فيتامين هـ (توكوفيرول): التعريف والتركيب والامتصاص والنقل والتوزيع

Vitamin E هو الاسم الذي يطلق على جميع مشتقات توكول وتوكوترينول الطبيعية والاصطناعية (المشتقات) التي لها النشاط البيولوجي لألفا توكوفيرول. يمثل Alpha-tocopherol أو الأيزومير الفراغي RRR-alpha-tocopherol (الاسم القديم: D-alpha-tocopherol) أهم مركب يحدث في الطبيعة [2 ، 3 ، 11-13]. مصطلح "توكوفيرول" مشتق من المقاطع اليونانية توكوس (ولادة) وفيرين (لإحضار). بسبب الاكتشاف في أوائل العشرينات من القرن الماضي أن القدرة التناسلية وكذلك الوقاية من ضمور (ضمور الأنسجة) للأعضاء التناسلية للإناث والذكور الجرذان تعتمد على مكون غذائي قابل للذوبان في الدهون ، والذي سمي vitamin E فيتامين (هـ) كان يسمى "فيتامين الخصوبة". السمة الهيكلية للتوكوفيرول هي حلقة كرومان 6-ol مع سلسلة جانبية تتكون من ثلاثة أيزوبرين الجزيئات. يحدد عدد مجموعات الميثيل وموضعها على حلقة chroman-6-ol الاختلاف vitamin E نشاط توكوفيرول الفردية. تحدث التوكوفيرول والتوكوترينول في كل من الشكل الحر والأسترة مع حمض الأسيتيك أو السكسينيك المرتبط بمجموعة هيدروكسيل الفينول (OH) من الحلقة 6 كرومانول. تشمل مركبات فيتامين هـ ذات الأصل النباتي ما يلي:

  • 4 توكوفيرول - ألفا ، بيتا ، جاما ، دلتا توكوفيرول - مع سلسلة جانبية مشبعة إيزوبرينويد.
  • 4 توكوترينول - ألفا ، بيتا ، جاما ، دلتا توكوترينول - مع سلسلة جانبية إيزوبرينويد غير مشبعة

الأشكال الكاملة وشبه الاصطناعية لفيتامين E ، على التوالي ، عبارة عن خليط متساوي المولي من الأيزومرات الفراغية لألفا توكوفيرول - all-rac-alpha-tocopherol (الاسم القديم: D ، L-alpha-tocopherol) ، خليط من ثمانية المتشاهدين التي تختلف فقط في موقع مجموعات الميثيل في الجزيء. استرة مجموعة OH لحلقة chroman-6-ol ، على سبيل المثال مع الأسيتات (أملاح وإسترات حمض الاسيتيك) ، سكسينات (أملاح وإسترات حمض السكسينيك) أو النيكوتين (أملاح وإسترات حمض النيكيتون) ، يزيد من ثبات هيكل الكرومان. لتوحيد نشاط فيتامين (هـ) لمشتق توكوفيرول ، وفقًا لجمعية التغذية الألمانية (DGE) والمجلس القومي للبحوث الأمريكي (NRC) ، فإن توصيات المدخول والمستويات في الحمية غذائية يتم التعبير عنها على أنها مكافئة لـ RRR-alpha-tocopherol (alpha-TE). يتم أخذ نشاط فيتامين E الخاص بـ RRR-alpha-tocopherol على أنه 100٪ (مادة مرجعية) ويتم التعبير عن المركبات الأخرى كنسبة مئوية من هذا وفقًا لنشاطها. النشاط البيولوجي (بالنسبة المئوية إلى RRR-alpha-tocopherol) وعوامل التحويل لأشكال فيتامين E الفردية:

  • 1 مجم RRR-alpha-tocopherol (5,7,8،100،XNUMX-trimethyltocol) = XNUMX٪.
    • ما يعادل 1.00 مجم alpha-TE = 1.49 IU (الوحدات الدولية).
  • 1 مجم RRR-beta-tocopherol (5,8،50-dimethyltocol) = XNUMX٪.
    • ما يعادل 0.50 مجم alpha-TE = 0.75 IU
  • 1 مجم RRR-gamma-tocopherol (7,8،10-dimethyltocol) = XNUMX٪.
    • ما يعادل 0.10 مجم alpha-TE = 0.15 IU
  • 1 مجم RRR-delta-tocopherol (8-methyltocol) = 3٪.
    • ما يعادل 0.03 مجم alpha-TE = 0.05 IU
  • 1 ملجم RRR-alpha-tocopheryl acetate = 91٪.
    • ما يعادل 0.91 مجم alpha-TE = 1.36 IU
  • 1 مجم RRR-alpha-tocopheryl الهدرجة سكسينات = 81٪.
    • ما يعادل 0.81 مجم alpha-TE = 1.21 IU
  • 1 مجم R-alpha-tocotrienol (5,7,8،30،XNUMX-trimethyltocotrienol) = XNUMX٪.
    • ما يعادل 0.30 مجم alpha-TE = 0.45 IU
  • 1 مجم R-beta-tocotrienol (5,8،5-dimethyltocotrienol) = XNUMX٪.
    • ما يعادل 0.05 مجم alpha-TE = 0.08 IU
  • 1 مجم all-rac-alpha-tocopherol = 74٪.
    • ما يعادل 0.74 مجم alpha-TE = 1.10 IU
  • 1 مجم خلات all-rac-alpha-tocopheryl = 67٪.
    • ما يعادل 0.67 مجم alpha-TE = 1.00 IU
  • 1 مجم كل-راك-ألفا توكوفيرل الهدرجة سكسينات = 60٪.
    • ما يعادل 0.60 مجم alpha-TE = 0.89 IU

مقارنةً بـ RRR-alpha-tocopherol الذي يحدث بشكل طبيعي (النشاط البيولوجي: 110 ٪) ، فإن الأيزومرات الفراغية الثمانية من أسيتات RRR-alpha-tocopheryl الاصطناعية لها الأنشطة البيولوجية التالية.

  • أسيتات RRR-alpha-tocopherol = 100٪.
  • RRS-alpha-tocopherol acetate = 90٪.
  • أسيتات RSS-alpha-tocopherol = 73٪
  • أسيتات SSS-alpha-tocopherol = 60٪
  • أسيتات RSR- ألفا توكوفيرول = 57٪
  • أسيتات SRS-alpha-tocopherol = 37٪
  • SRR- ألفا توكوفيرول أسيتات = 31٪
  • SSR- ألفا توكوفيرول أسيتات = 21٪

تم تحديد الفعالية البيولوجية للأشكال المختلفة لفيتامين E بشكل تجريبي باستخدام دراسات الخصوبة في الجرذان - امتصاص و فترة الحمل ذات صلة. تضمن ذلك أولاً استنفاد فيتامين (هـ) الغذائي (الذي يؤثر على الغذاء) (إفراغ) الحيوانات إلى مرحلة النقص الحرجة مع الفم اللاحق. إدارة من مشتقات فيتامين هـ المختلفة بكميات محددة وتحديد الفاعلية الوقائية (الوقائية) الفعالة جرعة - مقارنة بـ RRR-alpha-tocopherol. ينخفض ​​النشاط البيولوجي لمشتقات توكوفيرول مع عدد مجموعات الميثيل على الحلقة chroman-6-ol وليس له علاقة مباشرة بـ المضادة للأكسدة المحتملين.

تركيب

النباتات فقط هي القادرة على تخليق فيتامين هـ. تنشأ مشتقات توكوفيرول وتوكوترينول المختلفة من حمض الهوموجنتيسيك ، والذي يتشكل كوسيط في انهيار الأحماض الأمينية فينيل ألانين وتيروزين. تتغير نسبة توكوفيرول الفردية إلى بعضها البعض في مسار نمو النبات ، بينما تحتوي أجزاء النبات الخضراء (الداكنة) على مستويات عالية نسبيًا من ألفا توكوفيرول وفقًا لمحتواها من البلاستيدات الخضراء (عضيات الخلية القادرة على التمثيل الضوئي) ، وهي نسبة منخفضة نسبيًا. من التركيز يمكن العثور على فيتامين E في أنسجة النبات الصفراء والسيقان والجذور والفواكه من النباتات الخضراء. في النباتات غير الخضراء أو الأنسجة النباتية ، بالإضافة إلى alpha-tocopherol ، يوجد بشكل أساسي جاما توكوفيرول ، ومحتوى فيتامين E متناسب (متناسب) مع من التركيز من الكروموبلاستيدات (البلاستيدات المنتجة للألوان). عند مقارنة النباتات بطيئة النمو والنباتات الناضجة بالنباتات سريعة النمو والشابة ، تكون محتويات توكوفيرول أعلى في الأولى. يدخل فيتامين (هـ) إلى الكائن الحي الحيواني من خلال السلسلة الغذائية ، وبالتالي يمكن اكتشافه في الأطعمة الحيوانية ، مثل اللحوم ، كبد، سمك، حليبو بيض. ومع ذلك ، فإن مستويات توكوفيرول في الأطعمة ذات الأصل الحيواني أقل بكثير منها في المنتجات النباتية وتعتمد بشكل كبير على الحمية غذائية من الحيوانات.

امتصاص

مثل كل قابل للذوبان في الدهون الفيتامينات، فيتامين (ه) يمتص في الجزء العلوي الأمعاء الدقيقة أثناء هضم الدهون ، أي وجود الدهون الغذائية كناقلات للدهون (تذوب في الدهون) الجزيئات, الأحماض الصفراوية للذوبان (زيادة القابلية للذوبان) وتشكيل المذيلات (من حبيبات النقل التي تجعل المواد القابلة للذوبان في الدهون قابلة للنقل في محلول مائي) ، واسترات البنكرياس (الهضمية الانزيمات من البنكرياس) لشق استرات توكوفيرل ضروري للأمعاء المثلى امتصاص (امتصاص عن طريق الأمعاء). تخضع استرات Tocopheryl المشتقة من الطعام أولاً للتحلل المائي (الانقسام بالتفاعل مع ماء) في تجويف الأمعاء عن طريق الإسترات (الجهاز الهضمي الانزيمات) من البنكرياس. في هذه العملية ، تفضل الليباز (استرات شطر الدهون) استرات RRR-alpha-tocopherol وتظهر تقاربًا كبيرًا (ملزمًا). قوة) والنشاط لاسترات الأسيتيل. يصل مجاني RRR-alpha-tocopherol إلى غشاء حدود الفرشاة للخلايا المعوية (خلايا الأمعاء الدقيقة ظهارة) كمكون للمذيلات المختلطة ويتم استيعابها (يتم تناولها داخليًا). داخل الخلايا (داخل الخلية) ، يحدث دمج (امتصاص) فيتامين E في الكيلومكرونات (البروتينات الدهنية الغنية بالدهون) ، والتي تنقل الفيتامين المحب للدهون عبر الليمفاوية في الطرفية دم تداول. تحدث آلية امتصاص الأمعاء لـ RRR-alpha-tocopherol في الفسيولوجية (طبيعية لعملية التمثيل الغذائي) من التركيز النطاق وفقًا لحركية التشبع بطريقة مستقلة عن الطاقة تتوافق مع الانتشار السلبي بوساطة الموجة الحاملة. يتم امتصاص الجرعات الدوائية عن طريق الانتشار السلبي امتصاص يمكن توقع معدل يتراوح بين 25-60٪ مع المدخول الفسيولوجي لفيتامين هـ التوافر البيولوجي من فيتامين محبة للدهون يعتمد على جرعة الموردة ، نوع وكمية الغذاء الدهون الحاضر ، وحضور الأحماض الصفراوية واسترات من البنكرياس. مع إعطاء 12 مجم و 24 مجم و 200 مجم من فيتامين هـ ، لوحظت معدلات امتصاص تقارب 54٪ و 30٪ و 10٪ على التوالي تحت متوسط ​​مدخول الدهون. متوسطة السلسلة مشبعة الأحماض الدهنية تحفز ، وتثبط الأحماض الدهنية غير المشبعة طويلة السلسلة الامتصاص المعوي لألفا توكوفيرول. ألفا توكوفيرول أسترات الأسيتات له معدل امتصاص مماثل لألفا توكوفيرول الحرة.

النقل والتوزيع في الجسم

أثناء النقل إلى الكبد ، يتم إطلاق الأحماض الدهنية الحرة (FFS) ، وأحادي الجليسريد ، وبدرجة أقل ، ألفا توكوفيرول من مادة الكيلوميكرونات إلى الأنسجة المحيطية ، مثل الأنسجة الدهنية والعضلات ، تحت تأثير إنزيم ليباز البروتين الدهني (LPL) ) ، والتي تقع على أسطح الخلايا وتشق الدهون الثلاثية. تعمل هذه العملية على تحطيم مادة الكيلومكرونات إلى بقايا كيلومكرونات (بقايا كيلومكرونات قليلة الدسم) ، والتي ترتبط بمستقبلات محددة (مواقع ربط) في الكبد. يحدث امتصاص مركبات فيتامين هـ في خلايا الكبد المتني عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات. في السيتوبلازم للخلايا المتني ، يتم نقل فيتامين E إلى بروتين رابط ألفا توكوفيرول أو بروتين النقل (alpha-TBP / -TTP) ، والذي يربط بشكل تفضيلي RRR-alpha-tocopherol وينقله في بلازما الدم بالشكل من البروتينات الدهنية. VLDL (البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة جدًا) المُصنَّع في الكبد يخزن فقط جزيئات فيتامين E مع حلقة كرومان 6-ol الميثيلية بالكامل ومجموعة OH المجانية وسلسلة جانبية كربونية بتكوين كيميائي تجسيمي R في مركز chirality 2 (→ RRR-alpha- توكوفيرول). يفرز الكبد (يفرز) VLDL ويتم إدخاله في مجرى الدم لتوزيع RRR-alpha-tocopherol إلى الأنسجة خارج الكبد (خارج الكبد). تشمل الأعضاء المستهدفة العضلات والقلب والجهاز العصبي ودهون المخزن. يرتبط امتصاص فيتامين (هـ) بالخلايا المستهدفة بإحكام بتقويض البروتين الدهني (تدهور البروتينات الدهنية). عندما يرتبط VLDL بالخلايا الطرفية ، يتم استيعاب جزء من alpha-tocopherol ، والأحماض الدهنية الحرة ، و monoglycerides عن طريق الانتشار السلبي من خلال عمل ليباز البروتين الدهني (LPL). ينتج عن هذا تقويض VLDL إلى IDL (البروتينات الدهنية متوسطة الكثافة) ثم إلى LDL (البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة ؛ البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة الغنية بالكوليسترول) ، والتي قد لا تزال تحتوي على 60-65٪ فيتامين E. يتم تناوله في الكبد والأنسجة خارج الكبد عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات من ناحية ونقله إلى HDL (البروتينات الدهنية عالية الكثافة والبروتينات الدهنية عالية الكثافة الغنية بالبروتينات) من ناحية أخرى. يحتوي HDL على نسبة فيتامين E بين 20-25٪ ويشارك بشكل كبير في نقل alpha-tocopherol من الخلايا المحيطية إلى الكبد. بالإضافة إلى alpha-TBP الكبدي ، تم اكتشاف بروتين نقل آخر لـ alpha-tocopherol موجود في كل مكان (يتم توزيعه في كل مكان) ولكن يتم التعبير عنه (إنتاجه) بكثرة في الكبد والبروستاتا والدماغ. إنه البروتين المرتبط بألفا توكوفيرول (TAP) داخل الخلايا ، وهو بروتين مرتبط بربيطة كارهة للماء وله تسلسل CRAL (نموذج ربط شبكي شبكي) وموقع ربط GTP. تشير تحليلات قاعدة البيانات إلى أن ثلاثة جينات TAP متشابهة مفترضة حاليًا (مفترضة) -TAP1 و TAP2 و TAP3.

الخزائن

لا توجد أجهزة تخزين محددة لألفا توكوفيرول. إجمالي مخزون الجسم من فيتامين E حوالي 2-5 جم [1 ، 2 ، 12,13 ، XNUMX]. يمكن اكتشاف فيتامين هـ في أنسجة الجسم التالية:

  • الأنسجة الدهنية - 0.2 ملغم / غرام من الدهون ؛ 150 ميكروجرام / جرام وزن رطب.
  • الغدة الكظرية/ قشرة الغدة الكظرية - 0.7 ملغم / غرام من الدهون ؛ 132 ميكروغرام / غرام بالوزن الرطب
  • الغدة النخامية - 1.2 مجم / جم دهون ؛ 40 ميكروغرام / غرام بالوزن الرطب.
  • الخصيتين (الخصية) - 1.2 مجم / جم دهون ؛ 40 ميكروغرام / غرام بالوزن الرطب.
  • الصفائح الدموية (دم الصفائح الدموية) - 1.3 مجم / جم دهون ؛ 30 ميكروغرام / غرام وزن رطب.
  • العضلات - 0.4 ملغم / غرام من الدهون ؛ 19 ميكروغرام / غرام وزن رطب.
  • كبد - 0.3 مجم / جم دهون ؛ 13 ميكروغرام / غرام بالوزن الرطب.

في الأنسجة المذكورة أعلاه ، يوجد فيتامين E بشكل أساسي في الأجزاء الغنية بالأغشية ، مثل الميتوكوندريا ("محطات توليد الطاقة" للخلية) ، الميكروسومات (الحويصلات المحتوية على الإنزيم) والنوى (← الحماية ضد بيروكسيد الدهون). في هذه العملية ، يتم دمج فيتامين في غشاء الخلية عبر سلسلتها الجانبية المحبة للدهون. لكل 1,000-3,000 حمض دهني الجزيئات، هناك حوالي 0.5-5 جزيئات توكوفيرول. بينما لا يمكن تعبئة alpha-tocopherol إلا ببطء شديد من الحجرة الدهنية للأنسجة الدهنية والعضلات كريات الدم الحمراء (أحمر دم الخلايا) ، الدماغ و الحبل الشوكي - الأنسجة العصبية (نصف العمر 30-100 يوم) ، والأنسجة مثل البلازما ، كبد, الكلى و طحال يظهر معدل دوران أسرع لفيتامين E (نصف عمر 5-7 أيام) ، ولكن في الرياضيين المتنافسين ، وجد أن تركيز فيتامين E في الدم يزداد بعد النشاط العضلي المكثف. في جميع الأنسجة باستثناء الكبد ، يتم إعادة ترميم شكل ألفا والمُجسمِ المجسم اللاصق لـ توكوفيرول (→ RRR-alpha-tocopherol) بشكل تفضيلي (الاحتفاظ) لوحظ أيضًا حدوث تفضيلي للإيزومر الطبيعي - عامل البلازما 2: 1 - في بلازما الدم. يتكون محتوى فيتامين E في جسم الإنسان من حوالي 90٪ RRR-alpha-tocopherol وحوالي 10٪ gamma-tocopherol. توجد أشكال أخرى من فيتامين E بكميات ضئيلة فقط.

إفراز

يرتبط إفراز فيتامين (هـ) بها المضادة للأكسدة وظيفة. بعد الأكسدة الكبدية (التي تحدث في الكبد) لجذر توكوفيروكسيل إلى توكوفيرل كينون بواسطة جذور البيروكسيل ، يتم تقليل الكينون إلى المقابل الهيدروكينون بواسطة microsomal الانزيمات. يمكن التخلص من ألفا توكوفيرل هيدروكينون عن طريق النكد والبراز أو تدهور في الكلى إلى حمض التوكوفيرونيك واللاكتون المقابل. يتم إفراز حوالي 1 ٪ فقط من فيتامين E الذي يتم تناوله عن طريق الفم في البول كما يسمى مستقلب سيمون ، وهو جلوكورونيد يتكون من توكوفيرونولاكتون. ومع ذلك ، فإن الطريق الرئيسي لإفراز توكوفيرول المستقلب وكذلك غير الممتص هو البراز. إزالة، بشكل رئيسي في شكل توكوفيريل كينون ، توكوفيرل هيدروكينون ، ومنتجات البلمرة. في ظل وجود إمدادات كافية أو زائدة من فيتامين E ، يزداد إفراز توكوفيرول في شكل مستقلب 2,5,7,8،2،2،6-رباعي ميثيل XNUMX (XNUMX′-carboxyethyl) -XNUMX-hydroxy-chroman (alpha-CEHC) ، والتي ، على عكس جزيئات توكوفيرول التي لها المضادة للأكسدة التأثيرات ، له بنية chroman التي لا تزال سليمة ويتم التخلص منها كلويًا (عبر الكلى) ك ماء- كبريتات قابلة للذوبان الاستر أو كلوكورونيد. أظهرت الدراسات أن جاما- ودلتا-توكوفيرول ، بالإضافة إلى مركب all-rac-alpha-tocopherol الاصطناعي ، يتحلل بسرعة أكبر إلى CEHC مقارنة بـ RRR-alpha-tocopherol - مما يشير إلى أن جهاز الفصل المجسم RRR-alpha يتم الاحتفاظ به بشكل تفضيلي في الجسم .