E vitamini (Tokoferol), kimyasal yapı itibarı ile bir tokol olup antisterilite vitamin olarak da bilinir. E vitamini yağda çözünen önemli bir antioksidandır ve özellikle hücre zarları ve lipoproteinlerde önemli antioksidan işlevler görmektedir. Epidemiyolojik ve sınırlı ara çalışmalar, E vitamininin kardiyovasküler hastalıkların, bazı kanserlerin ve öteki kronik hastalıkların riskini azalttığını belirlemektedir. Bazı büyük klinik deneylerle E vitamininin sağlığa yararları daha derinlemesine değerlendirilmektedir. Tokollerin (tokoferol ve tokotrienol) farklı bileşikleri E vitamini aktivitesi gösterir. En aktifi alfa-tokoferoldür. Geçmişte asıl olarak α-tokoferol üzerinde yoğunlaşılmışken, bugün öteki tokoferoller ve tokotrienoller daha fazla ilgi çekmektedir. İlk sonuçlara göre bunlar, α-tokoferolden farklı antioksidan ve diğer fonksiyonlara sahiptir.
Tarihçesi
E vitamini, 1922 yılında Evans ve Bishop tarafından, beslenme ile doğurganlık arasındaki ilişkiyi araştırırken keşfedildi. E vitamini eksikliğiyle beslenen dişi farelerde fetus emilimi nedeniyle doğurganlık kaybı gözlemlendi. Ancak beslenmelerine az miktarda taze sebze, beyaz tohum veya kurutulmuş alfalfa yaprağı eklenmesi bu sorunu önledi. Başlangıçta E vitamini terimi, bitkilerden elde edilen ve doğurganlık için gerekli olan bir lipid ekstraktını tanımlıyordu. Daha sonra, 4 tokoferol ve 4 tokotrienol olmak üzere E vitamini aktivitesi gösteren 8 bileşik keşfedildi. Tokoferoller 1930’ların sonlarında, tokotrienoller ise yaklaşık 25 yıl sonra tanımlandı.
E Vitamini (Tokoferol): Kimyasal Yapı
Tokoferoller ve tokotrienoller aynı kroman halkaya sahiptir fakat tokotrienollerin fitil zinciri üç çifte bağ içerir. α-Tokoferol E vitaminiyle eş anlamlı hale gelmiştir. İnsan ve hayvan dokularındaki predominant şekli olduğundan asıl araştırma konusu olmuştur. Ancak diğer tokoferol ve tokotrienoller de beslenmede önemli ve özel bir antioksidan ve biyolojik etkiye sahiptir ve artık daha fazla ilgi çekmektedir.
İşlevleri
E vitamini, sinir sistemi, kaslar, endokrin bezler (hipofiz ve böbreküstü bezleri) ve üreme organlarının fonksiyonları için hayati öneme sahiptir. Biyolojik bir antioksidan olarak atardamar hastalıkları ve kanserin önlenmesine yardımcı olur. Nükleik asit, askorbik asit sentezi ve kükürtlü aminoasit metabolizmasında rol oynar. Mitokondrilerdeki lipidlerin oksidatif parçalanmasını önleyerek fosforilasyon süreçlerini düzenler. Kan dolaşımını destekler, dokuların onarımını hızlandırır ve yaraların etrafında iz oluşumunu azaltır. Yüksek tansiyonu, kataraktı ve bacak kramplarını önler, kasları ve sinirleri sağlıklı tutar. Ayrıca yaşlanma belirtilerini geciktirir, hafıza kaybını ve yaşlılık lekelerini azaltabilir. E vitamini eksikliği, büyümeyi engeller ve hücre zarında yapısal bozulmalara yol açar.
Antioksidan Fonksiyonları
E vitamininin ana antioksidan işlevi, özellikle α-tokoferollerle incelenir ve lipid peroksidasyonunu engellemeye odaklanır. Bu süreç, hücre zarlarında, lipoproteinlerde, yağlı dokuda ve beyinde özellikle yaygındır. Zar yapısına entegre olarak lipid antioksidanı gibi çalışmaktadır. Böylece diğer antioksidanlarla etkileşime girerek yeniden aktif hale dönebilmektedir. E vitamini, lipoproteinlerde lipid oksidasyonunu önleyerek önemli bir rol oynar. Özellikle α-tokoferol, LDL’deki lipid oksidasyonunu en iyi şekilde engellerken, tokotrienoller bazı çalışmalarda daha etkili görünmektedir. Hem tokoferoller hem de tokotrienoller peroksil radikalleri, singlet oksijen ve diğer reaktif türleri yakalayarak antioksidan işlevlerini sürdürürler. Ayrıca, E vitamininin azotlu reaktif türleri, özellikle azot dioksit (NO2), üzerinde de etkili olduğu bilinmektedir. NO2 ile α-tokoferol reaksiyona girerken, γ-tokoferol NO2’yi NO’ya dönüştürerek farklı bir etki gösterir.
Tıpta ve Endüstride Kullanımı
E vitamini, erken doğan bebeklerde hemolitik anemiyi tedavi etmekte yaygın olarak kullanılır. Orak hücreli anemide oraklaşma oranını azaltarak hastalığın prognozunu iyileştirir. Kistik pankreas fibrozu olan çocuklara da faydalıdır ve yeni doğanlarda solunum sıkıntısını gidermekte etkilidir. Akdeniz’e kıyısı olan ülkelerde glikoz-6-fosfat dehidrogenaz eksikliği yaygın görülmektedir. Bu hastalarda günde 800 IU E vitamini ile hemoliz azalmış, eritrosit ömrü uzamıştır. Uzun süreli tedavi, kansızlığı düzeltmiş ve krizleri hafifletmiştir.
E vitamini ayrıca vücuttaki serbest radikallerin birikmesini önleyerek yaşlanmayı geciktirdiği de iddia edilmektedir. Şeker hastalığındaki dejeneratif değişiklikleri önlemek, düşükleri tedavi etmek, sporcuları kuvvetlendirmek, erkek kısırlığını düzeltmek, prostat büyümelerini kontrol etmek ve katarakt oluşumunu önlemek gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Aynı zamanda kozmetik sektöründe krem, losyon ve şampuan gibi ürünlerde de yer almaktadır.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
E vitamini, yağda çözünen ve hücre zarında bol miktarda bulunan bir vitamindir. E vitamininin etkilerini gösteren sekiz tokoferol ve tokotrienol çeşidi vardır. Bunlar arasında en etkili olanı α-tokoferoldür. Hafif sarı, kokusuz, yağlı ve maddeler arasında α-tokoferol ve α-tokoferil asetat bulunmaktadır. Doğal olarak bulunan dekstro izomeri, en etkili olanıdır. Suni rasemik α-tokoferol, doğal izomerin %70-75’i kadar etkilidir. Diğer izomerler, α-tokoferole göre daha az etkilidir. Örneğin; β ve γ tokoferoller yarısı kadar, δ izomeri ise yalnızca %1’i kadar etkilidir.
Tokoferoller oksijensiz ortamda 200 °C’ye kadar dayanabilir, ancak alkalilere ve oksidasyona karşı hassastır. Işığa, özellikle de ultraviyole ışınlarına karşı dayanıksız oldukları için E vitamini içeren gıdalar güneşe maruz bırakılmamalıdır. Kızartmalarda E vitamininin %50-90’ı kaybolur ve suni ağartılmış unlarda E vitamini zarar görebilir. Ayrıca, E vitamini antioksidan özellik gösterdiği için yağların dayanıklılığını artırmak amacıyla yağlara eklenir.
Biyolojik Etkileri
E vitamininin en aktif formu α-Tokoferoldur ve hücresel işlevlerde kritik rol oynar. Özellikle hücre zarlarının korunması, antioksidan savunma sistemleri ve hücre içi sinyal iletimi (sinyal transdüksiyonu) alanlarında önemli bir etkiye sahiptir. Sinyal iletimi yoluyla α-Tokoferol, birçok biyolojik süreçte görev alır.
Emilim ve Taşınma
E vitamini trigliserid ve kolesterol gibi diğer nonpolar lipidlerle aynı şekilde emilmektedir. Karaciğerin ürettiği safra, tokoferolleri diğer yağda çözünebilen bileşiklerle birlikte misellere katarak emülsiyon haline getirir. Böylelikle emilimi kolaylaştırır. Asetat ve süksinat gibi α-tokoferol esterleri lipazlar tarafından hidroliz edilip ve serbest α-tokoferol olarak emilmektedir. Lipaz ve safra üretimini destekleyen yemek yağlarının alınması E vitamininin emilimi için zorunludur. E vitamininin suda çözünen bir biçimi olan TPGS, kendi misellerini oluşturur. Lipaz veya safra tuzlarının yardımı olmaksızın emilmektedir. Tokoferoller ince bağırsaktan emilip bağırsak duvarında üretilen şilomikronlardaki lenf içine salgılanmaktadır. Lipoprotein lipazları şilomikronları hızla katabolize eder. Küçük bir miktar tokoferol, şilomikron kalıntılarından diğer lipoproteinlere veya dokulara transfer edilebilmektedir. Bu sırada E apolipoproteini, şilomikron kalıntılarına bağlanır. Karaciğerin spesifik E apolipoprotein reseptörleri bulunduğundan, şilomikron kalıntılarının çoğunu tutar ve temizler.
Kalıntılardaki tokoferoller çok düşük yoğunluklu lipoproteinlere (VLDL) salgılanıp ve plazma yoluyla sirkülasyonu sağlanır. VLDL, lipoprotein lipaz tarafından, plazma tokoferollerinin büyük bölümünü taşıyan ve onları kolayca yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL) ile değiştiren düşük yoğunluklu lipoproteinlere (LDL) hidroliz edilmektedir. HDL’deki tokoferoller plazma tokoferolünü karaciğere geri getiren sirkülasyon esnasında şilomikron kalıntılarına kolayca geri transfer olur. Tokoferollerin dokulardan alımı değişkenlik gösterir ve iyi bilinmemektedir. Tokoferoller şilomikronların ve VLDL’nin hidrolizi sırasında dokulara dağıtılabilmektedir. Yine de, tokoferollerin LDL’den dokulara büyük oranda transferinin temelinde, doku hücrelerinin yüzeyindeki LDL reseptörlerinin hareketinin yanı sıra tokoferolün zarlardan geçerken çok yoğun bölgeden az yoğun bölgeye direkt geçişi yatmaktadır. Bu geçiş lipoproteinlerden dokulara veya dokulardan lipoproteinlere olabilmektedir. Tokoferolün dokulardan alımı hem hızlı (plazma, alyuvarlar, dalak ve karaciğer) hem de yavaş (kalp, testis, kas, beyin ve omurilik) olarak tanımlanmıştır. Tokotrienollerin emilimi tokoferollerinkine benzemektedir. Fakat bunların taşınması ve dokulardan alımı, α-tokoferolünkinden farklı görünmektedir. Tokotrienoller şilomikronun temizlenmesiyle plazmadan kaybolur ve trigliseridlerle birlikte yağlı dokuda birikir.
E Vitamini (Tokoferol) ve İnsan Sağlığı
İnsan sağlığında E vitamini alımı için geleneksel tavsiyeler, vitaminin vücut fonksiyonlarına katkıları ve kronik hastalıkları önlemedeki rolleri dikkate alınmadan belirlenmiştir. E vitamini eksikliği, genellikle yalnızca uzun süreli yağ emilimi bozukluğu yaşayan hastalarda görülmektedir. Normal diyetlerde E vitamini alımının yeterli olduğu düşünülmektedir. ABD’de yetişkin erkekler için 10 mg, yetişkin kadınlar için 8 mg α-tokoferol eşdeğer miktarları yeterli kabul edilmektedir. Ancak araştırmalar, bu önerilen miktarların üzerinde E vitamini alımının sağlık üzerinde olumlu etkileri olabileceğini göstermektedir. E vitamini, hücreleri oksidatif hasardan korur. LDL oksidasyonunu engeller, bağışıklık sistemini güçlendirir, ve özel dokularda oksidatif tahribatı azaltır. Ayrıca kolesterol sentezini HMG-CoA redüktaz enzimi yoluyla azaltır.
Yeterli E vitamini alımı, kognitif fonksiyonları destekleyerek, Alzheimer ve demans gibi hastalıkların riskini azaltabilmektedir. Bazı çalışmalar, E vitamini takviyesinin özellikle yaşlı bireylerde bilişsel performansı iyileştirebileceğini göstermiştir.
E Vitamininin Gerekliliği
Birinci fizyolojik rolü biyolojik antioksidan olmasıdır. E vitamininin antioksidan fonksiyonu diyetteki çoklu doymamış yağ asitlerinin (PUFA) oksidasyonunun önlenmesidir. Gerekli olan E vitamininin miktarı yağ asidinin çifte bağ sayısı ile artan PUFA’nın otoksidasyon ihtimaline bağlıdır. İnsan ve hayvanlar üzerinde yapılan çok sayıdaki çalışma raporuna göre alınan PUFA’nın gram başına gerekli E vitamini miktarı PUFA’nın oksidatif zararlarından korunmak için 0,4-0,8 mg’dır. Uzun zincirli PUFA’ca zengin diyetlerde vitamin E gerekliliği çok daha yüksek olmalıdır. E vitaminini ne eksik ne fazla yiyiniz aksi halde yan etki yapabilmektedir.
İnsanda E Vitamini Eksikliği
E vitamini doğada ve besinlerde bolca bulunmaktadır. Bu nedenle eksikliği insanlarda nadiren görülmektedir. E vitamini yetersizliği durumunda, uzun süreli düşük tokoferol alımı eritrositlerde peroksidatif hemoliz gibi semptomlara yol açabilmektedir. Kalıtsal E vitamini eksikliği olan kişilerde yürüme zorluğu, konuşma güçlüğü ve ataksi gibi ciddi nörolojik sorunlar olarak ortaya çıkmıştır. Yağ emiliminin yetersiz olduğu durumlarda da eksiklik gelişir ve bu eritrositlerin ömrünü kısaltır. Erken doğan bebeklerde ise eksiklik, hemolitik anemiye neden olabilmektedir. E vitamini eksikliği immün sistem üzerinde de olumsuz etkilere sahiptir.
E Vitamini Fazlalığı
Tokoferol E vitamini fazlalığında, mide bulantısı ve sürekli kusma ya da nadiren mide ağrıları görülmektedir. E Vitamini, vücut dokularının ve cildin sağlıklı olmasını ve bağışıklık sisteminin güçlenmesini sağlar. Sağlıklı bir kemik yapısı için de gereklidir.
Benzerleri ve Türevleri
E vitamininin birçok oksidasyon ürünü hem in vitro hem de in vivo sistemlerde gözlemlenmiştir. Bu ürünler arasında kinonlar (özellikle α-tokoferilkinon), dimerler ve kinon-epoksitler bulunmaktadır. Bazı hayvan dokularında, α-tokoferilkinonun, etkili bir antioksidan olan hidrokinona indirgenmesini sağlayan bir enzim mevcuttur. E vitamininin bazı durumlarda lipid peroksidasyonunu hızlandırabildiği yıllarca açıklanamamıştır. Ancak, 1993 yılında Ingold ve meslektaşları, E vitamini fenoksil radikalinin düşük yoğunluklu lipoprotein dispersiyonları gibi ortamlarda lipid oksidasyonunu hızlandırabileceğini ileri sürdüler. E vitamininin türevleri de iyi antioksidanlardır. 1991’de Osawa, tokoferol ve sinnamik asitten türetilen yapısal elementler içeren A ve B prunusolleri tanımlamıştır. Bu bileşiklerin yapısal olarak güçlü antioksidan aktivite göstermemesi beklenmesine rağmen, etanolde otooksidize olan linoleik asitle yapılan testlerde BHA ve diğer tokoferol türevleriyle karşılaştırılarak antioksidan özellikler sergilemiştir.
E Vitamini (Tokoferol) Kaynakları
Vitamin molekülleri içinde en büyüğü olan E vitamini, tahıl, tahıl ürünleri, süt, süt ürünleri, kırmızı et, sebze ve yağlarda, tahıl embriyoları, küspeler ve yeşil yapraklı bitkilerde bulunmaktadır. En önemli kaynak tohum yağlarıdır (nebati yağlar). Ekmek ne kadar esmer ise o kadar çok E vitamini ihtiva eder. Et ve meyvede çok az vardır. Normal yeme ile günde 5-10 mg E vitamini alınır. ABD’de tavsiye edilen miktar 15 mg/gün olduğu halde Kanada’da 9 mg/gün’dür. Bazı besinlerin 100 gramında bulunan α-tokoferolün miligram cinsinden miktarı şöyledir:
- sebzelerde 90
- sıvı yağlarda 50
- tahılda 45
- yumurtada 10,7
- margarinde 10,2
- fasulyede 9
- koyun ve sığır etinde 1,7
- tereyağında 1,6
- tavukta 1,6