维生素对人体的作用.ppt

第十一章 维生素与辅酶 维生素是维持人体正常功能的一类低分子有机化合物 ，他们在体内不能合成或合成量不足，虽需要量很小，但 必须由食物供给。 维生素可分为脂溶性及水溶性两大类。脂溶性维生素 有A、D、E、K，不溶于水，而溶于脂肪及脂溶剂中，在 食物中与脂类共同存在，在肠道吸收时与脂类吸收密切相 关。当脂类吸收不良时，如胆道梗阻或长期腹泻，他们的 吸收大为减少，甚至会引起缺乏症。水溶性维生素为B族维 生素及维生素C。B族维生素是辅酶的组成部分。B族维生 素在食物中广泛存在，肠道细菌又可合成，人类未发现典 型的缺乏症。 第一节 引言 定义： l微量存在于食物中的一类有机化合物； l它对人体维持正常生长与健康是必需的； l其功能通常是作为辅酶的组成部分。 发现： l唐代孙思邈用肝治夜盲症，用谷皮治脚气病。 l1897年荷兰医生C. Eijkman证明米糠可治脚气病 。 l1906年英国的F. G. Hopkins发现大鼠喂饲纯化饲 料（包括蛋白质、脂肪、糖类、和矿质）和水，不 能存活；添加微量牛奶就能正常生长。牛奶中存在 的营养辅助因素也就是维生素。 l他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。 维生素分类与缺乏症： lI. 脂溶性维生素 维生素A抗眼干燥病维生 素 维生素D抗佝偻病维生素 维生素E抗不育维生素 维生素K抗出血维生素 维生素分类与缺乏症： lII. 水溶性维生素 维生素B1抗神经炎维生素 维生素B2抗口舌炎维生素 维生素B6抗皮肤炎维生素 维生素B12抗恶性贫血维生素 维生素C抗坏血病维生素 维生素PP抗癞皮病维生素 泛酸抗皮肤角膜炎维生素 生物素抗皮脂溢出维生素 叶酸抗贫血维生素 维生素与辅酶 在进化过程中，高效和经济的原则使得所有有机体在代 谢中选用同一套载体进行活性基团的交换。大多数水溶性维生 素均为辅酶的组成部分。 l 脂溶性维生素A、D、E、K均为类异戊二烯化合 物（isoprenoid）。维生素A为与视觉有关的色素。维生 素D是胆固醇的衍生物，并且是钙、磷代谢有关激素的 前体。维生素E为多种生育酚的总称，是强抗氧化剂， 能保护膜的不饱和脂肪酸被氧化。维生素K为凝血酶原 中谷氨酸转变为-羧基谷氨酸所必需。 某些水溶性维生素是辅酶的组成部分 维生素化学名称辅酶酶生化反应 B1硫胺素 （thiamin） 脱羧辅 酶 （ThPP） 脱羧酶 （decarboxylase） 脱CO2 B2核黄素 （riboflavin） 黄素单核苷酸 （FMN） 脱氢酶 （dehydrogenase） 传递 2H 黄素腺嘌呤二核苷酸 （FAD） B6吡哆醛 （pyridoxal） 磷酸吡哆醛 （pyridoxal phosphate） 转氨酶 （amino-transferase ） 传递 -NH2 B12钴胺素 （cobalamin） B12辅酶 （B12 coenzyme） 变位酶 （mutase） 转移-H、-R H生物素 （biotin） 生物胞素 （biocytin） 羧化酶 （carboxylase） 传递 CO2 PP烟酸 （nicotinic acid） 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD+） 脱氢酶 （dehydrogenase） 传递 2H（-H、H + ） 与烟酰胺 （nicotinamide） 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （NADP+） 泛酸 （pantothenic acid） 辅酶A （CoA） 硫激酶 （thiokinase） 传递酰 基 叶酸 （folic acid） 四氢叶酸 （THFA） 转移酶 （transferase） 传递 一碳单位 人体要靠食物来供给维生素，食物不足或食物供应单调的 国家，人群容易有营养缺乏病。由于我国以植物性为主，动物 性食物较少，所以维生素A及核黄素供应量偏低。因此，仍有 散见的夜盲、舌炎、阴囊皮炎等维生素A及B2缺乏的症状。 个别人发生维生素缺乏可能有以下原因： （1）维生素摄取量不足 膳食调配不合理，或有偏食习惯以致维生素摄取不足。 （2）吸收不良 多见于消化系统疾病的患者，如长期腹泻，消化道或胆道 梗阻者。 （3）肠道细菌生长抑制 使用杀菌药物而使消化道细菌受到抑制，合成维生素的 量减少，也可引起某些维生素（K、B6、尼克酸）的缺乏。 （4）需要量增加 生长期儿童、妊娠和哺乳期的妇女，重体力劳动及特殊 工种的工人及长期高热和患慢性消耗性疾患的病人等，需要 量比一般人要高。 （5）食物储存及烹调方法不当 弃掉烹调用水，则使水溶性维生素损失。煮粥或焞肉时 加碱，维生素B1便破坏。维生素C在 储存及烹调时最易破坏 。我国膳食中蔬菜较多，但以熟食为主，所以实际摄取量比 按新鲜样品的计算值要小。 第二节 脂溶性维生素 脂溶性维生素中以维生素A和D在营养上更为重要，缺 少他们将分别引起维生素A或D缺乏病。维生素E缺乏病仅 在动物实验时观察到，至于维生素K，因肠道细菌可以合成 它，所以人类维生素K缺乏病多系吸收障碍或因长期使用抗 生素或维生素K的代谢拮抗药(metabolic antagonists)所致。 I.维生素A与胡萝卜素 视黄酸 （retinoic acid） 可活化与生长和发 育有关基因的转录 。 -胡萝卜素可被小肠粘膜或肝脏中的加氧酶(-胡萝卜 素-15，15-加氧酶)作用转变成为视黄醇，所以又称做维生 素A元(provitamin A)。尽管理论上1分子-胡萝卜素可以 生成2分子维生素A，但由于胡萝卜素的吸收不良，转变有 限，所以实际上6微克-胡萝卜素才具有1微克维生素A的 生物活性。 维生素A的生理作用 ： 1、构成视网膜的感光物质，即视色素。 人们从强光下转而进入暗处，起初看不清物体，但稍停一 会儿，由于在暗处视紫红质的合成增多，分解减少，杆细胞内 视紫红质含量逐渐积累，对弱光的感受性加强，便又能看清物 体，这一过程称为暗适应(dark adaptation)。当维生素A缺乏 时，11-顺视黄醛得不到足够的补充，杆细胞内视紫红质的合 成减弱，暗适应的能力下降，可致夜盲(night blindness)，中医 称此症状为“雀目”。 2、维持上皮结构的完整与健全 维生素A是维持一切上皮组织健全所必需的物质，缺 乏时上皮干燥、增生及角化，其中以眼、呼吸道、消化 道、泌尿道及生殖系统等的上皮影响最为显著。 3、促进生长、发育 缺乏维生素A时，儿童可出现生长停顿、骨骼成长不 良和发育受阻。 II.维生素D原与胆钙化醇 7-脱氢胆固醇 维生素D3，胆钙化醇 麦角固醇 维生素D2（麦角钙化醇） 维生素D能促进小肠对食物中钙和磷的吸收，维持血中 钙和磷的正常含量，促进骨和齿的钙化作用 III.维生素E 生育酚（tocol） -生育酚（-tocopherol，5,7,8-trimethyltocol） -生育酚（-tocopherol，5,8-dimethyltocol） -生育酚（-tocopherol，7,8-dimethyltocol） -生育酚（-tocopherol，8-methyltocol） 2-生育酚（2-tocopherol，5,7-dimethyltocol） -生育酚（- tocopherol，7-methyltocol） -生育酚（-tocopherol） 1-生育酚（1-tocopherol） 其中以-生育酚的生理效用最强。 维生素E为油状物，在无氧状况下能耐高热，并对酸和 碱有一定抗力，但对氧却十分敏感，是一种有效的抗氧化剂 。维生素E被氧化后即失效。 维生素E的生理作用： 1、维生素E与动物生殖机能有关，在临床上它可作为药物使用 ，治疗某些习惯性流产。 2、维生素E有稳定不饱和脂肪酸的作用，动物缺少维生素E则其 横纹肌萎缩或瘫痪，肌纤维甚至可以坏死。 3、维生素E的此种抗氧化剂作用常应用来保存维生素A制剂和 各种食用油脂。 4、维生素E尚能促进与生物氧化有关的辅酶Q的合成。 IV.维生素K 1，4-萘醌即具有维生素K的作用，尤以2-甲基1，4-萘 醌的作用最强，为天然维生素K效力的三倍，但其毒性较 大。2-甲基1，4-萘醌又称维生素K3，水溶性，可以人工合 成，现在药用维生素K多为其还原性衍生物或亚硫酸钠盐 。 凝血酶原中谷氨酸转变为-羧基谷氨酸的羧化反应 由依赖于维生素K的酶系统所催化。 维生素K可以促进肝脏合成多种凝血因子，因而促 进血液凝固 。 第三节 水溶性维生素 一、维生素B复合体 维生素B复合体是一个大家族(维生素B族)，包括十余种维 生素。其共同特点是：在自然界常共同存在，最丰富的来源 是酵母和肝脏；从低等的微生物到高等动物和人类都需要它 们作为营养要素；同其他维生素比较，B族维生素作为酶的 辅基而发挥其调节物质代谢作用；从化学结构上看，除个别 例外，大都含氮；从性质上看此类维生素大多易溶于水，对 酸稳定，易被碱破坏。 1、维生素B1与TPP 辅羧酶(TPP)是体内催化a-酮酸氧化脱羧的辅酶(丙酮 酸氧化脱羧释放CO2，与TPP结合，形成活性乙醛)，也 是磷酸戊糖循环中转酮基酶的辅酶。 焦磷酸硫胺素(辅羧酶， thiamine pyrophosphate TPP ） 当维生素B1缺乏时，由于TPP合成不足，丙酮酸的氧化 脱羧发生障碍，导致糖的氧化利用受阻。神经组织的能量来 源主要靠糖的氧化供给，所以维生素B1缺乏首先影响神经 组织的能量供应，并伴有丙酮酸及乳酸等在神经组织中的堆 积，出现手足麻木、四肢无力等多发性周围神经炎的症状。 严重者引起心跳加快、心脏扩大和心力衰竭，临床上称为脚 气病(beriberi)，因此又称维生素B1为抗脚气病维生素。 维生素B1尚有抑制胆碱酯酶(choline esterase)的作用， 胆碱酯酶能催化神经递质乙酰胆碱(acetylcholine)水解， 而乙酰胆碱与神经传导有关。缺乏维生素B1时，神经传导 受到影响，可造成胃肠蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲不 振和消化不良等症状。给以维生素B1，则可增加食欲、促 进消化。 维 生 素 B1的 应 用 1、 非 处 方 药 中 ， 维 生 素 B1限 定 用 于 其 缺 乏 症 的 预 防 和 治 疗 ， 如 脚 气 病 、 韦 尼 克 脑 病 、 周 围 神 经 炎 及 消 化 不 良 ， 或 老 年 人 、 妊 娠 及 哺 乳 妇 女 、 术 后 者 的 维 生 素 补 充 。 2、 作 为 处 方 药 可 用 于 甲 状 腺 功 能 亢 进 、 烧 伤 、 高 热 、 长 期 慢 性 感 染 、 重 体 力 劳 动 、 肝 胆 疾 病 、 心 肌 炎 、 糖 尿 病 、 带 状 疱 疹 、 神 经 炎 、 坐 骨 神 经 痛 的 辅 助 治 疗 。 3、 用 于 增 强 镇 痛 药 、 解 热 镇 痛 药 的 作 用 。 4、 解 救 乙 醇 和 铅 中 毒 。 维 生 素 B1的 应 用 原 则 1、 维 生 素 B1几 乎 无 毒 性 ， 即 使 大 剂 量 或 过 量 服 用 后 仍 可 由 尿 液 中 迅 速 排 出 。 正 常 剂 量 对 肾 功 能 正 常 者 几 乎 无 毒 性 ， 但 大 剂 量 用 药 时 ， 可 干 扰 血 浆 茶 碱 浓 度 的 测 定 ， 另 可 使 测 定 尿 酸 浓 度 呈 假 性 增 高 ， 尿 胆 原 可 产 生 假 阳 性 。 2、 除 非 有 证 据 表 明 只 有 维 生 素 B1单 项 缺 乏 ， 否 则 以 维 生 素 B复 方 制 剂 补 充 为 宜 ， 并 应 恢 复 合 理 的 膳 食 结 构 。 3、 维 生 素 B1在 碱 性 溶 液 中 容 易 分 解 ， 不 宜 与 碱 性 药 物 如 苯 巴 比 妥 钠 、 碳 酸 氢 钠 、 枸 橼 酸 钠 等 合 用 。 4、 含 鞣 质 类 的 中 药 与 维 生 素 B1合 用 后 ， 可 在 体 内 产 生 永 久 性 的 结 合 ， 使 其 排 出 体 外 而 失 去 作 用 。 若 需 长 期 服 用 含 鞣 质 类 中 药 ， 应 适 当 补 充 维 生 素 B1。 5、 注 射 应 用 维 生 素 B1罕 有 过 敏 者 ， 大 剂 量 静 脉 注 射 时 可 能 发 生 过 敏 性 休 克 ， 有 少 数 死 亡 的 病 例 。 注 射 维 生 素 B1前 可 进 行 皮 肤 敏 感 试 验 ， 或 过 敏 时 紧 急 肌 肉 注 射 肾 上 腺 素 。 6、 老 年 人 和 哺 乳 妇 女 宜 多 食 富 含 维 生 素 B1的 小 米 、 玉 米 、 绿 豆 、 豌 豆 、 木 耳 、 紫 菜 、 鱼 虾 、 酸 奶 、 红 枣 、 水 果 等 食 品 ， 主 食 宜 粗 细 搭 配 或 粗 粮 精 做 。 2、维生素B2与黄素核苷酸 维生素B2是由核醇(ribitol)与异咯嗪(iso alloxazine)结合构成的，由 于异咯嗪是一种黄色色素，所以维生素B2又称为核黄素。维生素B2为桔黄 色针状结晶，溶于水呈绿色荧光，在碱性溶液中受光照射时极易破坏，因 此维生素B2应贮于褐色容器，避光保存。 黄素单核苷酸（核黄素-5-磷酸） 还原型黄素单核苷酸 FMN FMNH2 维生素B2缺乏时，主要表现为口角炎、舌炎、阴囊炎 及角膜血管增生和巩膜充血等。幼儿缺乏它则生长迟缓。 3、.维生素PP与烟酰胺核苷酸 维生素PP即抗癞皮病因子，又名预防癞皮病因子 (pellagra preventing factor)它包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺(烟 酰胺)，均为吡啶衍生物。 尼克酰胺是构成辅酶(NAD+)和辅酶(NADP+)的成 分，这两种辅酶结构中的尼克酰胺部分具有可逆地加氢和脱 氢的特性，在生物氧化过程中起着递氢体的作用。 维生素PP缺乏时，主要表现为癞皮病，其特征是体表 暴露部分出现对称性皮炎，此外还有消化不良，精神不安等 症状，严重时可出现顽固性腹泻和精神失常。但是这些症状 与维生素PP在代谢中所起的作用有何联系，目前尚不十分 清楚。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 NAD+ NADP+ 4、维生素B6与磷酸吡哆醛 维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺三种化合物， 在体内它们可以相互转变。 在机体组织内维生素B6多以其磷酸酯的形式存在，参 与氨基酸的转氨、某些氨基酸的脱羧以及半胱氨酸的脱巯 基作用。 磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺 （pyridoxal phosphate） （pyridoxamine phosphate） 在机体组织内维生素B6多以其磷酸酯的形式存在，参与 氨基酸的转氨、某些氨基酸的脱羧以及半胱氨酸的脱巯基作 用。 5、维生素B12与辅酶 维生素B12，即钴胺素（cobalamine），其咕啉环的中 央钴原子分别与4个吡咯氮相连，第5个取代基为二甲基苯 并咪唑上的氮，并通过3-磷酸核糖和氨基异丙醇与咕啉侧链 以酰胺键相连。 维生素B12分子中的钴(可以是一价、二价或三价的)能与 CN、OH、CH3或5脱氧腺苷等基团相连，分别称为 氰钴胺、羟钴胺、甲基钴胺和5脱氧腺苷钴胺(辅酶B12)。 甲基钴胺也是维生素B 12的辅酶形式。维生素B12的两 种辅酶形式一一甲基钴胺和5脱氧腺苷钴胺在代谢中的作用 各不相同。 辅酶B12是5-脱氧腺苷基钴胺素，由B12的钴攻击ATP的 5-碳原子而形成。辅酶B12的作用是在变位酶催化下转移氢 和烷基（R）。 甲基钴胺(CH3B12)参与体内甲基移换反应和叶酸代谢 。 二、其它水溶性维生素 1、维生素C 人体因缺少古洛糖酸内酯氧化酶而自身不能 合成维生素C，必需由食物中供给。维生素C为 结缔组织中胶原蛋白脯氨酸形成羟脯氨酸所必需 。 抗坏血酸（维生素C） 脱氢抗坏血酸 维生素C含有不对称碳原子，具有光学异构体，自然界存 在的、有生理活性的是L型抗坏血酸。 维生素C在酸性水溶液(pH4)中较为稳定，在中性及碱 性溶液中易被破坏，有微量金属离子(如Cu+、Fe+等)存在 时，更易被氧化分解；加热或受光照射也可使维生素C分解。 此外，植物组织中尚含有抗坏血酸氧化酶，能催化抗坏血酸氧 化分解，失去活性，所以蔬菜和水果贮存过久，其中维生素C 可遭到破坏而使其营养价值降低。 维生素C具有广泛的生理作用，除了防治坏血病外，临床 上还有许多应用，从感冒到癌症，维生素C是应用最多的一种 维生素。但是其作用机理有些还不十分清楚，从使用的剂量来 看，有越来越大的趋势，已超出了维生素的概念，而是作为保 健药物使用了。 维生素C参与体内代谢功能主要有以下几个方面 ： 1、参与体内的羟化反应 维生素C对于许多物质的羟化反应都有重要作用，而 羟化反应又是体内许多重要化合物的合成或分解的必经 步骤，例如胶元的生成、类固醇的合成与转变，以及许 多有机药物或毒物的生物转化等，都需要羟化作用才能 完成。 如： （1）胶原是细胞间质的重要成分，因此，当维生素C缺 乏时，胶原和细胞间质合成障碍，毛细管壁脆性增大， 通透性增强，轻微创伤或压力即可使毛细