Vitamine E is de naam die wordt gegeven aan alle natuurlijke en synthetische tocol- en tocotriënolderivaten (derivaten) die de biologische activiteit hebben van alfa-tocoferol. Alfa-tocoferol of zijn stereo-isomeer RRR-alfa-tocoferol (oude naam: D-alfa-tocoferol) vertegenwoordigt de belangrijkste verbinding die in de natuur voorkomt [2, 3, 11-13]. De term "tocoferol" is afgeleid van het Griekse woord lettergrepen tocos (geboorte) en pherein (voortbrengen). Vanwege de ontdekking in het begin van de jaren twintig dat zowel het voortplantingsvermogen als de preventie van atrofie (weefselatrofie) van voortplantingsorganen van vrouwelijke en mannelijke ratten afhankelijk was van een in vet oplosbare voedingscomponent, die werd genoemd vitamine E, werd vitamine E de "vruchtbaarheidsvitamine" genoemd. Structureel kenmerk van tocoferolen is de chroman-6-ol ring met een zijketen bestaande uit drie isopreen moleculen Het aantal en de positie van de methylgroepen op de chroman-6-ol ring bepalen het verschil vitamine E activiteit van de afzonderlijke tocoferolen. tocoferolen en tocotriënolen komen zowel in vrije vorm voor als veresterd met azijnzuur of barnsteenzuur gehecht aan de fenolische hydroxylgroep (OH) van de 6-chromanolring. Vitamine E-verbindingen van plantaardige oorsprong zijn onder meer:
- 4 Tocoferolen - alfa-, bèta-, gamma-, delta-tocoferol - met verzadigde isoprenoïde zijketen.
- 4 tocotriënolen - alfa-, bèta-, gamma-, delta-tocotriënol - met onverzadigde isoprenoïde zijketen
De volledig en semi-synthetische vormen van vitamine E zijn respectievelijk equimolaire mengsels van de stereo-isomeren van alfa-tocoferol - all-rac-alfa-tocoferol (oude naam: D, L-alfa-tocoferol), een mengsel van acht enantiomeren die alleen verschillen in de positie van de methylgroepen in het molecuul. Verestering van de OH-groep van de chroman-6-olring, bijvoorbeeld met acetaat (zouten en esters van azijnzuur), succinaat (zouten en esters van barnsteenzuur) of nicotinaat (zouten en esters van nicotine zuur), verhoogt de stabiliteit van de chromaanstructuur. Om de vitamine E-activiteit van een tocoferolderivaat te standaardiseren, volgens de Duitse Nutrition Society (DGE) en de Amerikaanse National Research Council (NRC), aanbevelingen voor inname en niveaus in de dieet worden uitgedrukt als RRR-alfa-tocoferolequivalent (alfa-TE). De vitamine E-activiteit van RRR-alfa-tocoferol wordt als 100% genomen (referentiestof) en de andere verbindingen worden uitgedrukt als een percentage hiervan volgens hun activiteit. Biologische activiteit (in% naar RRR-alfa-tocoferol) en conversiefactoren voor individuele vitamine E-vormen:
- 1 mg RRR-alfa-tocoferol (5,7,8-trimethyltocol) = 100%.
- Komt overeen met 1.00 mg alpha-TE = 1.49 IU (internationale eenheden).
- 1 mg RRR-beta-tocoferol (5,8-dimethyltocol) = 50%.
- Komt overeen met 0.50 mg alpha-TE = 0.75 IE
- 1 mg RRR-gamma-tocoferol (7,8-dimethyltocol) = 10%.
- Komt overeen met 0.10 mg alpha-TE = 0.15 IE
- 1 mg RRR-delta-tocoferol (8-methyltocol) = 3%.
- Komt overeen met 0.03 mg alpha-TE = 0.05 IE
- 1 mg RRR-alfa-tocoferylacetaat = 91%.
- Komt overeen met 0.91 mg alpha-TE = 1.36 IE
- 1 mg RRR-alfa-tocoferyl waterstof succinaat = 81%.
- Komt overeen met 0.81 mg alpha-TE = 1.21 IE
- 1 mg R-alfa-tocotriënol (5,7,8-trimethyltocotriënol) = 30%.
- Komt overeen met 0.30 mg alpha-TE = 0.45 IE
- 1 mg R-bèta-tocotriënol (5,8-dimethyltocotriënol) = 5%.
- Komt overeen met 0.05 mg alpha-TE = 0.08 IE
- 1 mg all-rac-alfa-tocoferol = 74%.
- Komt overeen met 0.74 mg alpha-TE = 1.10 IE
- 1 mg all-rac-alfa-tocoferylacetaat = 67%.
- Komt overeen met 0.67 mg alpha-TE = 1.00 IE
- 1 mg all-rac-alfa-tocoferyl waterstof succinaat = 60%.
- Komt overeen met 0.60 mg alpha-TE = 0.89 IE
Vergeleken met natuurlijk voorkomende RRR-alfa-tocoferol (biologische activiteit: 110%), hebben de acht stereo-isomeren van synthetisch RRR-alfa-tocoferylacetaat de volgende biologische activiteiten.
- RRR-alfa-tocoferolacetaat = 100%.
- RRS-alfa-tocoferolacetaat = 90%.
- RSS-alfa-tocoferolacetaat = 73%
- SSS-alfa-tocoferolacetaat = 60%
- RSR-alfa-tocoferolacetaat = 57%
- SRS-alfa-tocoferolacetaat = 37%
- SRR-alfa-tocoferolacetaat = 31%
- SSR-alfa-tocoferolacetaat = 21%
De biologische werkzaamheid van de verschillende vormen van vitamine E is experimenteel bepaald met vruchtbaarheidsonderzoeken bij ratten - absorptie en zwangerschap verwant. Dit betrof eerst een voedsel (aantasting van het voedsel) vitamine E-uitputting (lediging) van de dieren tot het kritieke deficiëntiestadium met daaropvolgende orale administratie van de verschillende vitamine E-derivaten in gedefinieerde hoeveelheden en bepaling van de preventieve (profylactische) effectieve werking dosis - vergeleken met RRR-alfa-tocoferol De biologische activiteit van tocoferolderivaten neemt af met het aantal methylgroepen op de chroman-6-olring en heeft geen directe relatie met de anti-oxidant potentieel.
Synthese
Alleen planten zijn in staat tot vitamine E-synthese. De verschillende tocoferol- en tocotriënolderivaten komen voort uit homogentisinezuur, dat wordt gevormd als tussenproduct bij de afbraak van de aminozuren fenylalanine en tyrosine. De verhouding van de individuele tocoferolen tot elkaar verandert in de loop van de plantengroei. Terwijl (donker) groene plantendelen relatief veel alfa-tocoferol bevatten in overeenstemming met hun chloroplastgehalte (celorganellen die in staat zijn tot fotosynthese), een relatief laag concentratie van vitamine E is te vinden in gele plantenweefsels, stengels, wortels en vruchten van groene planten. In de niet-groene planten of plantenweefsels is naast alfa-tocoferol voornamelijk gamma-tocoferol aanwezig, en het vitamine E-gehalte is evenredig (evenredig) met de concentratie van chromoplasten (kleurproducerende plastiden). Bij het vergelijken van langzaam groeiende en volwassen planten met snelgroeiende en jonge planten, is het tocoferolgehalte hoger in de eerste. Vitamine E komt het dierlijk organisme binnen via de voedselketen en is dus aantoonbaar in dierlijk voedsel, zoals vlees, lever, vis, melk en eieren De tocoferolgehaltes in voedingsmiddelen van dierlijke oorsprong zijn echter veel lager dan in plantaardige producten en zijn sterk afhankelijk van de dieet van de dieren.
Absorptie
Zoals alle vetoplosbare stoffen vitaminenVitamine E wordt geabsorbeerd (opgenomen) in het bovendeel dunne darm tijdens vetvertering, dwz de aanwezigheid van voedingsvetten als transporteurs van lipofiele (in vet oplosbare) moleculen, galzuren om oplosbaar te maken (oplosbaarheid te verhogen) en micellen te vormen (vorm transportkralen die vetoplosbare stoffen transporteerbaar maken in waterige oplossing), en pancreasesterasen (spijsverteringsstelsel enzymen uit de alvleesklier) om tocoferylesters te splitsen is noodzakelijk voor een optimale darmwerking absorptie (opname via de darm). Tocoferylesters afgeleid van voedsel ondergaan eerst hydrolyse (splitsing door reactie met water) in het darmlumen door middel van esterasen (spijsvertering enzymen) uit de alvleesklier. In dit proces geven lipasen (vetsplitsende esterasen) de voorkeur aan de esters van RRR-alfa-tocoferol en vertonen ze een hoge affiniteit (binding sterkte) en activiteit voor acetylesters. gratis RRR-alfa-tocoferol bereikt het borstelgrensmembraan van enterocyten (cellen van de dunne darm epitheel) als een bestanddeel van de gemengde micellen en wordt geïnternaliseerd (intern opgenomen). Intracellulair (in de cel) vindt opname (opname) van vitamine E plaats in chylomicronen (lipide-rijke lipoproteïnen), die de lipofiele vitamine transporteren via de weefselvocht in de periferie bloed circulatie Het mechanisme van intestinale opname van RRR-alfa-tocoferol vindt plaats in de fysiologische (normaal voor metabolisme) concentratie bereik volgens verzadigingskinetiek op een energieonafhankelijke manier overeenkomend met passieve diffusie via een drager. Farmacologische doses worden geabsorbeerd door passieve diffusie absorptie tarief van tussen 25-60% kan worden verwacht met fysiologische inname van vitamine E. De biobeschikbaarheid van de lipofiele vitamine hangt af van de dosis geleverd, het type en de hoeveelheid dieet lipiden aanwezig, en de aanwezigheid van galzuren en esterasen uit de alvleesklier. Bij toedieningen van 12 mg, 24 mg en 200 mg vitamine E werden absorptiesnelheden van respectievelijk ongeveer 54%, 30% en 10% waargenomen bij een gemiddelde vetinname. Medium-chain verzadigd vetzuren stimuleren, en lange-keten meervoudig onverzadigde vetzuren remmen de enterische absorptie van alfa-tocoferol. Acetaat-veresterd alfa-tocoferol heeft een vergelijkbare absorptiesnelheid als vrij alfa-tocoferol.
Transport en distributie in het lichaam
Tijdens transport naar de lever worden vrije vetzuren (FFS), monoglyceriden en, in mindere mate, alfa-tocoferol afgegeven uit chylomicronen naar perifere weefsels, zoals vetweefsel en spieren, onder invloed van het enzym lipoproteïne lipase (LPL ), die zich op celoppervlakken bevindt en triglyceriden splitst. Dit proces breekt chylomicronen af tot chylomicronresten (magere chylomicronresten), die zich binden aan specifieke receptoren (bindingsplaatsen) in de lever. Opname van vitamine E-verbindingen in leverparenchymcellen vindt plaats via receptorgemedieerde endocytose. In het cytoplasma van de parenchymcellen wordt vitamine E overgedragen aan het alfa-tocoferolbindende eiwit of overdrachtseiwit (alfa-TBP / -TTP), dat bij voorkeur RRR-alfa-tocoferol bindt en het in de vorm van van lipoproteïnen. VLDL (lipoproteïnen met zeer lage dichtheid) gesynthetiseerd in de lever slaat alleen vitamine E-moleculen op met volledig gemethyleerde chroman-6-ol-ring en vrije OH-groep en met een koolstofzijketen met R-stereochemische configuratie in chiraliteitscentrum 2 (→ RRR-alfa- tocoferol). VLDL wordt door de lever uitgescheiden (uitgescheiden) en in de bloedbaan gebracht om RRR-alfa-tocoferol naar extrahepatische (buiten de lever) weefsels te verdelen. Doelorganen omvatten spieren, hart, zenuwstelsel en depotvet. Opname van vitamine E door doelwitcellen is nauw gekoppeld aan lipoproteïnekatabolisme (afbraak van lipoproteïnen). Aangezien VLDL zich bindt aan perifere cellen, wordt een deel van alfa-tocoferol, vrije vetzuren en monoglyceriden geïnternaliseerd door passieve diffusie door de werking van lipoproteïnelipase (LPL). Dit resulteert in katabolisme van VLDL naar IDL (intermediaire dichtheid lipoproteïnen) en vervolgens naar LDL (lipoproteïnen met lage dichtheid; cholesterolrijke lipoproteïnen met lage dichtheid), dat nog tot 60-65% vitamine E kan bevatten. enerzijds opgenomen in lever en extrahepatische weefsels via receptorgemedieerde endocytose en anderzijds overgebracht naar HDL (lipoproteïnen met hoge dichtheid; eiwitrijke lipoproteïnen met hoge dichtheid). HDL heeft een vitamine E-gehalte tussen 20-25% en is significant betrokken bij het transport van alfa-tocoferol van perifere cellen terug naar de lever. Naast hepatische alfa-TBP is een ander transporteiwit voor alfa-tocoferol ontdekt dat alomtegenwoordig is (overal verspreid) maar overvloediger tot expressie wordt gebracht (geproduceerd) in de lever, prostaat en hersenen. Het is het intracellulaire alfa-tocoferol-geassocieerde eiwit (TAP), een hydrofoob ligandbindend eiwit dat de CRAL-sequentie (cis-retinale bindingsmotief) en een GTP-bindingsplaats heeft. Databaseanalyses suggereren dat drie vergelijkbare TAP-genen momenteel worden gepostuleerd (verondersteld) -TAP1, TAP2 en TAP3.
Opbergen
Er zijn geen specifieke opslagorganen voor alfa-tocoferol. De totale lichaamsvoorraad vitamine E is ongeveer 2-5 g [1, 2, 12,13]. Vitamine E is aantoonbaar in de volgende lichaamsweefsels:
- Vetweefsel - 0.2 mg / g lipide; 150 µg / g nat gewicht.
- Bijnier/ bijnierschors - 0.7 mg / g lipide; 132 µg / g nat gew.
- Hypofyse - 1.2 mg / g lipide; 40 µg / g nat gew.
- Testes (testis) - 1.2 mg / g lipide; 40 µg / g nat gew.
- bloedplaatjes (bloed bloedplaatjes) - 1.3 mg / g lipide; 30 µg / g nat gewicht.
- Spier - 0.4 mg / g lipide; 19 µg / g nat gewicht.
- Lever - 0.3 mg / g lipide; 13 µg / g nat gew.
In de bovengenoemde weefsels wordt vitamine E voornamelijk aangetroffen in fracties die rijk zijn aan membranen, zoals mitochondria ("Energiecentrales" van de cel), microsomen (enzymhoudende blaasjes) en kernen (→ bescherming tegen lipideperoxidatie). In dit proces wordt de vitamine geïntegreerd in de celmembraan via zijn lipofiele zijketen. Voor elke 1,000-3,000 vetzuren moleculen, zijn er ongeveer 0.5-5 tocoferolmoleculen. Hoewel alfa-tocoferol slechts zeer langzaam kan worden gemobiliseerd vanuit het lipidencompartiment van vetweefsel, spierweefsel, erytrocyten (rood bloed cellen), hersenen en spinal cord - zenuwweefsel (halfwaardetijd 30-100 dagen), weefsels zoals plasma, lever, nier en milt vertonen een snellere omzetting van vitamine E (halfwaardetijd 5-7 dagen). Bij wedstrijdsporters werd echter gevonden dat de serum vitamine E-concentratie toeneemt na intense spieractiviteit. In alle weefsels behalve de lever worden de alfa-vorm en de RRR-stereo-isomeer van tocoferol (→ RRR-alfa-tocoferol) bij voorkeur geretinyleerd (behouden). Een preferentieel optreden van het natuurlijke stereo-isomeer - plasmafactor 2: 1 - wordt ook waargenomen in bloedplasma. Het vitamine E-gehalte van het menselijk lichaam bestaat uit ongeveer 90% RRR-alfa-tocoferol en ongeveer 10% gamma-tocoferol. Andere vormen van vitamine E zijn alleen in sporenhoeveelheden aanwezig.
afscheiding
Uitscheiding van vitamine E is gerelateerd aan hun anti-oxidant functie. Na hepatische (optredend in de lever) oxidatie van de tocoferoxylradicaal tot tocoferylchinon door peroxylradicalen, wordt het chinon gereduceerd tot de overeenkomstige hydrochinon door microsomal enzymen Alfa-tocoferylhydrochinon kan worden geëlimineerd via gal en uitwerpselen of verder afgebroken in de nieren tot tocoferonzuur en het overeenkomstige lacton. Slechts ongeveer 1% van de oraal ingenomen vitamine E wordt in de urine uitgescheiden als de zogenaamde Simon-metaboliet, een glucuronide gevormd uit tocoferonolacton. De belangrijkste uitscheidingsroute van zowel gemetaboliseerd als niet-geabsorbeerd tocoferol is echter fecaal eliminatie, voornamelijk in de vorm van tocoferylchinon, tocoferylhydrochinon en polymerisatieproducten. In aanwezigheid van voldoende of overmatige toevoer van vitamine E, wordt de uitscheiding van tocoferol verhoogd in de vorm van de metaboliet 2,5,7,8-tetramethyl-2 (2′-carboxyethyl) -6-hydroxy-chromaan (alfa-CEHC), die, in tegenstelling tot tocoferolmoleculen die hebben anti-oxidant effecten, heeft een chroma-structuur die nog intact is en renaal wordt geëlimineerd (via de nier) als een water-oplosbaar sulfaat ester of als een glucuronide. Studies hebben aangetoond dat gamma- en delta-tocoferol, evenals het synthetische all-rac-alfa-tocoferol, sneller worden afgebroken tot CEHC dan RRR-alfa-tocoferol - wat aangeeft dat de RRR-alfa-stereo-ismer bij voorkeur in het lichaam wordt vastgehouden. .
