维生素E即生育酚类和三烯生育酚类,由可被取代的羟化环(色满环)系统连接一个植基侧链构成。Evans提出生育酚(tocopherol)这一名词,其意义是从怀孕(phorein)到出生(tocos),此维生素对怀孕母鼠的生殖和孕育幼仔是必需的。
1 维生素E的结构和生物学功能
根据维生素E色满环上甲基的数目和位置,维生素E的四种主要形式被标以α、β、δ、γ,分别称为α-生育酚、β-生育酚、δ-生育酚、γ-生育酚。三烯生育酚的植基侧链上有三个双键,其它部分皆与生育酚的相似。三烯生育酚在自然界的分布不及生育酚广泛,它存在于棕榈油中。三烯生育酚的生物活性可能与生育酚的类似,只是一般认为其营养方面不太重要。色满环上的酚基与乙酸、琥珀酸或尼克酸的脂化作用可保护生育酚分子不被氧化。但由于酚基是维生素E抗氧化活性的活性部位,所以生育酚酯必须先行水解才能有生物活性。每种生育酚可能有8种立体异构体,其中只有一种在自然界是丰富的,即RRR异构体,亦即众所周知的d-α-生育酚,它是自然界的主要存在形式。维生素E的主要功能是作为对自由基的清除剂而防止自由基或氧化剂对细胞膜中多不饱和脂肪酸和蛋白以及细胞骨架和核酸的损伤。在这一防御体系中维生素E是主要成员之一,由于它是脂溶性的,所以能够直接保护细胞膜,生育酚分子与自由基起反应后,即转变为生育酚羟基自由基,此后可被维生素C、谷胱苷肽以及辅酶Q重新还原为生育酚。维生素E对维持正常免疫功能,特别对T淋巴细胞的功能很重要,这一点已在运动模型中得到证实。由于补充维生素E可制止自由基袭击的扩大,从而可明显地预防低密度脂蛋白的氧化。另外,维生素E还能保护神经系统、骨骼肌和眼视网膜免受氧化损伤,由于神经系统的正常发育和视网膜的生理功能需要摄入和吸收适量的维生素E。
2 维生素E吸收、转运和储存
膳食中维生素E主要由α-和γ-生育酚组成,在正常情况下其中约20%～25%可被吸收。由于维生素E的疏水性,它的吸收类似膳食脂肪,它必须经由肝脏分泌的胆汁溶解才能穿过肠腔内液态环境而达到肠吸收的表面,通过被动吸收的过程进入肠粘细胞。维生素E最初是在乳糜微粒中转运,当乳糜微粒在血循环中为脂蛋白脂酶水解后,维生素E可能被释放进入组织或转移到高密度脂蛋白,但大部分存在于乳糜微料中的维生素E回到肝脏,为肝脏所摄取。肝具有迅速更新维生素E储存的功能,由于生育酚转移蛋白的作用,在肝内从不积存大量维生素E。脂肪组织是维生素E的一个长期储存场所,肌肉是生育酚在体内储存的重要场所,维生素E几乎只存在于脂肪细胞的脂肪滴、所有细胞膜和血循环中的脂蛋白中。正常成年人,若其血浆脂质正常,则血浆α-生育酚的范围约为11 5～46μmol L(5～20μg L),以血清总脂计算成年人的正常值底限为18 6μmol L(0 6mg g)。
3 饮食中维生素E的摄取和其抗氧化的机制
维生素E最丰富来源是植物油、麦胚、硬果类以及其它谷类。肉类、鱼类、动物脂肪以及多种水果和蔬菜中含维生素E甚少,在加工、储存和制备食物时维生素E可遭受相当损失。1989年,美国国家研究委员会推荐的现行每日膳食营养素供给量(RDA)中,成年男子为10mgα-生育酚当量,成年妇女8mg。同时维生素E的摄入量应考虑膳食中的多不饱和脂肪酸含量,由于多不饱和脂肪酸易发生脂质过氧化作用,所以当多不饱和脂肪酸的量增高时,维生素E的需要也增高。维生素E是脂溶性的,是重要的膜抗氧化剂,其尾链和磷脂的脂肪酸链有疏水相互作用,所以可以插入脂双层,通过阻断膜内自由基链反应,在保护膜的氧化性损伤方面有重要贡献,特别是对过氧自由基有极强的作用力。还原态的维生素E有一个酚羟基,它和其它有活性氢的底物一样,与某一个自由基R·发生氢变换反应,把R·变成RH,而维生素E则因H:O键龟裂而变成氧中心的维生素E自由基。这个自由基一般被抗坏血酸还原回还原态。另外,由于维生素E能够被氧分子氧化,所以它也具有清除单线态氧的作用。
4 运动对维生素E代谢的影响
运动时由于机体代谢加强,维生素E的消耗必然增加。但是运动实验中关于长期运动训练或急性运动对组织维生素E水平影响的报道不一。一些研究认为,由于维生素E参与运动氧应激中的抗氧化过程,可导致组织中维生素E水平下降。Lang的研究发现,运动至力竭时血浆维生素E的含量显著下降。长时间耐力训练运动员的血清维生素E水平也显著低于普通人。但也有报道运动或训练后维生素E水平增加或不变的。由于无法比较运动员饮食中维生素E摄取的差异,因此也就无法确切地解释运动训练对肌肉和组织中维生素E变化的影响。研究认为运动后维生素E下降的原因是,运动中机体消耗增加,维生素E的消耗也增加。认为运动后血浆维生素E升高的原因是脂肪中的维生素E可随着运动中甘油三酚分解为游离脂酸时而漏出,同时血液浓缩,造成运动后血浆维生素E升高。
5 运动和维生素E的抗氧化作用
长时间大强度的运动引发机体内源性自由基产生增加,自由基产生的增多将对机体产生损伤,并且影响运动能力。研究表明,长期的有氧化训练可提高机体的内源性抗过氧化防御系统的功能,如:超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱苷肽过氧化酶(GSH-PX)的活性显著提高。从理论上讲,为了尽快清除体内的自由基,除提高自身的抗过氧化系统以外,通过补充外源性的抗氧化剂维生素E以预防和缓解运动性氧自由基损伤,增强机体的抗过氧化能力是有效的。Tiidus等在正常饮食和维生素E缺乏饮食饲养大鼠16周后,训练8周,发现无论是维生素E缺乏还是正常维生素E摄取,运动训练并不影响骨胳肌、心肌和肝脏的超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱苷肽过氧化酶(GSH-PX)的活性,认为组织抗氧化酶对训练可能有不同程度的适应。李旭阳报道补充维生素E对肾脏运动性缺血再灌注引起的肾损伤有保护作用,Sumida报道,维生素E缺乏,运动时脂质过氧化水平增加,补充维生素E可抑制运动中的脂质过氧化。Maxwell发现补充维生素E和维生素C后,血浆中维生素E和维生素C的水平均升高,血液抗氧化能力提高13%。Kanter的研究发现,联合补充维生素E、维生素C和β-胡萝卜素,可显著降低安静时和剧烈运动后血清丙二醛(MDA)水平,显著增加血浆维生素E的含量。Meydani的研究显示,外源性抗氧化剂维生素E的补充可增高血清维生素E的含量,降低运动后血清丙二醛(MDA)水平。因此,外源性维生素E的补充可抑制运动中脂质过氧化水平的增高,提高体内维生素E水平得到大部分实验的肯定。但也有报道,补充维生素E对降低运动前后血清脂质过氧化水平没有显著影响,这可能和运动类型及运动强度有关。
6 小结
维生素E是人体中的主要脂溶性并定位于膜的抗氧化剂,是人体内必不可少、不可替代的营养素,它对维持生命和保证健康起着极其重要的作用。在运动员的日常饮食中适当添加维生素E,无疑是有利的。但是要根据运动员的营养状况、运动强度、运动类型以及环境因素等,合理地在赛前和赛后补给维生素E。
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