Семейство витаминов Е включает четыре токотриенола (альфа, бета, гамма, дельта) и четыре токоферола (альфа, бета, гамма, дельта). Критическое химическое структурное различие между токотриенолами и токоферолами заключается в том, что токотриенолы имеют ненасыщенные изопреноидные боковые цепи с тремя двойными углерод-углеродными связями по сравнению с насыщенными боковыми цепями токоферолов (см. Рисунок). [1] [2]
С химической точки зрения все различные аналоги витамина Е проявляют некоторую активность в качестве химического антиоксиданта [5] , но не все имеют одинаковую эквивалентность витамина Е. Токотриенолы демонстрируют активность в зависимости от типа измеряемой антиоксидантной активности. [6] Все токотриенолы обладают некоторой физической антиоксидантной активностью благодаря способности отдавать атом водорода (протон плюс электрон) из гидроксильной группы хроманольного кольца свободным радикалам и активным формам кислорода . Исторически исследования токотриенолов составляют менее 1% всех исследований витамина Е. [7]
Влияние на здоровье
Был предложен ряд преимуществ токотриенолов для здоровья, включая снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний и рака. [8] Совет по продовольствию и питанию Института медицины Национальной академии наук США не определяет рекомендуемую диетическую норму или адекватное потребление токотриенолов. [9]
Мозг
Обзор исследований на людях среднего и пожилого возраста показал: «Данные проспективных исследований и исследований случай-контроль показали, что повышенный уровень токотриенолов в крови связан с благоприятными результатами когнитивных функций». Обзор уточнил это утверждение, отметив, что для оценки этих наблюдений необходимы рандомизированные контролируемые клинические исследования. [10]
Токотриенолы обычно хорошо переносятся и не имеют значительных побочных эффектов. [8]
История
Об открытии токотриенолов впервые сообщили Пеннок и Уиттл в 1964 году, описав выделение токотриенолов из каучука. [13] Биологическое значение токотриенолов было четко очерчено в начале 1980-х годов, когда о его способности снижать уровень холестерина впервые сообщили Асаф Куреши и Элсон в Журнале медицинской химии . [14] В 1990-х годах начали выясняться противораковые свойства токоферолов и токотриенолов. [15] В настоящее время коммерческими источниками токотриенола являются рис и пальмы . [16] Другие природные источники токотриенола включают масло рисовых отрубей, кокосовое масло, масло какао, ячмень и зародыши пшеницы. [17] Токотриенолы безопасны, и исследования на людях не выявили побочных эффектов при употреблении 240 мг/день в течение 48 месяцев. [18] Фракции риса, пальмы или аннато , богатые токотриенолом, используемые в пищевых добавках, функциональных продуктах питания и антивозрастной косметике, доступны на рынке с общим содержанием витамина Е 20%, 35%, 50% и 70%. .
Этимология
Токотриенолы названы по аналогии с токоферолами (от греческих слов, означающих вынашивание беременности (см. токоферол ); но это слово было изменено, чтобы включить химическое различие, заключающееся в том, что токотриенолы являются триенами , что означает, что они имеют идентичную структуру с токоферолами, за исключением добавления три двойные связи со своими боковыми цепями .
Сравнение с токоферолами
Токотриенолы имеют только один хиральный центр — 2'-углерод хроманольного кольца, к которому прикрепляется изопреноидный хвост. В отличие от токоферолов, которые имеют дополнительные хиральные центры вдоль насыщенной хвостовой цепи, ненасыщенная цепь токотриенолов вместо этого имеет двойные связи в этих участках. Токотриенолы, экстрагированные из растений, всегда представляют собой правовращающие стереоизомеры, называемые d-токотриенолами. Теоретически также могут существовать ( левовращающие ; l-токотриенолы) формы токотриенолов, которые будут иметь конфигурацию 2S, а не 2R в единственном хиральном центре молекулы, но в отличие от синтетического dl-альфа-токоферола, продаваемых пищевых добавок с токотриенолом. все это экстракты d-токотриенола из пальмового масла или масла аннато. [ нужна цитата ]
Исследования токотриенола подтверждают антиоксидантный, [19] противовоспалительный потенциал и предполагают противораковый эффект [20] [21] лучше, чем у обычных форм токоферола, благодаря их химической структуре. Ученые предположили, что токотриенолы являются лучшими антиоксидантами, чем токоферолы. [22] [23] [24] [25] Было высказано предположение, что ненасыщенная боковая цепь токотриенолов заставляет их проникать в ткани с насыщенными жировыми слоями более эффективно, чем токоферол. [26] Значения ORAC для липидов являются самыми высокими для δ-токотриенола. [27] Однако в этом исследовании также говорится: «Что касается антиоксидантной способности, эквивалентной альфа-токоферолу, не было обнаружено существенных различий в антиоксидантной активности всех изоформ витамина Е».
Метаболизм и биодоступность
Поглощение и распределение
Токотриенолы в основном назначаются перорально, и из-за их липофильной природы их всасывание значительно усиливается при приеме с диетой, богатой жирами. Эти соединения в основном всасываются в тонком кишечнике, причем всасывание зависит от адекватной функции поджелудочной железы, секреции желчи и образования мицелл в кишечнике. При введении токотриенолы распределяются по всему организму, при этом более высокие концентрации наблюдаются в плазме и жировой ткани. [28]
Факторы биодоступности
Короткий период полураспада токотриенолов объясняется их низкой аффинностью связывания с α-ТТР , которая поддерживает уровни токоферолов в плазме. В частности, α-токоферол обладает значительно более высокой аффинностью связывания с α-TTP по сравнению с токотриенолами. По отношению к сродству α-токоферола α-токотриенол имеет около 9%, δ-токотриенол 12% и ɤ-токотриенол 2% сродства к α-TTP. Следовательно, δ-токотриенол остается в плазме в течение более длительного времени, обеспечивая большую биодоступность и более медленную биотрансформацию по сравнению с другими изомерами. Исследования на людях показали, что δ-токотриенол имеет биодоступность 28%, тогда как ɤ- и α-изомеры демонстрируют 9%. [28]
Метаболизм и выведение
Токотриенолы в первую очередь метаболизируются в печени, подвергаясь ω-гидроксилированию ферментами CYP3A4 и CYP4F2 с последующим β-окислением . Конечные метаболиты, карбоксиэтилгидроксихроманолы (CEHC) и карбоксиметилбутилгидроксихроман (CMBHC), легко выводятся с мочой. [28]
Источники
В природе токотриенолы присутствуют во многих растениях и фруктах. Плоды масличной пальмы ( Elaeis guineensis ) особенно богаты токотриенолами, в первую очередь гамма-токотриенолом , альфа-токотриенолом и дельта-токотриенолом. Другие культивируемые растения с высоким содержанием токотриенолов включают рис, пшеницу, ячмень, рожь и овес. [29]
Исследовать
Меры радиационного противодействия
После воздействия гамма-излучения гемопоэтические стволовые клетки (ЗСК) в костном мозге , которые важны для производства клеток крови, быстро подвергаются апоптозу (гибель клеток). Не существует известных способов лечения этого острого воздействия радиации. [30] Два исследования, проведенные Научно-исследовательским институтом радиобиологии Вооруженных сил США (AFRRI), показали, что лечение γ-токотриенолом или δ-токотриенолом повышает выживаемость гемопоэтических стволовых клеток, которые необходимы для возобновления снабжения организма клетками крови. [30] [31] На основании этих успешных результатов исследований на мышах, γ-токотриенол изучается на предмет его безопасности и эффективности в качестве радиозащитной меры у приматов, кроме человека. [32] Испытания на людях еще не завершены.
дальнейшее чтение
Тан Б., Уотсон Р.Р., Preedy VR, ред. (2013). Токотриенолы: витамин Е помимо токоферолов (2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 9781439884416.
Рекомендации
^ Камаль-Элдин А., Аппельквист Л.А. (июль 1996 г.). «Химия и антиоксидантные свойства токоферолов и токотриенолов». Липиды . 31 (7): 671–701. дои : 10.1007/BF02522884 . PMID 8827691. S2CID 4052785.
^ Кларк М.В., Бернетт-младший, Крофт К.Д. (2008). «Витамин Е в здоровье и болезнях человека». Критические обзоры клинических лабораторных наук . 45 (5): 417–50. дои : 10.1080/10408360802118625. PMID 18712629. S2CID 85991655.
^ Тан Б., Уотсон Р.Р., Preedy VR, ред. (2013). Токотриенолы: витамин Е помимо токоферолов (2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. ISBN9781439884416.
^ Сен К.К., Ринк С., Ханна С. (июнь 2010 г.). «Натуральный витамин Е альфа-токотриенол, полученный из пальмового масла, для здоровья и болезней мозга». Журнал Американского колледжа питания . 29 (3 доп.): 314S–323S. дои : 10.1080/07315724.2010.10719846. ПМК 3065441 . ПМИД 20823491.
^ Серечетто Х, Лопес Г.В. (март 2007 г.). «Антиоксиданты, полученные из витамина Е: обзор». Мини-обзоры по медицинской химии . 7 (3): 315–38. дои : 10.2174/138955707780059871. ПМИД 17346221.
^ Фу JY, Че HL, Тан DM, Тенг КТ (январь 2014 г.). «Биодоступность токотриенолов: данные исследований на людях». Питание и обмен веществ . 11 (1): 5. дои : 10.1186/1743-7075-11-5 . ПМЦ 3895660 . ПМИД 24410975.
^ Сен К.К., Ханна С., Рой С. (2007). «Токотриенолы в здоровье и болезни: вторая половина природного семейства витамина Е». Молекулярные аспекты медицины . 28 (5–6): 692–728. дои : 10.1016/j.mam.2007.03.001. ПМЦ 2435257 . ПМИД 17507086.
^ abcd Meganathan P, Fu JY (октябрь 2016 г.). «Биологические свойства токотриенолов: данные исследований на человеке». Международный журнал молекулярных наук . 17 (11): 1682. doi : 10.3390/ijms17111682 . ПМК 5133770 . ПМИД 27792171.
^ Рекомендуемая норма потребления пищи (DRI): рекомендуемая норма потребления для отдельных лиц (отчет). Совет по продовольствию и питанию, Медицинский институт, Национальные академии. 2004. Архивировано из оригинала 24 мая 2010 г. Получено 9 июня 2009 г. - через www.iom.edu.
^ Георгусопулу Э.Н., Панагиотакос Д.Б., Меллор Д.Д., Наумовски Н. (январь 2017 г.). «Токотриенолы, здоровье и старение: систематический обзор» (PDF) . Матуритас . 95 : 55–60. doi :10.1016/j.maturitas.2016.11.003. ПМИД 27889054.
^ Пирс BC, Паркер Р.А., Дисон М.Э., Куреши А.А., Райт Дж.Дж. (октябрь 1992 г.). «Гипохолестеролемическая активность синтетических и природных токотриенолов». Журнал медицинской химии . 35 (20): 3595–606. дои : 10.1021/jm00098a002. ПМИД 1433170.
^ Шаусс АГ (2008). «Токотриенолы: обзор». В Watson RR, Preedy VR (ред.). Токотриенолы: витамин Е помимо токоферолов . ЦРК Пресс. п. 6. ISBN978-1-4200-8037-7.
^ Тан, Б. и М.Х. Салех, Комплексный процесс извлечения каротиноидов и токотриенолов из нефти в USPTO 5,157,132. 1992 год
^ Пакер Л., Вебер С.Ю., Римбах Г. (февраль 2001 г.). «Молекулярные аспекты антиоксидантного действия альфа-токотриенола и передачи сигналов в клетках». Журнал питания . 131 (2): 369С–73С. дои : 10.1093/jn/131.2.369S . ПМИД 11160563.
^ Томео AC, Геллер М., Уоткинс Т.Р., Гапор А., Биренбаум М.Л. (декабрь 1995 г.). «Антиоксидантные эффекты токотриенолов у пациентов с гиперлипидемией и стенозом сонных артерий». Липиды . 30 (12): 1179–83. дои : 10.1007/BF02536621. PMID 8614310. S2CID 4038103.
^ Сербинова Е, Каган В, Хан Д, Пакер Л (1991). «Рециркуляция свободных радикалов и внутримембранная подвижность в антиоксидантных свойствах альфа-токоферола и альфа-токотриенола». Свободно-радикальная биология и медицина . 10 (5): 263–75. дои : 10.1016/0891-5849(91)90033-Y. ПМИД 1649783.
^ Константину С., Папас А., Константину А.И. (август 2008 г.). «Витамин Е и рак: понимание противораковой активности изомеров и аналогов витамина Е». Международный журнал рака . 123 (4): 739–52. дои : 10.1002/ijc.23689 . PMID 18512238. S2CID 3549712.
^ Вада С (2009). «Химиопрофилактика токотриенолов: механизм антипролиферативного действия». Пищевые факторы для укрепления здоровья . Форум питания. Том. 61. С. 204–16. дои : 10.1159/000212752. ISBN978-3-8055-9097-6. ПМИД 19367124.
^ Мюллер Л., Тайле К., Бём В. (май 2010 г.). «Антиоксидантная активность токоферолов и токотриенолов in vitro и сравнение концентрации витамина Е и липофильной антиоксидантной способности в плазме человека». Молекулярное питание и пищевые исследования . 54 (5): 731–42. doi : 10.1002/mnfr.200900399. ПМИД 20333724.
^ Ёсида Ю., Ники Э., Ногучи Н. (март 2003 г.). «Сравнительное исследование действия токоферолов и токотриенолов как антиоксидантов: химические и физические эффекты». Химия и физика липидов . 123 (1): 63–75. дои : 10.1016/S0009-3084(02)00164-0. ПМИД 12637165.
^ Шаффер С., Мюллер В.Е., Эккерт Г.П. (февраль 2005 г.). «Токотриенолы: конституциональные эффекты при старении и болезнях». Журнал питания . 135 (2): 151–4. дои : 10.1093/jn/135.2.151 . ПМИД 15671205.
^ Терио А., Чао Дж.Т., Ван К., Гапор А., Адели К. (июль 1999 г.). «Токотриенол: обзор его терапевтического потенциала». Клиническая биохимия . 32 (5): 309–19. дои : 10.1016/S0009-9120(99)00027-2. ПМИД 10480444.
^ Сузуки Ю.Дж., Цучия М., Вассалл С.Р., Чу Ю.М., Говил Г., Каган В.Е. и др. (октябрь 1993 г.). «Структурные и динамические мембранные свойства альфа-токоферола и альфа-токотриенола: значение молекулярного механизма их антиоксидантной активности». Биохимия . 32 (40): 10692–9. дои : 10.1021/bi00091a020. ПМИД 8399214.
^ Мюллер Л., Тайле К., Бём В. (май 2010 г.). «Антиоксидантная активность токоферолов и токотриенолов in vitro и сравнение концентрации витамина Е и липофильной антиоксидантной способности в плазме человека». Молекулярное питание и пищевые исследования . 54 (5): 731–42. doi : 10.1002/mnfr.200900399. ПМИД 20333724.
^ abc Шариф М., Хан Д.А., Фархат К., Мудассар Нур, Мохаммад Асгар Хан, Сайма Рафик (15 февраля 2023 г.). «Фармакокинетика и биодоступность токотриенолов у здоровых добровольцев: систематический обзор». Журнал Пакистанской медицинской ассоциации . 73 (3): 603–610. дои : 10.47391/JPMA.6008 . ISSN 0030-9982. PMID 36932765. S2CID 257423183.
^ Содержание токоферола и токотриенола в сырых и переработанных фруктах и овощах в рационе США, стр. 199.
^ ab Li XH, Fu D, Latif NH, Mullaney CP, Ney PH, Mog SR и др. (декабрь 2010 г.). «Дельта-токотриенол защищает гемопоэтические предшественники мыши и человека от гамма-облучения через регулируемую внеклеточными сигналами киназу/мишень передачи сигналов рапамицина у млекопитающих». Гематологическая . 95 (12): 1996–2004. doi :10.3324/haematol.2010.026492. ПМЦ 2995556 . ПМИД 20823133.
^ Кулкарни С., Гош С.П., Сатьямитра М., Мог С., Хибер К., Романюха Л. и др. (июнь 2010 г.). «Гамма-токотриенол защищает гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественники у мышей после общего облучения». Радиационные исследования . 173 (6): 738–47. Бибкод : 2010РадР..173..738К. дои : 10.1667/RR1824.1. PMID 20518653. S2CID 24874530.
^ Сингх В.К., Битти Лос-Анджелес, Seed TM (ноябрь 2013 г.). «Витамин Е: токоферолы и токотриенолы как потенциальные средства противодействия радиации». Журнал радиационных исследований . 54 (6): 973–88. дои : 10.1093/jrr/rrt048. ПМЦ 3823775 . ПМИД 23658414.
Внешние ссылки
Информационный бюллетень о витамине Е — Управление пищевых добавок, Национальные институты здравоохранения