ویتامین‌های محلول در چربی

ویتامین‌های محلول در چربی شامل ویتامین‌های A، D، E و K هستند. این گروه از ویتامین‌ها بر اساس حلالیت در چربی، وابستگی به چربی رژیم غذایی و صفرا برای جذب، و توانایی ذخیره شدن در بافت‌های بدن تعریف می‌شوند. برخلاف ویتامین‌های محلول در آب، این ویتامین‌ها به راحتی دفع نمی‌شوند، که به آن‌ها نقش‌های بیولوژیکی پایداری در بینایی، تنظیم ژن، متابولیسم کلسیم، دفاع آنتی‌اکسیدانی و انعقاد خون می‌دهد، اما همچنین مصرف بیش از حد برخی از آن‌ها را سمی می‌کند.

Definition

ویتامین‌های محلول در چربی، ریزمغذی‌های لیپوفیلیک (lipophilic) شامل ویتامین‌های A، D، E و K هستند که همراه با چربی رژیم غذایی جذب می‌شوند، در لیپوپروتئین‌ها (lipoproteins) منتقل می‌شوند، در کبد و بافت چربی ذخیره می‌شوند و به عنوان مولکول‌های سیگنالینگ (signaling molecules)، آنتی‌اکسیدان‌ها یا کوفاکتورها (cofactors) عمل می‌کنند.

Scope

این موضوع به شیمی و عملکردهای متابولیکی ویتامین‌های A، D، E و K، جذب آن‌ها با لیپیدهای رژیم غذایی، ذخیره‌سازی آن‌ها و پیامدهای این ذخیره‌سازی برای کمبود و سمیت می‌پردازد. این مبحث ویتامین‌های محلول در چربی را به عنوان یک موضوع بیوشیمیایی بررسی می‌کند؛ مدیریت بالینی خارج از محدوده این بحث است.

Core questions

• ویتامین‌های A، D، E و K چه عملکردهای بیوشیمیایی متمایزی دارند؟
• چرا جذب ویتامین‌های محلول در چربی به لیپید رژیم غذایی و صفرا بستگی دارد؟
• ذخیره‌سازی بافتی چگونه خطر کمبود و سمیت را شکل می‌دهد؟

Key concepts

• حلالیت در چربی و انتقال لیپوپروتئین
• ویتامین A و سیگنالینگ رتینوئید / بینایی
• ویتامین D به عنوان یک پروهورمون و هموستاز کلسیم
• ویتامین E به عنوان یک آنتی‌اکسیدان فاز لیپیدی
• ویتامین K و گاما-کربوکسیلاسیون فاکتورهای لخته شدن خون
• ذخیره‌سازی کبدی و چربی
• هایپرویتامینوز (سمیت ناشی از مصرف بیش از حد)

Mechanisms

هر ویتامین محلول در چربی از طریق یک مکانیسم مشخص عمل می‌کند. ویتامین A (به شکل رتینال) رنگدانه بینایی شبکیه را تشکیل می‌دهد و (به شکل رتینوئیک اسید) به گیرنده‌های هسته‌ای متصل می‌شود تا رونویسی ژن و تمایز سلولی را تنظیم کند. ویتامین D یک پروهورمون (prohormone) است: در کبد و کلیه به کلسیتریول (calcitriol) هیدروکسیله می‌شود که از طریق گیرنده ویتامین D برای تنظیم هموستاز (homeostasis) کلسیم و فسفات عمل می‌کند (Holick, 2007). ویتامین E (توکوفرول‌ها) واکنش‌های زنجیره‌ای پراکسیداسیون لیپیدی (lipid-peroxidation) را در غشاها قطع می‌کند و به عنوان اصلی‌ترین آنتی‌اکسیدان فاز لیپیدی عمل می‌کند. ویتامین K به عنوان یک کوفاکتور برای گاما-کربوکسیلاسیون (gamma-carboxylation) باقی‌مانده‌های گلوتامات (glutamate residues) در فاکتورهای انعقادی و سایر پروتئین‌ها عمل می‌کند. از آنجا که هر چهار ویتامین با چربی رژیم غذایی به داخل شیلومیکرون‌ها (chylomicrons) جذب شده و به جای دفع، ذخیره می‌شوند، سینتیک (kinetics) آن‌ها به طور قابل توجهی با ویتامین‌های محلول در آب متفاوت است.

Clinical relevance

وضعیت ویتامین‌های محلول در چربی سندرم‌های بیوشیمیایی کلاسیک مانند شب‌کوری (ویتامین A)، راشیتیسم و استئومالاسی (osteomalacia) (ویتامین D)، و تمایل به خونریزی (کمبود ویتامین K) را توضیح می‌دهد، در حالی که مصرف بیش از حد ویتامین A یا ویتامین D از پیش ساخته شده می‌تواند سمی باشد (Holick, 2007). این مدخل این روابط را برای مرجع توصیف می‌کند؛ توصیه‌های مکمل‌سازی یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

کمبود ویتامین A یک عامل اصلی نابینایی قابل پیشگیری در کودکان و افزایش خطر عفونت در بسیاری از مناطق کم‌درآمد است، و وضعیت پایین ویتامین D در جمعیت‌هایی با قرار گرفتن محدود در معرض نور خورشید شایع است (Holick, 2007). توزیع‌های در سطح جمعیت در مبحث کمبود و سمیت مورد بررسی قرار می‌گیرد.

Evidence & guidelines

میزان مرجع مصرف و حداکثر میزان قابل تحمل برای ویتامین‌های محلول در چربی در چارچوب «میزان مرجع رژیم غذایی» (Dietary Reference Intake) تعیین شده است، از جمله بررسی‌های اختصاصی برای ویتامین‌های A و K (IOM, 2001) و برای ویتامین D (IOM, 2011). کتاب‌های درسی استاندارد، توضیحات بیوشیمیایی یکپارچه را ارائه می‌دهند (Ross et al., 2014).

History

ویتامین‌های محلول در چربی اولین ویتامین‌هایی بودند که از نظر بیوشیمیایی متمایز شدند: شناسایی یک عامل رشد محلول در چربی (که بعدها ویتامین A نام گرفت) در اوایل قرن بیستم و شناسایی یک عامل ضد راشیتیسم (ویتامین D) به تثبیت مفهوم ویتامین‌ها کمک کرد، و ویتامین‌های E و K در دهه‌های بعدی به ترتیب از طریق مطالعات تولید مثل و انعقاد خون مشخص شدند.

Debates

چه چیزی وضعیت بهینه ویتامین D را تشکیل می‌دهد؟

آستانه‌های کافی برای ۲۵-هیدروکسی‌ویتامین D سرم و میزان فواید غیر اسکلتی همچنان مورد بحث است، و نهادهای متخصص در مورد غلظت‌های هدف و تفسیر ارتباطات مشاهده‌ای اختلاف نظر دارند.

Seminal works

• holick-2007
• iom-vitad-2011

Frequently asked questions

چرا ویتامین‌های A، D، E و K با هم گروه‌بندی می‌شوند؟

آنها در حلالیت چربی مشترک هستند: هر چهار با چربی رژیم غذایی جذب می‌شوند، در لیپوپروتئین‌ها حمل می‌شوند و در بافت‌ها ذخیره می‌شوند، که آنها را از نظر بیوشیمیایی و سینتیکی از ویتامین‌های محلول در آب متمایز می‌کند.

چرا ویتامین‌های محلول در چربی می‌توانند راحت‌تر از ویتامین‌های محلول در آب باعث سمیت شوند؟

از آنجا که آنها در کبد و بافت چربی ذخیره می‌شوند و به راحتی دفع نمی‌شوند، مصرف برخی ویتامین‌های محلول در چربی بسیار بیشتر از نیاز می‌تواند به غلظت‌های مضر انباشته شود.