Η βιταμίνη Ε είναι ο κυριότερος λιποδιαλυτός αντιοξειδωτικός παράγοντας του

αντιοξειδωτικού συστήματος άμυνας των κυττάρων και λαμβάνεται αποκλειστικά μέσω της τροφής.

 

Γενικά για τις τοκοφερόλες

Οι τοκοφερόλες (tocopherols) είναι μια ομάδα λιποδιαλυτών χημικών ενώσεων παρόμοιας χημικής δομής (ομόλογες ενώσεις) με έντονες αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Παρουσιάζουν πολλαπλές φυσιολογικές δράσεις και η πρόσληψη από τον ανθρώπινο οργανισμό σε μικρές ποσότητες μέσω της τροφής είναι απαραίτητη. Συλλογικά οι τοκοφερόλες είναι γνωστές ως βιταμίνη Ε και συναντώνται σε φυτικά έλαια και γενικά σε φυτικής προέλευσης τροφές. Η ονομασία τους προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις "τόκος" (γέννα, δημιουργία) και "φέρω", επειδή η απουσία τους από νωρίς είχε συσχετισθεί με προβλήματα στην αναπαραγωγική λειτουργία, όπως αποβολές εμβρύων.

 

Ανακάλυψη της βιταμίνης Ε

Το 1922, ο Αμερικανός ιατρός (ανατόμος και ενδοκρινολόγος) Herbert McLean Evans (1882-1972) καθηγητής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας και η ιατρός (ανατόμος) Katharine J. Scott Bishop (1889-1976), μετά από διατροφικά πειράματα σε αρουραίους, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι πέραν από τις μέχρι τότε γνωστές βιταμίνες, θα έπρεπε να υπάρχει ακόμη άλλη μία τουλάχιστον βιταμίνη, που θα είχε σχέση με την κανονική λειτουργία του αναπαραγωγικού συστήματος.

Οι δύο ερευνητές έτρεφαν αρουραίους με καθαρά θρεπτικά συστατικά και τις μέχρι τότε γνωστές βιταμίνες και παρατήρησαν ότι, παρ' όλο που τα πειραματόζωα αναπτύσσονταν κανονικά, παρουσίαζαν προβλήματα αναπαραγωγής, τα οποία έπαυαν να υφίστανται όταν εμπλούτιζαν τη διατροφή τους με σπόρους σιταριού.

Αρκετά αργότερα, το 1936, ο Evans απομόνωσε από φυτικά έλαια μια λιπαρή ουσία με χημικό τύπο C29H50O2, την οποία ονόμασε τοκοφερόλη λόγω της φυσιολογικής της δράσης. Ως κύρια φυσική πηγή τοκοφερόλης χρησιμοποίησε το σιτέλαιο (wheat germ oil), ένα φυτικό έλαιο που βρίσκεται στα φύτρα σιταριού (φύτρα: οι νεαροί βλαστοί, οι οποίοι φυτρώνουν από διάφορους καρπούς και σπόρους), τα οποία είναι ιδιαίτερα πλούσια σε α-τοκοφερόλη, αλλά και τις άλλες τοκοφερόλες.

Ο Evans διαπίστωσε ότι ένα από τα άτομα οξυγόνου ανήκε σε φαινολικό υδροξύλιο και λίγο αργότερα, το 1938, ο Fernholtz παρουσίασε την πλήρη χημική δομή της ένωσης [Αναφ. 2].

Αργότερα διαπιστώθηκε ότι υπήρχαν και άλλες ενώσεις με παραπλήσια δομή (με διαφορές μόνο στον αριθμό και στις θέσεις μεθυλίων), που συλλογικά ονομάστηκαν τοκοφερόλες και διακρίνονταν μεταξύ τους με προθήματα ελληνικών γραμμάτων.

Η ανεπάρκεια της διατροφής σε βιταμίνη Ε προκαλεί στείρωση, τόσο στον άνδρα όσο και στη γυναίκα, καθώς και βλάβες των ιστών, ιδιαίτερα του νευρικού και του μυϊκού συστήματος. Στον άνθρωπο πραγματική αβιταμίνωση Ε είναι πολύ σπάνια λόγω της ευρύτατης διάδοσης της βιταμίνης Ε στα φυτικά έλαια, αλλά και γενικότερα στις περισσότερες φυτικές τροφές.

Βιταμίνη Ε χορηγείται θεραπευτικά σε περιπτώσεις συχνών αποβολών καθώς και σε περιπτώσεις μυϊκής δυστροφίας με πολύ καλά αποτελέσματα. Υπάρχουν μελέτες, που απέδειξαν ότι η βιταμίνη Ε μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση πολλών καταστάσεων επιβλαβών για την υγεία, αφού επιβραδύνει την καταστροφή των βιολογικών μεμβρανών και άλλων βιομορίων από τις ελεύθερες ρίζες, όπως και καταστάσεις που επάγονται γενικά από το ονομαζόμενο οξειδωτικό stress. Εκτός από την αντιοξειδωτική της δράση η βιταμίνη Ε συμμετέχει σε πολλές ενζυμικές διεργασίες. Οι ημερήσιες ανάγκες για τον ενήλικα άνθρωπο εκτιμώνται περίπου στα 15 mg.

 

Το χρονικό της βιταμίνης Ε

Στον επόμενο πίνακα συνοψίζονται οι κυριότεροι σταθμοί πάνω στην έρευνα για τη βιταμίνη Ε [Αναφ. 3ε].

1911	Ο Hart και οι συνεργάτες αναφέρουν την πιθανότητα ύπαρξης ενός παράγοντα "αντί-στειρότητας" στα ζώα	1974	Ο Fahrenholtz διαπιστώνει την ικανότητα της α-τοκοφερόλης να καταστρέφει τις οξυγονούχες ελεύθερες ρίζες
1920	Οι Mathhhill και Conkin παρατηρούν αναπαραγωγικές ανωμαλίες σε αρουραίους τρεφόμενους με γάλα ειδικής δίαιτας	1977	Περιγράφονται τα συμπτώματα της ανεπάρκειας της βιταμίνης Ε στον άνθρωπο.
1922	Η βιταμίνη Ε ανακαλύπτεται από τον H. Evans και την K. Bishop	1980	Οι Walton και Packer θεωρούν ότι η βιταμίνη Ε αποτρέπει τον σχηματισμό εν δυνάμει καρκινογόνων ουσιών από την οξείδωση ακόρεστων λιπαρών οξέων
1936	Ο Evans και οι συνεργάτες του απομονώνουν σε καθαρή μορφή την α-τοκοφερόλη από σιτέλαιο	1980	Οι McKay και King θεωρούν ότι η αντιοξειδωτική δράση της βιταμίνης Ε εντοπίζεται κυρίως στην κυτταρική μεμβράνη
1938	Ο Fernholz ανακαλύπτει τη χημική δομή της βιταμίνης Ε και ο Karrer (Nobel Χημείας του 1937) συνθέτει την dl-α-τοκοφερόλη	1990	Αποδεικνύεται η ανασταλτική δράση της βιταμίνης Ε στην οξείδωση των λιποπρωτεϊνών χαμηλής πυκνότητας (LDL)
1945	Ο Dam και οι συνεργάτες του ανακαλύπτουν υπεροξειδικές ενώσεις στον λιπώδη ιστό ζώων που τρέφονται με τρόφιμα με ανεπαρκή βιταμίνη Ε	1990	Ο Kaiser και οι συνεργάτες ανακαλύπτουν τον μηχανισμό καταστροφής των οξυγονούχων ελεύθερων ριζών από τη βιταμίνη Ε
1962	Ο Tappel θεωρεί τη βιταμίνη Ε ως in vivo αντιοξειδωτική ουσία που προστατεύει τα κύτταρα από τις ελεύθερες ρίζες.	1991	Ο Azzi και οι συνεργάτες του περιγράφουν την ανασταλτική δράση της α-τοκοφερόλης στον πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών κυττάρων των αγγείων και της ενεργότητας της πρωτεϊνικής κινάσης C
1968	Η βιταμίνη Ε αναγνωρίζεται ως απαραίτητη θρεπτική ουσία για τον άνθρωπο από το Εθνικό Συμβούλιο Ερευνών των ΗΠΑ	2004	O Barella και οι συνεργάτες του αποδεικνύουν ότι η βιταμίνη Ε ρυθμίζει τη γονιδιακή έκφραση στο ήπαρ και στους όρχεις των αρουραίων

 

Χημική δομή των τοκοφερολών [Αναφ. 3]

Κοινό χημικό χαρακτηριστικό των τοκοφερολών (α-, β-, γ- και δ-τοκοφερόλη) είναι η ύπαρξη μια ομάδας χρωμανίου (chromane, βλ. δίπλα), η οποία στη θέση 6 περιέχει ένα (φαινολικό) υδροξύλιο, σχηματίζοντας την 6-χρωμανόλη (6-chromanol), όπως και μια πλευρική αλειφατική αλυσίδα, η οποία αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως ουρά φυτυλίου (phytyl tail), στη θέση 2.

Ο αντιοξειδωτικός χαρακτήρας των τοκοφερολών οφείλεται στο φαινολικό υδροξύλιο του χρωμανίου , ενώ ο έντονα λιπόφιλος χαρακτήρας τους και η ουσιαστική μηδενική διαλυτότητά τους στο νερό οφείλεται στην ουρά φυτυλίου. Η ομάδα αυτή προέρχεται από την άκυκλη διτερπενική αλκοόλη φυτόλη (phytol), η οποία εστεροποιημένη αποτελεί το "λιπόφιλο" τμήμα του μορίου της χλωροφύλλης. Χάρις σε αυτό το λιπόφιλο τμήμα, η χλωροφύλλη είναι ουσιαστικά αδιάλυτη στο νερό και παραμένει στους χλωροπλάστες των φυτών.

Οι διάφορες τοκοφερόλες διαφέρουν ως προς τον αριθμό και τις θέσεις των μεθυλίων στον αρωματικό δακτύλιο της χρωμανόλης. 'Ολες οι τοκοφερόλες περιέχουν 3 ασύμμετρα άτομα άνθρακα, επομένως κάθε για κάθε τοκοφερόλη υπάρχουν 2³ = 8 οπτικώς ισομερή (RRR, RRS, RSR, RSS, SRR, SRS, SSR, SSS). Στις φυσικές τοκοφερόλες και οι τρεις άνθρακες έχουν στερεοχημική διαμόρφωση R, ενώ στις συνθετικές βιταμίνες και τα οκτώ δυνατά στερεοϊσομερή βρίσκονται στην ίδια αναλογία. Από τα 3 ασύμμετρα άτομα άνθρακα, αυτό του οποίου η στερεοχημική διαμόρφωση έχει ιδιαίτερη σημασία ως προς την ενεργότητα των τοκοφερολών είναι εκείνο της θέσης 2 της ομάδας της χρωμανόλης. Μόνο οι τοκοφερόλες με στερεοχημική διαμόρφωση R στον άνθρακα αυτόν είναι βιολογικώς ενεργές [Αναφ. 3στ].

Από τις τέσσερις τοκοφερόλες η α-τοκοφερόλη βρίσκεται συνήθως σε μεγαλύτερη αναλογία (ακολουθούμενη από τη γ-τοκοφερόλη) και είναι η πλέον ενεργή από βιολογική άποψη, ενώ η δ-τοκοφερόλη εμφανίζεται να διαθέτει την εντονότερη αντιοξειδωτική ενεργότητα (ακολουθούμενη και αυτή από τη γ-τοκοφερόλη). Η γ-τοκοφερόλη έχει ελεύθερη τη θέση 5 της χρωμανόλης, η οποία μπορεί εύκολα να δεχθεί τη νιτροομάδα (-ΝΟ2) και έχει αποδειχθεί με πειράματα in vitro, ότι δρα ως "παγίδα" οξειδίων του αζώτου, αζωτούχων ριζών και άλλων ηλεκτρονιόφιλων μεταλλαξιγόνων σωματιδίων και θεωρείται ως η κατ' εξοχήν "αντιγηραντική" από τις τοκοφερόλες [Αναφ. 3ζ].

Συστηματική ονομασία των τοκοφερολών. Το συστηματικό όνομα της φυσικής α-τοκοφερόλης είναι: [2R-2R*(4R*,8R*)-3,4-διυδρο-2,5,7,8-τετραμεθυλο-2-(4,8,12-τριμεθυλο-δεκατριυλο)-2Η-1-βενζοπυρανόλη-6 ή [2R-2R*(4R*,8R*)-3,4-διυδρο-2,5,7,8-τετραμεθυλο-2-(4,8,12-τριμεθυλο-δεκατριυλο-)-χρωμανόλη-6. 'Ενας απλουστευμένος τρόπος ονομασίας των τοκοφερολών βασίζεται στη "μητρική ένωση" των τοκοφερολών, την τοκόλη (tocol), η οποία δεν φέρει μεθύλια στον αρωματικό δακτύλιο, οπότε π.χ. η α-τοκοφερόλη μπορεί να ονομασθεί: 5,7,8-τριμεθυλο-τοκόλη.

Τοκοτριενόλες. Με τις τοκοφερόλες συνήθως συνεξετάζονται και οι τοκοτριενόλες (tocotrienols), οι οποίες (ανάλογα με τις τοκοφερόλες) ονομάζονται: α-, β-, γ- και δ-τοκοτριενόλες. Οι τοκοτριενόλες ανακαλύφθηκαν κατά τη δεκαετία του 1960 και από τότε θεωρούνται και αυτές ως κανονικά συστατικά της βιταμίνης Ε. Διαφέρουν ως προς τις αντίστοιχες τοκοφερόλες κατά το ότι η πλευρική υδρόφοβη αλειφατική αλυσίδα περιλαμβάνει και τρεις διπλούς δεσμούς, που αναφέρεται ως ουρά φαρνεσυλίου (farnesyl tail). Θεωρούνται δραστικότερες από τις τοκοφερόλες ως πλέον "διεισδυτικές" στις κυτταρικές μεμβράνες

Οι τέσσερις τοκοφερόλες και οι τέσσερις τοκοτριενόλες που συνιστούν το σύμπλεγμα των βιταμινών Ε.	Μόριο της α-τοκοφερόλης
	Φιαλίδιο με α-τοκοφερόλη

 

Βιοσύνθεση και χημική σύνθεση τοκοφερόλης [Αναφ. 4]

Βιοσύνθεση της βιταμίνης Ε. Η βιοσύνθεση των τοκοφερολών έχει μελετηθεί επαρκώς και έχει διαπιστωθεί ότι πραγματοποιείται μέσω σύζευξης του πυροφωσφορικού (διφωσφορικού) εστέρα της φυτόλης με το ομογεντισικό οξύ (homogentisic acid). Το ομογεντισικό οξύ (2,5-διυδροξυ-φαινυλοξικό οξυ) είναι προϊόν του μεταβολισμού των αμινοξέων φαινυλαλανίνη και τυροσίνη, ενώ η φυτόλη (μια εικοσα-εν-όλη), όπως προαναφέρθηκε, αποτελεί προϊόν του μεταβολισμού της χλωροφύλλης. Τη σύζευξη ακολουθεί σειρά αντιδράσεων κυκλοποίησης και μεθυλίωσης. Το γενικό σχήμα βιοσύνθεσης περιγράφεται συνοπτικά από την ακόλουθη σειρά αντιδράσεων:

Για τις άλλες τοκοφερόλες χρησιμοποιούνται τα αντίστοιχα μεθυλιωμένα παράγωγα της υδροκινόνης. Τα παράγωγα αυτά, όπως η 2,3,5-τριμεθυλο-υδροκινόνη (2,3,5-trimethyl-hydroquinone, TMHQ), είναι εμπορικά προϊόντα που χρησιμοποιούνται ως αντιοξειδωτικά και για τις συνθέσεις των τοκοφερολών. Παρασκευάζονται με ποικιλία μεθόδων και με πρώτες ύλες μεθυλιωμένες φαινόλες (κρεσόλες) ή ξυλόλια. Η ισοφυτόλη, ένα ελαιώδες και ιξώδες υγρό είναι επίσης ένα εμπορικό προϊόν που χρησιμοποιείται σε διάφορα καλλυντικά και λαμβάνεται (κυρίως). Παρασκευάζεται από την ισομερή φυτόλη (βλ. χημικό τύπο πιο πάνω) μέσω αλλυλικής μετάθεσης. Η φυτόλη παρασκευάζεται επίσης σε μεγάλες ποσότητες μέσω υδρολυτικής διάσπασης της χλωροφύλλης της οποία αποτελεί το λιπόφιλο τμήμα.

Τοκοφερόλες μπορούν να ληφθούν και από φυτικά έλαια μέσω χρωματογραφικών διαχωρισμών. Επιπλέον, έχουν προταθεί πολλές βιοτεχνολογικές μέθοδοι παραγωγής τους.

Η α-τοκοφερόλη διατίθεται επίσης με τη μορφή εστέρα με οξικό ή ηλεκτρικό οξύ (succinic acid). Οι εστεροποιημένες μορφές της τοκοφερόλης είναι πιο σταθερές ως προς την οξείδωση και για τον λόγο αυτό προστίθενται σε και σε διάφορα καλλυντικά (κυρίως φροντίδας δέρματος) και αντιηλιακά σκευάσματα (ζελέ, αλοιφές, λάδια). Απορροφούνται εύκολα από το δέρμα και στη συνέχεια υπόκεινται σε υδρόλυση απελευθερώνοντας τη δραστική τοκοφερόλη.

Η παγκόσμια ετήσια παραγωγή βιταμίνης Ε ξεπερνάει τους 20.000 τόννους, από τους οποίους το 90% είναι συνθετική. Η μεγαλύτερη ποσότητά της χρησιμοποιείται σε ζωοτροφές και περίπου το ένα τέταρτο της ποσότητας αυτής χρησιμοποιείται για τις εφαρμογές όπως: φάρμακα, διατροφικά συμπληρώματα, καλλυντικά, συντηρητικά τροφίμων και φαρμάκων. Φυσικό εκχύλισμα τοκοφερολών είναι γνωστό ως πρόσθετο τροφίμων Ε306, ενώ οι συνθετικές α-, β- και γ-τοκοφερόλες, είναι τα πρόσθετα Ε307, Ε308 και Ε309, αντιστοίχως [Αναφ. 5β].

Η βιταμίνη Ε στη διατροφή [Αναφ. 5]

Μονάδες βιταμίνης Ε. Για διατροφικούς σκοπούς, η ενεργότητα της βιταμίνης Ε εκφράζεται σε ισοδύναμα α-τοκοφερόλης (α-tocopherol equivalents, α-TEs). Μια μονάδα ενεργότητας α-ΤΕ είναι η ενεργότητα 1 mg RRR-α-τοκοφερόλης (παλαιότερη ονομασία: d-α-τοκοφερόλη). Για να εκτιμηθεί η ενεργότητα σε μονάδες α-TE σε περιπτώσεις μίγματος φυσικών μορφών της βιταμίνης Ε ισχύει η σχέση [Αναφ. 5β]:

ολική ενεργότητα (σε α-ΤΕ) = 1 x (mg α-τοκοφερόλης)  +  0,5 x (mg β-τοκοφερόλης)  +  0,1 x (mg γ-τοκοφερόλης)  +  0,3 x  (mg α-τοκοτριενόλης)

Κάθε συνθετική μορφή ρακεμική μορφή α-τοκοφερόλης (dl-α-τοκοφερόλη) πολλαπλασιάζεται με 0,74.

'Ενα χιλιοστογραμμάριο του οξικού εστέρα της συνθετικής ρακεμικής μορφής της α-τοκοφερόλης (οξική dl-α-τοκοφερόλη) ισοδυναμεί με μια διεθνή μονάδα (international unit, IU) βιταμίνης Ε. Στον παραπλεύρως πίνακα παρέχονται οι σχετικές τιμές βιολογικής και αντιοξειδωτικής δραστικότητας των διαφόρων ομολόγων τοκοφερόλης και τοκοτριελονών.

Η αντιοξειδωτική δράση κάθε τοκοφερόλης προσδιορίσθηκε με βάση τον χρόνο που χρειάζεται για να φθάσει μια καθορισμένη τιμή ο δείκτης υπεροξειδίων λαρδιού (peroxide value, POV) την τιμή 50 [Αναφ. 5γ].

Πρόσληψη βιταμίνης Ε με τη διατροφή. Οι συνιστώμενες ημερήσιες ποσότητες βιταμίνης Ε είναι: για μωρά έως 1 έτους: 4-5 mg, για παιδιά 1 έως 8 ετών: 6-7 mg, για παιδιά 9 έως 13 ετών: 11 mg για έφηβους και ενήλικες: 15 mg, κατά τον θηλασμό: 19 mg [Αναφ. 5α].

Οι βιταμίνες του συμπλέγματος Ε δεν βιοσυντίθεται από τον άνθρωπο και τα άλλα θηλαστικά και προσλαμβάνονται αποκλειστικά μέσω της διατροφής. Η ημερήσια πρόσληψη α-τοκοφερόλης διαφέρει σημαντικά από χώρα σε χώρα. Μπορεί να κυμαίνεται από 8-10 mg (π.χ. Ισλανδία, Φινλανδία, Νέα Ζηλανδία) έως 20-25 mg (π.χ. Γαλλία, Ελλάδα, Ισπανία).

Οι διαφορές αυτές οφείλονται κυρίως στον τύπο των ελαίων που χρησιμοποιούνται από τους κατοίκους των διαφόρων χωρών, στα οποία τόσο οι ποσότητες, όσο και οι αναλογίες των διαφόρων τοκοφερολών διαφέρουν σημαντικά. Για παράδειγμα το ηλιέλαιο περιέχει περίπου 70 mg α-τοκοφερόλης /100 g σε αντίθεση με το σογιέλαιο, το οποίο περιέχει μόνο 10 mg /100 g. Το σογιέλαιο, που χρησιμοποιείται κυρίως στη Βόρεια Ευρώπη είναι πλουσιότερο σε γ-τοκοφερόλη, που όμως υστερεί σε βιολογική ενεργότητα σε σχέση με την α-τοκοφερόλη. Σε κάθε περίπτωση, μια εξισορροπημένη διατροφή δεν μπορεί να προσφέρει ημερησίως (ούτε και χρειάζεται) περισσότερα από περίπου 30 mg α-τοκοφερόλης.

Στον παραπάνω πίνακα δείχνονται ενδεικτικές τιμές περιεκτικότητας διαφόρων φυτικών ελαίων σε τοκοφερόλες και τοκοτριενόλες [Αναφ. 5β]. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι σημαντικά ποσοστά των περιεχόμενων τοκοφερολών χάνονται (οξειδώνονται) κατά την επεξεργασία (ραφινάρισμα) των λαδιών. Πλούσιοι σε τοκοφερόλες είναι διάφοροι καρποί και σπόροι, πολλοί από τους οποίους καταναλώνονται ως "ξηροί καρποί". Οι περιεκτικότητες ορισμένων από αυτούς στις δύο κύριες τοκοφερόλες δίνονται στον παρακάτω πίνακα (οι περιεκτικότητες στις άλλες δύο τοκοφερόλες και τοκοτριενόλες είναι κατά κανόνα μικρότερες από 1 mg / 100 g) [Αναφ. 5ια].

 

Μεταβολισμός των τοκοφερολών. Οι συγκεντρώσεις των τοκοφερολών στο πλάσμα του αίματος ρυθμίζονται από το ήπαρ, το οποίο τις παραλαμβάνει μετά την απορρόφησή τους από το λεπτό έντερο. Στο αίμα μεταφέρονται με τις λιποπρωτεΐνες και τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Οι διαφορές στη βιολογική ενεργότητα των διαφόρων τοκοφερολών οφείλονται κατά κύριο λόγο στη διαφορετική δυνατότητα δέσμευσής τους από πρωτεΐνες. 'Ετσι, η α-τοκοφερόλη δεσμεύεται επιλεκτικά από μια ηπατική πρωτεΐνη (hepatic α-tocopherol transfer protein, α-TTP), η οποία την απομακρύνει εύκολα από το ήπαρ και τη μεταφέρει, μέσω της κυκλοφορίας του αίματος, στα σημεία όπου θα πρέπει να δράσει αντιοξειδωτικά.

'Ετσι, το ήπαρ επανεκκρίνει επιλεκτικά την α-τοκοφερόλη μέσω της α-TTP, ενώ μεταβολίζει και αποβάλλει τις άλλες μορφές της βιταμίνης Ε, με αποτέλεσμα οι συγκεντρώσεις των άλλων τοκοφερολών να είναι πολύ μικρότερες από εκείνες της α-τοκοφερόλης. Ενδεικτικά η συγκέντρωση στο πλάσμα του αίματος της γ-τοκοφερόλης είναι σχεδόν το 1/10 της συγκέντρωσης της α-τοκοφερόλης και αντίστοιχα οι συγκεντρώσεις των μεταβολιτών της γ-τοκοφερόλης στα ούρα είναι μεγαλύτερες από τις συγκεντρώσεις των μεταβολιτών της α-τοκοφερόλης [Αναφ. 5ζ-5η].

Συμπτώματα αβιταμίνωσης και υπερβιταμίνωσης Ε. Πρέπει να τονισθεί ότι περιπτώσεις αβιταμίνωσης Ε (vitamin E deficiency) είναι σπάνιες και παρατηρούνται στις λιγότερο αναπτυγμένες χώρες και είναι αποτέλεσμα υποσιτισμού. Μεταξύ των προβλημάτων που μπορεί να προκαλέσει η πρόσληψη ανεπαρκών ποσοτήτων βιταμίνης Ε περιλαμβάνονται [Αναφ. 5θ]:

Στα βρέφη: Απώλεια βάρους, καθυστέρηση στην ανάπτυξη, απώλεια βάρους, δυσκολίες στην πρόσληψη τροφής, ψυχοσωματικά προβλήματα.

Στα παιδιά: Ηπατικά, νευρολογικά, οφθαλμολογικά προβλήματα, απώλεια αισθήσεων δόνησης και θέσης, καθυστέρηση στην ανάπτυξη.

Στους ενήλικες: 'Ηπια αιμολυτική αναιμία, νευρολογικά προβλήματα, "εύθραυστα" ερυθρά αιμοσφαίρια, μυικά προβλήματα, οφθαλμολογικά προβλήματα (καταρράκτης), προβλήματα αναπαραγωγής και μη γονιμότητας, πτώση της libido.

Ενώ οι απαραίτητες ποσότητες της βιταμίνης Ε είναι μικρές, ωστόσο επειδή συνιστώνται μεγαλύτερες ποσότητες για την αντιοξειδωτική δράση της (ως διατροφικό συμπλήρωμα), έχουν εξετασθεί οι επιπτώσεις πρόσληψης μεγάλων ποσοτήτων της βιταμίνης. Μια έκθεση που δημοσιεύτηκε στο 2005 θορύβησε την επιστημονική κοινότητα, επειδή ανέφερε αυξημένες πιθανότητες πρόωρου θανάτου. Νεότερες μελέτες έδειξαν ότι οι κίνδυνοι από μεγάλες ποσότητες βιταμίνη Ε είναι πολύ μικροί. Ποσότητες μέχρι και 1000 mg ημερησίως θεωρούνται ασφαλείς, αλλά γενικά δεν φαίνεται να προσφέρουν κάτι το αξιόλογο. Μεγαλύτερες ποσότητες μπορούν να επιδράσουν δυσμενώς στους μηχανισμούς πήξης του αίματος και να είναι ιδιαίτερα επικίνδυνες για όσους λαμβάνουν αντιθρομβωτικά φάρμακα [Αναφ. 5ι]

 

Αντιοξειδωτικά - Φυσιολογική δράση της βιταμίνης Ε [Αναφ. 6]

Οι δραστικές οξυγονούχες ενώσεις (reactive oxygen species, ROS) αποτελούν οξειδωτικούς παράγοντες που προκαλούν φθορά και γήρανση στους ζώντες οργανισμούς. Σε αυτές περιλαμβάνονται ρίζες και μόρια όπως τα: ^.Ο2^- (ανιοντική ρίζα σουπεροξειδίου), Η2Ο2 (υπεροξείδιο υδρογόνου), η ρίζα του υπεροξυλίου ^.ΟΟΗ και το ^.ΟΗ (ρίζα υδροξυλίου) (βλ. Χημική ένωση του μήνα: Υπεροξείδιο του υδρογόνου).

Τα λιποειδή αποτελούν ζωτικής σημασίας συστατικά των κυττάρων και ειδικότερα της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία πρέπει να διατηρείται ακέραιη και να παρουσιάζει μια ευκαμψία και ρευστότητα. 'Οταν οι ανθρακικές αλυσίδες των λιπαρών οξέων υποστούν βλάβη από ελεύθερες ρίζες αρχίζουν να αντιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας σταυροδεσμούς (crosslinking) καθιστώντας την κυτταρική μεμβράνη δύσκαμπτη. Ανάλογη οξειδωτική δράση προκαλούν και στη χοληστερόλη, που υπό την επίδραση ελεύθερων ριζών παρέχει κολλώδη προϊόντα οξείδωσης, τα οποία συμβάλλουν στον σχηματισμό αθηρωματικών πλακών (αρτηριοσκλήρυνση).

Επιπροσθέτως, ορισμένα δραστικά προϊόντα της οξείδωσης των λιπιδίων μπορούν να σχηματίσουν ουσίες με μεταλλαξιγόνο δράση. Τυπικό παράδειγμα επικίνδυνου προϊόντος οξείδωσης είναι η εξαιρετικά δραστική μηλονική διαλδεΰδη CH2(CHO)2 (malondialdehyde). Η διαλδεΰδη αυτή αντιδρά εύκολα με βάσεις του DNA σχηματίζοντας σταθερά μεταλλαξιγόνα προϊόντα προσθήκης. Επιπλέον, οι ROS, ως χημικώς δραστικά σωματίδια, μπορούν να προκαλέσουν άμεση βλάβη ακόμη στο DNA του κυττάρου, γεγονός το οποίο μπορεί να προκαλέσει τον θάνατο του κυττάρου ή (ακόμη χειρότερα) να το καταστήσει καρκινικό.

Οι ROS και οι ελεύθερες ρίζες γενικότερα μπορούν να "εξουδετερωθούν" από τις ονομαζόμενες αντιοξειδωτικές ουσίες (antioxidants), δηλαδή αναγωγικές ουσίες που άλλες τις δημιουργεί ο ίδιος ο οργανισμός και άλλες τις προσλαμβάνει μέσω της διατροφής του. Στις τελευταίες περιλαμβάνεται η βιταμίνη Ε  [Αναφ. 6].

Η βιταμίνη Ε αποτελεί τυπικό παράδειγμα αντιοξειδωτικής ουσίας φαινολικού χαρακτήρα. Οι φαινολικές αντιοξειδωτικές ουσίες αδρανοποιούν τις οξυγονούχες ρίζες προσφέροντάς τους το υδρογόνο της ομάδας του φαινολικού υδροξυλίου (-ΟΗ), έτσι στην περίπτωση της βιταμίνης Ε (π.χ. ΤΟΗ) σχηματίζεται μια ρίζα της βιταμίνης Ε (). Η ρίζα της βιταμίνης Ε σταθεροποιείται παρέχοντας μια κινόνη ή επανασχηματίζει την τοκοφερόλη με τη βοήθεια άλλων αναγωγικών ουσιών. Η δέσμευση των ριζών από την τοκοφερόλη τερματίζει την αλυσιδωτή αντίδραση και προστατεύει τα γειτνιάζοντα λιποειδή από την οξείδωση.

Ο κύριος βιολογικός ρόλος της βιταμίνης Ε είναι η προστασία των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων (polyunsaturated fatty acids, PUFA) (βλ. Χημική ένωση του μήνα: ωμέγα-3 & ωμέγα-6 λιπαρά οξέα), όπως και άλλων συστατικών των κυτταρικών μεμβρανών και της λιποπρωτεΐνης χαμηλής πυκνότητας (low-density lipoprotein, LDL) από την οξείδωσή τους από τις ελεύθερες ρίζες. Μόρια της βιταμίνης Ε εντοπίζονται κυρίως στις διπλοστιβάδες φωσφολιποειδών των κυτταρικών μεμβρανών. Η βιταμίνη Ε είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στην προστασία των PUFA από την υπεροξείδωση, προϊόντα της οποία έχουν συνδεθεί με πολλές ασθένειες. 'Εχει εκτιμηθεί ένα μόριο βιταμίνης Ε προσφέρει ικανοποιητική προστασία ακόμη και σε δύο χιλιάδες μόρια φωσφολιποειδών, γεγονός το οποίο υποδεικνύει ότι μετά την αντίδρασή της με ελεύθερες ρίζες, αναδημιουργείται πιθανώς μέσω άλλων αντιοξειδωτικών ουσιών [Αναφ. 5α].

Σύνοπτικός μηχανισμός υπεροξείδωσης. Ο μηχανισμός οξείδωσης λιποειδών από ελεύθερες ρίζες και το σημείο "επέμβασης" της τοκοφερόλης μπορεί να αποδοθεί συνοπτικά με τον κύκλο αντιδράσεων που φαίνονται δεξιά, γνωστός ως κυκλική διάδοση λιποειδικής υπεροξείδωσης (cyclic propagation of lipid peroxydation).

Η ελεύθερη ρίζα αντιδρά με το λιποειδές LH από το οποίο αποσπά ένα άτομο υδρογόνου, οπότε σχηματίζεται η ρίζα του λιποειδούς , ενώ η ίδια παύει πλέον να υφίσταται (αντίδραση 1). Από το σημείο αυτό και πέρα αρχίζει ο "καταστροφικός κύκλος" που περιγράφεται από τις αντιδράσεις 2 και 3. Η ρίζα του λιποειδούς αντιδρά με μόρια οξυγόνου σχηματίζοντας την υπεροξυ-ρίζα του λιποειδούς (αντίδραση 2).

Η υπεροξυ-ρίζα του λιποειδούς αντιδρά με ένα νέο (άθικτο) μόριο λιποειδούς (LH) παρέχοντας υπεροξυ-παράγωγο του λιποειδούς (LOOH), που αποτελεί την "κατεστραμμένη" μορφή του. Συγχρόνως επανασχηματίζεται η ρίζα του λιποειδούς (αντίδραση 3), η οποία επανέρχεται στον κύκλο επαναλαμβάνοντας το καταστρεπτικό της έργο. Η αντίδραση 4 είναι το άθροισμα των δύο προηγούμενων αντιδράσεων, που δείχνει ότι στην ουσία έχουμε καταστροφική οξείδωση του λιποειδούς από το οξυγόνο.

Είναι αυτονόητο ότι η αντίδραση 4 δεν θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί άμεσα χωρίς την καταλυτική παρουσία της ρίζας , η οποία (με τη σειρά της) είναι αποτέλεσμα μιας ελεύθερης ρίζας που βρέθηκε στο περιβάλλον των λιποειδών και "πυροδότησε" την έναρξη ενός καταστροφικού κύκλου αντιδράσεων υπεροξείδωσης.

Ο κύκλος αυτός θα επαναληφθεί έως ότου βρεθεί κάποια αντιοξειδωτική ουσία, όπως η τοκοφερόλη (ΤΟΗ) η οποία θα δεσμεύσει την υπεροξυ-ρίζα του λιποειδούς σχηματίζοντας την αντίστοιχη ρίζα η οποία είναι σταθερή (δεν είναι σε θέση να δράσει ανάλογα με τη ρίζα ), είτε μετασχηματίζεται σε μια σταθερή οξειδωμένη μορφή του αντιοξειδωτικού, είτε ξαναγίνεται τοκοφερόλη μέσω ενός άλλου αναγωγικού σωματιδίου (βλ. παρακάτω). Η τοκοφερόλη μπορεί βέβαια να εξουδετερώσει "εξ αρχής" την ελεύθερη ρίζα ( + ΤΟΗ    RH +  ). Θα πρέπει εδώ να σημειωθεί ότι έχει εκτιμηθεί πως η υπεροξυ-ρίζα αντιδρά 1000 φορές ταχύτερα με την α-τοκοφερόλη (αντίδραση 5) παρά με τα πολυακόρεστα λιποειδή (αντίδραση 3) [Αναφ. 3στ].

Με τη μετατροπή της τοκοφερόλης σε ρίζα (τερματισμός, αντίδραση 5) δεν σημαίνει ότι η τοκοφερόλη "αχρηστεύτηκε". Η ρίζα μπορεί να αναχθεί από άλλες αντιοξειδωτικές - αναγωγικές ουσίες του οργανισμού, όπως είναι η βιταμίνη C (ασκορβικό οξύ), που προσλαμβάνεται με την τροφή, και η γλουταθειόνη, ένα τριπεπτίδιο που δημιουργεί ο ίδιος ο οργανισμός και περιέχει την αναγωγική ομάδα την -SH του αμινοξέος κυστεΐνη. Οπότε το μόριο της τοκοφερόλης ΤΟΗ επανασχηματίζεται για να επαναλάβει την προστατευτική δράση του, όπως σχηματικά δείχνεται από το επόμενο σχήμα συζευγμένων αντιδράσεων:

Περισσότερες πληροφορίες πάνω στην επίδραση των ελεύθερων ριζών στην υγεία μπορούν να αναζητηθούν στο βιβλίο του Αθ. Βαλαβανίδη: "Ελεύθερες Ρίζες και ο Ρόλος τους στα Βιολογικά Συστήματα, ΒΗΤΑ Medical arts, Αθήνα, 2006".

'Aλλα φαινολικά αντιοξειδωτικά. Οι χημικοί τύποι τυπικών φαινολικών αντιοξειδωτικών ουσιών δείχνονται παρακάτω. Πολλές από αυτές -όπως και οι ίδιες οι τοκοφερόλες- χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων ως αντιοξειδωτικά πρόσθετα λιπαρών τροφίμων. Η παρουσία αντιοξειδωτικών επιβραδύνει σημαντικά το τάγγισμά τους. Από αυτές οι ουσίες PMC (2,2,5,7,8-πενταμεθυλο-6-υδροξυ-χρωμάνιο) και Trolox (2,5,7,8-τετραμεθυλο-6-υδροξυ-χρωμανο-2-καρβοξυλικό οξύ) αποτελούν συνθετικά ανάλογα της α-τοκοφερόλης, που παρουσιάζουν παρόμοια με αυτήν βιολογική ενεργότητα. Η ουσία Trolox θεωρείται ως "υδατοδιαλυτή" μορφή της α-τοκοφερόλης και χρησιμοποιείται ως πρότυπη αντιοξειδωτική ουσία ως προς την αντιοξειδωτική ισχύ της οποίας συγκρίνονται οι διάφορες αντιοξειδωτικές ουσίες.

Τυπικές φαινολικές αντιοξειδωτικές ουσίες.

 

Διατροφικά συμπληρώματα και βιταμίνη Ε - Επιδημιολογικές έρευνες

Η πλειονότητα των εργαστηριακών και βιολογικών και κλινικών ερευνών δείχνουν ότι η βιταμίνη Ε (α-τοκοφερόλη) προσφέρει αντιοξειδωτική προστασία στην υπεροξείδωση των λιποπρωτεϊνών χαμηλής πυκνότητας (low density lipoproteins, LDL), κυρίως παρεμβαίνοντας στην αλυσιδωτή αντίδραση των βημάτων της υπεροξείδωσης. Οι μηχανισμοί, ο ρόλος της βιταμίνης Ε, η ανακύκλωση της οξειδωμένης Ε και ο διπλός ρόλος της σε μηχανισμούς ελευθέρων ριζών έχει διερευνηθεί σε μεγάλο βαθμό [Αναφ. 7].

Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν διεξαχθεί πολλές έρευνες για τα διατροφικά συμπληρώματα που περιέχουν βιταμίνες, ιχνοστοιχεία και διάφορα ένζυμα. Οι πολυάριθμες αυτές έρευνες έδωσαν θετικά, αλλά και αρνητικά αποτελέσματα. Πολλές μετα-έρευνες (συγκέντρωση ομοίων ερευνητικών προγραμμάτων και επιδημιολογικών ή κλινικών ερευνών, των οποίων τα αποτελέσματα επεξεργάσθηκαν και η σπουδαιότητα της έρευνας εκτιμήθηκε με διάφορα κριτήρια) βρήκαν ουδέτερα ή αρνητικά αποτελέσματα. Μάλιστα σε πολλές έρευνες επιβεβαιώθηκαν και τοξικές ή αρνητικές επιπτώσεις σε περιπτώσεις λήψης μεγάλων ποσοτήτων βιταμίνης Ε και για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Η πιο σημαντική και πρόσφατη ανασκόπηση στο θέμα είναι των Bell και Grochoski [Αναφ. 7ζ].

Η ανασκόπηση αυτή θεωρεί ότι οι περισσότερες έρευνες μέχρι το 2000 ήταν θετικές [Αναφ. 8]. Ωστόσο, κατά το 2005 άρχισε η δημοσίευση μελετών που προκάλεσαν κάποια αναταραχή στην ιατρική κοινότητα, επειδή έδειξαν και αρνητικές επιπτώσεις σε περιπτώσεις πρόσληψης σχετικά μεγάλων ποσοτήτων (μεγαλύτερες από 400 IU). Γενικά, θεωρήθηκε ότι σε πολλές περιπτώσεις αυξάνεται η πιθανότητα πρόωρου θανάτου ("High-dosage (>400 IU/d) vitamin E supplements may increase all-cause mortality and should be avoided") [Αναφ. 9].

Παρόλα αυτά, οι περισσότερες μελέτες έδειξαν ότι διατροφικά συμπληρώματα βιταμίνης Ε έχουν θετικά αποτελέσματα, αλλά με ιατρική συνταγή και παρακολούθηση και όχι σε ποσότητες βιταμίνης μεγαλύτερες από τα 1000 mg την ημέρα. Αυξημένη θνησιμότητα εμφανίσθηκε σε ασθενείς με ελλείψεις σε άλλες βιταμίνες (βιταμίνη Κ) και συχνά η χορήγηση μεγάλων ποσοτήτων βιταμίνης Ε πρέπει να συνδυάζεται με χορήγηση ποσοτήτων βιταμίνης Κ. Επίσης, οι επιστήμονες έδειξαν ότι η βιταμίνη Ε μπορεί να δράσει και ως οξειδωτικό σε υψηλές συγκεντρώσεις με βλαβερές επιπτώσεις στον ανθρώπινο οργανισμό.

Υπάρχουν πολλές εξειδικευμένες έρευνες, επιδημιολογικές, βιολογικές και κλινικές, για την επίδραση της βιταμίνης Ε σε περιπτώσεις κακόηθων νεοπλασιών, διαβήτη τύπου 2, οφθαλμολογικών εκφυλιστικών παθήσεων (καταρράκτη, εκφύλιση ωχράς κηλίδας), νευροεκφυλιστικών και καρδιαγγειακών παθήσεων. Η εξαιρετική σημασία των ερευνών αυτών φαίνεται από τον μεγάλο αριθμό δημοσιεύσεων στα πλέον έγκυρα ιατρικά επιστημονικά περιοδικά και από τον υψηλό αριθμό των εθελοντών και ασθενών που λαμβάνουν μέρος στις κλινικές έρευνες [Αναφ. 10].

Οι έρευνες των τελευταίων δεκαετιών έχουν επικεντρωθεί στον αντιοξειδωτικό ρόλο της λιποδιαλυτής βιταμίνης Ε για την πρόληψη των καρδιαγγειακών παθήσεων και των κακοήθων νεοπλασιών. Η δράση αυτή αποδίδεται σε μεγάλο βαθμό στην εξουδετέρωση ελευθέρων και δραστικών οξυγονούχων ενώσεων και στην προστασία των λιποειδών των κυτταρικών μεμβρανών από την λιπιδική υπεροξείδωση, που μέσω αλυσίδας άλλων αντιδράσεων καταλήγει στη δημιουργία αθηρωματικών πλακών.

Επίσης, έχουν πραγματοποιηθεί πολλές επιδημιολογικές και κλινικές έρευνες για τα διατροφικά συμπληρώματα βιταμίνης Ε, αλλά τα αποτελέσματα είναι συχνά αντικρουόμενα (έρευνες που καταλήγουν σε αντίθετα μεταξύ τους συμπεράσματα). Αυτό οφείλεται στη φύση αυτού του είδους των μελετών και στο πλήθος των εμπλεκόμενων παραγόντων. Ωστόσο, το γενικό σκεπτικό των καταναλωτών ως προς τα προϊόντα αυτά συνοψίζεται στη φράση: "Δεν βλάπτουν, ίσως να κάνουν καλό, γιατί να μην τα παίρνω;" [Αναφ. 9δ].

Συμπερασματικά: Σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να ληφθούν υπόψη τα οικονομικά συμφέροντα μια τεράστιας βιομηχανίας διατροφικών συμπληρωμάτων και θα πρέπει να είναι κανείς επιφυλακτικός, ιδιαίτερα όταν παρατηρούνται ασυμφωνίες μεταξύ των ερευνητικών αποτελεσμάτων διαφόρων μελετών. Είναι χαρακτηριστικό το ότι πολλές εργασίες καταλήγουν σε συμπεράσματα ασαφή και όχι οριστικά (inconclusive), που συχνά συνοδεύονται με φράσεις όπως "απαιτούνται περισσότερες μελέτες". Το Γραφείο Διατροφικών Συμπληρωμάτων των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας των Ηνωμένων Πολιτειών (Office of Dietary Supplements, National Institutes of Health) στην ενημερωτική για το κοινό ιστοσελίδα του (Fact Sheet) εμφανίζεται επιφυλακτικό έως αρνητικό ως προς την ουσιαστική χρησιμότητα των διατροφικών συμπληρωμάτων βιταμίνης Ε [Αναφ. 5ζ].

 

 

Για τις χημικές και φυσιολογικές ιδιότητες των βιταμινών του συμπλέγματος Ε έχει εκδοθεί πλήθος εξειδικευμένων και εκλαϊκευμένων βιβλίων.