Vitamin E er en gruppe af naturlige forbindelser - tocol -derivater . De vigtigste forbindelser er tocopheroler og tocotrienoler . Fedtopløselig. Det blev først isoleret i 1922 og syntetiseret kemisk i 1938.
Selv i forsøgene fra Thomas Osborn blev det vist, at en semi-oprenset kost, som også indeholder vitaminerne A , B , C og D , understøtter vækst [1] .
Men selve opdagelsen af E-vitamin skete i 1922 af Herbert Evans og Katherine Scott Bishop. I deres eksperimenter viste de, at rotter, der kun blev fodret med en blanding af kasein , svinefedt, mælkefedt, salt og gær , var ufrugtbare. Reproduktiv funktion kan genoprettes ved at tilføje salat eller hvedekimsolie. Tilsætning af fiskeolie eller mel resulterede ikke i nogen forbedring. Heraf blev det konkluderet, at "faktor X" indeholdt i visse vegetabilske olier var en meget vigtig bestanddel af fødevarer [2] [3] [4] .
I 1931 beskrev Mattill og Olcott antioxidantfunktionen af vitamin E. Samme år fandt man ud af, at mangel på vitamin E forårsager muskelsvigt og encephalomalaci [1] .
I 1936 blev α-tocopherol første gang isoleret af Evans. Navnet "tocopherol" (fra det antikke græske τόκος - "afkom, forplantning" og φέρω - "bære") blev foreslået af George Calhoun, professor i græsk ved University of California [2] [1] .
I 1938 blev den kemiske struktur af α-tocopherol beskrevet, og Paul Carrer var i stand til at syntetisere det [1] .
Den første terapeutiske anvendelse af E-vitamin var i 1938 af Wiedenbauer, som brugte hvedekimsolie som supplement til 17 for tidligt fødte nyfødte, der led af vækstforstyrrelser. Elleve af dem kom sig og var i stand til at genoptage normale vækstrater [1] .
| Navn | Kemisk struktur |
|---|---|
| Alfa tocopherol | |
| Beta tocopherol | |
| Gamma tocopherol | |
| delta tocopherol |
Forbindelser af vitamin E-gruppen er lysegule tyktflydende væsker. Uopløseligt i vand, opløseligt i chloroform , ethere , hexan , værre - i acetone og ethanol .
Opløsninger fluorescerer intenst (absorption maksimalt 295 nm , emission maksimalt 320-340 nm ).
Modstandsdygtig over for mineralsyrer og alkalier . Når de interagerer med O 2 og andre oxidationsmidler, bliver de til quinoner .
Estere af disse stoffer er meget mere modstandsdygtige over for oxidation. Nedbrydes ved udsættelse for ultraviolet stråling . I en atmosfære af inert gas er de stabile, når de opvarmes til 100 °C [5] .
De vigtigste biologisk aktive forbindelser, der tilhører vitamin E-gruppen: tocopheroler og tocotrienoler .
Tocotrienoler er meget mindre biologisk aktive og adskiller sig fra tocopheroler ved tre dobbeltbindinger i den lineære del af molekylet i positionerne 3', 7' og 11'.
Alle asymmetriske centre af naturlige tocopheroler har R-konfigurationen . Naturlig tocopherol omtales som RRR-α-tocopherol (tidligere blev navnet d-α-tocopherol også brugt), og syntetisk fremstillet kaldes all-rac-α-tocopherol , det er en blanding af otte stereoisomerer , hvoraf syv er ikke findes i naturen.
Hvis phytol anvendes som udgangsmateriale til syntesen , dannes en blanding af RRR-α-tocopherol og 2S,4'R,8'R-α-tocopherol (2-epi-α-tocopherol), kaldet 2- ambo-α-tocopherol (forældet dl-α-tocopherol ) [2] [5] [6] .
Alle isomerer af disse stoffer er aktive antioxidanter, dog kun isomerer med 2R-konfiguration har høj biologisk aktivitet [7] .
Vitamin E kommer ind i mave-tarmkanalen i sammensætningen af olier, hvis hydrolyse af lipase og esterase fører til frigivelse af vitaminet. Derefter absorberes det og, som en del af chylomikroner , kommer det ind i lymfesystemet og derefter ind i blodet. I leveren binder vitaminet sig til tocopherol-bindende proteiner, hvor RRR-α-tocopherol har den højeste affinitet. Andre tocopheroler udskilles fra leveren med galdesyrer. Disse proteiner leverer vitaminet til blodet som en del af VLDL . I plasma udveksles tocopherol mellem VLDL og andre blodlipoproteiner. Udvekslingen mellem lipoproteinfraktioner (især mellem LDL og HDL) og erytrocytter sikrer balancen mellem tocopherolkoncentrationer i blodet [2] .
Vitamin trænger ind i det ekstrahepatiske væv som en del af LDL, som fanges af de tilsvarende receptorer. Ud over denne receptormedierede mekanisme er der en anden, der afhænger af aktiviteten af lipoproteinlipase: enzymet frigiver tocopherol fra chylomikroner og VLDL, hvorefter vitaminet kommer ind i vævene ved passiv diffusion. På grund af passiv diffusion gennem cellemembranen stiger koncentrationen af RRR-a-tocopherol i alle kroppens væv, især i hjernen. Den strukturelle organisation af fosfolipider i cellemembraner er i stand til at genkende den chirale form af RRR-a-tocopherol, på grund af hvilken vitaminet tilbageholdes i membranen, hvor det udfører sin funktion (syntetiske tocopheroler i membranen giver mindre beskyttelse mod oxidativt stress ) [2] .
Tocopheroler, der ikke absorberes i tarmen, udskilles i fæces. Vitaminmetabolismens produkter - tocopheric acid og dens vandopløselige glucuronider - udskilles i urinen [2] .
Vitamin E er en universel beskytter af cellemembraner mod oxidativ skade. Det indtager en position i membranen, der forhindrer oxygen i at komme i kontakt med umættede membranlipider (dannelse af hydrofobe komplekser). Dette beskytter biomembraner mod deres peroxidnedbrydning. Tocopherols antioxidantegenskaber skyldes også evnen hos den mobile hydroxyl i kromankernen af dets molekyle til direkte at interagere med frie oxygenradikaler (O 2 , HO , HO 2 ), frie radikaler af umættede fedtsyrer (RO , RO 2 ). ) og fedtsyreperoxider . Den membranstabiliserende effekt af vitaminet viser sig også i dets evne til at beskytte SH-gruppen af membranproteiner mod oxidation. Dens antioxidante virkning ligger også i evnen til at beskytte dobbeltbindinger i caroten og vitamin A -molekyler mod oxidation . Vitamin E (sammen med ascorbat) bidrager til inkorporeringen af selen i det aktive center af glutathionperoxidase og aktiverer derved enzymatisk antioxidantbeskyttelse (glutathionperoxidase neutraliserer lipidhydroperoxider ) [2] .
Tocopherol er ikke kun en antioxidant, men også en antihypoxant , hvilket forklares ved dets evne til at stabilisere mitokondriemembranen og spare iltforbrug af celler. Af alle celleorganeller er mitokondrier de mest modtagelige for beskadigelse, da de indeholder de lettest oxiderede umættede lipider. På grund af den membranstabiliserende effekt af vitamin E i mitokondrier, øges konjugationen af oxidativ fosforylering, dannelsen af ATP og kreatinfosfat . Vitamin kontrollerer biosyntesen af ubiquinon , en komponent i luftvejskæden og mitokondriernes vigtigste antioxidant [2] .
Den oxiderede form af vitaminet kan reagere med brintdonorer (for eksempel med ascorbinsyre ) og går dermed igen i den reducerede form [7] .
Da de oxiderede former reduceres i kroppen, findes de normalt ikke in vivo . Følgende oxidationsprodukter er fundet in vitro [7] :
Tocotrienoler udviser stærke neurobeskyttende, antioxidante egenskaber og reducerer risikoen for kræft . Mikromolære mængder af tocotrienoler reducerer aktiviteten af 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzym A-reduktase , som er ansvarlig for syntesen af kolesterol , og dermed reducerer dets niveau i kroppen [8] .
Tocopherol kontrollerer syntesen af nukleinsyrer (på transskriptionsniveau), Ko - enzym Q, myosin ATPase (nødvendig for kontraktion), calcium ATPase (nødvendig for at fange calcium ind i det sarkoplasmatiske retikulum under afslapning), katalase og peroxidase (involveret i eliminering af peroxider), samt hæm (og dermed øget erythropoiesis ), som er en del af cytochromer (P-450, cytochrom C reduktase), hæmoglobin og myoglobin. Under dens indflydelse sker syntesen af følgende proteiner: kollagen i det subkutane væv og knogler, kontraktile proteiner i skelettet, glatte muskler og myokardium, proteiner i slimhinderne og placenta, leverenzymer, kreatin phosphokinase, vasopressinase og gonadotrope hormoner [ 2] [9] .
Vitamin E har evnen til at hæmme aktiviteten af phospholipase A 2 af lysosomer , som ødelægger membranphospholipider . Beskadigelse af lysosommembraner fører til frigivelse af proteolytiske enzymer til cytosolen , som beskadiger cellen.
E- vitamin er en effektiv immunmodulator , der er med til at styrke kroppens immunforsvar [2] .
Et sidekædeforkortet vitamin E-derivat er blevet dokumenteret til at inducere tumorcelleapoptose, ændre mitokondriemembranpotentialet og også regulere visse apoptotiske proteiner relateret til vækstfaktorer. [10] .
Tocopherolmangel er et meget almindeligt fænomen, især blandt mennesker, der bor i områder, der er forurenet med radionuklider, såvel som dem, der er udsat for kemiske giftstoffer. Dyb hypovitaminose er sjælden - hovedsageligt hos for tidligt fødte børn (manifesteret ved hæmolytisk anæmi ) [2] .
Med E-vitaminmangel observeres delvis hæmolyse af erytrocytter, aktiviteten af antioxidantforsvarsenzymer falder i dem. En stigning i permeabiliteten af membranerne i alle celler og subcellulære strukturer, akkumulering af lipidperoxidationsprodukter i dem er den vigtigste manifestation af hypovitaminose. Det er denne omstændighed, der forklarer de mange forskellige symptomer på tocopherolmangel - fra muskeldystrofi og infertilitet op til levernekrose og blødgøring af hjerneområder, især lillehjernen. En stigning i aktiviteten af enzymer, der kommer fra beskadiget væv i blodserumet (kreatinfosfokinase, alaninaminotransferase og andre) og en stigning i indholdet af lipidperoxidationsprodukter i det, observeres allerede i de tidlige stadier af E-hypovitaminose [2 ] .
Med mangel på E-vitamin hos spædbørn og småbørn med malabsorption er ataksi meget hurtigere end hos voksne. Det betyder, at nervesystemet har brug for en tilstrækkelig mængde af vitaminet til normal udvikling [7] .
Vitamin E-mangel i kroppen er ledsaget af et fald i indholdet af immunglobuliner E. Efter introduktionen normaliseres antallet af T- og B-lymfocytter i det perifere blod, og T-cellernes funktionelle aktivitet genoprettes [2] .
Vitaminet er ikke-toksisk med et betydeligt (10-20 gange det daglige behov) og langvarigt overskud af dets dosering, hvilket skyldes den begrænsede evne hos specifikke tocopherolbindende leverproteiner til at inkludere vitaminet i VLDL . Dets overskud udskilles fra kroppen med galde . I nogle tilfælde kan langvarig brug af megadoser af tocopherol (mere end 1 g pr. dag) føre til hypertriglyceridæmi og forhøjet blodtryk [2] .
De vigtigste komplikationer af hypervitaminose er forbundet med [9] :
Mulig klinik for α-tocopherol-forgiftning: sepsis , nekrotiserende enterocolitis , hepatomegali , hyperbilirubinæmi (mere end 20 mg / dl ), azotæmi (mere end 40 mg / dl ), trombocytopeni (mindre end 50-60 tusinde / μl ), symptomer på nyre svigt , blødninger i nethinden eller hjernen, ascites [9] .
Ved intravenøs administration af vitamin E opstår ødem, erytem og bløddelsforkalkning på injektionsstedet [9] .
I slutningen af det 20. århundrede, da E-vitamin blev positioneret i medierne som en kraftig antioxidant , der reducerer risikoen for forskellige sygdomme, begyndte mange vesterlændinge at tage medicin med et højt indhold af tocoferoler. Efterfølgende undersøgelser har vist, at regelmæssigt tilskud er forbundet med øget dødelighed [11] [12] [13] . For eksempel viste en gennemgang fra 2004 af tyve undersøgelser af vitamin A , C , E og beta-caroten hos 211.818 patienter, at vitaminer øger dødeligheden, ligesom en metaanalyse fra 2005 om tilskud af vitamin E. I en systematisk gennemgang, udført i 2012 og sammenfattende data fra undersøgelser af antioxidantvitaminer hos 215.900 patienter, blev det konkluderet, at tilskud med E-vitamin, beta-caroten og store doser A-vitamin er farligt [14] . I 2012 udtalte japanske forskere, at overskydende E-vitamin fører til osteoporose [15] . Den positive effekt af vitamin E-tilskud er kun bevist i forhold til tocopherolmangel [16] .
Mayo Clinic anbefaler, at E -vitamintilskud tages med ekstrem forsigtighed [16] . Situationen kompliceres af, at sådanne præparater ofte også indeholder A- vitamin , hvilket gør det vanskeligt at afgøre, hvilke af disse vitaminer i overskud der i det ene eller andet tilfælde forårsager en negativ effekt [17] .
Med denne patologi er der ingen chylomikroner, LDL og VLDL i blodplasmaet på grund af en krænkelse i leveren hos patienter med syntesen af et af de strukturelle proteiner af disse lipoproteiner. Da E-vitamin transporteres i blodet som en del af chylomikroner og LDL, fører fraværet af sidstnævnte til nedsat absorption af tocopherol og dets indtræden i væv. Klinisk viser dette sig i et kraftigt fald i den hæmolytiske modstand af erytrocytter og acanthocytose, retinitis pigmentosa , muskelsvaghed og ataksisk neuropati . Behandlingen er begrænset til fedtbegrænsning og yderligere administration af vandopløselige former af fedtopløselige vitaminer (f.eks. tocopherol-polyethylenglycolsuccinat) [2] .
Medfødt dyserytropoietisk anæmi type III denne sygdom stiger forbruget af vitamin E til stabiliseringsprocessen og beskyttelse mod peroxidødelæggelse af defekte erytrocytmembraner [ 2] .
medfødte muskeldystrofierI nogle tilfælde er muskelhypotension og muskeldystrofi forårsaget af en medfødt lidelse i processen med indtagelse eller udveksling af tocopherol i dem [2] .
| Vitaminer ( ATC : A11 ) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fedtopløselige vitaminer |
| ||||||||
| Vandopløselige vitaminer |
| ||||||||
| Antivitaminer |
| ||||||||
| Vitamin kombinationer | |||||||||