Vitamina E (tocoferol): definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

Vitamina E es el nombre dado a todos los derivados (derivados) de tocol y tocotrienol naturales y sintéticos que tienen la actividad biológica del alfa-tocoferol. El alfa-tocoferol o su estereoisómero RRR-alfa-tocoferol (nombre antiguo: D-alfa-tocoferol) representa el compuesto más importante presente en la naturaleza [2, 3, 11-13]. El término "tocoferol" se deriva de la palabra griega sílabas tocos (nacimiento) y pherein (dar a luz). Debido al descubrimiento a principios de la década de 1920 de que la capacidad reproductiva y la prevención de la atrofia (atrofia tisular) de los órganos reproductores de ratas hembras y machos dependían de un componente dietético liposoluble, que se denominó vitamina E, la vitamina E se denominó "vitamina de la fertilidad". La característica estructural de los tocoferoles es el anillo de croman-6-ol con una cadena lateral que consta de tres isopreno moléculas. El número y la posición de los grupos metilo en el anillo croman-6-ol determinan las diferentes vitamina E actividad de los tocoferoles individuales. Los tocoferoles y tocotrienoles se presentan tanto en forma libre como esterificados con ácido acético o succínico unido al grupo hidroxilo fenólico (OH) del anillo 6-cromanol. Los compuestos de vitamina E de origen vegetal incluyen:

  • 4 Tocoferoles - alfa-, beta-, gamma-, delta-tocoferol - con cadena lateral isoprenoide saturada.
  • 4 tocotrienoles - alfa-, beta-, gamma-, delta-tocotrienol - con cadena lateral isoprenoide insaturada

Las formas completa y semisintética de vitamina E, respectivamente, son mezclas equimolares de los estereoisómeros de alfa-tocoferol - todo-rac-alfa-tocoferol (nombre antiguo: D, L-alfa-tocoferol), una mezcla de ocho enantiómeros que difieren solo en la posición de los grupos metilo en la molécula. Esterificación del grupo OH del anillo croman-6-ol, por ejemplo con acetato (sales y ésteres de ácido acético), succinato (sales y ésteres de ácido succínico) o nicotinato (sales y ésteres de ácido nicotínico), aumenta la estabilidad de la estructura del cromano. Estandarizar la actividad de la vitamina E de un derivado de tocoferol, según la Sociedad Alemana de Nutrición (DGE) y el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. (NRC), las recomendaciones de ingesta y los niveles en el dieta se expresan como equivalente RRR-alfa-tocoferol (alfa-TE). La actividad de vitamina E de RRR-alfa-tocoferol se toma como 100% (sustancia de referencia) y los demás compuestos se expresan como porcentaje de esta según su actividad. Actividad biológica (en% a RRR-alfa-tocoferol) y factores de conversión para formas individuales de vitamina E:

  • 1 mg de RRR-alfa-tocoferol (5,7,8-trimetiltocol) = 100%.
    • Equivalente a 1.00 mg de alfa-TE = 1.49 UI (Unidades Internacionales).
  • 1 mg RRR-beta-tocoferol (5,8-dimetiltocol) = 50%.
    • Equivalente a 0.50 mg de alfa-TE = 0.75 UI
  • 1 mg RRR-gamma-tocoferol (7,8-dimetiltocol) = 10%.
    • Equivalente a 0.10 mg de alfa-TE = 0.15 UI
  • 1 mg RRR-delta-tocoferol (8-metiltocol) = 3%.
    • Equivalente a 0.03 mg de alfa-TE = 0.05 UI
  • 1 mg de acetato de RRR-alfa-tocoferilo = 91%.
    • Equivalente a 0.91 mg de alfa-TE = 1.36 UI
  • 1 mg de RRR-alfa-tocoferilo hidrógeno succinato = 81%.
    • Equivalente a 0.81 mg de alfa-TE = 1.21 UI
  • 1 mg de R-alfa-tocotrienol (5,7,8-trimetiltocotrienol) = 30%.
    • Equivalente a 0.30 mg de alfa-TE = 0.45 UI
  • 1 mg de R-beta-tocotrienol (5,8-dimetiltocotrienol) = 5%.
    • Equivalente a 0.05 mg de alfa-TE = 0.08 UI
  • 1 mg de todo-rac-alfa-tocoferol = 74%.
    • Equivalente a 0.74 mg de alfa-TE = 1.10 UI
  • 1 mg de acetato de todo-rac-alfa-tocoferilo = 67%.
    • Equivalente a 0.67 mg de alfa-TE = 1.00 UI
  • 1 mg de todo-rac-alfa-tocoferilo hidrógeno succinato = 60%.
    • Equivalente a 0.60 mg de alfa-TE = 0.89 UI

En comparación con el RRR-alfa-tocoferol de origen natural (actividad biológica: 110%), los ocho estereoisómeros del acetato de RRR-alfa-tocoferilo sintético tienen las siguientes actividades biológicas.

  • RRR-alfa-tocoferol acetato = 100%.
  • Acetato de RRS-alfa-tocoferol = 90%.
  • RSS-alfa-tocoferol acetato = 73%
  • Acetato de SSS-alfa-tocoferol = 60%
  • RSR-alfa-tocoferol acetato = 57%
  • Acetato de SRS-alfa-tocoferol = 37%
  • SRR-alfa-tocoferol acetato = 31%
  • Acetato de SSR-alfa-tocoferol = 21%

La eficacia biológica de las diferentes formas de vitamina E se ha determinado experimentalmente mediante estudios de fertilidad en ratas: absorción y embarazo relacionada. Esto implicó primero un agotamiento (vaciado) de vitamina E alimentaria (que afecta a los alimentos) de los animales hasta la etapa de deficiencia crítica con la subsecuente administración de los diversos derivados de la vitamina E en cantidades definidas y determinación de la eficacia preventiva (profilácticamente) dosificar - en comparación con RRR-alfa-tocoferol La actividad biológica de los derivados de tocoferol disminuye con el número de grupos metilo en el anillo croman-6-ol y no tiene relación directa con el antioxidante potencial.

Síntesis

Solo las plantas son capaces de sintetizar vitamina E. Los diversos tocoferol y derivados de tocotrienol surgen del ácido homogentísico, que se forma como intermediario en la descomposición del aminoácidos fenilalanina y tirosina. La proporción de los tocoferoles individuales entre sí cambia en el curso del crecimiento de la planta, mientras que las partes de la planta de color verde (oscuro) contienen niveles relativamente altos de alfa-tocoferol de acuerdo con su contenido de cloroplasto (orgánulos celulares capaces de realizar la fotosíntesis), un porcentaje comparativamente bajo concentración de vitamina E se puede encontrar en tejidos de plantas amarillas, tallos, raíces y frutos de plantas verdes. En las plantas o tejidos vegetales no verdes, además del alfa-tocoferol, está presente principalmente gamma-tocoferol, y el contenido de vitamina E es proporcional (proporcional) al concentración de cromoplastos (plástidos productores de color). Al comparar plantas maduras y de crecimiento lento con plantas jóvenes y de crecimiento rápido, los contenidos de tocoferol son más altos en las primeras. La vitamina E ingresa al organismo animal a través de la cadena alimentaria y, por lo tanto, es detectable en alimentos de origen animal, como la carne, hígado, pez, leche y Huevos. Sin embargo, los niveles de tocoferol en los alimentos de origen animal son mucho más bajos que en los productos vegetales y dependen en gran medida de la dieta de los animales.

Absorción

Como todos los solubles en grasa vitaminas, la vitamina E se absorbe (capta) en la parte superior intestino delgado durante la digestión de las grasas, es decir, la presencia de grasas en la dieta como transportadores de grasas lipofílicas (solubles en grasa) moléculas, ácidos biliares solubilizar (aumentar la solubilidad) y formar micelas (formar perlas de transporte que hacen que las sustancias liposolubles sean transportables en solución acuosa) y esterasas pancreáticas (digestivo enzimas Cas del páncreas) para escindir los ésteres de tocoferilo es necesario para una óptima absorción (absorción a través del intestino). Los ésteres de tocoferilo derivados de los alimentos primero se someten a hidrólisis (escisión por reacción con agua) en la luz intestinal por medio de esterasas (digestivo enzimas Cas) del páncreas. En este proceso, las lipasas (esterasas que disocian grasas) prefieren los ésteres de RRR-alfa-tocoferol y exhiben una alta afinidad (unión fuerza) y actividad para acetil ésteres. El RRR-alfa-tocoferol libre alcanza la membrana del borde en cepillo de los enterocitos (células del intestino delgado epitelio) como un componente de las micelas mezcladas y se internaliza (se absorbe internamente). Intracelularmente (dentro de la célula), la incorporación (absorción) de vitamina E ocurre en quilomicrones (lipoproteínas ricas en lípidos), que transportan la vitamina lipofílica a través de la linfa en el periférico sangre circulación. El mecanismo de captación intestinal de RRR-alfa-tocoferol ocurre en el nivel fisiológico (normal para el metabolismo) concentración rango de acuerdo con la cinética de saturación de una manera independiente de la energía correspondiente a la difusión pasiva mediada por portadores. Las dosis farmacológicas se absorben por difusión pasiva. absorción Se puede esperar una tasa de entre el 25 y el 60% con la ingesta fisiológica de vitamina E. biodisponibilidad de la vitamina lipofílica depende de la dosificar suministrado, el tipo y la cantidad de alimentos lípidos presente, y la presencia de ácidos biliares y esterasas del páncreas. Con administraciones de 12 mg, 24 mg y 200 mg de vitamina E, se observaron tasas de absorción de aproximadamente 54%, 30% y 10%, respectivamente, con una ingesta media de grasas. Saturados de cadena media ácidos grasos estimulan, y los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga inhiben, la absorción entérica del alfa-tocoferol. El alfa-tocoferol esterificado con acetato tiene una tasa de absorción similar a la del alfa-tocoferol libre.

Transporte y distribución en el cuerpo

Durante el transporte al hígado, los ácidos grasos libres (FFS), los monoglicéridos y, en menor medida, el alfa-tocoferol se liberan de los quilomicrones a los tejidos periféricos, como el tejido adiposo y el músculo, bajo la acción de la enzima lipoproteína lipasa (LPL ), que se encuentra en la superficie celular y escinde los triglicéridos. Este proceso degrada los quilomicrones a restos de quilomicrones (restos de quilomicrones bajos en grasa), que se unen a receptores específicos (sitios de unión) en el hígado. La captación de compuestos de vitamina E en las células del parénquima hepático se produce mediante endocitosis mediada por receptores. En el citoplasma de las células parenquimatosas, la vitamina E se transfiere a la proteína de unión a alfa-tocoferol o proteína de transferencia (alfa-TBP / -TTP), que se une preferentemente a RRR-alfa-tocoferol y lo transporta al plasma sanguíneo en forma de lipoproteínas. Las VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad) sintetizadas en el hígado solo almacenan moléculas de vitamina E con anillo de croman-6-ol completamente metilado y grupo OH libre y con una cadena lateral de carbono con configuración estereoquímica R en el centro de quiralidad 2 (→ RRR-alfa- tocoferol). La VLDL es secretada (secretada) por el hígado y se introduce en el torrente sanguíneo para distribuir RRR-alfa-tocoferol a los tejidos extrahepáticos (fuera del hígado). Los órganos diana incluyen el músculo, el corazón, el sistema nervioso y el depósito de grasa. La captación de vitamina E por las células diana está estrechamente ligada al catabolismo de las lipoproteínas (degradación de las lipoproteínas). A medida que VLDL se une a las células periféricas, una porción de alfa-tocoferol, ácidos grasos libres y monoglicéridos se internalizan por difusión pasiva a través de la acción de la lipoproteína lipasa (LPL). Esto da como resultado el catabolismo de VLDL a IDL (lipoproteínas de densidad intermedia) y posteriormente a LDL (lipoproteínas de baja densidad; lipoproteínas de baja densidad ricas en colesterol), que todavía pueden contener hasta un 60-65% de vitamina E. El alfa-tocoferol unido a LDL es absorbidos en el hígado y tejidos extrahepáticos a través de endocitosis mediada por receptores por un lado y transferidos a HDL (lipoproteínas de alta densidad; lipoproteínas de alta densidad ricas en proteínas) por el otro. El HDL tiene un contenido de vitamina E entre el 20 y el 25% y participa significativamente en el transporte de alfa-tocoferol desde las células periféricas de regreso al hígado. Además de la alfa-TBP hepática, se ha descubierto otra proteína de transporte de alfa-tocoferol que es ubicua (distribuida en todas partes) pero que se expresa (produce) con mayor abundancia en el hígado, la próstata y el cerebro. Es la proteína intracelular asociada a alfa-tocoferol (TAP), una proteína de unión a ligando hidrófobo que tiene la secuencia CRAL (motivo de unión cis-retinal) y un sitio de unión a GTP. Los análisis de la base de datos sugieren que actualmente se postulan (hipotetizan) tres genes TAP similares: TAP1, TAP2 y TAP3.

Almacenamiento

No existen órganos de almacenamiento específicos para el alfa-tocoferol. La reserva corporal total de vitamina E es de aproximadamente 2-5 g [1, 2, 12,13]. La vitamina E es detectable en los siguientes tejidos corporales:

  • Tejido adiposo: 0.2 mg / g de lípidos; 150 µg / g de peso húmedo.
  • Glándula suprarrenal/ corteza suprarrenal - 0.7 mg / g de lípidos; 132 µg / g de peso húmedo
  • Glándula pituitaria - 1.2 mg / g de lípidos; 40 µg / g de peso húmedo
  • Testículos (testículo): 1.2 mg / g de lípidos; 40 µg / g de peso húmedo
  • Plaquetas (sangre plaquetas) - 1.3 mg / g de lípidos; 30 µg / g de peso húmedo.
  • Músculo: 0.4 mg / g de lípidos; 19 µg / g de peso húmedo.
  • Hígado - 0.3 mg / g de lípidos; 13 µg / g de peso húmedo

En los tejidos anteriores, la vitamina E se encuentra principalmente en fracciones ricas en membranas, como mitocondrias (“Centrales energéticas” de la célula), microsomas (vesículas que contienen enzimas) y núcleos (→ protección contra la peroxidación lipídica). En este proceso, la vitamina se integra en el membrana celular a través de su cadena lateral lipofílica. Por cada 1,000-3,000 ácidos grasos moléculas, hay alrededor de 0.5-5 moléculas de tocoferol. Si bien el alfa-tocoferol solo se puede movilizar muy lentamente desde el compartimento lipídico del tejido adiposo, músculo, eritrocitos (rojo sangre células), cerebro y médula espinal - tejido nervioso (vida media 30-100 días), tejidos como plasma, hígado, riñón y bazo muestran un recambio más rápido de vitamina E (vida media 5-7 días). Sin embargo, en atletas de competición, se encontró que la concentración sérica de vitamina E aumenta después de una intensa actividad muscular. En todos los tejidos, excepto en el hígado, la forma alfa y el estereoisómero RRR del tocoferol (→ RRR-alfa-tocoferol) se retinilan (retienen) preferentemente. También se observa una presencia preferencial del estereoisómero natural, factor plasmático 2: 1, en el plasma sanguíneo. El contenido de vitamina E del cuerpo humano consiste en aproximadamente un 90% de RRR-alfa-tocoferol y aproximadamente un 10% de gamma-tocoferol. Otras formas de vitamina E están presentes solo en pequeñas cantidades.

Excreción

La excreción de vitamina E está relacionada con su antioxidante función. Después de la oxidación hepática (que ocurre en el hígado) del radical tocoferoxilo a tocoferilquinona por radicales peroxilo, la quinona se reduce al correspondiente hidroquinona por microsomal enzimas Cas. La alfa-tocoferilhidroquinona se puede eliminar a través de bilis y heces o se degradan adicionalmente en los riñones a ácido tocoferónico y la lactona correspondiente. Solo alrededor del 1% de la vitamina E ingerida por vía oral se excreta en la orina como el llamado metabolito Simon, un glucurónido formado a partir de la tocoferonolactona. Sin embargo, la principal vía de excreción del tocoferol metabolizado y no absorbido es la fecal. eliminación, principalmente en forma de tocoferilquinona, tocoferilhidroquinona y productos de polimerización. En presencia de un suministro adecuado o en exceso de vitamina E, la excreción de tocoferol aumenta en forma del metabolito 2,5,7,8-tetrametil-2 (2′-carboxietil) -6-hidroxi-cromano (alfa-CEHC), que, en contraste con las moléculas de tocoferol que tienen antioxidante efectos, tiene una estructura de cromano que todavía está intacta y se elimina por vía renal (a través de la riñón) como un agua-sulfato soluble éster o como glucurónido. Los estudios han demostrado que el gamma- y delta-tocoferol, así como el todo-rac-alfa-tocoferol sintético, se degradan más rápidamente a CEHC que el RRR-alfa-tocoferol, lo que indica que el estereoismer RRR-alfa se retiene preferentemente en el cuerpo. .