Vitamin E (Tokoferol): Definisi, Sintesis, Penyerapan, Pengangkutan, dan Pengedaran

vitamin E adalah nama yang diberikan kepada semua turunan tocol dan tocotrienol semula jadi dan sintetik (derivatif) yang mempunyai aktiviti biologi alpha-tokoferol. Alpha-tokoferol atau stereoisomernya RRR-alpha-tokoferol (nama lama: D-alpha-tokoferol) mewakili sebatian terpenting yang berlaku di alam semula jadi [2, 3, 11-13]. Istilah "tocopherol" berasal dari kata Yunani suku kata tocos (kelahiran) dan pherein (untuk melahirkan). Kerana penemuan pada awal tahun 1920-an bahawa keupayaan pembiakan serta pencegahan atrofi (atrofi tisu) organ pembiakan tikus betina dan jantan bergantung pada komponen makanan larut lemak, yang diberi nama vitamin E, vitamin E dinamakan "vitamin kesuburan". Ciri struktur tokoferol adalah cincin kroman-6-ol dengan rantai sisi yang terdiri daripada tiga isoprena molekul. Bilangan dan kedudukan kumpulan metil pada cincin kroman-6-ol menentukan perbezaannya vitamin E aktiviti tokoferol individu.Tocopherols dan tocotrienols berlaku dalam bentuk bebas dan diesterifikasi dengan asid asetik atau succinic yang melekat pada kumpulan fenolik hidroksil (OH) cincin 6-kromanol. Sebatian vitamin E dari tumbuhan termasuk:

  • 4 Tokoferol - alpha-, beta-, gamma-, delta-tocopherol - dengan rantai sisi isoprenoid tepu.
  • 4 tocotrienols - alpha-, beta-, gamma-, delta-tocotrienol - dengan rantai sisi isoprenoid tak jenuh

Bentuk vitamin E sepenuhnya dan separa sintetik, masing-masing, adalah campuran ekuimolar dari stereoisomer alpha-tocopherol - all-rac-alpha-tocopherol (nama lama: D, L-alpha-tokoferol), campuran lapan enantiom yang hanya berbeza pada kedudukan kumpulan metil dalam molekul. Esterifikasi kumpulan OH cincin kroman-6-ol, misalnya dengan asetat (garam dan ester dari asid asetik), berjaya (garam dan ester asid succinic) atau nikotinat (garam dan ester dari asid nikotinik), meningkatkan kestabilan struktur kroman. Untuk menyeragamkan aktiviti vitamin E turunan tokoferol, menurut Persatuan Pemakanan Jerman (DGE) dan Majlis Penyelidikan Nasional AS (NRC), cadangan pengambilan dan tahap dalam diet dinyatakan sebagai setara RRR-alpha-tokoferol (alpha-TE). Aktiviti vitamin E RRR-alpha-tokoferol diambil sebagai 100% (bahan rujukan) dan sebatian lain dinyatakan sebagai peratusan ini mengikut aktiviti mereka. Aktiviti biologi (dalam% kepada RRR-alpha-tokoferol) dan faktor penukaran bagi bentuk vitamin E individu:

  • 1 mg RRR-alpha-tokoferol (5,7,8-trimetiltokol) = 100%.
    • Setara dengan 1.00 mg alpha-TE = 1.49 IU (Unit Antarabangsa).
  • 1 mg RRR-beta-tokoferol (5,8-dimetiltokol) = 50%.
    • Sama dengan 0.50 mg alpha-TE = 0.75 IU
  • 1 mg RRR-gamma-tokoferol (7,8-dimetiltokol) = 10%.
    • Sama dengan 0.10 mg alpha-TE = 0.15 IU
  • 1 mg RRR-delta-tokoferol (8-metiltokol) = 3%.
    • Sama dengan 0.03 mg alpha-TE = 0.05 IU
  • 1 mg RRR-alpha-tokoferil asetat = 91%.
    • Sama dengan 0.91 mg alpha-TE = 1.36 IU
  • 1 mg RRR-alpha-tokoferil hidrogen berjaya = 81%.
    • Sama dengan 0.81 mg alpha-TE = 1.21 IU
  • 1 mg R-alpha-tocotrienol (5,7,8-trimethyltocotrienol) = 30%.
    • Sama dengan 0.30 mg alpha-TE = 0.45 IU
  • 1 mg R-beta-tocotrienol (5,8-dimethyltocotrienol) = 5%.
    • Sama dengan 0.05 mg alpha-TE = 0.08 IU
  • 1 mg all-rac-alpha-tocopherol = 74%.
    • Sama dengan 0.74 mg alpha-TE = 1.10 IU
  • 1 mg all-rac-alpha-tocopheryl asetat = 67%.
    • Sama dengan 0.67 mg alpha-TE = 1.00 IU
  • 1 mg all-rac-alpha-tocopheryl hidrogen berjaya = 60%.
    • Sama dengan 0.60 mg alpha-TE = 0.89 IU

Berbanding dengan RRR-alpha-tocopherol yang berlaku secara semula jadi (aktiviti biologi: 110%), lapan stereoisomer RRR-alpha-tokoferil asetat sintetik mempunyai aktiviti biologi berikut.

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

Keberkesanan biologi pelbagai bentuk vitamin E telah ditentukan secara eksperimen menggunakan kajian kesuburan pada tikus - penyerapan dan mengandung berkaitan. Ini melibatkan pelanggaran (pengosongan) vitamin E makanan (pengosongan) haiwan ke tahap kekurangan kritikal dengan oral seterusnya pentadbiran daripada pelbagai derivatif vitamin E dalam jumlah yang ditentukan dan penentuan pencegahan (profilaksis) berkesan dos - berbanding dengan RRR-alpha-tokoferol. Aktiviti biologi turunan tokoferol menurun dengan bilangan kumpulan metil pada cincin kroman-6-ol dan tidak mempunyai hubungan langsung dengan antioksidan berpotensi.

Sintesis

Hanya tumbuhan yang mampu mensintesis vitamin E. Berbagai turunan tokoferol dan tocotrienol timbul daripada asid homogentisik, yang terbentuk sebagai perantaraan dalam pemecahan asid amino fenilalanin dan tirosin. Nisbah tokoferol individu antara satu sama lain berubah dalam perjalanan pertumbuhan tanaman. Manakala (tumbuhan gelap) bahagian hijau mengandungi tahap alpha-tokoferol yang agak tinggi sesuai dengan kandungan kloroplasnya (organel sel yang mampu melakukan fotosintesis), yang agak rendah kepekatan vitamin E boleh didapati di tisu tumbuhan, batang, akar dan buah-buahan tumbuhan kuning. Pada tumbuh-tumbuhan bukan hijau atau tisu tumbuhan, selain alpha-tokoferol, terutama gamma-tokoferol ada, dan kandungan vitamin E berkadar (sebanding) dengan kepekatan kromoplas (plastid penghasil warna). Apabila membandingkan tanaman yang tumbuh lambat dan matang dengan tanaman yang tumbuh dengan cepat dan muda, kandungan tokoferol lebih tinggi daripada yang sebelumnya. Vitamin E memasuki organisma haiwan melalui rantai makanan dan dengan demikian dapat dikesan dalam makanan haiwan, seperti daging, hati, ikan, susu, dan telur. Walau bagaimanapun, kadar tokoferol dalam makanan yang berasal dari haiwan jauh lebih rendah daripada pada produk tumbuhan dan sangat bergantung pada diet haiwan.

Penyerapan

Seperti semua larut lemak vitamin, vitamin E diserap (diambil) di bahagian atas usus kecil semasa pencernaan lemak, iaitu kehadiran lemak makanan sebagai pengangkut lipofilik (larut lemak) molekul, asid hempedu untuk melarutkan (meningkatkan kelarutan) dan membentuk misel (membentuk manik pengangkutan yang menjadikan bahan larut dalam lemak dapat diangkut dalam larutan berair), dan esterase pankreas (pencernaan enzim dari pankreas) untuk membelah ester tokoferil diperlukan untuk usus yang optimum penyerapan (penyerapan melalui usus). Tocopheryl ester yang berasal dari makanan pertama kali mengalami hidrolisis (pembelahan dengan tindak balas dengan air) dalam lumen usus dengan menggunakan esterase (pencernaan enzim) dari pankreas. Dalam proses ini, lipase (esterase pembelah lemak) lebih suka ester RRR-alpha-tokoferol dan menunjukkan pertalian yang tinggi (mengikat kekuatan) dan aktiviti kepada ester asetil. RRR-alpha-tokoferol percuma mencapai membran sempadan berus enterosit (sel-sel usus kecil epitelium) sebagai komponen misel campuran dan diinternalisasi (diambil secara dalaman). Secara intraselular (dalam sel), penggabungan (pengambilan) vitamin E berlaku ke dalam chylomicrons (lipoprotein kaya lipid), yang mengangkut vitamin lipofilik melalui limfa ke persisian darah peredaran. Mekanisme pengambilan usus RRR-alpha-tokoferol berlaku dalam fisiologi (normal untuk metabolisme) kepekatan julat mengikut kinetik tepu dengan cara bebas tenaga yang sesuai dengan penyebaran pasif yang dimediasi pembawa. Dos farmakologi diserap oleh penyebaran pasif penyerapan kadar antara 25-60% boleh dijangkakan dengan pengambilan vitamin E. secara fisiologi bioavailabiliti vitamin lipofilik bergantung kepada dos disediakan, jenis dan jumlah makanan lipid hadir, dan kehadiran asid hempedu dan esterase dari pankreas. Dengan pemberian vitamin E 12 mg, 24 mg, dan 200 mg, kadar penyerapan masing-masing sekitar 54%, 30%, dan 10%, diperhatikan di bawah pengambilan lemak secara purata. Rantai sederhana tepu asid lemak merangsang, dan asid lemak tak jenuh ganda rantai panjang menghalang, penyerapan enterik alpha-tokoferol. Alpha-tokoferol yang diesterifikasi asetat mempunyai kadar penyerapan yang serupa dengan alpha-tokoferol bebas.

Pengangkutan dan pengedaran dalam badan

Semasa pengangkutan ke hati, asid lemak bebas (FFS), monogliserida, dan, pada tahap yang lebih rendah, alpha-tokoferol dilepaskan dari chylomicrons ke tisu periferal, seperti tisu adiposa dan otot, di bawah tindakan enzim lipoprotein lipase (LPL ), yang terletak di permukaan sel dan memecahkan trigliserida. Proses ini menurunkan chylomicrons kepada sisa chylomicron (sisa chylomicron rendah lemak), yang mengikat reseptor tertentu (laman pengikat) di hati. Penyerapan sebatian vitamin E ke dalam sel parenkim hati berlaku melalui endositosis yang dimediasi oleh reseptor. Dalam sitoplasma sel-sel parenkim, vitamin E dipindahkan ke protein pengikat alpha-tokoferol atau protein pemindahan (alpha-TBP / -TTP), yang secara istimewa mengikat RRR-alpha-tokoferol dan mengangkutnya dalam plasma darah dalam bentuk lipoprotein. VLDL (lipoprotein berketumpatan rendah) yang disintesis di hati hanya menyimpan molekul vitamin E dengan cincin kroman-6-ol metilasi sepenuhnya dan kumpulan OH bebas dan dengan rantai sisi karbon dengan konfigurasi R-stereokimia di pusat kiritas 2 (→ RRR-alpha- tokoferol). VLDL disekresikan (dirembeskan) oleh hati dan dimasukkan ke dalam aliran darah untuk menyebarkan RRR-alpha-tokoferol ke tisu extrahepatic (di luar hati). Organ sasaran termasuk otot, jantung, sistem saraf, dan lemak depot. Pengambilan vitamin E oleh sel sasaran digabungkan dengan katabolisme lipoprotein (penurunan lipoprotein). Oleh kerana VLDL mengikat sel periferal, sebahagian daripada alpha-tokoferol, asid lemak bebas, dan monogliserida diinternalisasi oleh penyebaran pasif melalui tindakan lipoprotein lipase (LPL). Ini mengakibatkan katabolisme VLDL ke IDL (lipoprotein berketumpatan menengah) dan seterusnya ke LDL (lipoprotein berketumpatan rendah; lipoprotein berkepadatan rendah kaya kolesterol), yang mungkin masih mengandungi hingga 60-65% vitamin E. diserap ke dalam tisu hati dan ekstrahepatik melalui endositosis yang dimediasi reseptor di satu pihak dan dipindahkan ke HDL (lipoprotein berkepadatan tinggi; lipoprotein berkepadatan tinggi yang kaya protein) di sisi lain. HDL mempunyai kandungan vitamin E antara 20-25% dan secara signifikan terlibat dalam pengangkutan alpha-tokoferol dari sel periferal kembali ke hati. Selain alpha-TBP hepatik, protein pengangkutan lain untuk alpha-tokoferol telah ditemukan yang terdapat di mana-mana (diedarkan di mana-mana) tetapi dinyatakan (dihasilkan) lebih banyak di hati, prostat, dan otak. Ini adalah protein yang berkaitan dengan alpha-tokoferol intraselular (TAP), protein pengikat ligan hidrofobik yang mempunyai urutan CRAL (motif pengikat cis-retina) dan laman pengikat GTP. Analisis pangkalan data menunjukkan bahawa tiga gen TAP yang serupa kini dipostulasikan (hipotesis) -TAP1, TAP2, dan TAP3.

Pada Suhu Ambien

Tidak ada organ penyimpanan khusus untuk alpha-tokoferol. Jumlah stok vitamin E adalah kira-kira 2-5 g [1, 2, 12,13]. Vitamin E dapat dikesan dalam tisu badan berikut:

  • Tisu adiposa - 0.2 mg / g lipid; 150 μg / g berat basah.
  • Kelenjar adrenal/ korteks adrenal - 0.7 mg / g lipid; 132 µg / g basah wt.
  • Kelenjar hipofisis - 1.2 mg / g lipid; 40 µg / g basah wt.
  • Testis (testis) - 1.2 mg / g lipid; 40 µg / g basah wt.
  • Platelet (darah platelet) - 1.3 mg / g lipid; Berat basah 30 µg / g.
  • Otot - 0.4 mg / g lipid; 19 µg / g berat basah.
  • Hati - 0.3 mg / g lipid; 13 µg / g basah wt.

Dalam tisu di atas, vitamin E terdapat terutamanya dalam pecahan kaya membran, seperti mitokondria ("Pembangkit tenaga tenaga" sel), mikrosom (vesikel yang mengandungi enzim) dan inti (→ perlindungan terhadap peroksidasi lipid). Dalam proses ini, vitamin disatukan ke dalam membran sel melalui rantai sisi lipofiliknya. Untuk setiap 1,000-3,000 asid lemak molekul, terdapat kira-kira 0.5-5 molekul tokoferol. Walaupun alpha-tokoferol hanya dapat digerakkan dengan perlahan dari ruang lipid tisu adiposa, otot, erythrocytes (merah darah sel), otak dan saraf tunjang - tisu saraf (separuh hayat 30-100 hari), tisu seperti plasma, hati, buah pinggang dan limpa menunjukkan pergantian vitamin E yang lebih cepat (separuh hayat 5-7 hari). Namun, pada atlet yang kompetitif, didapati bahawa kepekatan vitamin E serum meningkat setelah aktiviti otot yang sengit. Dalam semua tisu kecuali hati, bentuk alpha dan stereoisomer RRR tokoferol (→ RRR-alpha-tokoferol) lebih disukai retinilasi (dipertahankan). Kejadian istimewa stereoisomer semula jadi - faktor plasma 2: 1 - juga diperhatikan dalam plasma darah. Kandungan vitamin E tubuh manusia terdiri daripada kira-kira 90% RRR-alpha-tokoferol dan sekitar 10% gamma-tokoferol. Bentuk vitamin E yang lain hanya terdapat dalam jumlah yang sedikit.

Perkumuhan

Perkumuhan vitamin E berkaitan dengan mereka antioksidan fungsi. Selepas pengoksidaan hepatik (berlaku di hati) radikal tocopheroxyl menjadi tocopherylquinone oleh radikal peroxyl, quinone dikurangkan menjadi hidrokuinon oleh mikrosomal enzim. Alpha-tocopherylhydroquinone dapat dihilangkan melalui bile dan najis atau selanjutnya terdegradasi di buah pinggang menjadi asid tokoferonat dan lakton yang sesuai. Hanya sekitar 1% daripada vitamin E yang dicerna secara oral diekskresikan dalam air kencing sebagai metabolit Simon yang disebut, glukuronida yang terbentuk dari tokoferonolakton. Walau bagaimanapun, jalan utama perkumuhan metabolisme dan juga tokoferol yang tidak diserap adalah tinja penghapusan, terutamanya dalam bentuk produk tocopherylquinone, tocopherylhydroquinone, dan polimerisasi. Sekiranya terdapat bekalan vitamin E yang mencukupi atau berlebihan, perkumuhan tokoferol meningkat dalam bentuk metabolit 2,5,7,8-tetramethyl-2 (2′-carboxyethyl) -6-hydroxy-chroman (alpha-CEHC), yang, berbeza dengan molekul tokoferol yang mempunyai antioksidan kesan, mempunyai struktur kroman yang masih utuh dan dihilangkan secara renal (melalui buah pinggang) sebagai air-sulfat larut ester atau sebagai glukuronida. Kajian menunjukkan bahawa gamma dan delta-tokoferol, serta sintetik all-rac-alpha-tokoferol, lebih cepat terdegradasi ke CEHC daripada RRR-alpha-tocopherol - menunjukkan bahawa stereoisme RRR-alpha lebih baik disimpan di dalam badan .