Uvod
Lipidotopni oz. v maščobah topni vitamini so nepolarne hidrofobne molekule. Telo jih samo ne more sintetizirati v zadostnih količinah, zato jih moramo prejeti tudi s hrano. Ko se absorbirajo, morajo biti transportirani v kri kot lipoproteini ali pa vezani na specifične vezne proteine. Lipidotopni proteini imajo v organizmu zelo različne funkcije; vitamin A, vid; vitamin D, prebava kalcija in fosfatov; vitamin E, antioksidant; vitamin K; strjevanje krvi.
Slaba prebava maščob in posledično slaba absorbcija lipidotopnih vitaminov lahko vodi do resnih obolenj. Nezdrava pa je tudi prevelika količina vitaminov, saj se je z njimi mogoče zastrupiti (vitamin A in D).
Vitamin E
Osnovne lastnosti
Vitamin E je hidrofobna molekula, kar pomeni, da se ne topi v vodi vendar v lipidih. Absorbira se v želodcu in se nato skupaj z lipoproteini prenaša v kri. Kakršnakoli motnja v prebavi maščob se odraža v pomanjkanju vitamina E (in tudi drugih lipidotopnih vitaminov). Telo ga shranjuje v maščobnem tkivu in je najpomembnejši naravni antioksidant. Na celični ravni se ga največ nahaja v membranah organelov (mitohondriji in endoplazmatski retikulum) in sami plazmalemi.
Nahaja se v rastlinskem olju, v rastlinskem zrnju, kalčkih žita, sveži zelenjavi, orehih, lešnikih, mandljih ter v svežem mleku, mastnem mesu, svinjski masti, črni moki, rumenjaku, govejih jetrih, a se uniči s komercialnimi oblikami kuhanja, tudi z globokim zamrzovanjem.
Zgradba
V družino vitaminov E štejemo 8 različnih molekul; 4 tokoferole in 4 tokotrienole.
tokoferoli:
α-tokoferol
β-tokoferol
γ-tokoferol
δ-tokoferol tokotrienoli:
α-tokotrienol
β-tokotrienol
γ-tokotrienol
δ-tokotrienol
Vsi imajo hidrofilno »glavo« in hidrofoben »rep«. Tokotrienoli imajo v »repu« 3 dvojne vezi za razliko od tokoferolov, ki nimajo dvojnih vezi. Poimenovanje α, β, γ in δ pa se nanaša na zgradbo »glave«.
tip substituenti
α 5,7,8-trimetil
β 5,8-dimetil
γ 7,8-dimetil
δ 8-metil


Glavni predstavnik družine vitaminov E je α-tokoferol, saj ga je v našem telesu največ in je najpomembnejši za reprodukcijo, kar naj bi bila glavna naloga vitamina E.
Zgodovina
Leta 1922 sta ga odkrila dr. Herbert Evans in njegova asist. Katherine Bishop na Univerzi v Kaliforniji. Delala sta poskuse na podganah, ki so bile podvržene dieti. Podgane so se normalno razvijale in rasle, kotile pa slabotne ali celo mrtve mladiče. Ko sta jim med hrano dodala še solato in pšenico, do mrtvorojenih mladičev ni prihajalo. Sklepala sta, da je faktor x, kot sta ga poimenovala, prisoten v solati in pšenici. Ugotovila sta, da se faktor x nahaja v maščobnem ekstraktu solate. Novo odkriti faktor so kmalu poimenovali vitamin E.
Delovanje
Vitamin E se nahaja v membranah; svojo hidrofilno »glavo« ima na zunanji in notranji površini membrane, hidrofoben »rep« pa je skrit v notranjosti membrane.
Njegova glavna funkcije je preprečevanje oksidacije nenasičenih maščobnih kislin s prostimi radikali, ki jih je v celici veliko in sproti nastajajo. Prosti radikali so celični odpadki, ki lahko poškodujejo DNA, spremenijo biokemijsko sestavo celic in »korodirajo« celične membrane. Naše Celice lahko preživijo samo, če so prisotni antioksidanti.
Tokoferol ima zmožnost prenesti H na spojino s prostim radikalom in tako prepreči oksidacijo. Molekula, ki ostane od tokoferola lahko nato reagira z vitaminom C in se tokoferol regenerira ali pa reagira naprej (oksidirata se en obroč in rep).
Vitamin E se veže tudi s selenom, ki dodatno okrepi njegovo zmožnost antioksidacije. Selen pa je potreben tudi za pravilno delovanje trebušne slinavke, ki pa nadzoruje prebavo maščob in s tem vitamina E.
Poleg antioksidacije skrbi vitamin E posredno tudi za pravilno rast organizma. Celice uporabljajo kinazo C (PKC) za komunikacijo med sosednjimi celicami. Rakave celice tako uporabljajo PKC za stalno nenadzorovano rast in delitev; vitamin E pa nadzoruje PKC in tako prepreči rakasto rast.
Bolezni
Pomanjkanje vitamina E je lahko neopaženo zelo dolgo. Ko pa je pomanjkanje opazno, so posledice ponavadi ireverzibilne; predvsem poškodbe živčevja.
Pomanjkanje vitamina E vodi do različnih hudih bolezni.
1. Srčna kap
Oksidacija LDL holesterola (škodljiv) pospešuje nastanek krvnih strdkov – zamaškov, ki lahko povzročijo srčno kap. Vitamin E pa preprečuje oksidacijo LDL holesterola in s tem zmanjšuje možnosti za srčno kap.
Odstotek srčnih kapi v Severni Evropi in Ameriki je sedemkrat večji kot v Aziji predvsem zaradi različne prehrane
2. Rak
Vitamin E preprečuje nastanek raka tako, da krepi imunski sistem in slabi delovanje encimov (PKC), ki omogočajo rakavo rast celic.
3. Diabetes
Vitamin E slabi delovanje encima PKC, ki lahko poškoduje krvne celice, zmanjšuje oksidacijo LDL holesterola in preprečuje nastanek krvnih strdkov.
4. Bolezni možganov (npr. Alzheimer)
Živci možganov so najbolj občutljivi na delovanje prostih radikalov, vitamin E pa je najboljši antioksidant le-teh.
Vitamin K
Osnovne lastnosti
Vitamin K je, tako kot vitamin E, nepolarna molekula in zato netopna v vodi temveč v lipidih. Absorbira se v prebavilih in nato prenaša v kri preko limfe skupaj z lipidi. Telo ga shranjuje v jetrih. Poleg hrane so vir vitamina K tudi bakterije v debelem črevesu, zato dieta, ki ne vsebuje vitamina K ne škoduje našemu zdravju. V skupino vitaminov K sodijo 3 vitamini in sicer vitamin K1, K2 in K3. Vitamina K1 in K2 sta prisotna v naravi, vitamin K3 pa je sintetiziran v laboratoriju. Glavna naloga vitamina K je uravnavanje koagulacije krvi.
V naravi je največ vitamina K1, ki je prisoten v zeleni, cvetači, zelju, špinači in drugi zeleni listnati zelenjavi. Prisoten je tudi v kosmičih in v jetrih (če jih štejemo za hrano).
Zgradba
V naravi prisotna vitamina K1 (filokinon) in K2 (menakinon) sta hidrofobna.
Umetno sintetiziran vitamin K3 (menadion) pa je hidrofilen in v vodi topen.

Delovanje
Vitami K sodeluje pri vzdrževanju normalnih količin krvnih faktorjev za strjevanje krvi (II, VII, IX in X), ki so sintetizirani v jetrih kot neaktivni prekurzorski proteini. Za aktivacijo teh proteinov je potreben vitamin K, ki je kofaktor karboksilaze, ki glutamat spremeni v
γ-karboksilglutamat.

Ta reakcija poteka v endoplazmatskem retikulumu celic različnih tkiv in potrebuje CO2 in reducirano obliko vitamina K (hidrokinon). V endoplazmatskem retikulumu v jetrih se odvija cikel vitamina K, katerega namen je recikliranje vitamina.
Najprej se vitamin reducira iz K v KH2. Nato oksidacija KH2 da energijo potrebno za karboksilacijo glutamata. Tako nastane epoksid vitamina K, ki je nato spet reduciran v osnovno obliko in tako pripravljen na vstop v nov cikel. Antikoagulanti kot Warfarin blokirajo redukcijo epoksida vitamina K, se zato ne reciklira.

Bolezni
1. Zastrupitev z »antagonisti« vitamina K
Veliko strupov za miši deluje na vitamin K, kar lahko vodi do smrti zaradi izkrvavitve. Ti strupi (Warfarin in dikumarol) onemogočijo recikliranje vitamina K (glej Delovanje).
2. Ogroženost novorojenčkov
Vitamin K je široko zastopan v rastlinah in živalskih tkivih, ki jih uporabljamo za hrano, poleg tega pa tudi mikroflora v prebavilih odraslih zagotavlja, da ima telo vedno dovolj vitamina. Do pomanjkanja vitamina K pa lahko pride pri novorojenčkih, saj se preko posteljice vitamin ne prenaša, novorojenček pa dobi bakterije, ki sintetizirajo vitamin K šele s hrano. Tako lahko pride do pomanjkanja vitamina K, kar lahko vodi do trajnih posledic na možganih ali celo smrti.
3. Povečana verjetnost zlomov kosti
Vitamin K je potreben pri sintezi kostnih proteinov kot je osteokalcin. Ob pomanjkanju vitamina, tako lahko pride do zmanjšane trdnosti kosti in tako pogostejših zlomov.

Povzetek
Vitamina E in K sta lipidotopna vitamina, kar pomeni, da sta nepolarna in hidrofobna. Glede na molekulsko zgradbo spadata v družino izoprenoidov, ki so zgrajeni iz izoprenskih enot Za zadostno raven teh vitaminov je potrebna normalna prebava maščob, saj se vitamina absorbirata v telo skupaj z maščobami. Če pride do motenj v prebavi, se pojavi pomanjkanje vitamina, posledice pomanjkanj vitaminov pa so odvisne od vrste vitamina. Pomanjkanje vitamina K vodi do slabšega strjevanja krvi in posledično v najhujšem primeru do smrti zaradi izkrvavitve (pri novorojenčkih, ker imajo takoj po porodu sterilno prebavno pot). Vitamin K namreč sodeluje v modifikaciji (aktivaciji) prekurzorskih molekul (faktorjev za strjevanje krvi), ki so sintetizirane v jetrih kot neaktivne molekule. Pomanjkanje vitamina E, enega glavnih antioksidantov, ki ima zmožnost prenesti svoj H atom na nenasičeno maščobno kislino s prostim radikalom in tako izničiti negativen učinek prostih radikalov, pa lahko vodi do srčne kapi, diabetesa, bolezni možganov in tudi raka. Dovolj veliko količino vitaminov pa v splošnem dobimo s pravilno prehrano. Količina vitamina E je popolnoma odvisna od hrane, ki jo jemo; medtem, ko pa za zadostno količino vitamina K, ni nujno potrebna pravilna prehrana, saj imamo v debelem črevesu bakterije, ki izločajo ta vitamin. Telo pa je tudi samo poskrbelo za ohranjanje količine vitaminov. Regeneracija vitamina E poteka s pomočjo vitamina C, vitamin K pa se reciklira z redukcijo. Vitamina E in K imata izredno velik pomen v pravilnem delovanju telesa – sta življenjsko pomembna.