Articles

CHAPTER 1

On 28 joulukuun, 2021 by
EtsuoNiki ja KouichiAbe, CHAPTER 1:Vitamin E: Structure, Properties and Functions , teoksessa E-vitamiini: Chemistry and Nutritional Benefits, 2019, s. 1-11 DOI: 10.1039/9781788016216-00001
eISBN: 978-1-78801-621-6

EtsuoNiki*a ja KouichiAbeb
a University of Tokyo, Research Center for Advanced Science and Technology (RCAST), Komaba, Tokyo 153-8904, Japan. Sähköposti: [email protected]
b SSCI Laboratories, farmakologinen tiedekunta, Musashino University, Nishi-Tokyo-Shi, Tokyo 202-0023, Japani.

E-vitamiini on yhteisnimitys lipofiilisille, luonnossa esiintyville yhdisteille, joiden molekyylirakenne muodostuu kromanolirenkaasta, jonka sivuketju sijaitsee C2-asemassa, ja joihin kuuluu neljä tokoferolia ja neljä tokotrienolia. E-vitamiini, joka on löydetty normaalin lisääntymisen kannalta välttämättömänä ravintotekijänä, on nykyään hyväksytty tärkeimmäksi vapaita radikaaleja pelastavaksi antioksidantiksi ihmisillä, ja se suojaa biologisia molekyylejä haitallisilta oksidatiivisilta muutoksilta. E-vitamiinin homologien rakenteet ja ominaisuudet sekä niiden lähteet, toiminnot ja sovellukset esitetään tiivistetysti.

1.1 Johdanto

Vuonna 1922 Evans ja Bishop osoittivat rotan normaalin lisääntymisen kannalta välttämättömän, tähän asti tuntemattoman ravintotekijän olemassaolon.1 Tuolloin hyväksyttiin, että E-vitamiinin silmiinpistävin tehtävä oli varmistaa normaali tiineys tiineellä rotalla estääkseen alkioiden resorptiota, joka tapahtui poikkeuksetta sen puuttuessa.2 Tätä tuntematonta ravintotekijä X:ää havaittiin esiintyvän vihreässä salaatissa, kuivatuissa sinimailasen lehdissä, vehnässä ja kaurassa. Evans eristi tekijä X:n vehnänalkioöljystä, antoi kemiallisen kaavan C29H50O2 ja ehdotti nimeä α-tokoferoli vuonna 1936.3 Fernholz antoi α-tokoferolin rakennekaavan vuonna 1938.4 Toko-trienolit löydettiin paljon myöhemmin kuin tokoferoli, ja ne nimettiin 1960-luvun alkupuolella.5,6

Olcott havaitsi, että kasviöljyjen lipidifraktiot sisälsivät antioksidantteja, jotka estivät laardin hapettumisperäistä huononemista.7 Sittemmin on yksiselitteisesti osoitettu, että E-vitamiini toimii välttämättömänä antioksidanttina sekä in vivo että in vitro ja että sillä on tärkeä rooli biologisten molekyylien haitallisten hapettumisvaurioiden ehkäisemisessä.8-11 Viime aikoina on kiinnitetty paljon huomiota myös E-vitamiinin muihin kuin antioksidanttisiin funktioihin, mukaan lukien solusignaalien välittämiseen, geenien säätelyyn, membraaniprosesseihin ja hermotoimintoihin.12-14 Monet kysymykset ovat kuitenkin edelleen kiistanalaisia ja vailla selvitystä. Vankkaan kemialliseen näyttöön perustuva vankka tieto on olennaista E-vitamiinin roolin ymmärtämiseksi sekä in vivo että in vitro.

1.2 Homologit: Nimikkeistö ja rakenne

E-vitamiini on kasviperäinen, lipidiliukoinen aine, jonka molekyylirakenne muodostuu kromanolirenkaasta, jonka sivuketju sijaitsee C2-asemassa. E-vitamiini viittaa kahdeksan eri yhdisteen ryhmään: α-, β-, γ- ja δ-tokoferolit ja vastaavat neljä tokotrienolia. Neljällä tokoferolilla on tyydyttynyt fytyylisivuketju, kun taas tokotrienoleilla on tyydyttymätön isoprenyylisivuketju, jossa on kolme kaksoissidosta kohdissa C3′, C7′ ja C11′. Tokotrienolien sivuketjujen C3′- ja C7′-kaksoissidokset ovat trans-konfiguraatiossa. α-, β-, γ- ja δ-muodot eroavat toisistaan metyyliryhmien lukumäärän ja sijainnin suhteen kromanolirenkaassa. Tokoferolin ja tokotrienolin α-muodoissa on kolme metyyliryhmää kromanolirenkaan C5-, C7- ja C8-asemissa, kun taas β- ja γ-muodoissa on kaksi ja δ-muodoissa yksi metyyliryhmä, kuten kuvassa 1.1 on esitetty.

Kuva 1.1 E-vitamiinin homologien kemiallinen rakenne.

Luonnosta on löydetty kopferolien ja tokotrienolien lisäksi myös yhden ja kahden kaksoissidoksen tyydyttymättömyyttä sisältäviä tokonoenoleja ja tokodienoleja. Esimerkiksi palmu- ja riisilese-öljyistä eristettiin tokomonoenoli, jolla on yksi kaksoissidos hiilen 11′ kohdalla, 2,5,7,8-tetrametyyli-1-2-(4′,8′,12′-trimetyylitrideca-11′-enyyli)-6-kromanoli15. Sittemmin useat ryhmät ovat havainneet tocomonoenoleja kasveissa ja kasvisruoissa, kuten α-tocomonoenolia palmuöljyssä,16-22 kurpitsansiemenöljyssä (Cucurbita pepo L.),23 ja auringonkukkaöljyssä (Helianthus annuus),24 γ-tokomonoenolia kurpitsansiemenöljyssä,22,23 δ-tokomonoenolia kiivissä (Actinidia chinensis),25 sekä β-, γ- ja δ-tokomonoenolia Kalanchoe daigremontiana- ja Phaseolus coccineus -kasvien lehdissä.26 Lohen kudoksista löydettiin myös tokomonoenolia, jonka isoprenoidiketjun päätepisteessä oli tyydyttymätön sidos.27 Lisäksi palmuöljystä tunnistettiin tokodienoleja, joissa oli kaksi kaksoissidosta hiilen 7′ ja 11′ kohdalla.16,21

Tokoferoleissa on kolme kiraalista hiiliyhdisteytystä, yksi C2:n kohdalla kromanolirenkaassa ja kaksi sivuketjussa C4′:ssä ja C4′ssä ja C4′:ssä. Luonnossa esiintyvä α-tokoferoli sisältää kiraalisia hiilareita R-muodossa, 2R-, 4′R- ja 8′R-α-tokoferoli. α-toko-trienolilla on yksi kiraalinen keskus C2:ssa kromanolirenkaassa, ja luonnossa esiintyvillä tokotrienoleilla on R-isomuoto. Toisaalta α-tokoferolin kemiallinen synteesi tuottaa kahdeksan eri stereoisomeerin ekvimolaarisen seoksen: RRR, SRR, RSR, RRS, RSS, SSR, SRS ja SSS. Synteettistä α-tokoferolia kutsutaan all-rac-α-tokoferoliksi. RRR-α-tokoferolin ja SRR-α-tokoferolin ekvimolaarista seosta kutsutaan 2-ambo-α-tokoferoliksi. RRR-α-tokoferolin IUPAC-nimet ovat (2R)-2,5,7,8-tetrametyyli-2-kromaani-6-oli ja RRR-α-tokotrienolin IUPAC-nimet (2R)-2,5,7,8-tetrametyyli-2-3,4-dihydrokromi-6-oli.

Tokoferolien ja tokotrienolien esterimuodot, mukaan lukien asetaatti, nikotinaatti, sukkinaatti ja fosfaatti, on valmistettu ja niiden vaikutusta ja mahdollisia sovelluksia on tutkittu. E-vitamiini hapettuu helposti, kun se altistetaan kuumuudelle, valolle ja emäksisille olosuhteille, mutta esterit ovat vähemmän alttiita hapettumiselle, ja siksi ne soveltuvat paremmin elintarvike-, kosmeettisiin ja farmaseuttisiin sovelluksiin verrattuna vapaaseen muotoon. Tokoferolien ja tokotrienolien polyetyleeniglykolikonjugaatit pystyvät amfifiilisten ominaisuuksiensa ansiosta muodostamaan vedessä sekoittuvia mikkeleitä ja parantamaan biologista hyötyosuutta eläimillä ja ihmisillä parantamalla niiden vesiliukoisuutta ja imeytymistä28. On raportoitu, että RRR-α-tokoferyylipolyetyleeniglykoli-1000-sukkinaatti toimi turvallisena ja tehokkaana E-vitamiinin muotona E-vitamiinin puutteen korjaamisessa tai ehkäisemisessä lapsuusiän kroonisen kolestaasin aikana.29

1.3 Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

Tokoferolit ovat huoneenlämpötilassa viskoosisia öljyjä, jotka eivät liukene veteen, mutta liukenevat etanoliin ja aprotisiin liuottimiin. E-vitamiini on hieman keltaisesta meripihkanväriseen vaihteleva, lähes hajuton, kirkas, viskoosi öljy, joka tummuu ilman tai valon vaikutuksesta hapettuessaan. Taulukossa 1.1 on yhteenveto α-tokoferolin fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista. α-tokoferoli on ihmisessä yleisin ja aktiivisin E-vitamiinin muoto, ja sen fysikaaliskemialliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.1.30 RRR-α-tokoferolin sulamispiste on 3 °C. Tokoferolien optiset rotaatiot ovat hyvin pieniä ja riippuvat liuottimen luonteesta. Etanolissa olevien tokoferolien ja tokotrienolien ultraviolettiabsorptiospektrissä näkyy absorptiomaksimi 292-298 nm:ssä, kun taas infrapunaspektrissä näkyy OH:n (2,8 ± 3,0 µm) ja CH:n (3,4 ± 3,5 µm) venytys ja tyypillinen kaista 8,6 µm:ssä. α-tokoferoli on fluoresoiva, ja sen emissiomaksimi on noin 325 nm hydrofobisessa liuoksessa. α-tokoferolin O-H-sidoksen dissosiaatioenergia on 77,1 kcal mol-1.31 α-, β-, γ- ja δ-tokoferolin pKa-arvot mikellääriliuoksessa on ilmoitettu olevan 13,1, 12,8, 12,7 ja 12,632 .

Taulukko 1.1 α-tokoferolin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

IUPAC-nimi (2R)-2,5,7,8-tetrametyyli-2–3,4-dihydrokromi-6-oli
Molekyylikaava C29H50O2
Molekyylipaino 430.7 g mol-1
Fysikaalinen kuvaus Kevyesti keltaisesta meripihkanväriseen, lähes hajuton, kirkas, viskoosi öljy
Sulamispiste 3 °C
Kiehumispiste 235 °C
Liukoisuus Liukenemattomuus Liukenemattomuus veteen (1.9 × 10-6 mg L-1 25 °C:ssa), liukenee etanoliin
Tiheys 0,950 g cm-3 25 °C:ssa
Jakaantumiskerroin log P = 12.2
Kestävyys Epästabiili UV-valolle, emäksiselle ja hapettumiselle
Dissosiaatiovakio pKa = 10.8
UV-absorptiomaksimi 292 nm etanolissa
Fluoresenssi Exkitaatio 290-295 nm, emissio 320-335 nm
BDE (O-H)a 77.1 kcal mol-1
a Sidoksen dissosiaatioenergia.31

α-tokoferolin jakaantumiskerroin on 12,2, kun taas askorbiinihapon jakaantumiskerroin on -1,85,30 mikä osoittaa niiden lipofiilisen ja hydrofiilisen luonteen.

1.4 Lähteet

E-vitamiinia saadaan lukuisista elintarvikkeista. Siemenet ja hedelmät ovat parhaita E-vitamiinin lähteitä. Vihreitä lehtivihanneksia on myös tärkeitä lähteitä. Vain kasvit ja fotosynteettiset organismit pystyvät syntetisoimaan E-vitamiinia.33,34 Synteesiä helpottavat entsyymit, jotka tuottavat stereospesifisiä tokoferoleja: RRR-tokoferolit.35 Tokoferoleja ja tokotrienoleja voidaan uuttaa ja puhdistaa tai tiivistää kasviöljyistä ja muista korkeammista kasviaineista. Ravintolisät ovat toinen E-vitamiinin lähde. Useimmat E-vitamiinilisät sisältävät huomattavasti enemmän E-vitamiinia kuin elintarvikkeet. Ravintolisissä ja täydennetyissä elintarvikkeissa oleva E-vitamiini on usein esteröity säilyvyysajan pidentämiseksi ja antioksidanttisten ominaisuuksien suojaamiseksi.

Luonnonöljyjen tokoferolien ja tokotrienolien pitoisuudet ja koostumus vaihtelevat huomattavasti kasvilajien välillä ja jopa saman lajin sisällä. Tokoferolit ovat laajalti levinneet korkeammissa kasveissa, kun taas tokotrienoleja esiintyy vain joissakin ei-fotosynteettisissä kudoksissa. Taulukossa 1.2 on esimerkkejä useista raporteista36-41 poimituista pitoisuuksista luonnollisissa ruokaöljyissä. α-tokoferoli on tärkein tokoferoli palmu-, oliivi- ja auringonkukkaöljyissä, kun taas joidenkin ruokaöljyjen, kuten maissi-, rypsi- ja soijaöljyjen, γ-tokoferolipitoisuudet ovat suuremmat kuin α-tokoferolipitoisuudet.

TAULUKKO 1.2Tokoferolien (T)- ja tokotrienolipitoisuudet (T3) edustavissa ruokaöljyissä. Mukautettu lähteestä ref. 36-41 a

Oil αT βT γT γT δT αT3 βT3 γT3 δT3
Maissi 18-25 1 44-75 2-3 1 0 1-2 <1
Oliivi 11-17 <1 1 <1 <1 <1 <1 <1
Palm 6-42 <1 <1 <1 <1 5-26 <1 11-36 3-8
Rapsi 18-24 <1 37-51 <1 0 0 0 0 0 0
Risileseet 1-15 0-2 0-8 0-2 0-13 0-2 1-23 0-2
Soija 9-12 1 61-69 23-26 0 0 0 0 0 0
Auringonkukka 32-59 0-2 1-4 <1 <1 <1 0 0
Vehnänalkio 151-192 31-65 0-52 <1 2-3 0-8 0-1 0-1 <1 <1
a mg:ssa 100 g:aa öljyä kohti. Tärkeimmät osat on lihavoitu.

Tärkeimmät tokotrienolien lähteet ovat palmu, riisi ja annatto, joissa tokoferolin ja tokotrienolin suhde on 25 : 75, 50 : 50 ja 0,1 : 99,9.42 Palmuöljy sisältää huomattavia määriä α-, γ- ja δ-tokotrienoleja. γ-tokotrienoli on tärkein E-vitamiinin isomuoto riisileseistä uutetussa öljyssä39,43 , kun taas β-tokoferoli on yksi tärkeimmistä vehnänalkioöljyssä esiintyvistä isomuodoista.36,37 Mielenkiintoista on, että annaton (Bixa orellana L.) siementen lipidifraktio sisälsi vain tokotrienoleja, pääasiassa δ-tokotrienolia, mutta ei tokoferoleja.44

1.5 Kemiallinen synteesi

Laaja-alaisten lääke-, elintarvike- ja kosmetiikkateollisuuden käyttökohteiden vuoksi E-vitamiinia valmistetaan maailmanlaajuisesti noin 35 000 tonnia vuodessa.45 Kaikkien kahdeksan stereoisomeerin ekvimolaarinen seos, all-racemic-α-tocopherol, on teollisesti tärkein tuote, ja sitä valmistetaan joko täydellisellä synteesillä tai se on peräisin luonnollisista lähteistä. Sitä käytetään pääasiassa asetaattiesterinä. Teollinen synteesi koostuu kolmesta pääosasta: 2,3,5-trimetyylihydrokinonin valmistuksesta, sivuketjukomponentin valmistuksesta ja kondensaatioreaktiosta.45

Puhdas RRR-α-tokoferoli valmistetaan kemiallisesti puolisynteesillä. Suuressa mittakaavassa jalostetut ja useiden erotusmenetelmien yhdistelmällä eristetyt kasviöljyt sisältävät RRR-tokoferolien seoksia, jotka muutetaan RRR-α-tokoferoliksi permetylaatioreaktioilla. Pyrkimykset ja strategiat tokoferolien ja tokotrienolien syntetisoimiseksi on kuvattu yksityiskohtaisesti.45

1.6 Analyysi

Luonnontuotteet sisältävät isomeeristen tokoferolien ja tokotrienolien sekoituksia yhdessä vähäisten tokonoenoli- ja tokodienolimäärien kanssa. Ne metaboloituvat ja hapettuvat tuottaen monenlaisia yhdisteitä. Biologiset näytteet sisältävät monimutkaisia seoksia E-vitamiinin isomuodoista ja niiden metaboliiteista ja hapettumistuotteista. E-vitamiinin isoformien ja niiden tuotteiden tunnistaminen ja kvantifiointi on tärkeää niiden roolin ja toimintojen selvittämiseksi. Näytteen valmistelu on analyysin aikaa vievin ja tärkein vaihe, koska se on tärkein virhelähde. On raportoitu monia analyysimenetelmiä, kuten kolorimetriset, fluorometriset, kaasukromatografiset (GC), korkean suorituskyvyn nestekromatografiset (HPLC),46 GC-MS,47 ja HPLC-MS47,48 (ks. myös luku 2). Vaikuttavissa lääkeaineissa olevan E-vitamiinin kvantitatiivista määritysmenetelmää koskevista julkisista asiakirjoista voidaan todeta, että Yhdysvalloissa ja Euroopan farmakopeassa käytetään GC-menetelmää ja Japanin farmakopeassa HPLC-menetelmää. Kummallakin näistä menetelmistä on hyvät ja huonot puolensa. Tällä hetkellä HPLC-menetelmät ovat yleisimmin käytettyjä.

HPLC-olosuhteet E-vitamiinin määritystä varten on esitetty tiivistetysti useissa katsauksissa.46,47,49,50 E-vitamiinia ja E-vitamiinituotteita saadaan luonnontuotteista, elintarvikematriiseista ja biologisista näytteistä suoralla uuttamisella, kiinteän faasin uuttamisella ja saippuoinnilla. Näytteitä valmisteltaessa ja analysoitaessa on vältettävä artefaktista hapettumista ja hajoamista. Sähkökemiallinen (amperometrinen), fluorometrinen (Ex. 290-295 nm, Em. 320-330 nm) tai MS-detektori on paljon herkempi ja spesifisempi kuin perinteinen UV-detektori. Tocol, 2-metyyli-2-(4,8,12-trimetyylitridecyl)-6-kromanoli, voi olla paras sisäisenä standardina käytettävä yhdiste, koska sen ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin E-vitamiinilla. Deuterium-leimattua α-tokoferoliasetaattia käytetään yleisesti standardina MS-analyysissä. Useimmissa E-vitamiinianalyyseissä käytetään ilmakehän paineessa tapahtuvaa kemiallista ionisaatiota (APCI) positiivisessa ionisaatiomoodissa. On huomattava, että ylikriittisen nesteen kromatografiaa, jossa käytetään CO2:ta ja etanolia liikkuvana faasina, NH2:ta stationäärifaasina ja massaspektrometriaa E-vitamiinin homologien havaitsemiseksi ja kvantifioimiseksi, on ehdotettu ”vihreämmäksi” analyysistrategiaksi.51,52

1.7 Toiminnot ja käyttökohteet

E-vitamiini on fysiologisesti välttämätön hivenaine, ja sitä on sovellettu monilla eri osa-alueilla, mukaan lukien lääketiede, farmaseuttiset aineet, kosmeettiset aineet ja elintarvikkeet. E-vitamiinilla oletetaan olevan tärkeä rooli terveyden edistämisessä ja joidenkin sairauksien ja häiriöiden ehkäisyssä ja/tai hoidossa. Suositeltu päivittäinen saantisuositus on 15 mg (22,4 IU, kansainvälinen yksikkö) aikuisille .

E-vitamiinin useita toimintoja on osoitettu tai ehdotettu, mukaan lukien (1) antioksidantti poistaen vapaita radikaaleja, erityisesti peroksyyliradikaaleja, ja singlettihappea, (2) kalvojen vakauttaminen muodostamalla komplekseja destabiloivien molekyylien kanssa estääkseen rakenteen sisäisen amfipaattitasapainon häiriintymisen, (3) fysiologinen säätelijä entsyymin aktiivisuudelle, solusignaalien välittämiselle, solujen lisääntymistä ja geeniekspressiota, mikä ei liity suoraan antioksidanttitoimintaan, (4) verihiutaleiden hyytymisen estäminen, (5) sairauksien ehkäisy, mukaan lukien neurologiset häiriöt, sydän- ja verisuonitaudit, ikääntymiseen liittyvät silmä- ja ihovauriot ja hedelmättömyys, ja (6) biomateriaalien ja lääkinnällisten laitteiden bioyhteensopivuuden muokkaaja, esimerkiksi lonkka- ja polvi-implanttien valmistuksessa käytettävässä suurimolekyylipainoisessa polyeteenissä. On väitetty, että tokotrienoleilla on muitakin myönteisiä terveysvaikutuksia kuin tokoferoleilla, kuten esimerkiksi immuunivasteen indusoiminen ja seerumin kolesterolitasojen alentaminen.53-55

Näistä toiminnoista E-vitamiinin rooli antioksidanttina vapaiden radikaalien aiheuttamaa lipidien peroksidaatiota vastaan on yksiselitteisesti osoitettu, ja näyttää siltä, että tämä on tämän vitamiinin tärkein fysiologinen tehtävä. E-vitamiini estää myös elintarvikkeiden, öljyjen ja teollisuusmateriaalien hapettumista ilmassa ja pidentää niiden käyttöikää. Muiden sellaisten toimintojen fysiologinen merkitys, jotka eivät liity antioksidanttitoimintaan, on selvitettävä tulevassa tutkimuksessa.

E-vitamiinia käytetään laajalti ravintolisänä yksinään tai yhdessä muiden hivenaineiden, kuten C-vitamiinin, kanssa terveyden edistämiseksi ja sellaisten sairauksien riskin pienentämiseksi tai ehkäisemiseksi, joiden oletetaan johtuvan biologisten molekyylien haitallisesta hapettumisesta. E-vitamiinia käytetään joidenkin elintarvikkeiden ja juomien täydentämiseen.

E-vitamiinin puute on harvinaista, sillä tyypillinen ruokavalio näyttää tarjoavan riittävät määrät, vaikka aliravitsemus ja geneettiset häiriöt voivat johtaa E-vitamiinin puutteeseen. Lisäksi ihmisillä, joilla on rasvan imeytymishäiriöitä56 ja perinnöllisiä sairauksia, joissa maksan α-tokoferolinsiirtoproteiini (α-TTP) on viallinen tai puuttuu57 tai selenoproteiinien pitoisuudet ovat alentuneet58 , on suurempi todennäköisyys saada E-vitamiinin puute ja tarvita suuria annoksia E-vitamiinia lisäravinteena.

Huomiota on kiinnitetty E-vitamiinin mahdolliseen rooliin parodontiittia59 , ei-alkoholista steatohepatiittia60 ja sarkopeniaa61 vastaan. Riittämätön mikroravintoaineiden saanti (vitamiinit ja fosfori) oli merkitsevästi yhteydessä parodontiitin vakavuuteen.62 Systemaattinen katsaus osoitti, että E-vitamiini ja lykopeeni parantavat merkittävästi parodontiitin parametreja.63 E-vitamiini voi lieventää ikään liittyviä luuston toimintahäiriöitä ja tehostaa lihasten uusiutumista ja siten lieventää sarkopeniaa.64

E-vitamiinia käytetään myös biolääketieteellisissä materiaaleissa. α-tokoferolia sekoitetaan dialyysikalvoon kroonisten hemodialyysipotilaiden kliinistä hoitoa varten vakauden ja toimintojen parantamiseksi.65 E-vitamiiniin sekoitettua ultrakorkean molekyylipainon polyeteeniä (UHMWPE) on kehitetty materiaaliksi käytettäväksi polven ja lonkan totaaliproteeseissa.66 α-tokoferolin hyväksytään parantavan hapettumiskestävyyttä säilyttäen samalla kulumiskestävyyden ja väsymislujuuden.

E-vitamiinin huono vesiliukoisuus on rajoittanut suuresti sen käyttöä. Tutkimuksia E-vitamiinin kapseloinnin ja formulaatioiden parantamiseksi sekä suun kautta että paikallisesti on tehty laajalti, ja erilaisia E-vitamiinin toimitusjärjestelmiä on kehitetty tämän ongelman ratkaisemiseksi ja liukoisuuden, permeaation ja biologisen hyötyosuuden parantamiseksi. Esimerkkeinä voidaan mainita liposomit67 , nanoemulsiot ja lipidinanopartikkelit68.69 Polyetyleeniglykolin tokoferyyliesteri ja tokoferyylifosfaatti ovat vesiliukoisia. Myös tokotrienolien polyeteenikonjugaatteja on tutkittu.28

Ravinnon polyfenolit, kuten kversetiini, muuntuvat glukosidi- ja/tai sulfaattijohdannaisiksi tai niiden O-metyylijohdannaisiksi imeytyessään elimistöön ja esiintyvät näinä konjugoituneina aineenvaihduntatuotteina kiertävässä veressä. Tokoferolin metaboliittien, kuten glukosidi-, sulfaatti- ja O-metyylijohdannaisten muodostumista in vivo ei ole raportoitu, mutta α-tokoferoliglukosidia syntetisoitiin 2-hydroksimetyyli-2,5,7,8-tetrametyylikromaani-6-olista ja maltoosista transglykosyloimalla Saccharomyces-lajin α-glukosidaasilla.70 Glykosyloitu tuote, 2-(α-d-glukopyranosyyli)metyyli-2,5,7,8-tetrametyylikromaani-6-oli, on vesiliukoinen ja toimii radikaaleja syövyttävänä antioksidanttina.70,71 δ-tokoferoliglukosidia valmistettiin ja sen vaikutuksia tutkittiin sen paikallisen käytön aikana iholla.72

Eräs tärkeä kysymys on se, onko kullakin E-vitamiinin isomuodolla oma spesifinen tehtävänsä, joka ei ole jaettu toisten isomuotojen kanssa. On väitetty, että tokotrienolilla on joitakin toimintoja, joita tokoferolilla ei ole, ja että tokoferoli häiritsee tällaisia tokotrienolin toimintoja.42 Nämä tärkeät kysymykset on selvitettävä tulevissa tutkimuksissa.

1.8 Stabiilisuus

E-vitamiini on stabiili huoneenlämmössä, mutta se hapettuu helposti korkeassa lämpötilassa, valossa tai emäksisessä väliaineessa. Paistaminen on yksi yleisimmistä ruoanvalmistusmenetelmistä, ja paistoprosessin aikana, yleensä 160-190 °C:n lämpötilassa, E-vitamiini hapettuu muodostaen monimutkaisia tuoteseoksia, mukaan lukien tokoferoksyyliradikaaleja (5,6-tokoferyylidioni) ja dimeerejä, joiden oletetaan muodostuvan tokoferoksyyliradikaalien rekombinaatiosta. α-tokoferoli hapettuu α-tokoferoksyyliradikaaliksi siirtymämetalli-ionien, kuten rauta-ionien (Fe3+) ja kupari-ionien (Cu2+) vaikutuksesta.

  1. H. M. Evans ja K. S. Bishop, Science,1922, 56, 650 CrossRef CAS PubMed.
  2. E. Niki ja M. G. Traber, Ann. Nutr. Metab.,2012, 61, 207 CrossRef CAS PubMed.
  3. H. M. Evans, O. H. Emerson ja G. A. Emerson, J. Biol. Chem.,1936, 113, 319 Search PubMed.
  4. E. Fernholz J. Am. Chem. Soc.,1938, 60, 700 CrossRef CAS.
  5. J. Bunyan, D. McHale, J. Green ja S. Marcinkiewicz, Br. J. Nutr.,1961, 15, 253 CrossRef CAS.
  6. J. F. Pennock, F. W. Hemming ja J. D. Kerr, Biochem. Biophys. Res. Commun.,1964, 30, 542 CrossRef.
  7. H. S. Olcott ja O. H. Emerson, J. Am. Chem. Soc.,1937, 59, 1008 CrossRef CAS.
  8. L. Packer Am. J. Clin. Nutr.,1991, 53, 1050S CrossRef CAS.
  9. W. A. Pryor Free Radical Biol. Med.,2000, 28, 141 CrossRef CAS.
  10. M. G. Traber ja J. Atkinson, Free Radical Biol. Med.,2007, 43, 4 CrossRef CAS.
  11. E. Niki Free Radical Biol. Med.,2014, 66, 3 CrossRef CAS.
  12. A. Azzi Free Radical Biol. Med.,2007, 43, 16 CrossRef CAS.
  13. R. Brigelius-Flohé ja F. Galli, Mol. Nutr. Food Res.,2010, 54, 583 CrossRef.
  14. F. Galli, A. Azzi ja M. Birringer, et al., Free Radical Biol. Med.,2017, 102, 16 CrossRef CAS.
  15. A. Matsumoto, S. Takahashi, K. Nakano ja S. Kijima, J. Jpn. Oil Chem. Soc.,1995, 44, 593 CrossRef CAS.
  16. C. Mariani ja G. Bellan, Riv. Ital. Sostanze Grasse,1996, 73, 533 CrossRef CAS.
  17. S. Strohschein, C. Rentel, T. Lacker, E. Bayer ja K. Albert, Anal. Chem.,1999, 71, 1780 CrossRef CAS.
  18. M. H. Ng, Y. M. Choo, A. N. Ma, C. H. Chuah ja M. A. Hashim, Lipids,2004, 39, 1031 CrossRef CAS.
  19. C. W. Puah, Y. M. Choo, A. N. Ma ja C. H. Chuah, Am. J. Appl. Sci.,2007, 4, 374 CrossRef CAS.
  20. M. Mozzon, D. Pacetti, N. G. Frega ja P. Lucci, J. Am. Oil Chem. Soc.,2015, 92, 717 CrossRef CAS.
  21. P. T. Gee, C. Y. Liew, M. C. Thong ja M. C. Gay, Food Chem.,2016, 196, 367 CrossRef CAS.
  22. A. Irías-Mata, W. Stuetz ja N. Sus, et al., J. Agric. Food Chem.,2017, 65, 7476 CrossRef.
  23. B. Butinar, M. Bučar-Miklavčič, C. Mariani ja P. Raspor, Food Chem.,2011, 128, 505 CrossRef CAS.
  24. S. Hammann, M. Englert, M. Müller ja W. Vetter, Anal. Bioanal. Chem.,2015, 407, 9019 CrossRef CAS.
  25. A. Fiorentino, C. Mastellone, B. D’Abrosca, S. Pacifico, M. Scognamiglio, G. Cefarelli, R. Caputo ja P. Monaco, Food Chem.,2009, 115, 187 CrossRef CAS.
  26. J. Kruk, A. Pisarski ja R. J. Szymanska, Plant Physiol.,2011, 168, 2021 CrossRef CAS.
  27. Y. Yamamoto, N. Maita, A. Fujisawa, J. Takashima, Y. Ishii ja W. C. Dunlap, J. Nat. Prod.,1999, 62, 1685 CrossRef CAS.
  28. A. Abu-Fayyad, F. Behery ja A. A. Sallam, et al., Eur. J. Pharm. Biopharm.,2015, 96, 185 CrossRef CAS.
  29. R. J. Sokol, N. Butler-Simon ja C. Conner, et al., Gastroenterology,1993, 104, 1727 CrossRef CAS.
  30. Pub chem, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/alpha-Tocopherol.
  31. M. Lucarini ja G. F. Pedulli, Chem. Soc. Rev.,2010, 39, 2106 RSC.
  32. K. Mukai, A. Tokunaga, S. Itoh, Y. Kanesaki, A. Ouchi, K. Ohara, S. Nagaoka ja K. Abe, Biofactors,2008, 32, 49 CrossRef CAS.
  33. S. Munné-Bosch Vitam. Horm.,2007, 76, 375 Search PubMed.
  34. L. Mène-Saffrané Antioksidantit,2017, 7, 2, 2 CrossRef.
  35. D. DellaPenna J. Plant Physiol.,2005, 162, 729 CrossRef CAS.
  36. E. L. Syväoja, V. Pironen, P. Varo, P. Koivistoinen ja K. Salminen, J. Am. Oil Chem. Soc.,1986, 63, 328 CrossRef.
  37. H. Schwartz, V. Ollilainen, V. Piironen ja A. M. Lampi, J. Food Compos. Anal.,2008, 21, 152 CrossRef CAS.
  38. J. Frank, X. M. Chin, C. Schrader, G. P. Eckert ja G. Rimbach, Ageing Res. Rev.,2012, 11, 163 CrossRef CAS.
  39. P. Goufo ja H. Trindade, Food Sci. Nutr.,2014, 2, 75 CrossRef CAS.
  40. Y. F. Wong, A. Makahleh, B. Saad, M. N. Ibrahim, A. A. Rahim ja N. Brosse, Talanta,2014, 130, 299 CrossRef.
  41. F. Shahidi ja A. C. de Camargo, Int. J. Mol. Sci.,2016, 17, CrossRef CAS.pii: E1745
  42. A. M. Trias ja B. Tan, Tocotrienols, B. Tan, R. R. Watson ja V. R. Preedy, CRC Press, Boca Raton, 2013, ch. 5, s. 61 Search PubMed.
  43. P. Sookwong, K. Nakagawa, K. Murata ja T. Miyazawa, J. Agric. Food Chem.,2007, 55, 461 CrossRef CAS.
  44. N. Frega, M. Mozzou ja F. Bocci, J. Am. Oil Chem. Soc.,1998, 75, 1723 CrossRef CAS.
  45. T. Netscher Vitam. Horm.,2007, 76, 155 CrossRef CAS.
  46. K. Abe ja A. Matsumoto, Vitamin E – Its Usefulness in Health and Curing Diseases, M. Mino, H. Nakamura, A. T. Diplock and H. Kayden, Japan Scientific Societies Press, Tokyo, 1993, s. 13-19 Search PubMed.
  47. E. Bartosinska, M. Buszewska-Forajta ja D. Siluk, J. Pharm. Biomed. Anal.,2016, 127, 156. CrossRef CAS.
  48. W. M. Stöggl, C. W. Huck, H. Scherz, M. Popp ja G. K. Bonn, Chromatographia,2001, 54, 179 CrossRef.
  49. B. Cervinkova, L. K. Kremova, D. Solichova, B. Melichar ja P. Solich, Anal. Bioanal. Chem.,2016, 408, 2407 CrossRef CAS.
  50. J. Y. Fu, T. T. Htar, L. De Silva, D. M. Tan ja L. H. Chuah, Molecules,2017, 22, 233 CrossRef.
  51. T. Yarita, A. Nomura, K. Abe ja Y. Takeshita, J. Chromatogr.,1994, 679, 329 CrossRef CAS.
  52. M. Mejean, A. Brunelle ja D. Touboul, Anal. Bioanal. Chem.,2015, 407, 5133 CrossRef CAS.
  53. K. Nesaretnam, W. W. Yew ja M. B. Wahid, Eur. J. Lipid Sci. Technol.,2007, 109, 445 CrossRef CAS.
  54. C. K. Sen, S. Khanna ja S. Roy, Mol. Aspects Med.,2007, 28, 692 CrossRef CAS.
  55. Tocotrienols, B. Tan, R. R. Watson ja V. R. Preedy, CRC Press, Boca Raton, 2013, Search PubMed.
  56. K. V. Kowdley, J. B. Mason, S. N. Meydani, S. Cornwall ja R. J. Grand, Gastroenterology,1992, 102, 2139 CrossRef CAS.
  57. K. Ouahchi, M. Arita ja H. Kayden, et al., Nat. Genet.,1995, 9, 141 CrossRef CAS PubMed.
  58. Y. Saito, M. Shichiri ja T. Hamajima, et al., J. Lipid Res.,2015, 56, 2172 CrossRef CAS.
  59. G. Zong, A. E. Scott, H. R. Griffiths, P. L. Zock, T. Dietrich ja R. S. Newson, J. Nutr.,2015, 145, 893 CrossRef CAS.
  60. A. J. Sanyal, N. Chalasani ja K. V. Kowdley, et al., N. Engl. J. Med.,2010, 362, 1675 CrossRef CAS.
  61. E. Chung, H. Mo ja S. Wang, et al., Nutr. Res.,2018, 49, 23 CrossRef CAS PubMed.
  62. P. P. Luo, H. S. Xu ja S. P. Wu, Aust. Dent. J.,2018, 63, 193 CrossRef.
  63. F. W. Muniz, S. B. Nogueira, F. L. Mendes, C. K. Rösing, M. M. Moreira, G. M. de Andrade ja R. S. Carvalho, Arch. Oral Biol.,2015, 60, 1203 CrossRef CAS.
  64. A. Ble, A. Cherubini ja S. Volpato, et al., J. Gerontrol. A, Bio. Sci. Med. Sci.,2006, 61, 278 CrossRef.
  65. G. D’Arrigo, R. Baggetta, G. Tripepi, F. Galli ja D. Bolignano, Blood Purif.,2017, 43, 101 CrossRef PubMed.
  66. A. Turner, Y. Okubo ja S. Teramura, et al., J. Mech. Behav. Biomed. Mater.,2014, 31, 21, 21 CrossRef CAS.
  67. S. Koudelka, P. Turanek-Knotigova ja J. Masek, et al., J. Controlled Release,2015, 207, 59 CrossRef CAS.
  68. S. Hama ja K. Kogure, Biol. Pharm. Bull.,2014, 37, 196 CrossRef CAS.
  69. V. Saez, I. D. L. Souza ja C. R. E. Mansur, Int. J. Cosmet. Sci.,2018, 40, 103 -116 CrossRef CAS.
  70. H. Murase, R. Yamauchi, K. Kato, T. Kunieda ja J. Terao, Lipids,1997, 32, 73 CrossRef CAS.
  71. H. Murase, J. H. Moon, R. Yamauchi, K. Kato, T. Kunieda, T. Yoshikawa ja J. Terao, Free Radical Biol. Med.,1998, 24, 217 CrossRef CAS.
  72. A. Mavon, V. Raufast ja D. Redoules, J. Controlled Release,2004, 100, 221 CrossRef CAS PubMed.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.