课件：药物化学维生素.ppt

,第15章 维 生 素,15.1 概述,维生素是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一类微量低分子有机化合物。,15.1.1 维生素的定义：, 存在于天然食物中。 体内不能合成，或合成数量很少，必须由食物供给。 不构成组织，不提供能量。 生理剂量很少（mg，g），但生理作用十分重要。,15.1.2 维生素的特点：,15.1.3 维生素的功能,维生素对生物并非供能或组成生物体的结构成分，但却为代谢过程所必需，多作为辅酶或辅基的功能、或影响酶的活性、或影响一些特殊的生理功能影响到正常代谢而影响正常生命活动和生长发育。 脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用。 水溶性维生素是通过转变成辅酶在代谢过程中起原子、电子、基团的载体，调节代谢。,15.1.4 维生素的重要性,食物中某种维生素长期缺乏或不足即可引起代谢紊乱和出现病理状态，形成维生素缺乏症。早期轻度缺乏，尚无明显临床症状时称维生素不足。人类正是在同这些维生素缺乏症的斗争中来研究和认识维生素的。,维生素缺乏的原因： 膳食中供给不足。 吸收利用率降低。 需要量相对增高。,干性脚气病 硫胺素缺乏 （维生素B1）,维生素D缺乏症,15.1.5 维生素分类,B 族维生素 硫胺素（B1） 核黄素（B2） 尼克酸（B3） 叶酸 维生素B6 维生素B12 生物素 泛酸, 按缺乏原因分类 原发性缺乏：由膳食中维生素供给不足或生物利用率过低引起。 继发性缺乏（条件性维生素缺乏）：由生理或病理原因妨碍维生素的消化、吸收、利用，或因需要量增加、排泄或破坏增多而引起的。 按缺乏程度分类 临床缺乏：维生素缺乏出现临床症状。 亚临床缺乏（边缘缺乏）：没有维生素缺乏的临床症状，但可出现劳动效率降低和对疾病抵抗力下降。,脂溶性维生素与水溶性维生素的不同点,15.2 水溶性维生素,15.2.1 B族维生素,维生素B是最早从谷物中提取的可治疗脚气病的食物因子的总称。 （一）VB1 （二）VB2 （三）VB6 （四）VB12 （五）其他B族维生素,15.2.1.1 维生素B1,VB1,又称硫胺素，又称抗脚气病维生素，是最早发现和确定功能结构的VB.,1、VB1的化学结构：它是由被取代的嘧啶和噻唑环通过亚甲基连接而成的一类化合物，它在自然界中常与焦磷酸合成焦磷酸硫胺素（简称TPP）。,2、VB1组成和性质,VB1为白色针状结晶，干燥结晶态对热稳定，易溶于水，其水溶液在空气中逐渐分解，在酸性条件对热较稳定，在中性及碱性溶液中易被氧化。 在中性及碱性溶液中，亚硫酸盐能加速VB1的分解，所以，在贮藏含VB1较多的食物如谷类、豆类、猪肉时，不宜用亚硫酸盐作为防腐剂或以二氧化硫熏蒸谷仓。,硫色素反应VB1的专一反应,VB1氧化后变成脱氢硫胺素，脱氢硫胺素在紫外光下显现蓝色荧光，可利用这一性质测定食品中的硫胺素含量。,3. VB1功能和缺乏症,VB1进入人体后，被磷酸酸化成硫胺素焦磷酸酯（TPP）组成辅酶，参与人体内酮酸、丙酮酸、酮戊二酸的氧化脱羧反应。这对于糖代谢和能量代谢非常重要。 当VB1不足时，糖代谢中间产物在神经组织中堆积，会造成健忘、不安、易怒或忧郁等症状。 此外，维生素B1不足时还会导致脚气病的发生。,硫胺素缺乏症为脚气病，分为成人脚气病和婴儿脚气病。 1.成人脚气病： （1）疲倦，“沉重感”；肌肉酸痛，尤以腓肠肌明显； （2）消化系统症状：厌食、恶心、消化不良等； （3）神经精神症状：头痛、失眠、不安、易怒等。,2.婴儿型脚气病 多发于25个月，发病突然，病程急，死亡率高，症状不典型，容易误诊。 主要表现：初期食欲不振、呕吐、兴奋、心跳加快、呼吸急促、困难。晚期有紫绀、水肿、心脏扩大、心力衰竭等。,VB1缺乏症,临床分型及症状： （1）干性脚气病：以多发性神经炎症状为主。上行性对称性周围神经炎，运动及感觉障碍，可出现踝、足麻木、蚁行感及灼烧感，“灼足综合征”，腱反射异常，腿伸、屈肌受累可出现足和趾下垂；感觉障碍初期为过敏，后期感觉消失。消化系统症状：厌食、恶心、消化不良等。 （2）湿性脚气病：以水肿和心脏症状为主，主要有：心悸、气短、心动过速、组织水肿，严重者心衰。 （3）混合性脚气病,4. VB1的来源,粮谷类、豆类、酵母、动物性原料的内脏和鸡蛋中。,15.2.1.2 维生素B2,1.结构：VB2是核糖醇与6，7二甲基异咯嗪的所含物。由于具有橙黄色，又称核黄素。,2. 性质 核黄素为橙黄色针状结晶化合物，味苦，溶于水和乙醇，水溶液呈黄绿色荧光。VB2对热稳定，在碱性溶液中易被破坏。游离核黄素对光、紫外线敏感。,3. 功能和缺乏症 核黄素是机体许多重要辅酶的组成成分，对机体内糖、蛋白质、脂肪代谢起着重要作用。缺乏时会发生口角炎、舌炎等。,4. 来源 VB2广泛存在于动物性食品中，以禽、畜类的肝、肾、心含量高，其次是奶类和蛋类。许多绿叶蔬菜和豆类中含量也很高。,15.2.1.3 维生素B6,1. 组成与结构 维生素B6又名吡哆辛，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三种。,2. VB6的性质,三种维生素都是白色晶体。吡哆醇易溶于水和乙醇，对光线敏感，对热较稳定，但吡哆醛和吡哆胺在高温时迅速破坏。 吡哆醇在体内转变为吡哆醛和吡哆胺。,3. VB6的来源,谷物类、鱼肉、鸡蛋、奶、白菜和豆类，肠道细菌也产生一部分，一般情况下人体不缺乏VB6。,15.2.2 维生素C(Ascorbic Acid),VC的变化 在所有维生素中VC是最不稳定的，在加工储藏过程中很容易被破坏。 氧气 有氧时持续加热 光照 在碱性条件 金属 对酸稳定,2，3-二酮古洛糖酸,VC易被水降解成无活性的二酮古洛糖酸，后者前一步氧化分解成草酸和L苏阿糖酸。,富含VC的食品 水果蔬菜中存在，柑桔类、绿色蔬菜、番茄，辣椒、马铃薯及桨果中含量较为丰富，而在刺梨、猕猴桃，蔷薇果和番石榴中含量最高。 在水果的不同部位中其浓度差别也很大，例如：苹果皮中的浓度要比果肉中高23倍。这种维生素唯一的动物来源为牛乳和肝。,15.3 脂溶性维生素,共同特点 均为非极性疏水的异戊二烯衍生物 不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂 在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收 吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输 种类 VitA, VitD, VitE, VitK,15.3.1 维生素A （vitamin A）,又名视黄醇（retinol），为所有具有视黄醇生物活性的一类物质的总称。,天然形式：A1（视黄醇） A2（3-脱氢视黄醇） 活性形式 ：视黄醇、视黄醛、视黄酸 维生素A原：-胡萝卜素,15.3.1.1 分类和理化性质,1. 分类 维生素A类 类维生素A：指维生素A及其合成类似物或代谢产物。 包括动物体内“已形成的维生素A（preformed vitamin A）”，即视黄醇（retinol）、视黄醛（retinal）、视黄酸（retinoic acid） 、 视黄基酯（retinyleasters)。 视黄醇（VA）分为视黄醇（VA1）和3-脱氢视黄醇（VA2）。VA2的生物活性为VA1的40%。, 类胡萝卜素（carotinoids）：指胡萝卜素及其类似物。 包括植物体内的“维生素A原（pro-vitamins A）”，即-胡萝卜素、-胡萝卜素、 - 隐黄素、-胡萝卜素等，在体内能转变成维生素A的物质。 目前已发现类胡萝卜素600种，但只有50多种能在体内转化生成视黄醇，其中最重要的是-胡萝卜素，在小肠粘膜细胞内的加氧酶催化下，一分子-胡萝卜素可生成2分子视黄醇。,2019/8/30,39,可编辑,2. 理化性质 维生素A和胡萝卜素都可溶于脂肪和大多数有机溶剂，不溶于水，对酸、碱和热比较稳定，但对氧和紫外线敏感。,3.生理功能,1. 维持正常视觉：VA在视网膜的视杆细胞中与视蛋白结合生成对光敏感的视紫红质。 2. 维持上皮的正常生长和分化： VA影响粘膜细胞中糖蛋白的生物合成，保持膜和上皮的正常结构和功能。 视黄酸受体和视黄酸结合，刺激或抑制基因表达，对细胞分化起调控作用。 3. 促进生长发育：可能为促进蛋白质的合成和骨细胞的分化。 4. 其他：维持正常免疫功能；抗氧化作用；抑癌作用 。,4.缺乏与过量,1. 缺乏 VA缺乏是国际公认的四大营养缺乏病之一。发展中国家患病率为20%30%。 我国1992年营养调查结果：VA摄入量明显不足，RE摄入量为476g，占RDA的61.7%。城市居民摄入不足50%RDA的男女分别占46.8%和50.6%，而农村为58.1%和61.1%。儿童青少年比成人高510个百分点。 2002年全国营养调查结果：人均摄入视黄醇当量479g/日，城市居民为553g/日，农村居民为450g/日。,临床表现： 眼部症状：暗适应时间延长，夜盲，干眼病，毕脱斑（bitots spots），角膜软化症，失明。 皮肤粘膜症状：皮肤干燥、脱屑、鳞状角化；粘膜抵抗力下降，易感染。 儿童生长发育迟缓。 味觉、嗅觉下降，食欲减退。,Bitots spot,Bitots spot,2. 过量 中毒剂量： 急性：成人100倍RDA，儿童20倍。 慢性：10倍RDA。 中毒表现： 急性：恶心、呕吐、头痛、眩晕、视觉模糊、肌肉失调、嗜睡、厌食等。 慢性：头痛、脱发、肝大、长骨末端疼痛、肌肉僵硬、皮肤瘙痒等。 动物胚胎吸收、流产、出生缺陷。,5.供给量和食物来源,1. 供给量（DRIS） 单位（gRE），成人 RNI 男800，女700 UL：成人3000；孕妇2400；儿童2000 视黄醇当量（retinal equivalent, RE) 1g视黄醇=0.0035mol视黄醇=1gRE 1g-胡萝卜素=0.167 gRE 1g其他VA原=0.084 gRE 膳食中总RE（g）=VA（g）+ -胡萝卜素（g）0.167+其他VA原（g） 0.084 1IU VA=0.3 gRE,2. 食物来源 VA：动物肝脏，奶及制品，禽蛋，鱼卵，鱼肝油。 VA原：深色蔬菜和水果。,资料：我国居民膳食维生素A摄入状况,1992年全国营养调查结果： 人均摄入视黄醇当量476g/日 城市居民为606g/日 农村居民为409g/日 2002年全国营养调查结果： 人均摄入视黄醇当量479g/日 城市居民为553g/日 农村居民为450g/日,15.3.2 维生素D,维生素D是一类抗佝偻病维生素的总称，重要的有： VD2（麦角骨化醇） VD3（胆骨化醇）,1. 理化性质：热、碱稳定；光、酸破坏。 2. 生理功能：调节钙磷代谢。 3. 缺乏病：佝偻病，骨软化，骨质疏松症 原因：日光照射不足，食物供给不足，肠道吸收障碍。 4. 过多症：软组织钙化，肾结石。,维生素D的生物活性,维生素D在体内经肝、肾代谢为1，25-二羟维生素D，即骨化三醇。骨化三醇是维生素D的活化形式，在肠、骨、肾和甲状腺等靶器官中发挥作用，促进对钙磷的吸收，促进骨代谢，维持血钙、血磷的平衡。,骨化二醇和骨化三醇现可直接作为药物使用。通用名分别为阿法骨化醇和骨化三醇，适宜于肝肾功能衰退的患者。,维生素D缺乏性佝偻病，简称佝偻病，是由于维生素D缺乏而致钙、磷代谢失常，钙盐不能正常地沉着在骨骼生长部位，使发育中骨骼不能正常钙化，造成生长骨骼病变。 临床上以骨骼改变为特征的一种全身慢性营养缺乏性疾病。,维生素D缺乏症,临床症状,骨骼表现： 头部：颅骨软化（3-6月小儿）、方颅（5-9月小儿）、囟门迟闭合（1.5岁）。 胸廓：郝氏沟、鸡胸及漏斗胸(1岁左右)。 脊桩：后凸、侧弯。 骨盆：前后径变小、扁平。 四肢：X、O形腿(6月以上)。 牙齿：出牙晚、小、排列不齐。,囟门凹陷,脊柱后凸,1) 皮肤7-脱氢胆固化醇 胆骨化醇（D3） 2) 食物：食物中肝、蛋、乳、植物油，强化食物,紫外线,维生素D的来源,增加体内维生素D的措施 （1）合理喂养：合理喂养，及时添加维生素D食物。动物肝、蛋黄、奶油、乳类和海产品。 （2）增加日光照射：多到户外活动 （3）补充维生素D和钙剂：葡萄糖酸钙1-2g/日，活性钙200-300mg/日。,15.3.3.1 维生素 E 的发现 1922年美国的Evanst和Bishop发现脂溶性膳食因子对大白鼠的生殖能力是必需的，定为X因子；1924年，Sure教授把这种因子命名为维生素E；1936年，Bishop教授分离出结晶的维生素E，因其具有酚的结构和抗不育的作用，将其命名为生育酚。,15.3.3 维生素 E,天然的生育酚共有8种,在化学结构上,均系苯并二氢吡喃的衍生物。根据化学结构分为生育酚及生育三烯两类,每类又可根据甲基数目和位置不同,分为, , , .,15.3.3.2 维生素E之-生育酚,维生素E是泛指一族具有生育酚基本母核的脂溶性化合物，他们各具不同程度的维生素活性，而-生育酚为最具活性者。所以药典中所指VE为-生育酚醋酸酯。 本品不易受空气和紫外线影响，在水解生成-生育酚后易被氧化。遇光、空气可部分氧化成-生育醌及-生育酚二聚体。,-生育酚,15.3.3.3 维生素E的功效,维生素E初被发现时是以生育醇命名的，故只知其为抗不孕维生素，可用于习惯性流产、不育症等。但后来营养及生化学者，一直研究的结果发现维生素E，简直是一种万能丹，除可固胎外，还有甚多的功能。 抗衰老功效 心血管疾病 脂肪肝,维生素E的功效抗衰老,维生素E是一种强抗氧化剂，能有效地阻止食物和消化道内脂肪酸的酸败，保护细胞免受不饱和脂肪酸氧化产生的有害物质的伤害。 是极好的自由基清除剂，具有清除自由基的能力，可中断高速运转的自由基连锁反应，抑制多不饱和脂肪酸过氧化脂质的形成，所以，在抑制生物膜中多不饱和脂肪酸过氧化时，可减轻细胞膜结构损伤，维护细胞功能的正常运行。,维生素E的其他功效,1.维生素E可增加乙酰胆碱的利用率，可增加肌肉弹性，改善肌肉无力症效果非常显著。 2.增强毛细管的抵抗力，维持其正常的通透性，预防心血管病。 3.是细胞呼吸的必需促进因子，可保护肺组织免受空气污染。 4.改变肝细胞衰变周期，减小肝细胞的凋亡率，保肝护肝。,15.3.3.4 维生素E的摄入,因为动物体内不能合成维生素E，所需的维生素E都得从食物中获取。 在各种植物油、油料作物和人造奶油中含有大量的维生素E，如：葵瓜子油、菜油、花生油、橄榄油、人造黄油、人造奶油或者抹面包片用的肉酱中都含有大量的维生素E。 同时，在各种干果中也含有丰富的维生素E（100克的杏仁中含有24毫克，100克榛子中含有25毫克） 像绿色蔬菜，蛋黄，豆类等也有丰富的维生素E。茶叶中的维生素E更是菠菜含量的32倍。,不同食物维生素E的含量,mg/100g,天然的维生素E与合成的维生素E之差別,维生素K于1929年丹麦化学家达姆从动物肝和麻子油中发现并提取。后来研究发现它在人体内能促使血液凝固。人体缺少它，凝血时间延长，严重者会流血不止，甚至死亡。 因其具凝血作用（Koagulation，德文） ，命名为维生素K。,15.3.4 维生素 K,15.3.4.1 维生素K 的种类,维生素K是一类含萘醌结构，具有凝血作用的化合物的总称。,维生素K的基本结构2-甲基-1，4-萘醌,凝血维生素,叶绿醌(Phylloquinone ),金合欢醌farnoquinone,维生素K,K1 (主要存在于植物和动物肝脏中 ),K2(人体肠道细菌代谢的产物 ),K3(人工合成 ),K4(人工合成 ),甲萘醌(Menaquinone ),维生素K均为2-甲基-1,4-萘醌的衍生物,维生素K,促进,凝血因子2(凝血