水溶性维生素

营养学基础 7 安健华二0一六年四月 第八章维生素 一 概述维生素是维持人体正常生理功能所必需的一类微量低分子有机化合物 它们虽种类繁多 性质各异 但具有以下共同特点 维生素存在于天然食物中 它们在体内不提供热能 一般也不是机体的组成成分 它们参与维持机体正常生理功能 需要量极少 通常以mg ug计 但是必不可少 它们一般不能在体内合成 或合成的量少 不能满足机体需要 必须由食物不断供给 1 维生素的命名 维生素有三种命名系统 一是通常把维生素的命名按照它们被发现的顺序依英文字母顺序排列 如维生素A 维生素B 维生素C 维生素D 维生素E等 二是按其特有的功能命名 如抗干眼病维生素 抗癞皮病维生素 抗坏血酸等 三是随着各种维生素化学结构的确定 人们经常使用其化学结构名称 如视黄醇 硫胺素 核黄素等 虽然维生素的命名还没有取得一致 但三种命名系统互相通用 并且更趋向于使用化学名称 2 维生素的分类各种维生素类化学结构差别很大 科学家们发现维生素的生理作用与它们的溶解度有很大关系 所以通常按照维生素的溶解性能不同将其分为脂溶性维生素和水溶性维生素 1 脂溶性维生素指不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂中的维生素 包括维生素A 维生素D 维生素E及维生素K 脂溶性维生素可在体内大量贮存 主要贮存于肝脏部位 因此摄入过量会引起中毒 2 水溶性维生素是指可溶于水的维生素 主要有B族维生素及维生素C B族维生素包括8种水溶性维生素 即维生素B1 维生素B2 维生素B6 吡哆素 维生素pp 烟酸 尼克酸 叶酸 泛酸 生物素和维生素B12 钴铵素 水溶性维生素及其代谢产物较易自尿中排出 体内没有非功能性的单纯的储存形式 当机体饱和后 摄入的维生素必然从尿中排出 因此水溶性维生素一般无毒性 但极大量摄入时也可出现毒性 如摄入过少 可较快出现缺乏症状 3 维生素缺乏许多因素可致人体维生素不足或缺乏 常见原因有 1 膳食中供给不足膳食维生素含量取决于食物中原有的含量以及收获 加工 烹调与贮藏时丢失或破坏的程度 在加工 烹调中添加保护性物质常可减少维生素损失或破坏 2 人体吸收利用降低当消化吸收系统功能障碍 如长期腹泻 消化道或胆道梗阻 胆汁分泌受限 胃酸分泌减少 或膳食成分改变致使吸收降低 如膳食中脂肪含量低 可影响脂溶性维生素的吸收 3 维生素需要量相对增加由于维生素的需要量增加 或丢失量增加 使体内维生素需要量相对增高 比如 妊娠 授乳期妇女 生长发育期儿童 特殊生活及工作环境的人群 疾病恢复期病人 他们对维生素的需要量都相对增高 一旦摄入量减少 也很容易出现维生素缺乏的症状 维生素缺乏在体内是一个渐进过程 初始贮备量降低 继而则有关生化代谢异常 生理功能改变 然后才是组织病理变化 出现临床症状和体征 因此 轻度缺乏常不出现临床症状 但一般的常有如劳动效率下降 对疾病抵抗力降低等表现 称为亚临床缺乏或不足 当缺乏达到一定严重程度时 则出现所缺乏的相应维生素的独特症状和体征 即临床缺乏 当维生素摄入过多时 水溶性者常以原形从尿中排出体外 但超过非生理量时有不良作用 如维生素的不正常代谢 或干扰其它营养素代谢 当脂溶性维生素大量摄入时 可致体内积存过多引起中毒 为此 必须注意某些含维生素丰富的食物的过量摄入 也需更多注意强化食物以及维生素制剂的大量服用 要遵循合理原则 不宜盲目增大 过量使用 二 水溶性维生素水溶性维生素包括B族维生素及维生素C两大类 B族维生素主要有维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素pp 泛酸 生物素 叶酸和维生素B12等 1 维生素C 单位 mg 维生素C即抗坏血酸 是最早发现能造成人体缺乏病的维生素之一 维生素C对人体是十分重要的 如果严重缺乏 会引起全身性出血的坏血病 自然界存在的具有生理活性的是L 抗坏血酸 抗坏血酸的特殊结构决定了它本身性质的不稳定性 它对氧很敏感 温度 PH值 氧化酶 紫外线等都会使它受到严重破坏 因此 食物在加碱处理 加水蒸煮 蔬菜长期在空气中放置等情况下维生素C损失较多 而在酸性 冷藏及避免暴露于空气中时损失较少 1 生理功能1 促进胶原生物合成胶原是体内的结缔组织 骨及毛细血管的重要构成成分 而在创伤愈合时 当体内抗坏血酸不足时 胶原蛋白不能正常合成 导致细胞连结障碍 造成伤口愈合缓慢 血管脆性增强 牙龈出血等现象 2 改善铁 钙和叶酸的利用抗坏血酸具有还原性 能使血浆中的铁传递蛋白中的三价铁还原为二价铁 从而被释放出来 二价铁再与肝脏铁蛋白结合 提高了铁的利用率 有助于治疗缺铁性贫血 维生素C可促进钙的吸收 这是因为它能在胃中形成一种酸性介质 而防止了不溶性钙络合物的生成及发生沉淀 叶酸的缺乏会引起巨红细胞性贫血 而叶酸在体内必须转变成有生物活性的四氢叶酸才能发挥作用 抗坏血酸可将叶酸还原成四氢叶酸 3 预防心血管疾病抗坏血酸可以参与类固醇的羟基化反应 促进胆固醇转变成胆酸 降低血清中胆固醇的含量 从而在预防心血管疾病上发挥作用 同时它对形成胶原有促进作用 对维持血管壁的健康也有重要意义4 阻断亚硝胺形成食物中的硝酸盐或亚硝酸盐 抗坏血酸可阻断亚硝酸盐的形成 5 作为一种自由基清除剂抗坏血酸是一种重要的自由基清除剂 起到抗衰老作用 能分解皮肤中色素 防止发生黄褐斑等 6 解毒作用维生素C对铅化物 砷化物 苯及细菌毒素等具有解毒作用 故临床上维生素C是常用的解毒剂之一 2 缺乏与过量 缺乏抗坏血酸缺乏 丧失了它最重要的一种功能 胶原蛋白合成受阻 引起坏血病的发生 早期表现为疲劳 倦怠 由于毛细血管脆性增强而容易出现牙龈肿胀 出血 伤口愈合缓慢等 严重时可出现内脏出血而危及生命 过量维生素C在体内分解代谢最终的重要产物是草酸 长期服用过量维生素C可出现草酸尿以至形成泌尿道结石 有报道每日摄入维生素C2 8g时可出现恶心 腹部痉挛 腹泻 铁吸收过度 红细胞破坏等 3 供给量及食物来源我国营养学会2013年推荐成人的RNI为100mg d UL为 2000mg d 食物中的维生素C主要存在于新鲜的蔬菜 水果中 水果中新枣 酸枣 橘子 山楂 柠檬 猕猴桃 沙棘和刺梨等含有丰富的维生素C 蔬菜中以绿叶蔬莱 青椒 番茄 大白菜等含量较高 根茎类蔬菜维生素C的含量不高 谷类及豆类食物中几乎不含维生素C 但是豆类经过发芽以后也产生一定量的维生素C 2 维生素B1VB1又称硫胺素 是人类发现最早的维生素之一 因发现其与预防和治疗脚气病 Beriberi 有关 所以又称作抗神经炎素 单位 mg 1 生理功能在神经生理上的作用硫胺素在神经组织中可能具有一种特殊的非酶作用 当硫胺素缺乏时会影响某些神经递质的合成与代谢 干预正常的神经传导 以致影响内脏及周围神经功能 同时维生素B1不足时 糖代谢发生障碍 使能量不能充分供给神经系统 而糖代谢的中间产物 丙酮酸 乳酸 在神经组织中堆积 出现健忘 不安 易怒或忧郁等症状 维生素B1对于维持心脏正常功能 促进水盐代谢 刺激胃肠道的蠕动和消化液的分泌 维持正常食欲等也具有明显的作用 2 缺乏症维生素B1缺乏常由于摄入不足 需要量增高和吸收利用障碍而引起 早期缺乏可出现疲劳 烦躁 记忆减退 睡眠障碍 心前区疼痛 厌食 腹部不适和便秘 严重时形成脚气病而主要损害神经血管系统 成人脚气病临床表现特性是多发性神经炎 消瘦或水肿 心脏功能紊乱等 虽然脚气病主要是维生素B1缺乏 但是常常伴有其他维生素的不足 而成为B族维生素缺乏病 根据临床症状可分为三种类型 干性脚气病以多发性神经炎症状为主 出现上行性周围神经炎 表现为指趾麻木 肌肉酸痛 压痛 尤以腓肠肌为甚 湿性脚气病以水肿和心脏症状为主的脚气病 出现心悸 气促 心动过速和水肿 心电图可见低电压 右心室肥大 急性暴发性脚气病 acuteberiberi 以心力衰竭为主 脑型脚气病长期酗酒者可出现 早期阶段有精神错乱 失声症 特征为眼球震颤 全眼肌麻痹 昏迷以及不治疗情况下出现死亡等 婴儿脚气病多发生于出生2 5月的婴儿 由于孕期缺乏硫胺素及乳母膳食缺乏硫胺素 致使婴儿缺乏硫胺素 而出现婴儿脚气病以心血管症状为主 而且发展迅速 如不在数小时内及时治疗 常常造成死亡 主要症状为哭声微弱 皮肤呈青紫色 心跳过速有时伴有呕吐 晚期表现心力衰竭症状 易被误诊为肺炎合并心力衰竭 硫胺素为水溶性维生素 过量中毒很少见 每天服用超过5 10g时 偶尔会出现发抖 疱疹 浮肿 神经质 心跳增快及过敏等的副作用 3 供给量及食物来源维生素B1的需要量与糖代谢和热能代谢有关 维生素B1的供给量应按照总热能需要量推算 一般认为成人每摄入4184kJ能量需要维生素B1的供给量应为0 5mg 中国营养学会2013年推荐硫胺素的RNI为成年男性1 4mg d 女性1 2mg d 硫胺素的UL为50mg d 维生素B1主要存在于谷类 粗杂粮 豆类 酵母 干果及硬果中 动物的心 肝 肾 瘦猪肉及蛋类也很丰富 蔬菜中含的维生素B1比水果中稍多 但不是主要来源 3 维生素B2维生素B2即核黄素 纯品为橘黄色针状结晶 溶于水中呈黄绿色 1 生理功能核黄素通过呼吸链参与体内氧化还原反应与能量代谢 促进正常的生长发育 维护皮肤和黏膜的完整性 2 缺乏与过量核黄素缺乏是我国常见的营养素缺乏病 核黄素缺乏不仅由于膳食摄入不足 也可能由于疾病 药物和内分泌失常而干扰了维生素的利用 酒精通过干扰核黄素的消化和吸收而引起核黄素缺乏 因此 摄入不足和酗酒是核黄素缺乏的最主要原因 核黄素轻度缺乏没有明显的体征改变 仅有生化代谢的变化 当严重缺乏时可以出现多种临床症状 常见的有 口角炎 唇炎 舌炎 阴囊会阴皮炎 脂溢性皮炎以及眼睑炎 角膜血管增生等症状核黄素缺乏也可干扰铁在体内的吸收 储存和利用 可导致儿童生长迟缓 此外 妊娠期缺乏核黄素还可导致胎儿骨骼畸形 由于核黄素溶解度相对较低 肠道吸收有限 故一般来说 核黄素不会引起过量中毒 3 供给量及食物来源由于维生素B2是很多氧化还原酶的成分 而且与体内能量的代谢有关 因而人体对于维生素B2的需要量也同维生素B1一样 同能量的摄入量成正比 我国成人膳食核黄素的RNI为男性1 4mg d 女性1 2mg d 维生素B2在各类食品中广泛存在 但通常动物性食品中的含量高于植物性食物 如各种动物的肝脏 肾脏 心脏 蛋黄 鳝鱼以及奶类等都含有丰富的维生素B2 许多绿叶蔬菜和豆类含量也多 谷类和一般蔬菜含量较少 因此 为了充分满足机体要求 除了尽可能利用动物肝脏 蛋 奶等动物性食品外 应该多吃新鲜绿叶蔬菜 各种豆类 并采取各种措施 尽量减少维生素B2在食物烹调和储藏过程中的损失 4 烟酸烟酸又称尼克酸 维生素pp 抗癞皮病因子 烟酸在体内以烟酰胺的形式存在 1 生理功能 辅酶功能可以降低体内胆固醇水平 改善心血管系统的功能 维护皮肤 消化系统及神经系统的正常功能 2 缺乏症人体缺乏烟酸 会出现癞皮病 癞皮病最早报道于18世纪的西班牙 主要发生在以玉米或高粱为主食的人群 主要损害皮肤 口 舌 胃肠道黏膜以及神经系统 其中以皮肤的症状最为明显 其典型症状是皮炎 腹泻和痴呆 DermatitisDiarrheaDepression 简称 三D症状 当轻度缺乏烟酸时 表现为软弱无力 倦怠 体重下降 厌食 记忆力减退等 重度缺乏表现为 皮肤症状典型的皮肤症状为对称性晒斑样损伤 多发于脸 手背 颈 肘 膝等肢体暴露部位 继而皮肤折叠部位也发生皮炎 皮肤变为暗红色或棕色 色素沉着 有脱屑现象 继发感染可发生糜烂 消化系统症状食欲不振 消化不良 呕吐 腹痛 腹泻或便秘 口 舌部症状表现为口腔黏膜溃疡和杨梅舌 并伴有烧灼感和疼痛 神经系统症状当严重缺乏烟酸时 即发生神经系统症状 常见有情绪变化无常 精神紧张 抑郁或易怒 失眠 头痛 疲劳及丧失记忆 甚至进一步发展成为痴呆 目前尚没有食用烟酸过量引起中毒的报道 烟酸毒性报道主要见于临床采用大剂量烟酸治疗高血脂症病人所出现的副反应 其副作用主要表现为皮肤潮红 眼部不适 偶尔出现高血糖 3 供给量及食物来源我国营养学会2000年推荐的烟酸RNI成年男性15mgNE d 女性12mgNE d UL为35mgNE d 烟酸当量 NE 烟酸广泛存在于动植物食物中 含量较高的有酵母 动物的肝脏 全谷 种子 花生 及豆类 在一些植物 如玉米 高粱 中烟酸的含量并不低 但其中的烟酸呈结合态 不能被人体吸收和利用 因此 以玉米为主食的地区癞皮病的发生率往往较高 5 维生素B6 吡哆素 维生素B6是一组含氮的化合物 包括吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺三种形式 它们都具有维生素B6的生物活性 而且可以相互转变 吡哆醇主要存在于植物性食物中 吡哆醛 吡哆胺主要存在于动物性食物中 1 生理功能维生素B6为体内很多酶的辅酶成分 参加一系列重要的生物转化 2 缺乏症严重的维生素B6缺乏已经罕见 但轻度缺乏较多见 维生素B6缺乏可致眼 鼻与口腔周围皮肤脂溢性皮炎 个别还有神经精神症状 如易激动 忧郁和人格改变等 维生素B6缺乏还可引起人体免疫功能受损 维生素B6缺乏对幼儿的影响较成人大 儿童缺乏时可出现烦躁 肌肉抽搐和惊厥 呕吐 腹痛以及体重下降等症状 长期使用维生素B6500mg d以上可能会引起中毒反应 产生神经毒性 3 供给量及食物来源中国营养学会2013年提出我国居民膳食维生素B6的RNI值 成人为1 4mg d 维生素B6广泛存在于各种食物中 通常维生素B6含量丰富的食物有白色肉类 鸡肉和鱼肉 动物肝脏 豆类和坚果类等 水果和蔬菜中维生素B6含量也较多 其中香蕉的含量非常丰富 肠道细菌可以合成一部分维生素B6 6 叶酸叶酸因从菠菜叶中分离出来而命名 可以还原为四氢叶酸 只有四氢叶酸才具有生理意义 叶酸淡黄色结晶 叶酸的钠盐易溶于水 但在水溶液中易被光解破坏 在酸性环境下不稳定 当PH 4 0时容易被破坏 食物中的叶酸经烹调加工后损失率可高达50 90 单位 ug 1 生理功能叶酸对蛋白质 核酸的合成及各种氨基酸的代谢有重要作用 2 缺乏症正常情况下 人体所需要的叶酸除由膳食提供之外 肠道细菌能合成一部分 一般不易发生缺乏 但当吸收不良 需要量增多或长期服用抗生素等情况下也会造成叶酸缺乏 其临床症状为 巨幼红细胞贫血当叶酸缺乏时 将引起红细胞中核酸合成受阻 使红细胞的发育和成熟受到影响 红细胞比正常的大而少 造成巨幼红细胞性贫血 孕妇孕早期缺乏叶酸是引起胎儿神经管畸形的主要原因 神经管闭合是在胚胎发育的第3 4周 叶酸缺乏引起神经管未能闭合而导致脊柱裂和无脑畸形为主的神经管畸形 叶酸缺乏还可引起孕妇患巨幼红细胞贫血 出现胎儿宫内发育迟缓 早产及新生儿低出生体重 高半胱氨酸血症叶酸 维生素B12和维生素B6是血浆高半胱氨酸水平的决定因素 其中以叶酸的关系最大 高浓度同型半胱氨酸不仅会损害血管内皮细胞 而且可激活血小板的黏附和聚集 因而被认为是动脉粥样硬化及心血管疾病的重要致病因素 其它叶酸缺乏在一般人群还表现为衰弱 精神萎靡 健忘 失眠 胃肠道功能紊乱和舌炎等 儿童叶酸缺乏可见有生长发育不良 此外 动物实验还证实 在叶酸缺乏的动物中 由致癌物诱导的结肠癌发生 叶酸虽为水溶性维生素 但大剂量服用也可产生副作用 可干扰抗惊厥药物的作用诱发病人惊厥 影响锌的吸收而导致锌缺乏 使胎儿发育迟缓 低出生体重儿增加 并可干扰维生素B12缺乏的诊断 可能使叶酸合并维生素B12缺乏的巨幼红细胞贫血患者产生严重的不可逆转的神经损害 3 供给量及食物来源叶酸广泛存在于动植物食物中 其良好来源为动物肝脏 豆类 绿叶蔬菜 水果 坚果及酵母等 中国营养学会推荐我国成人叶酸的RNI值为400 gDFE d 叶酸当量 DFE UL为1000 gDFE d 7 维生素B12维生素B12分子中含金属元素钴 故又称钴胺素 是化学结构最复杂的一种维生素 是唯一含有金属的维生素 维生素B12为淡红色结晶 在强酸 强碱环境中易被破坏 对热较稳定 但在紫外线照射下易破坏 单位 ug 1 生理功能维生素B12与叶酸在代谢中互相作用 维生素B12可以通过增加叶酸的利用率来影响核酸蛋白质的合成 从而促进红血球的发育和成熟 促进皮肤的新陈代谢 2 缺乏症由于维生素B12与叶酸代谢关系密切 所以当维生素B12缺乏时也会引起恶性巨幼细胞性贫血 即脱氧核糖核酸的合成受阻所引起 缺乏还会引起神经及脊柱的病变所引起的神经组织的损害 年幼患者还会出现精神抑郁 智力减退等症状 3 供给量及食物来源对于维生素B12的推荐摄入量 参考美国有关资料 中国营养学会2000年提出我国居民膳食维生素B12的AI成人为2 4 g d 自然界中的维生素B12的主要是通过草食动物的胃和结肠中的细菌合成的 因此 其膳食来源主要为动物性食品 其中动物内脏 肉类 蛋类是维生素B12的丰富来源 豆制品经发酵会产生一部分维生素B12 人体肠道细菌也可合成一部分 植物性食物基本不含维生素B12 8 泛酸泛酸 由于它广泛存在于自然界 所以称泛酸 泛酸为淡黄色油状物 易溶于水中 不溶于有机溶剂 在酸性和碱性环境中加热易被破坏 泛酸常以钙盐的形式存在 为易溶于水的粉状结晶 对氧化剂和还原剂都比较稳定 1 生理功能泛酸的主要作用参加代谢过程 是在蛋白质