لیپوفیلی آن. به ازای هر 1,000 تا 3,000 اسید چرب مولکول ها، حدود 0.5/5 مولکول توکوفرول وجود دارد. در حالی که آلفا توکوفرول را می توان به آرامی از محفظه لیپیدی بافت چربی ، عضله ، اریتروسیت ها (قرمز خون سلول ها)، مغز و نخاع - بافت عصبی (نیمه عمر 30-100 روز) ، بافتهایی مانند پلاسما ، کبد, کلیه و طحال گردش سریع تری از ویتامین E را نشان می دهد (نیمه عمر 5-7 روز). با این حال ، در ورزشکاران رقابتی مشخص شد که غلظت ویتامین E سرم پس از فعالیت شدید عضلانی افزایش می یابد. در تمام بافت ها به جز کبد ، شکل آلفا و استریوایزومر RRR توکوفرول (→ RRR-آلفا توکوفرول) ترجیحاً رتینیل می شوند (حفظ می شوند). یک اتفاق ترجیحی از استریوایزومر طبیعی - فاکتور پلاسما 2: 1 - در پلاسمای خون نیز مشاهده می شود. محتوای ویتامین E بدن انسان تقریباً 90٪ RRR-آلفا توکوفرول و حدود 10٪ گاما توکوفرول تشکیل شده است. سایر اشکال ویتامین E فقط به مقدار کمی وجود دارد.

دفع

دفع ویتامین E به میزان آن مربوط می شود آنتی اکسیدان تابع. پس از اکسیداسیون کبدی (در کبد اتفاق می افتد) رادیکال های توکوفروکسیل به توکوفریل کلینون توسط رادیکال های پراکسیل ، کینون به میزان مربوطه کاهش می یابد هیدروکینون توسط میکروزومال آنزیم ها. آلفا توکوفریل هیدروکینون می تواند از طریق حذف شود صفرا و مدفوع یا بیشتر در کلیه ها به اسید توکوفرونیک و لاکتون مربوطه تخریب می شود. فقط حدود 1٪ ویتامین E خوراکی خورده از طریق ادرار به عنوان متابولیت به اصطلاح سیمون ، گلوکورونید تشکیل شده از توکوفرولنولاکتون ، از طریق ادرار دفع می شود. با این حال ، مسیر اصلی دفع توکوفرول متابولیزه و همچنین جذب نشده مدفوع است حذف، عمدتا به شکل توکوفریل کلینون ، توکوفریل هیدروکینون و محصولات پلیمریزاسیون است. در صورت تأمین کافی یا اضافی ویتامین E ، دفع توکوفرول به شکل متابولیت 2,5,7,8،2،2،6-tetramethyl-XNUMX (XNUMX′-کربوکسی اتیل) -XNUMX-هیدروکسی-کرومان (آلفا-CEHC) افزایش می یابد ، که برخلاف مولکولهای توکوفرول که دارند آنتی اکسیدان اثرات ، دارای ساختار کرومان است که هنوز سالم است و از طریق کلیه از بین می رود (از طریق کلیه) به عنوان یک آب-سولفات محلول استر یا به عنوان یک گلوکورونید. مطالعات نشان داده است که گاما و دلتا توکوفرول ، و همچنین مصنوعی all-rac-alpha-tocopherol ، سریعتر از RRR-alpha-tocopherol به CEHC تجزیه می شوند - این نشان می دهد که استریوایزر RRR-alpha ترجیحاً در بدن حفظ می شود .