脂溶性维生素与健康.doc

中国疾病预防控制中心营养与食品安全所 何丽 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A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A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A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A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A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A的适宜摄入量（AI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E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E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E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E的建议摄入量（AI） 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E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K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K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K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）VitD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D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D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D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（ ）。窗体顶端Error! Reference source not found.A. 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Error! Reference source not found.B. 调节激素分泌Error! Reference source not found.C. 调节免疫功能Error! Reference source not found.D. 调节细胞增殖和分化窗体底端A. 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B. 调节激素分泌C. 调节免疫功能D. 调节细胞增殖和分化正确答案：A解析：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。（五）维生素D的作用 维生素D最重要的作用就是可以防止跌倒和预防骨折。维生素D可以促成骨转换，防止成骨细胞死亡，起到强健骨骼的作用，它还可以维护肌肉的强度，防止跌倒。所以维生素D有防跌倒和骨折的作用。 上图是补充维生素D对跌倒影响的Meta分析。上图的分析可以发现，补充维生素D减少跌倒31%，下图补充维生素D减少跌倒16%，所以补充维生素D总的减少能走动的或养老院的老年人跌倒20%以上。 维生素D在骨矿化中还有很重要的作用。中风的患者因为长期卧床，不常出去晒阳光，导致严重的维生素D缺乏，血液中维生素D的含量只有5.9ng/ml。如果让中风的患者常规晒太阳12个月，经过比较可以发现，经常晒太阳的患者骨密度会上升，不晒太阳的会下降3.3%。 人需要每天日照多长时间才能产生足够的维生素D呢？在夏天的时候，如果把胳膊和腿全露出来，或者脸部、手部和肘部露出来，每次晒5-10分钟，每周晒23次足够了。或者增加体内1,25(OH)2-维生素D3的产生，增加肠道钙的吸收，钙、维生素D3的饮食调节以及补充剂的摄入等等，都可以达到补充维生素D的作用。 纬度对维生素D的产生有很大的影响。纬度超过35度的地区，冬季太阳光入射角度太小，以致于极大部分必需的紫外线被臭氧层吸收，从而减少甚至完全阻止了皮肤中维生素D3的产生。 （六）维生素D缺乏的原因 1.冬季，由于大多数人往往较少进行户外活动，导致阳光照射不足； 2.衣物厚重减少了暴露阳光的皮肤面积； 3.较少摄入奶制品及富含油脂的鱼； 4.冬季到达地球表面的日照辐射减少； 5.空气污染进一步降低阳光照射到地球表面； 6.过多使用防晒霜。 肤色较浅的年轻人每日大约需要日光照射15至30分钟，而肤色较深者则需要照射更久。老年人的皮肤产生维生素D能力下降，晒太阳的时间可能要稍微延长。无法外出或住在养老院的老年人维生素D缺乏率达30至80。 上图是维生素D的简明分级标准。可以测定血清25-OH-D的血清浓度，如果在50nmol/L以上，维生素D的水平比较理想；如果只有2550nmol/L，是轻度缺乏维生素D，这时甲状旁腺激素分泌会增加，处于一种高骨转换的状态下；如果在12.525nmol/L，是维生素D中度缺乏，这个时候骨密度会降低，高骨转换，老年人髋部骨折风险增高；如果维生素D的血清含量12.5ng/ml，是一个重度的缺乏，这个时候可能会有骨痛或者肌痛、乏力，假性骨折，骨皮质变薄，出现了很严重的一些反应，变成一种疾病状态。 （七）维生素D的特殊性