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第六章维生素 19世纪末精饲料养老鼠和普通饲料养老鼠的差别 为维生素的研究拉序幕维护身体健康的重要物质维生素在体内含量甚微 不会提供能量 也不参加组织构成 但它们是辅助已消化的食物进行生化反应 调节机体生理功能的发挥 维持身体健康所必需的一大类营养素 蛋白质 脂肪 糖类 矿物质 水 膳食纤维 维生素并称为七大营养素 维生素 vitamin 是维持机体生命活动过程所必需的一类微量的低分子有机化合物 维生素的种类很多 化学结构各不相同 在生理上既不是构成各种组织的主要原料 也不是体内的能量来源 然而它在能量产生的反应中以及调节机体物质代谢过程中起着十分重要的作用 命名一是按发现的历史顺序 以英文字母顺序命名 如维生素A B C D E等 二是按其生理功能命名 如抗坏血酸 抗干眼病维生素和抗凝血维生素等 三是按其化学结构命名 如视黄醇 硫胺素和核黄素等 分类椐溶解性维生素可分为两大类 1 脂溶性维生素包括维生素A D E K 溶于脂肪及有机溶剂 在食物中常于脂类共存 如摄取过多可引起中毒 2 水溶性维生素包括B族维生素 B1 B2 B6 PP B12 叶酸 泛酸 生物素等 和维生素C 维生素缺乏原因 1 维生素摄入不足 2 吸收 利用障碍 3 需要量相对增加 脂溶性维生素的功能 缺乏症状和食物来源 水溶性维生素的功能 缺乏症状和食物来源 维生素A 光明的使者是维生素家族中第一个被发现的 1500年前的南北朝躲避战乱避居在深山 眼睛逐渐看不见东西 用乌鸦肝煮汤治眼病 唐朝的 千方金 医书上记载 动物肝脏有治疗眼疾 夜盲症 1915年Mccollum和Davis从动物油及鱼油中分离出VA 是指含有视黄醇结构 并具有其生物活性的一大类物质 维生素A原复合物 某些有色植物含有类胡萝卜素 其中一小部分可在小肠和肝细胞内转变成视黄醇和视黄醛 这些类胡萝卜素统称为维生素A原 胡萝卜素 胡萝卜素 胡萝卜素等 性质 黄色晶体 不溶于水 对酸 碱 热比较稳定 但易被空气中的氧所氧化破坏 尤其在高温条件下 维生素A的功能保持正常视觉 维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分 治疗干眼病和暗适应能力强 维族人暗适应能力强 促进生长发育 促进细胞生长和分化 增强机体免疫功能 保持上皮细胞组织的完整和健全 防治癌症 对上皮细胞的分化有控制作用 抑制肿瘤生长 抗氧化作用 清除自由基 增强生殖力 维生素A缺乏造成性激素合成减少 1 g视黄醇 0 0035 mol视黄醇 1 g视黄醇当量 RE 1 g 胡萝卜素 0 167 g视黄醇当量 RE 1 g其它维生素A原 0 084 g视黄醇当量 RE 膳食或食物中总视黄醇当量 gRE 视黄醇 g 胡萝卜素 g 0 167 其它维生素A原 g 0 084 VitA和胡萝卜素均耐热 酸 碱 一般烹调加工不易破坏 维生素A的供给我国成人维生素ARNI 男性为每天800 g视黄醇当量 女性为每天700 g视黄醇当量 UL值 成年人为3000 g d 孕妇2400 g d 儿童2000 g d 食物来源动物肝脏 鱼肝油 鱼卵 全奶 奶油 禽蛋等植物性食物 深绿色或红黄色的蔬菜和水果 胡萝卜素是维生素A安全来源 维生素A缺乏 夜盲 暗适应能力下降 干眼病 泪腺受损分泌减少 结膜出现皱纹 失去正常光泽 患者常感眼睛干燥 怕光 流泪 发炎 疼痛 皮肤粗糙 干燥 鳞状等 影响生长发育等 过量1 大剂量VitA摄入可引起急性 慢性和致畸毒性 2 大量摄入类胡萝卜素可出现高胡萝卜素血症 易出现类似黄疸的皮肤 但停止使用类胡萝卜素 症状会逐渐消失 未发现其它毒性 维生素D 佝偻病的克星医生发现居住在阴暗 潮湿 缺乏阳光照射环境的儿童容易罹患佝偻病 没衣服穿的穷孩子由于皮肤经常接受阳光反而比衣着整齐 怕晒太阳的富家孩子不易的佝偻病 以维生素D2 麦角钙化醇 及维生素D3 胆钙化醇 最为常见 维生素D2是由酵母菌或麦角中的麦角固醇经日光或紫外光照射后的产物 并且能被人体吸收 维生素D3是由储存于皮下的胆固醇的衍生物 7 脱氢胆固醇 在紫外光照射下转变而成的 性质 白色晶体 不溶于水 溶于脂肪 在中性及碱性溶液中较稳定 耐高温 不易氧化 但在酸性条件下逐渐破坏 生理功能促进钙 磷的吸收 促进骨骼 牙齿的生长发育 促进皮肤新陈代谢 VD是利用阳光可以制造的维生素 但阳光中的紫外线不能透过普通玻璃 也不容易透过云层 厚衣服 同样接受阳光照射而煤烟多的城市不如山区 海滨的效果 所以医生常劝孕妇 儿童 老人多到户外晒太阳 经常晒太阳是世界上大多数人获得廉价而充足的VD主要途径 每天只需要一小段时间就够 肤色浅的10 15分钟就可以获得几天所需要的维生素D 肤色深需要时间稍长 时间过长也会对皮肤照出伤害 VD缺乏症 缺钙的临床表现佝偻病骨质软化症骨质疏松症手足痉挛症原因 日光照射不足 膳食摄入不足过多症中毒症状包括食欲不振 体重减轻 恶心 呕吐 腹泻等 血清钙磷升高 发展成动脉 心肌 肺 肾 气管等软组织转移性钙化和肾结石 严重的维生素D中毒可导致死亡 原因 长期大量摄入VitD 尤其是鱼肝油来源 鼓励经常而适当的阳光照射 VitD 阳光不足 紫外线灯照射 VitD强化奶 鱼肝油 其它来源 主要海水鱼次要肝 蛋黄 来源 供给量 儿童 少年 孕妇 乳母 老人RNI为10 g d16岁以上和成人RNI为5 g dUL为20 g d 维生素E又称生育酚 分生育酚和生育三烯酚 它包括8种化合物 四种生育酚 即 T T T T 四种生育三烯酚 即 TT TT TT TT 性质 黄色油状液体 溶于脂肪 对热及酸稳定 对碱不稳定 对氧十分敏感 油脂酸败加速破坏 在碱性条件下加热食物 可使生育酚完全破坏 在烹调中即使使用少量的酸败油脂也能破坏食物中大部分维生素E 一般烹调时VitE损失不大 但油炸时VE活性明显下降 传宗接代的法宝 心血管的增强剂 传宗接代 研究发现 如果只给老鼠喂高蛋白质食物或乳汁 老鼠很快就失去生育能力 这种现象引起美国科学家Evans的关注 1920年前后 Evans和他同事用各种无机盐 蔗糖 猪油 酵母 维生素A B C等精心配制的饲料喂养老鼠 还是发现老鼠很快肌肉萎缩 丧失生育能力 在饲料中添加莴苣和全麦能够使老鼠恢复生育能力 按维生素发现顺序命名为E 又花费数十年从麦芽油中提炼出来 获诺贝尔奖 心血管增强剂 1 1957年 Harman等科学家发现E可以保护所有细胞的脂类 所以能保护心脏 延长心肌细胞 2 促进蛋白质更新 降低低密度脂蛋白浓度 防动脉粥样硬化 3 延缓衰老 1960年美国和英国科学家发现离体的正常人体细胞一般可存活60 70代 但加入E可存活120 140代 4 保护肌肤 令肌肤有弹性 5 具有解毒功能 许多动物实验证明 银 汞 铅等金属离子 四氯化碳 苯 甲酚类化合物进入机体对肝脏产生毒性 而VE对肝脏起保护作用 维生素E的生理功能 抗氧化作用预防衰老 清除自由基促进肌肉生长发育 治疗贫血防治心血管疾病抑制肿瘤 维生素E的供给量成人的维生素E推荐摄入量是10mg总生育酚VitE在食物分布甚广 且体内可较多储存 缺乏症较少发生 VitE的毒性较小 维生素E的食品来源植物油 麦胚 硬果 种子类 豆类及其它谷类非天然E不宜多吃 只有发生疾病是才补充 建议一般早晚补充 它可以使皮肤光滑 有弹性 一般不需要每天补充 因为是脂溶性的 不容易排出体外 对肝脏有伤害 建议尽量食补 多吃水果 蔬菜等 维生素B1也称硫胺素 VB1预防脚气病普通脚气是一种由真菌引起脚癣 脚气病是由于缺乏维生素B1所造成的神经 心血管疾病 这类疾病四肢无力 肌肉疼痛 麻木并且逐渐萎缩 麻痹 皮肤逐渐失去知觉 病情从脚部开始 逐渐向心脏发展 最后心脏扩大 患者呼吸困难 严重的就会死亡 研究经历 1 1886年荷兰医生艾克曼发现精白米面饲喂的小鸡死于麻痹症 而糙米饲喂就恢复健康 通过对荷属印度群岛101所监狱中30000名囚犯调查 找出稻米的糠皮中一种抗脚气病物质 2 20世纪美国化学家罗伯特 R 威廉斯确定了其化学结构 设计了合成的方法 VB1缺乏为什么会引起脚气病 碳水化合物提供机体主要的热量 在VB1的参与下 碳水化合物才被彻底分解 如果缺乏 则不能彻底氧化分解 产生的大量酸性物质使人感觉疲劳 四肢无力 甚至手脚麻木 皮肤失去知觉 继而影响到心脏 神经和肌肉所需要的能量主要是有糖类供应 因此一旦VB1缺乏 就可引起神经 循环等一系列临床症状称之为脚气病 脚气病依据症状不同 分为以下类型 1 干性脚气病 主要侵害神经 肌肉 表现为烦躁 健忘 思想不集中 稍后出现神经炎症状 如脚低感觉障碍 腿部沉重 发痒 蚁行感 小腿肌肉萎缩 走路不稳 2 湿性脚气病 主要侵害循环系统 患者感觉心悸 气喘 如果体检发现心脏扩大 心跳过快 呼吸困难 突然死亡 湿性脚气病还会有浮肿现象 最初发生在小腿后侧 逐渐蔓延到全身 3 混合型脚气病 同时出现干性和湿性症状 4 婴幼儿脚气病 生长迅速而供应不足 乳母食谱缺陷 1 酸性条件下稳定 碱性环境 尤其在加热时易分解破坏 煮粥时切勿为口感而放碱 2 烧肉放大蒜 民间就有谚语云 吃肉不加蒜 营养减一半 1 大蒜中含特有的蒜氨酸和蒜酶 二者接触后会产生蒜素 肉中的维生素B1和蒜素结合生成稳定的蒜硫胺素 从而提高了肉中维生素B1的含量 2 不仅如此 蒜硫胺素还能延长维生素B1在人体内的停留时间 提高其在胃肠道的吸收率和体内的利用率 生理功能 辅酶功能焦磷酸硫胺素 TPP 是碳水化合物代谢中氧化脱羧酶的辅酶 参与三大营养素的分解代谢和产生能量 非辅酶功能参与某些神经递质的合成和代谢调控某些离子通道功能硫胺素缺乏的原因摄入不足 需要量增加 机体吸收或利用障碍 硫胺素供给量成人每4 18MJ 1000kcal 能量需要硫胺素0 5mg 老人和儿童每4 18MJ 1000kcal 能量需要硫胺素0 5 0 6mg 中国营养学会2000年推荐RNI成年男性为1 4mg d 女性为1 3mg d 硫胺素的UL为50mg d 食物来源谷物 杂粮 豆类 干酵母 硬果 动物内脏 蛋类 瘦猪肉 蔬菜 水果的VB1很少 具体如下 2020 1 26 27 可编辑 每百克米面 精白粉0 06mg 标准粉0 46mg 籼米0 34mg 粳米0 13mg 高粱米0 26mg每百克肉类 猪肉0 53mg 猪肝0 40mg 牛肝0 39mg每百克蛋类 鸡蛋0 16mg 鸭蛋0 15mg每百克坚果 核桃0 17mg 板栗0 24mg每百克豆类 大豆0 53mg 绿豆0 53mg未经精制加工的谷类内含有大量硫胺素 因此多吃全面面包 糙米 胚芽米 胚芽面包等便能摄取足够的VB1 维生素B2 根据化学结构又命名为核黄素 1879年英国化学家布鲁斯首先在乳清中发现 1933年美国科学家哥尔培格从牛奶中提取和提纯 维生素是三大产能营养素 蛋白质 脂肪 糖类在机体的代谢过程中所不可缺少的 英国剑桥大学化学教授霍普金博士曾经做过一个实验 即当蛋白质 脂肪 糖类和其他已经发现的营养素供应充足而VB2不足时 老鼠依然发育不良 甚至会死亡 由此可见 VB2在营养素的代谢过程中发挥着极为重要的作用 生理功能参与体内生物氧化与能量代谢参与维生素B6和烟酸的代谢参与体内的抗氧化防御系统和药物代谢 缺乏与过量VB2主要在小肠吸收 肠道功能不好 长期腹泻长切除等都会导致VB2缺乏 另外酒精干扰VB2的消化吸收也会引起B2缺乏 核黄素缺乏表现为口角炎 唇炎 舌炎 眼部症状 皮炎 长期缺乏还可导致儿童生长迟缓 轻中度缺铁性贫血 一般来说 核黄素不会引起过量中毒 核黄素供给量我国成人膳食核黄素的RNI男性为1 4mg d 女性1 2mg d 中性 酸性条件下对热稳定 碱性条件下易分解破坏食物来源良好来源为动物性食物 内脏 蛋黄 奶类含量丰富植物性食物中绿叶蔬菜 尤其是菠菜 韭菜 油菜 及豆类较多 水果中也有一定的含量粮谷类最低 尤其是碾磨过精的粮谷 特别提醒 我国膳食结构易引起B2缺乏 表现为口角容易发炎 维生素pp VB5 烟酸抗癞皮病因子生理功能以NAD和NADP的形式作为辅基参与脱氢酶的组成 在生物氧化还原反应中作为氢的受体和电子的供体 参与蛋白质核糖基化过程 与DNA复制 修复和细胞分化有关 参与脂肪酸 胆固醇以及类固醇激素等的生物合成 具有增强胰岛素效能的作用 降低血脂 改善心血管功能 是最稳定的Vit 一般烹调损失极小 烟酸缺乏引起癞皮病典型症状为皮炎 dermatitis 腹泻 diarrhea 和痴呆 dementia 又称 三D 症状 初期症状体重减轻 失眠 头痛等 继而出现皮肤 消化系统 神经系统症状裸露皮肤及摩擦部位对称性晒斑样损伤慢性皮炎为皮肤变厚 脱屑 色素沉着杨梅舌 口腔粘膜溃疡食欲不振 恶心 呕吐 腹痛 腹泻失眠 乏力 抑郁 痴呆过量摄入极少见 烟酸供给量膳食中烟酸的参考摄入量采用烟酸当量 NE 为单位 即 NE mg 烟酸 mg 1 60色氨酸 mg 我国营养学会2000年推荐烟酸的RNI成年男性为14mgNE d 女性为13mgNE d UL为35mgNE d 食物来源动物性食品 动物内脏植物性食品 全谷 种子 豆类玉米中烟酸为结合型 需加碱处理后 游离烟酸才易被机体吸收 维生素B6称吡哆醇 实际上包括吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺三种衍生物 生理功能 维生素B6主要以磷酸吡哆醛的形式作为辅酶 参与氨基酸的合成与分解代谢 催化血红素合成 催化肌肉与肝脏中的糖原转化 参与亚油酸合成花生四烯酸以及胆固醇的合成与转运 参与 碳单位代谢 影响核酸和DNA的合成 影响同型半胱氨酸转化为胱氨酸的代谢 影响机体免疫功能 升高神经递质水平 缺乏与过量缺乏 常同时伴有其它VB族维生素的缺乏 可致眼 鼻与口腔周围皮肤脂溢性皮炎 临床上有口炎 舌炎 唇干裂 儿童影响更大 过量有严重的毒副作用 长期 大剂量给予补充品 VB6供给量和食物来源中国营养学会2000年提出我国居民膳食维生素B6的AI值 成人为1 2mg d VB6在酸性溶液中稳定 碱性中则容易分解破坏食物来源白色肉类 如鸡肉和鱼肉 肝脏 豆类 坚果等水果蔬菜 香蕉 叶酸 准妈妈们的法宝 叶酸属于B族维生素 最先从菠菜中提取叶酸主要参与核酸 合成蛋白质以及其他重要化合物如肾上腺素 胆碱 肌酸等的合成胎儿在孕育期间 各种器官生长极为迅速 细胞新陈代谢很快 蛋白质更新也快 很容易造成叶酸缺乏 引起胎儿 神经管畸形 的疾病 包括无脑儿 脑积水 脊柱裂等一组严重出生缺陷 生理功能其活性形式为四氢叶酸 H4PteGlu 其是体内重要生化反应中一碳单位的运载体 是一碳单位转移酶系的辅酶 叶酸在嘌呤 胸腺嘧啶和肌酐 5磷酸的合成 甘氨酸与丝氨酸相互转化 组氨酸向谷氨酸转化 同型半胱氨酸向蛋氨酸转化过程中充当一碳单位的载体 因此不仅可通过腺嘌呤 胸苷酸影响DNA和RNA的合成 而且还可以通过蛋氨酸的代谢影响磷脂 肌酸 神经介质以及血红蛋白的合成 叶酸缺乏 巨幼红细胞贫血 胎儿神经管畸形 高同型半胱氨酸血症 孕妇先兆子痫 胎盘早剥 胎儿宫内发育迟缓 低出生体重 衰弱 健忘 失眠等叶酸过量 影响锌的吸收 干扰VB12缺乏的诊断与治疗 叶酸 维生素B12对红细胞成熟的影响 细胞分裂增殖的基本条件是DNA合成 叶酸 维生素B12对DNA合成有重要影响 叶酸在体内转变为四氢叶酸后作为一碳单位的载体 以N10 甲酰四氢叶酸 N5 N10 甲炔四氢叶酸 N5 N10 甲烯四氯叶酸等形式 参与嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的合成 故叶酸缺乏时 核苷酸特别是胸腺嘧啶核苷酸合成减少 红细胞中DNA合成受阻 细胞分裂增殖速度下降 细胞体积增大 核内染色质疏松 导致巨幼细胞性贫血 体内叶酸多以N5 甲基四氢叶酸形式存在 发挥作用时 N5甲基四氢叶酸与同型半胱氨酸反应生成四氢叶酸与甲硫氨酸 此反应需N5 甲基四氢叶酸转甲基酶催化 而维生素B12是该酶的辅酶成分 故当维生素B12缺乏时 转甲基反应受阻 影响四氢叶酸的周转利用 间接影响胸腺嘧啶脱氧核苷酸的生成 同样导致巨幼细胞性贫血 维生素B12 维生素中唯一含金属元素 分子中含有钴元素 故又称钴胺素 唯一含金属元素的维生素 易溶于水和乙醇 强碱 强酸和光照不稳定自然界中VB12均由微生物合成 食物来源 肉类 鱼类 贝类 禽 蛋 奶等是VB12日常事务来源 我国的豆腐乳 霉豆腐等富含VB12 缺乏可导致巨幼红细胞贫血 叶酸营养状况评价 叶酸参考摄入量美国提出 1998年 叶酸的摄入量应以膳食叶酸当量 DFE 表示 DFE g 膳食叶酸 g 1 7 叶酸补充剂 g 中国营养学会推荐我国成人叶酸的RNI值为400 gDFE d成人叶酸的UL为1000 gDFE d食物来源肝 肾 鸡蛋 豆类 绿叶蔬菜 水果及坚果等 维生素C 远离坏血病 希波克拉底是第一个提到坏血病的人 他描述的了坏血病的士兵牙床溃破 牙齿脱落 1519年 葡萄牙航海家麦哲伦率领远洋船队从南美洲东岸向太平洋进发 船队离开港口3 4月就发生坏血病 以至于到达目的地时 由原来的200人只留下35人 1734年 在开往格陵兰的海船上 有船员患了严重的坏血病被遗弃在一个荒诞上 靠野草充饥几天后 坏