脂溶性维生素与健康

中国疾病预防控制中心营养与食品安全所中国疾病预防控制中心营养与食品安全所 何丽何丽 写在课前的话写在课前的话 维生素是维持人体健康和生长发育所必需的一类低分子有机化合物，它包括两大类， 脂溶性维生素和水溶性维生素。其中，脂溶性维生素包括维生素 A、D、E、K 四种。这类维 生素在体内可直接参加代谢的调节作用。目前,对脂溶性维生素在膳食中的重要性的理解已 经取得了很显著的、并令人兴奋的进展。 一、概述一、概述 维生素是维持人体健康和生长发育所必需的一类低分子有机化合物。维生素参加机体 的代谢作用，但不能提供能量。绝大多数维生素不能在体内合成，少数几种能在体内合成 的维生素，其数量极微，不能充分满足机体的需要，所以维生素必须由食物供给。 维生素有两大类：一类是脂溶性维生素，包括维生素 A、D、E、K，这类维生素在体内 可直接参加代谢的调节作用;还有一类是水溶性维生素,包括 B 族维生素和维生素 C，B 族维 生素包括 B1 、B2 、烟酸、B6 、泛酸、生物素、叶酸和 B12 等。水溶性维生素主要是转 变成为辅酶，对代谢起调节作用。 其中脂溶性维生素，维生素 A、D、E、K，有一些共同特点。它们都是非极性疏水的异 戊二烯衍生物，都不溶于水，溶于脂类溶剂，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收它们， 需要脂肪和胆汁酸。吸收的脂溶性维生素在血液中，与脂蛋白以及某些特殊结合蛋白特异 结合而被运输。 二、维生素二、维生素 A A 维生素 A 又称抗干眼病维生素。它的天然形式有两种，一种是 A1，也叫视黄醇，一种 是 A2，叫 3脱氢视黄醇。维生素 A 的活性形式有三种,视黄醇、视黄醛和视黄酸。还有一 种植物性食物中存在的 胡萝卜素，称它为维生素 A 原，也就是说在体内它能转变成为 维生素 A。下面的图是维生素 A1 和 A2 的结构图。 （一）维生素（一）维生素 A A 的结构的结构 上图是维生素的结构图，第一个是维生素 A1（视黄醇），可以看到有一个羟基，属于 一种醇类。第二个的维生素 A2，在维生素的等环 3 的位置脱去一个氢变成不饱和键，称为 3脱氢视黄醇。下面的是视黄醛和顺视黄醛，可以看到羟基已经变成了醛基。 （二）维生素（二）维生素 A A 的性质的性质 维生素 A 是淡黄片状结晶，不溶于水，易溶于油脂,溶点 62-64oC。维生素 A 易受紫外 线和氧的破坏而失效。但是对热比较稳定，在碱性条件下也稳定，但是在酸性条件下不稳 定。天然的维生素 A 较合成的维生素 A 稳定。 （三）维生素（三）维生素 A A 的生化功能的生化功能 1. 构成视觉细胞内感光物质的成分 视觉感光细胞有杆状细胞和圆锥细胞，杆状细胞感受暗光，圆锥细胞感受强光的。感 受暗光的有视紫红质，感受强光的有视红质、视青质，视蓝质，整个的就是维生素 A 和视 蛋白结合起来起作用。可以看下图，就是维生素 A 视黄醛和视黄醇之间在暗处光适应的一 个过程。 2.可以促进生长发育和维持上皮组织结构的完整性。 3.是一种抗氧化剂，可能有抗癌防癌的作用。 （四）维生素（四）维生素 A A 缺乏的症状缺乏的症状 维生素 A 缺乏可以引起夜盲症，还可以引起干眼病。 由右图可以看到维生素 A 极度缺乏的时候，上皮组织干燥、增生、角化，出现了这种 病态的皮肤病表现。维生素 A 摄入不足的时候还可以引起免疫功能降低，破骨细胞减少， 成骨细胞功能失控，导致骨膜骨质过度增生，骨腔变小。另外，维生素 A 不足，人体的抗 氧化作用也会下降。 （五）维生素（五）维生素 A A 的来源的来源 1.维生素 A 只存在于动物性食物中，A1 存在于哺乳动物及海鱼的肝脏中，而 A2 存在 于淡水鱼的肝脏中。植物组织中尚未发现维生素 A。 2.主要存在于动物肝脏、血液和眼球的视网膜中，与脂肪酸结合成脂，以鱼类最丰富。 其次是蛋黄、牛奶、奶油等。 3.植物中不存在维生素 A，但有多种胡萝卜素，其中以 -胡萝卜素最为重要。它在 小肠粘膜处由 -胡萝卜素-15，15-双氧酶的作用，加氧断裂，生成 2 分子视黄醇，所 以通常将 -胡萝卜素称为维生素 A 原。 （六）维生素（六）维生素 A A 的适宜摄入量（的适宜摄入量（AIAI 值）值） 维生素 A 的每日建议摄取量：成年男性 800gRE（或 2600IU）；成年女性 700gRE（或 2300IU）。 三、维生素三、维生素 E E 维生素 E 又称生育酚，是一组具有 -生育酚活性的化合物，又可分为 、 和 生育酚。 以 -生育酚（结构如下图）生物效价最高。维生素 E 在无氧条件下对热 稳定，但对氧十分敏感，易自身氧化，能避免脂质过氧化物的产生，因而能保护生物膜的 结构和功能。 （一）维生素（一）维生素 E E 的性质的性质 维生素 E 为浅黄色黏稠油状液体。无臭、无味，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机 溶剂和油脂中。对酸和热稳定，对碱不稳定。维生素 E 对氧十分敏感，具有抗氧化作用， 是极有效的抗氧化剂。维生素 E 遇光后色渐变深，受紫外线光照射后即失效。在食品的加 工，包装，贮藏过程中，VE 会大量损失（机械作用损失，氧化作用损失）。 维生素 E 有哪些生理功能，如果缺乏会引起哪些症状？ （二）维生素（二）维生素 E E 的生理功能及缺乏症的生理功能及缺乏症 1.维生素 E 是体内最重要的抗氧化剂，能避免脂质过氧化物的产生，保护生物膜的结 构与功能。在食品中主要起抗氧化剂的作用，对细胞膜、细胞器及巯基酶有保护作用。 2.动物缺乏维生素 E 时生殖器官发育受损甚至不育，但人类尚未发现因维生素 E 缺乏 所致的不育症。临床上常用维生素 E 来治疗先兆流产及习惯性流产。 3.促进血红素代谢。新生儿缺乏维生素 E 时可引起贫血，可能与血红蛋白合成减少及 红细胞寿命缩短有关。 4.维生素 E 一般不易缺乏，在某些脂肪吸收障碍等疾病时可引起缺乏，表现为红细胞 数量减少寿命缩短，体外实验可见红细胞脆性增加等贫血症，偶可引起神经障碍。 （三）维生素（三）维生素 E E 的来源的来源 维生素 E 主要存在于植物性食物中，特别是小麦胚芽油、棉籽油、花生油、豆油等植 物油中，花生、小麦、玉米、豆类和全谷类中也含有。动物性食物中维生素 E 含量较丰富 的是蛋类、肝脏和水产品。补充 VE 不仅保护身体避免氧化损伤,而且能够提高体力耐力和 运动成绩,可保护肺组织免受空气污染的危害。 （四）维生素（四）维生素 E E 的建议摄入量（的建议摄入量（AIAI） 成人建议摄入量是 14mg-TE/d。很多实验表明，长期服用相对大剂量的维生素 E(右 旋-生育酚 400-800mg/d) 无明显损害出现；维生素 E1000mg/d 时的最明显的毒性作 用是对维生素 K 作用的拮抗并增强了口服双香豆素抗凝剂的作用，此可导致明显的出血。 上图是红细胞膜上的一种抗氧化反应。可以看到膜结构里边有蓝色的圆球，是代表磷 脂，磷脂后面的两条尾巴表示的是不饱和脂肪酸。橙黄色的小圆球代表自由基，自由基进 入到体内细胞膜中的时候，跟磷脂上面的不饱和脂肪酸结合，能够破坏磷脂。红色的杆状 物代表维生素 E，遇到自由基以后马上跟自由基结合，保护了细胞膜中的磷脂不被自由基 破坏。从而保护细胞膜的完整性，保护机体免受自由基的危害。 （五）维生素（五）维生素 E E 与动脉粥样硬化症与动脉粥样硬化症 从食物或补充剂中摄入大剂量 VE （推荐量 10 倍以上）有预防动脉粥样硬化或延缓其 病理进展的作用。可能通过抑制 LDL 氧化；抑制与炎性反应有关的细胞因子的释放；抑制 血小板的反应性和平滑肌细胞的增殖；控制血管的张力；抑制蛋白激酶 C（PKC）的活性， 调控细胞信号，减少血管内皮与免疫和炎性细胞的交互作用等作用方式来实现。 VE 摄入量与心血管疾病呈负相关，例如 WHO/MONICA 项目表明 16 个欧洲国家特定人群 中 12 个人群中发现血浆 VE 水平与心血管疾病死亡率呈负相关；美国护士和内科医生健康 研究表明 VE 摄入量与冠心病的危险性呈负相关。 英国剑桥心脏抗氧化研究表明，心血管疾病患者，服用 RRR-生育酚（天然 VE） 400-800 IU/d,非致死性心梗发生率比对照组减少 77%；但心血管疾病病死率和总死亡率比 对照组无显著性差别，未发现补充维生素 E 有增加出血性脑卒中的危险。 也有相反的结果，像意大利的 GISSI 研究是受试者补充 dl-生育酚（化学合成的维 生素 E)300mg/d，连续随访 42 个月；未发现补充维生素 E 能减少心血管疾病引起的总死亡 率。 美国的一项专门研究补充维生素 E 与心血管疾病后果的临床试验也发现，无论是男性 还是女性补充 RRR-生育酚醋酸酯 400IU/d , 连续 4.5 年，未发现有降低心肌梗死和脑 卒中发生及减少心血管疾病引起的死亡。 芬兰的研究也表明了补充维生素 E 和 胡萝卜素 58 年，未见防癌作用，服用 VE 人群心血管疾病死亡率与对照组差异无显著性；但出血性脑卒中的发病率显著高于对照组。 四、维生素四、维生素 K K 维生素 K 又叫凝血维生素，是一种叫 2-甲基-1，4-萘醌的衍生物。下面的图是它的两 种结构式。 维生素 K 有 4 种形式，K1、K2 是天然形式，K3 和 K4 是人工合成的。常见的有维生素 K1 和 K2。K1 由植物合成，如苜蓿、菠菜等绿叶植物；K2 则由微生物合成，人体肠道细菌 也可合成维生素 K2。K1 是黄色油状物，K2 是淡黄色结晶，均有耐热性，易受紫外线照射 而破坏，故要避光保存。 K3、K4 为人工合成, 是水溶性的，可用于口服或注射。 维生素 K 的生理作用有哪些？ （一）维生素（一）维生素 K K 的生理作用的生理作用 维生素 K 有很多的生理作用，可以促进肝脏合成凝血酶原，维持体内凝血因子的正常 水平，调节凝血因子、的合成，促进血液的凝固；增强肠道的蠕动和分泌功能； 增强体内甲状腺内分泌活性；促进骨骼健康。缺乏维生素会导致凝血时间延长，皮下、 肌肉、胃肠道出血，引起新生儿出血病。最常用的抗凝血药双香豆素，结构与维生素 K 相 似，可用来防治血栓的形成。 （二）维生素（二）维生素 K K 与骨质疏松症的关系与骨质疏松症的关系 1975 年 Peffifor 和 Benson 发现服用抗凝剂（维生素 K 拮抗剂）的怀孕妇女，所产婴 儿有骨骼畸形，首次揭示维生素 K 缺乏对人体骨发育的影响。维生素 K 是骨钙素（BGP）中 谷氨酸羧化的重要辅酶。BGP 是骨内的非胶原蛋白，起着促进骨矿化的作用。维生素 K 摄 入不足可导致谷氨酸蛋白羧化不全，引起骨组织代谢紊乱，增加骨质疏松的危险。 流行病学研究表明骨钙素的羧化是评价维生素 K 状况的一项灵敏指标。绝经妇女血中 未羧化骨钙素水平与骨密度与髋部骨折率呈负相关关系。维生素 K 与骨钙素（BGP）都能促 进骨的生成，抑制骨吸收。维生素 K 干预实验表明，补充维生素 K 能有效减少血中未羧化 骨钙素的含量，并能显著减少尿钙的排出量。对于补充维生素 K 的剂量，营养学上暂无推 荐量。一般说来，维生素 K1 在 200g-1mg，维生素 K2 在 45mg（药物剂量）。 （三）维生素（三）维生素 K K 的来源的来源 维生素 K 主要来源于动物肝脏、鱼肝油、蛋黄、乳酪。在植物性食物中，主要是在海 藻、螺旋藻、甘蓝菜，以及苜蓿、菠菜、莴苣、花椰菜、豌豆、香菜、西蓝花等绿色蔬菜 中含量较高。 五、维生素五、维生素 D D 维生素 D 也叫做抗佝偻病维生素，是一种固醇类衍生物，维生素 D 家族成员中最重要 的成员是 VitD2 和 VitD3。部分天然食物中存在麦角固醇，可转化为 VitD2（麦角钙化醇） 。人体内的胆固醇可以转变为 7-脱氢胆固醇，受紫外线的照射后，生成 VitD3（胆钙化醇） 。VitD3 的活性形式是 1,25-(OH)2-VitD3。 左图表示的是维生素 D2 的生成。像植物油或者酵母中有含有麦角固醇，放在紫外线下晒以 后就可以变成麦角钙化醇，就生成了维生素 D2。 右图表示的是是维生素 D3 的生成。人体内的胆固醇经过一个脱氢反应，变成不饱和 键以后就变成 7脱氢胆固醇。在紫外线的照射下，可以使 7脱氢胆固醇变成胆钙化醇， 也就是维生素 D3。 上图表示的是维生素在 D 在体内的转化。维生素 D3 在肝脏中经过 25 羟化酶的作用变 成 25-OH-VitD3 ，又在肾脏中经过 1羟化酶的作用变成 1,25-（OH)2 -VitD3。这才是 维生素 D 的活性形式。 （一）（一）VitDVitD 的生理功能的生理功能 VitD 是一种维生素，与钙、磷吸收和骨骼发育有关，与免疫、肿瘤、皮肤疾病有关， 也是一种激素前体。 （二）维生素（二）维生素 D D 的来源的来源 维生素 D 在食品中与维生素 A 共存，在鱼类、蛋黄、奶油中含量最丰富，尤其是海产 鱼肝油中含量特别丰富。 （三）维生素（三）维生素 D D 的功能的功能 维生素 D 和钙与骨骼功能关系密切，同时维生素 D 又是一种内分泌激素。现已明确， 维生素 D 在众多脏器及亚临床病变中发挥着重要的生理作用。 （四）维生素（四）维生素 D D 健康效应的作用机制健康效应的作用机制 活性维生素 1,25(OH)2D 通过维生素 D 受体（VDR）发挥其生物效应；VDR 除了存在于 骨骼、肠道和肾脏发挥其经典的骨骼生物效应外，还存在于其他众多组织中发挥其非骨骼 效应。25-OH-D 也通过其他众多的肾外组织（如免疫细胞、许多器官的上皮细胞、骨和甲 状腺等）线粒体 P450 酶系羟化成活性维生素 1,25(OH)2D。与组织中的 VDR 结合，起着类 似于类固醇激素那样的生物效应。 维生素 D 的骨骼效应可以促进钙的吸收和利用，增强肌力，减少跌倒，防治骨质疏松 症和骨质疏松性骨折。非骨骼效应可以调节激素分泌；调节免疫功能；调节细胞增殖和分 化。 关于骨骼效应说法正确的是（关于骨骼效应说法正确的是（ ）。）。 Error!