ISSN:
1436-6215
Keywords:
γ-Tocopherol
;
Transformation
;
α-Tocopherol
;
Ratten
;
Generationsversuch
;
γ-tocopherol
;
transformation
;
α-tocopherol
;
rats
;
generation-experiment
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Agriculture, Forestry, Horticulture, Fishery, Domestic Science, Nutrition
,
Medicine
Description / Table of Contents:
Summary The biosynthesis of α-tocopherol, the most effective vitamer among the vitamin E-group, is found only in higher plants and microorganisms. Due to the lack of the shikimate pathway, animals are not able to synthesize α-tocopherol. Also not found is a whole enterai synthesis; only the conversion of dimethyletocol to trimethyletocol seems to be possible. Using four generations of rats, we sought to determine: Is a transformation of γ-tocopherol to α-tocopherol in the animal body possible? Are there any differences in the transformation rates in organs, tissues, or in the entire body along the generations? Does gut flora play any role in the conversion of γ-tocopherol? Is it possible to increase the efficiency of the transformation by supplying additional CH3-groups? Wistar rats were fed a semisynthetic basal diet, supplemented with 78.8 mg DL-γ-tocopherol/kg in the first three generations (F1–F3). In the fourth generation (F4), some of the animals were fed a vitamin E-free diet and γ-tocopherol (approx. 1.5 mg on alternate days) was injected s.c. Two other groups of animals received the basal diet containing additional methionine (0.25 %) or choline (0.45 %), as well as γ-tocopherol (as in F1–F3). α- and γ-tocopherol were analyzed by HPTLC in the whole body and in serum, liver, heart, lung, gut, gonads, and feces. The ratio of α-/γ-tocopherol (μg/μg) as transformation rate and vitamin E-biopotency (μg α-tocopherol equivalents/g) were calculated. Growth and fertility were normal until the fourth generation; no abnormal developments could be recognized. α-tocopherol was found in the whole-body as well as in all tissues and organs. In the whole-body, vitamin E-biopotency decreased 25–70 % in F2 and F3. On the other hand, the increase of the transformation rate of γ- to α-tocopherol amounted to 23 % (F2) and 168 % (F3). Highest conversion rates were found in F2 and F3 for feces, followed by gonads and lungs; the lowest rates were found for serum and liver. Due to the s.c.-injection of γ-tocopherol, feces showed a four-times lower transformation rate in F4 than in F3. There was an increase in heart, gut, lung and serum for both transformation rate and vitamin E-biopotency. These parameters could be improved also by the additional supplements of methionine and choline. Both methyl-group-donators revealed nearly the same positive effect. The results show that the animal organism can adapt to γ-tocopherol supply over generations. γ-tocopherol seems to be a direct precursor for the α-tocopherol synthesis. The methylation of γ-tocopherol in the organs and tissues occurs, presumably, according to their specific α-tocopherol requirement.
Notes:
Zusammenfassung Die Biosynthese des α-Tocopherols, des wirksamsten Vitamins innerhalb der Vitamin-E-Gruppe, ist beschränkt auf höhere Pflanzen und Mikroorganismen. Wegen des Fehlens des Shikimatweges vermag der tierische Organismus das α-Tocopherol nicht zu bilden. Auch eine vollständige enterale Synthese ist nicht bekannt. Es wird angenommen, daß die Umwandlung im Tierkörper von Dimethyltocol zum Trimethyltocol möglich sei. In einem Experiment an Ratten über vier Generationen wurde folgenden Fragen nachgegangen: Findet eine Umwandlung von γ- zu α-Tocopherol statt? Ändert sich die Effizienz der Transformation auf Gewebs- und Organebene bzw. im gesamten Körper über die Generationen? Welche Rolle spielt die Darmflora? Kann die Effizienz der Transformation durch zusätzliche Gaben an CH3-Gruppen verbessert werden? Über vier Generationen erhielten Wistarratten eine halbsynthetische Grunddiät mit 78,8 mg DL-γ-Tocopherol/kg (F1–F3). In F4 erhielt ein Teil der Tiere die tocopherolfreie Grunddiät, γ-Tocopherol (ca. 1,5 mg, alle zwei Tage) wurde den Tieren subkutan verabreicht. Weitere zwei Kollektive bekamen mit dem Grundfutter γ-Tocopherol (wie in F1–F3) und zusätzlich Methionin (0,24 %) bzw. Cholin (0,45 %) oral verabreicht. In einer Ganzkörperanalyse in F1–F3 und in Serum, Erythrozyten, Leber, Herz, Lunge, Darm, Gonaden und Kot wurden α- und γ-Tocopherol mittels HPTLC bestimmt. Das Verhältnis α-γ-Tocopherol (μg/μg) und die Vitamin-E-Wirksamkeit (μg α-Tocopheroläquivalente/ml bzw. g FS od. g TS) wurden errechnet. Bis zur 4. Filialgeneration waren Wachstum und Fortpflanzungsfähigkeit normal; keine äußeren oder anatomischen Abnormitäten wurden beobachtet. Im Gesamtkörper und in Geweben und Organen der Generationen F1–F4 wurde α-Tocopherol gefunden. Gemessen an den Ergebnissen der Ganzkörperanalyse nahm die Vitamin-E-Wirksamkeit in F2 um 25 % und in F3 um 70 % ab. Die Effizienz der γ-Tocopheroltransformation stieg dagegen um 23 % in F2 und 168 % in F3. Höchste Transformationsraten wurden in F2 und F3 für Kot, gefolgt von Gonaden und Lunge, festgestellt, die niedrigsten für Serum und Leber. Durch die subkutane γ-Tocopherolapplikation war die Transformationsrate im Kot in F4 um Faktor 4 schlechter als in F3. Die Effizienz der Transformation und die Vitamin-E-Wirksamkeit nahmen in Herz, Dickdarm, Lunge und Serum zu. Ebenso besser fielen die Werte für diese Parameter unter der Mehrzufuhr an Methionin und Cholin, wobei sich mit beiden Methylgruppendonatoren die gleiche positive Wirkung erzielen ließ. Die Ergebnisse zeigten, daß sich der Körper an eine γ-Tocopherolzufuhr über Generationen adaptieren kann. γ-Tocopherol dient auch im tierischen Organismus als unmittelbare Vorstufe der α-Tocopherolsynthese. Dieser Syntheseschritt erfolgt wahrscheinlich über eine Transmethylierungsreaktion in den verschiedenen Geweben und Organen gemäß ihrem spezifischen Bedarf an α-Tocopherol.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02025564
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