Vitamin E war das fünfte Vitamin (fettlöslich), das 1922 entdeckt wurde, als die Forscher Herbert McLean Evans und Katherine S. Bishop feststellten, dass ein Ernährungsmangel bei Laborratten Unfruchtbarkeit verursachte. Nach der Fütterung der Tiere Weizenkeime, Die Ratten konnten schwanger werden. Aus Weizenkeimen wurde eine Alkoholsubstanz isoliert und die Formel C29H50O2 bestimmt. Der Name „Tocopherol“ wurde von den griechischen Wörtern tos (Geburt) und phero (hervorbringen) und der chemischen Bezeichnung für einen Alkohol (ol) abgeleitet. Weitere Forschungen wurden fortgesetzt, und 1936 isolierte Evans Alpha-Tocopherol. Vitamin E wurde ursprünglich 1945 als Antioxidans vorgeschlagen. 1968 wurde vorgeschlagen, Vitamin E als Antioxidans zu verwenden, um Zelllipide vor freien Radikalen zu schützen. Die Forschungsdaten wurden verwendet, um die anfängliche empfohlene Tagesdosis (RDA) für Vitamin E von 1968 auf 30 IE festzulegen.
Was ist (sind) Vitamin E?
Vitamin E ist eine lipidlösliche phenolische zelluläre antioxidative Verbindung, die aus pflanzlichen Quellen in der Nahrung gewonnen wird. Vitamin E ist keine singuläre Substanz. Es ist ein Sammelbegriff für eine Familie von acht homologen (Stereoisomeren) Molekülen, die auf natürliche Weise von Pflanzen aus Homogentisinsäure synthetisiert werden. Es ist eine Reihe organischer Verbindungen, die aus verschiedenen methylierten Phenolen bestehen. Alle acht sind Derivate von Sechs-Chromanol (ein Chromanolring mit einer Alkoholhydroxygruppe), die sich zwischen ihnen in der Anzahl und Position der Methylgruppen unterscheiden, und einer aliphatischen Seitenkette mit 12 Kohlenstoffatomen. Die Verbindungen können als Antioxidans wirken, indem sie ein Wasserstoffatom abgeben, um freie Radikale zu reduzieren, und haben eine hydrophobe Seitenkette, die das Eindringen in biologische Membranen ermöglicht.
Die acht Homologen sind in zwei Gruppen unterteilt: Tocopherole und Tocotrienole. Sowohl die Tocopherole als auch die Tocotrienole haben jeweils vier Homologe: Alpha, Beta, Gamma und Delta. Die Unterschiede liegen in den Seitenketten: Tocopherolhomologe sind gesättigt und die Tocotrienole sind ungesättigt (mit drei Doppelbindungen). Jede Form hat eine leicht unterschiedliche biologische Aktivität. Alle diese verschiedenen Derivate mit Vitamin-E-Aktivität werden technisch zusammen als „Vitamin E“ bezeichnet.
Historisch gesehen schien nur eines dieser acht die größte ernährungsphysiologische Bedeutung zu haben, die d-alpha-Tocopherol-Isomerenform. Es ist, was allgemein Vitamin E “ auf Nahrungs- / Ergänzungsetiketten genannt wird, und auch die einzige Form, die als RDA für Vitamin E bezeichnet werden kann. Die Alpha-Form von Tocopherol wurde ursprünglich aufgrund ihrer optischen Aktivität als d-Alpha-Tocopherol bezeichnet. Die International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) befürwortet nun die Verwendung eines R & S-Systems zur Stereoisomerenbezeichnung anstelle der aktuellen d- & l- Präfixe, dies ist jedoch noch nicht geschehen.Die Alpha-Tocopherol-Form macht 90 Prozent des beim Menschen vorkommenden Tocopherols aus, wobei die größten Mengen in Blut und Geweben vorkommen. Normales Blutplasma besteht zu 83 Prozent aus d-Alpha-Tocopherol und zu 13 Prozent aus d-Gamma-Tocopherol. Es wurde festgestellt, dass eine langfristige Supplementierung mit nur einem d-Alpha-Tocopherol-Vitamin-E-Präparat dazu führt, dass die Blutplasmaspiegel von d-Gamma-Tocopherolen um 30 bis 50 Prozent gesenkt werden. Infolgedessen empfehlen einige Forscher nun denjenigen, die an der Einnahme eines Vitamin-E-Präparats interessiert sind, eines mit gemischten Tocopherolen auszuwählen.
Arten von Vitamin E
Vitamin E und andere gemischte Tocopherole werden aus Pflanzenöldestillat (VOD) isoliert und konzentriert, um d-Alpha-, d-Beta-, d-Gamma- und d-Delta-Tocopherole zu enthalten. Tocopherole kommen auch in pflanzlichen Ölen sowie in Getreide, Samen und Nüssen vor. Sie schützen Fette und Öle auf natürliche Weise vor Oxidation.
Vitamin E kommt in einer Vielzahl von Lebensmitteln vor, darunter Öle, Fleisch, Eier und Blattgemüse.
Kommerziell verfügbare Quellen von Vitamin E können in verschiedene Kategorien oder Typen eingeteilt werden:
Natürliches Vitamin E
Dies ist, was die meisten Menschen als Vitamin E bezeichnen; ist die nicht veresterte Form namens d-alpha-Tocopherol, ein Alkohol, der in der Natur als einzelnes Stereoisomer vorkommt. Diese stammen aus Pflanzenölen (hauptsächlich Soja) und Sonnenblumenöl.
Halbsynthetische Ester
Hersteller wandeln üblicherweise die Phenolform des Vitamins (mit einer freien Hydroxylgruppe) unter Verwendung von Essigsäure oder Bernsteinsäure in Ester um. Ein Ester ist ein Salz, das aus einer Carbonsäure und einem Alkohol besteht (Tocopherol ist der Alkohol). Diese Tocopherylester (z.B. Alpha-Tocopherylacetat, Tocopherylsuccinat, Tocopherylnicotinat, Tocopheryllinolat, Alpha-Tocopherylphosphate, etc.) sind während der Lagerung stabiler (Ester sind weniger oxidationsanfällig), da sie in ihrer veresterten Form nicht als Antioxidans wirken. Diese Esterformen werden im Darm entestert (durch das Enzym Esterase) und dann als freies Tocopherol absorbiert. Mehrere Studien zeigen, dass die Absorptionsrate dieser Formen von Tocopherylestern und freiem Tocopherol eine ähnliche Bioverfügbarkeit aufweist.
Synthetisches Vitamin E
Die synthetische Form von Vitamin E, dl-alpha-Tocopherol, wird durch Kupplung von Trimethylhydrochinon (ein reduziertes Benzochinon) mit Isophytol (acyclisches Terpenoid) hergestellt. Synthetisches Vitamin E ist eine racemische Mischung, die alle acht Isomere von Alpha-Tocopherol (alle racemisch) in ungefähr gleichen Mengen enthält, so dass es ungefähr die Hälfte der biologischen Aktivität von natürlichem Vitamin E aufweist.
Fraktionierte Formen
Die häufigsten fraktionierten Formen sind: natürliche gemischte Tocopherole und hohes d-Gamma-Tocopherol.
Alpha-Tocopherol
Die aktuelle Literatur legt nahe, dass die primäre Rolle von Vitamin E im Körper darin besteht, als wichtiges Lipidantioxidans für freie Radikale zu fungieren, die aus dem normalen Zellstoffwechsel gebildet werden.1 Freie Radikale zerstören die Zellmembran und andere Körperkomponenten. Vitamin E wirkt als Antioxidans (ein Molekül, das die Oxidation anderer Moleküle hemmen kann), wodurch das freie Radikal unreaktiv und somit unbeschädigt wird. Die phenolische Vitamin E-Verbindung spendet einen Wasserstoff (aus der Hydroxylgruppe (-OH) an der Ringstruktur) und wird selbst zu einem relativ unreaktiven freien Radikal. Andere Antioxidantien wie Vitamin C sind in der Lage, die antioxidative Kapazität von Alpha-Tocopherol zu regenerieren.
Zusätzlich schützt Alpha-Tocopherol auch die Fette in Low-Density-Lipoproteinen (LDLs) vor Oxidation.2 Oxidierte LDLs wurden in die Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) verwickelt.Mehrere Studien haben eine Vitamin-E-Supplementierung als eine Möglichkeit zur Vorbeugung oder Behandlung verschiedener chronischer Krankheitszustände etabliert, darunter: Alterung, Arthritis, Krebs, CVD, Katarakte, Demenz (beeinträchtigte kognitive Funktion), Immunfunktion, Thrombozytenhyperaggregation (Reduktion), Prostaglandinproduktion (Reduktion) und Reproduktion.3
Kommerziell wird Vitamin E auch als Antioxidans verwendet, um viele (lose und fertige) mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFAs) und Öle vor Oxidation zu schützen.
Gamma-Tocopherol
Gamma-Tocopherol ist eigentlich die Hauptform von Vitamin E, die in der US-Ernährung aufgenommen wird. Es ist nicht so bekannt wie Alpha-Tocopherol. Die Funktion von Gamma-Tocopherol ist nicht ganz klar, aber beide Formen (Alpha und Gamma) sind starke Antioxidantien. Es wurde bisher angenommen, dass Gamma-Tocopherol nicht wichtig ist, da der Körper viel niedrigere Konzentrationen als Alpha-Tocopherol hatte. Die Serumblutspiegel von Gamma-Tocopherol sind im Allgemeinen 10-mal niedriger als die von Alpha-Tocopherol.Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass Gamma-Tocopherol Eigenschaften hat, die für die menschliche Gesundheit wichtig sein können und nicht von Alpha-Tocopherol geteilt werden. Gamma-Tocopherol scheint eine andere Art von freien Radikalen (lipophile Elektrophile wie reaktive Stickoxidspezies ) abzufangen, die Proteine, Lipide und DNA schädigen können.4 Zusätzlich kann Gamma-Tocopherol die Cyclooxygenase-Aktivität hemmen und entzündungshemmende Eigenschaften haben. Und Studien haben gezeigt, dass Plasmakonzentrationen von Gamma-Tocopherol umgekehrt mit der Inzidenz von CVD und Prostatakrebs assoziiert sind.5,6 Es muss mehr Forschung betrieben werden.
Tocotrienole
Es gibt mehr Studien zu Tocotrienolen, die darauf hindeuten, dass sie signifikante antioxidative und krebsbekämpfende Wirkungen haben können. Tocotrienole (insbesondere Gamma-Tocotrienol) scheinen auf ein spezifisches Enzym namens 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase (HMG-CoA) zu wirken, das an der Cholesterinproduktion in der Leber beteiligt ist. Tocotrienole unterdrücken die Produktion dieses Enzyms (ähnlich wie Statine, um den Cholesterinspiegel zu senken), was dazu führen kann, dass weniger Cholesterin von Leberzellen produziert wird.7,8 Es wurden viele Forschungsaussagen über die gesundheitlichen Vorteile von Tocotrienolen gemacht. Es muss mehr Forschung betrieben werden.
Pharmakokinetik von Vitamin E
- Resorption: Die Resorption von Vitamin E ist beim Menschen gering. Als Lipid ist die Absorption aus dem Darmlumen abhängig von Gallen- und Pankreassekreten, Mizellenbildung, Aufnahme in Enterozyten und Chylomikronsekretion und dann in den Kreislauf über das Lymphsystem. Die Absorption erfolgt im mittleren Teil des Dünndarms aus dem Darmlumen. Alle Formen von Vitamin E (solubilisiert, natürlich und synthetisch) haben eine ähnliche intestinale Absorption.
- Verteilung: Vitamin E ist fettlöslich und wird im Blut durch die Plasmalipoproteine und Erythrozyten transportiert. Es verteilt sich im ganzen Körper und wird hauptsächlich im Fettgewebe und in verschiedenen Organen gespeichert. Der menschliche Körper speichert etwa 40 mg / kg und 77 Prozent werden im Fettgewebe gespeichert. Es wird in die Leber transportiert, in Lipoproteine mit sehr niedriger Dichte (VLDLs) verpackt und wieder in den Kreislauf ausgeschieden.Metabolismus: Alpha-Tocopherol wird zum Tocopheroxylradikal oxidiert, das durch Reduktionsmittel wie Vitamin C wieder in die unoxidierte Form reduziert werden kann. Das Tocopherylchinon wird nicht wieder in Tocopherol umgewandelt und schließlich ausgeschieden.
- Ausscheidung: Vitamin E wird hauptsächlich über Galle, Urin, Kot und die Haut ausgeschieden. Aber der Hauptweg der Ausscheidung von aufgenommenem Vitamin E ist fäkale Beseitigung. Vitamin-E-Metaboliten scheinen hauptsächlich über die Nieren ausgeschieden zu werden. Dies geschieht, wenn das Vitamin oxidiert wird und Hydrochinon bildet und dann zu Glucuronat konjugiert wird. Einmal gebildet, kann das Glucuronat in die Galle ausgeschieden oder in den Nieren weiter abgebaut und mit dem Urin ausgeschieden werden.
- Mangel: Vitamin-E-Mangel ist selten, aber bei Personen mit schwerer Unterernährung, genetischen Defekten, die das Alpha-Tocopherol-Transferprotein beeinflussen, und Fett-Malabsorption wurde ein Mangel beobachtet. Es wurde geschätzt, dass mehr als 90 Prozent der Amerikaner die täglichen Ernährungsempfehlungen für Vitamin E nicht erfüllen.
- Messung: Obwohl Ergänzungsproduktetiketten weiterhin Messungen der Vitamin-E-Aktivität in internationalen Einheiten (IE) ausdrücken, wurde sie 1980 in eine neue Maßeinheit geändert, ausgedrückt als Alpha-Tocopherol-Äquivalent (ATE). Dieser Begriff wurde festgelegt, um die Unterschiede in der biologischen Aktivität der verschiedenen Formen von Vitamin E zu berücksichtigen. IUs sagen uns nicht, ob das Produkt andere Tocopherole als Alpha-Tocopherol enthält, ob das Alpha-Tocopherol natürlich oder synthetisch ist oder ob das Alpha-Tocopherol verestert ist. Bei Nahrungsergänzungsmitteln bezieht sich die IE-Angabe nur auf den Alpha-Tocopherolgehalt, die anderen Tocopherole und Tocotrienole haben einen IE-Wert von Null.
- Umrechnungen: Die einzige Form von Vitamin E, die eine Standardumwandlungsformel von Milligramm in internationale Einheiten hat, ist Alpha-Tocopherol. Die anderen Formen von Vitamin E haben keine Umrechnungsformel und sollten daher nur in Milligramm auf dem Etikett aufgeführt werden.
Hypervitaminose E (Toxizität)
Hypervitaminose E ist ein Zustand der Vitamin-E-Toxizität. Vitamin-E-Toxizität wurde beim Menschen selten dokumentiert. In Studien wurden häufig Dosen von bis zu 1.600 IE ohne beobachtbare unerwünschte Nebenwirkungen verabreicht. Toxizität kann aufgrund der großen Variation der täglichen Vitamin-E-Spiegel im Blut schwierig sein. Eine Erhöhung des Vitamin-E-Spiegels im Muskelgewebe ist besonders schwer zu erreichen, und toxische Spiegel sind schwer zu erreichen. Das Tocopherol-bindende Protein steuert wahrscheinlich die Menge an Vitamin E, die physiologisch gespeichert werden kann. Überschüssige Mengen des Vitamins werden wahrscheinlich vom Körper ausgeschieden. Das Bindungsprotein kann über diesen Mechanismus tatsächlich eine schützende Rolle spielen, aber diese Hypothese bedarf weiterer Untersuchungen.
Bei Erwachsenen, die Nahrungsergänzungsmittel mit weniger als 2.000 mg / d Alpha-Tocopherol einnahmen, wurden nur wenige Nebenwirkungen festgestellt. Die besorgniserregendste Möglichkeit ist die einer gestörten Blutgerinnung, die bei einigen Personen die Wahrscheinlichkeit einer Blutung erhöhen kann. Das Food and Nutrition Board des Institute of Medicine (IOM) hat eine tolerierbare obere Aufnahmemenge (UL) für Alpha-Tocopherol-Präparate festgelegt, die auf der Vorbeugung von Blutungen basiert. Der Board war der Ansicht, dass 1.000 mg Alpha-Tocopherol / Tag in jeglicher Form die höchste Dosis wären, die bei fast allen Erwachsenen wahrscheinlich nicht zu Blutungen führen würde. Obwohl nur bestimmte Isomere von Alpha-Tocopherol im Kreislauf verbleiben, werden alle Formen von der Leber absorbiert und metabolisiert. Die Begründung, dass jede Form von Alpha-Tocopherol (natürlich oder synthetisch) absorbiert werden kann und somit potenziell schädlich sein könnte, ist die Grundlage für eine UL, die sich auf alle Formen von Alpha-Tocopherol bezieht.Einige Ärzte empfehlen, die hochdosierte Vitamin-E-Supplementierung einen Monat vor der elektiven Operation abzubrechen, um das Blutungsrisiko zu verringern. Frühgeborene scheinen besonders anfällig für Nebenwirkungen einer Alpha-Tocopherol-Supplementierung zu sein, die nur unter kontrollierter Aufsicht eines Kinderarztes angewendet werden sollte. Es wurde festgestellt, dass eine Supplementierung mit 400 IE / d Vitamin E das Fortschreiten der Retinitis pigmentosa beschleunigt, die nicht mit einem Vitamin-E-Mangel verbunden ist.
Wechselwirkungen mit anderen Arzneimitteln
Die Verwendung von Vitamin-E-Präparaten in Dosen von mehr als 800 IE kann das Blutungsrisiko bei Personen erhöhen, die Folgendes einnehmen:
- Antikoagulanzien: such as warfarin (Coumadin®) Heparin or heparin-like products, including dalteparin (Fragmin®), enoxaparin (Lovenox®) or tinzaparin (Innohep®).
- Antiplatelet drugs: such as aspirin, clopidogrel (Plavix®), ticlopidine (Ticlid®), cilostazole (Pletal®), and dipyridamole (Persantine®).
- Thrombolytics: alteplase (Activase®), reteplase (Retavase®), streptokinase (Streptase®) and tenecteplase (TNKase®).
- Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs): wie Aspirin, Ibuprofen (Motrin®, Advil®, Nuprin®), Naproxen (Naprosyn®) oder Naproxen-Natrium (Aleve®, Anaprox® und Naprelan®), Ketoprofen (Orudis®, Actron® und Oruvail®), Indomethacin (Indocin® und Indocin SR®) usw.
Zu den Medikamenten, die die Aufnahme von Vitamin E verringern können, gehören Cholestyramin, Colestipol, Isoniazid, Mineralöl, Orlistat, Sucralfat, der Fettersatz Olestra und der Fettblocker Alli®.
Medikamente, die den Plasmaspiegel von Vitamin E senken können, umfassen Antikonvulsiva wie Phenobarbital, Phenytoin und Carbamazepin.
Personen mit Vitamin-K-Mangel sollten Alpha-Tocopherol-Präparate wegen des erhöhten Blutungsrisikos nicht ohne engmaschige ärztliche Überwachung einnehmen.
Patienten mit Nierendialyse, die Eiseninjektionen erhalten, leiden häufig unter oxidativem Stress.“ Dies liegt daran, dass Eisen ein Prooxidationsmittel ist, was bedeutet, dass es mit Sauerstoffmolekülen auf eine Weise interagiert, die Gewebe schädigen kann. Diesen Nebenwirkungen der Eisentherapie kann durch eine Supplementierung mit Vitamin E entgegengewirkt werden.Robin Koon, Executive Vice President bei Best Formulations, verfügt über mehr als 25 Jahre pharmazeutische Erfahrung in der klinischen Pharmazie, im Managed Care und als Führungskraft in der Arzneimittelkette im Einzelhandel, die den Betrieb überwacht.