维生素,概论A与胡萝卜素营养

维生素（Vitamin）,一、概述,概念: 维生素是人体必需的一类复杂的有机化合物，在体内维生素既不供给热能，也不构成人体组织。人体每日需要量很少(g or mg计) ，必须由食物供给。但对机体代谢、生长发育过程起重作用.,维生素的历史及发现 早在公元前2600年，中国古代医书内经中就已有脚气病的记载。 公元前1500年古埃及医学著作中记载了用牛或鸡的肝治疗夜盲症的方法。 1747年英国医生Lind发现食用柑橘和柠檬类水果或果汁可以防治坏血病。 1824年人们在还不知道佝偻病的起因时，就利用鱼肝油治疗和预防这种病。,1882年，日本海军将军KanehiroTakaki发现肉类、奶类和蔬菜可以防治脚气病。 直至20世纪初期，通过大量的反复试验，人们才提出食物中缺乏某些“特殊”的物质才是引起这些疾病的根本原因。,1911年，波兰生物化学家CFunk博士从米糠中首次分离出一种具有抗脚气病作用的天然物质，并由于其结构中含有“amine(胺)”而且对于维持生命至关重要(vital)而把它称为“vitamine(生命胺或维生素)，这一命名受到人们广泛的赞赏并保留下来。,直到1926年这种物质才被分离提纯，即现在的维生素B1。 此后，维生素A(1913年)、K(1929年)、C(1932年)、D(1932年)、B2(1933年)、E(1936年)、生物素(1936年)、烟酸(1937年)、维生素B6(1938)、泛酸(1939年)、叶酸(1945年)和维生素B12(1948年)被相继发现或分离。 事实证明并不是所有维生素都含有“胺”，因此在1920年这个问最后的“e”被省去了“vitamin”一词被广泛认同并保留至今。,维生素的共同特点 ： 维生素种类很多，各种维生素的化学结构和生理功能也各不相同。但它们却都具有一些共同的特点：1均以维生素本身的形式或能被机体利用的前体化合物的形式(又称为维生素原或前维生素)存在于天然食物中；2大多数维生素不能在体内合成，或合成量不能满足机体的需要(维生素D除外)，必须由食物供给；,维生素的共同特点 ： 3维生素不参与机体组成，也不提供能量；4人体每日维生素的需要量甚微，但维生素却是机体不可缺少的营养素，在调节物质代谢过程中起重要作用，一旦缺乏，就引起相应的疾病发生；5某些维生素具有一种以上结构类似、功能相同、活性大小不一的存在形式，如维生素Al与A2，维生素D2与D3、生育酚、维生素K1、K2、K3等.,维生素A（视黄醇）维生素D维生素E（生育酚）维生素K,维生素,脂溶性维生素,水溶性维生素,维生素B1（硫胺素）维生素B2（核黄素）维生素PP（尼克酸）维生素B6（砒哆醇）维生素B12（氰钴素）叶酸、泛酸、生物素,维生素C（抗坏血酸）,B族维生素,分类,特性（脂溶性维生素）：在食物中常与脂肪共存，酸败的脂肪中易破坏。 其吸收与肠道中的脂类密切相关主要储存在肝脏中摄影入过多可引起中毒，过少可缓慢出现缺乏症状。,特性（水溶性维生素）：水溶性维生素及其代谢产物较易从尿中排出。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。一般无毒性，但极大量也可出现中毒。摄入过少，可较快出现缺乏症状。,维生素命名1、按发现历史顺序，以英文字母顺次命名。 如：A、B、C、D、E、F等。2、按其特有的生理和治疗作用命名：如：抗坏血酸、抗神经因子、抗癞皮病因子等。3、按化学结构命名：如：硫胺素、核黄素、烟酸等。,维生素缺乏的原因膳食中供给不足（灾害、宗教、选择不当、加工烹调不合理）抗维生素化合物的存在（天然存在抗维生素物质、灭活）人体吸收利用降低（腹泻、胆道疾病）机体需要量相对增加（孕妇、乳母）,缺乏程度临床缺乏（缺乏症）亚临床缺乏（边缘性缺乏）,脂溶性维生素,维生素A 及胡萝卜素,维生素A (VitaminA) ，亦称视黄醇(retinol)、抗干眼病维生素，是人类发现的第一个维生素，也是极其重要、且最易缺乏的一种维生素。 1500多年前，我国糊医家陶宏景有对夜盲症的描述，并有肝能明目记载。 20世纪30年代,弄清楚植物来源的胡萝卜素是维生素A的前体在动物体内可被转化生成视黄醇而发挥作用。 1947年人们才掌握了维生素A的人工合成方法。,迄今维生素A缺乏在世界范围内仍是严重危害人民(特别是儿童)健康的营养缺乏病，估计每年世界各地约有2350万学龄前儿童失明是由于维生素A缺乏，约15亿儿童患有边缘性维生素A缺乏。 即使在经济发达国家，普通膳食维生素A的供给量也是处于边缘不 足的水平。,另一方面，随着维生素A强化食品的发展和无控制地大量使用维生素A制剂，维生素A过多症和中毒的发生也有增多的趋势 。,(一)VitA结构与性质,结构与性质 维生素A包括所有具有视黄醇生物活性的化合物(见图7-1），包括视黄醇(retinol)、视黄醛(retinal)和视黄酸(retinoic acid)，以及、和胡萝卜素。,视黄醇和视黄基酯只存在与动物性食物中，被称为已形成的维生素A，来自植物性食物在体内可以转化生成视黄醇的类胡萝卜素(包括胡萝卜素胡萝卜素，胡萝卜素等)则被称为维生素A原(provitaminsA)。,-胡萝卜素 胡萝卜素 -胡萝卜素 维生素的前体 -胡萝卜素,维生素A分为视黄醇(维生素A1)和脱氢视黄醇(维生素A2)。在高等动物和海鱼中存在的全反式视黄醇(维生素A1)是维生素A类物质的最基本形式，而脱氢视黄醇主要存在于淡水鱼和食用鱼类的鸟类中，其生理活性仅为视黄醇的40。,特性：1、维生素A是一种淡黄色的脂溶性物质，不溶于水。2、膳食维生素A在光照的情况下，维生素A的活性可以在4周内下降50，避光保存，24周后，大豆油中仍然有75一100的维生素A得以保留。 维生素A酯是一种相对稳定的化合物，但在空气中和日光下也很容易氧化。,3、油脂在酸败过程中，维生素A和胡萝卜素受到严重破坏，但食物中的磷脂、维生素E或其它 抗氧化剂如BHA等有提高维生素A和胡萝卜素稳定性的作用。,4、烹调中胡萝卜素比较稳定，并且食物的加工和热处理有助于提高植物细胞内胡萝卜素的释出，提高其吸收率。但长时间的高温，特别是在有氧和紫外线照射的条件下，维生素A 的损失有明显的增加。 我国传统的烹调方式对胡萝卜素影响不大，胡萝卜素的保存率为7090。,(二)VitA及胡萝卜素生理功能,维生素A及胡萝卜素功能：,1维持正常的视觉 维生素A能促进视觉细胞内感光物质的合成与再生，以维持正常的视觉(见图72)。 人视网膜的杆状细胞内含有感光物质视紫红质，对光敏感，当光照射到视网膜时，视紫红质发生一系列构型变化，由11顺式视黄醛转变为全反式视黄醛(all-transretinal)，释放出视蛋白(opsin)，引发神经冲动，此时可看清物体，这一过程为光适应。 机体内维生素A的营养状况可影响暗适应时间的长短。,人在进入暗处时，因视紫红质消失，所以不能看见物体，只有当足够的视紫红质再生后才能在一定的照度下看清物体，这一过程称为暗适应(darkadaptation)。,2维持上皮细胞的正常生长和分化 维生素A在维持上皮细胞的正常生长和分化起重要作用，近来发现有两组视黄酸受体，RAR(retinoic acid receptors)和RXR(retinoid X receptors)，每组有三个亚型：、和。 RAR受体即可与全反式也可与9-顺式视黄酸结合，而RXR受体只能与9-顺式视黄酸结合。RXR自身形成同源二聚体，或与RAR以及其它的核受体形成异源二聚体之后，既可刺激也可抑制基因的表达，起到调控细胞分化的作用(图7-3)。,视黄酸影响细胞分化的另一途径是形成视黄酰基化蛋白质(retinoylated protein)，在一些分化细胞的核中发现了这种蛋白质，其大小与核受体蛋白相同。 由于某些蛋白质与脂肪酸或类聚异戊二烯化(polyisoprenoids)的酰基化可明显影响蛋白质的功能，所以人们特别关注视黄酸在此过程中的作用。 目前认为视黄酰葡糖苷酸(retinoyl -glucuronide) 可能是转运反应中视黄酰基的供体。,3促进生长发育 视黄醇和视黄酸对胚胎发育是必需的。视黄酸与Hox基因表达有关，这些基因表达决定了机体各部分发育的顺序。 缺乏维生素A可引起食欲减退、生长迟缓，骨骼和牙齿发育不良。,4调节机体免疫功能 维生素A对机体免疫系统有重要的作用，维生素A缺乏可使机体特异性和非特异性免疫功能降低，对细菌、病毒及寄生虫感染的易感性增加，同时呼吸道或消化道感染又能加重维生素A缺乏。,5抑制肿瘤作用 维生素A与胡萝卜素在动物实验中显示有防癌抗癌作用。其机理可能为： 维生素A在调节上皮细胞增生和正常分化方面有重要的作用；降低机体对某些化学性致癌物质的敏感性； 类胡萝卜素(包括叶黄素和番茄红素等)可捕获能引起细胞癌变的自由基和单线氧，提高机体的抗氧化能力。 人群流行病学研究发现，膳食中高维生素A和胡 萝卜素摄人可降低肺癌、皮肤癌等上皮癌的危险性。,6其它功能 维生素A还参与精子形成、味觉、听觉、食欲和生长等多项与细胞分化有关的生理过程。,“明星维生素”近年研究发现，胡萝卜素作为单线态氧猝灭剂和抗氧化剂有预防肿瘤和心血管疾病等健康效益，这些特性是视黄醇所没有的。“维生素A阀”高胡萝卜素血症 (250g/ml or 4.65 mol/l),-胡萝卜素的生理功能,小结：1.参与视网膜内视紫质的合成与再生，维持正常视力。 2.保护上皮组织的完整3、抑癌作用 4、增加对感染的抵抗力 5、参与肾上腺皮质激素合成，促进生长发育，维持正常生殖功能,(三)VitA代谢和转运,VitA代谢:,食物中的维生素A主要有两种形式，来源于动物性食品的视黄基酯，和来源于植物性食品的类胡萝卜素，主要是“胡萝卜素。 在胃中经蛋白酶消化作用，从食物中释放出来。维生素A和胡萝卜素都属于脂溶性物质，在小肠内与其它脂类一起经胆汁和胰脂酶的作用，水解成视黄醇和相应的脂肪酸(结构见图74)，视黄醇通过小肠绒毛上皮细胞被吸收，接着被重新酯化后随乳糜微粒而进入淋巴系统,CRBPII：细胞视黄醛结合蛋白II；CRBPII-retinyl-palmitate: 细胞视黄醛结合蛋白II-棕榈酸视黄酯类胡萝卜素和维生素A在小肠的吸收过程,维生素A主要以主动吸收的方式被机体吸收，其特点是必须有载体参加，并有能量消耗，但吸收率高，而且吸收速度比较快。 正常情况下，健康人每天脂肪摄人量大于10g时摄人生理剂量的视黄醇，其吸收率约为80以上。,胡萝卜素在肠道以扩散的方式被吸收，其吸收率变化很大(550)，主要取决于其异构体的形式、胡萝卜素摄人量、脂肪的摄人量等因素。 在油脂中少量的全反式胡萝卜素的吸收率最高，而在全素食膳食吸收率最低。 胡萝卜素的吸收率随摄人量增加明显下降，只有l0或更低。,胡萝卜素的吸收较维生素A更明显地依赖于胆盐的存在。胆盐不仅促进胡萝卜素与肠粘膜上皮细胞表面的结合，而且在肠细胞内促进胡萝卜素裂解。 肠粘膜细胞吸收的膳食中维生素A的前体，即维生素A原类胡萝卜素，经加双氧酶催化裂解中间位置的15，15双键而产生视黄醛。,(五)VitA缺乏与过量,1VitA缺乏:（1）、流行情况： 维生素A缺乏是许多发展中国家的公共卫生问题，在非洲和亚洲的部分地区，由于维生素A缺乏引起的干眼病患病率较高，每年约有2550万学龄前儿童因为维生素A缺乏而致盲，约有15亿儿童属于维生素A边缘缺乏状况，但没有急性缺乏的临床体征。,我国曾进行为期4个月的全国儿童维生素A缺乏情况调查，发现维生素A缺乏儿童占117，我国为中度儿童维生素A缺乏国家，其中西部地区农村为重度缺乏地区。 维生素A缺乏病以儿童及青年较多见，男性多于女性，其病变可累及视网膜、上皮、骨骼等组织以及免疫、生殖功能。 在发达国家，亚临床型的病例并不少见。 因此，维生素A缺乏已成为全球性的营养问题之一。,（2）、主要临床表现特点：眼部症状眼干燥症 眼部症状出现最早。病人常感眼部不适、发干，有烧灼感，畏光、流泪，故本病又称为干眼病。 当球结膜干燥时，失去正常光泽和弹性，透亮度减低并呈混浊的颜色，当眼球向左右转动时可出现球结膜的皱褶。,缺乏时间较长时，在睑裂部球结膜靠近角膜缘处，有灰白色微小泡沫状小点散在于表面，随后集成圆或卵圆形，或呈尖端向眼角的三角形，表面微隆起、干燥，不易擦去，即为毕脱斑(bitot spot)。 毕脱斑具特征性，对维生素A缺乏的诊断有参考意义。,夜盲症 夜盲在黑暗中看不见东西。在未发生夜盲前，先有暗适应障碍。 暗适应是指从亮处进入暗处，眼睛在黑暗中需要适应一段时间才能看到物体的生理现象。 维生素A缺乏，视网膜上维持暗视觉的视紫红质生成障碍，影响视网膜对暗光的敏感度，导致暗适应能力降低以至夜盲。 病人多在黎明及黄昏时看物不清，病情较重则发展为夜盲症(night blindness) 。,角膜软化 维生素A缺乏严重时，初期会引起角膜干燥、角化，失去光泽，后期可出现软化、溃疡、穿孔，导致失明。,皮肤症状 起初时仅较正常干燥，毛囊上皮角化，出现角化过度的毛囊性丘疹，以上臂后侧与大腿前外侧最早出现，以后逐渐扩展到上、下肢伸侧，肩和下腹部，很少累及胸、背和臀部。 丘疹呈圆形或椭圆形，针头大小，坚实而干燥，暗棕色，去除后留下坑状凹陷，无炎症。 由于皮脂腺分泌减少，皮肤干燥并有皱纹，因其外表与蟾蜍的皮肤相似，所以又称“蟾皮症”，严重时皱明显如鱼鳞。,骨骼系统 维生素A缺乏时，在儿童可表现为骨组织停止生长，发育迟缓。 另外，可出现齿龈增生角化，牙齿生长延缓其表面可出现裂纹并容易发生龋齿。,生殖功能 影响女性受孕和怀胎，或导致胎儿畸形和死亡；男性发生精子减少，性激素合成障碍，从而影响生殖功能。,免疫功能 维生素A缺乏可使机体细胞免疫功能低下，患儿易发生反复呼吸道感染及腹泻等。,其它： 维生素A缺乏除了眼部症状外，还会引起口腔、消化道、呼吸道和泌尿生殖道的粘膜角化失去滋润，使细菌易于侵入，引起感染。 特别儿童和老人易引起支气管肺炎等严重疾病。泌尿道上皮角化脱落后可形成肾结石和膀胱结石。 儿童生长发育迟缓，食欲降低、味觉、听觉减弱等。,2、维生素A中毒（vitamin A toxicity),2001年，联合国儿童基金会发起“高剂量维生素A补充计划” ,资助印度全国儿童服用维生素AAssam 给儿童（1-5y）补充60mg/次（20万IU）14人死亡，953人中毒,摄人过多可以引起维生素A过多症，维生素A过量会降低细胞膜和溶酶体膜的稳定性，导致细胞膜受损，组织酶释放，引起皮肤、骨骼、脑、肝等多种脏器组织病变。 脑受损可使颅压增高。骨组织变性引起骨质吸收、变形、骨膜下新骨形成，血钙和尿钙都上升。肝组织受损则引起肝脏肿大，肝功能改变。,VitA中毒主要表现：恶心、呕吐、易激动、肝脾肿大、皮疹、骨关节疼痛、颅内压增高、脱毛发、生长停滞等。,出现嗜睡、厌食、少动、瘙痒、鳞片样脱皮和反复呕吐。慢性中毒比急性中毒常见。 在数周到数年内反复服用大于或等于RNI的10倍时发生。,摄入大剂量的维生素A可引起急性、慢性和致畸毒性。 当一次或多次连续摄人大于成人推荐摄入量(RNl)的100倍，或大于儿童RNI的20倍时出现急性中毒。 初期表现为恶心、呕吐、头痛、眩晕、视觉模糊、肌肉运动失调等，这些表现可在数日内消失。,常见的症状有头痛、脱发、肝肿大、骨骼和关节疼痛、皮肤干燥、瘙痒等，但停服维生素A后多数病人可完全恢复。维生素A撮人过量具有明显的致畸作用，可引起胚胎吸收、流产、出生缺陷和子代永久性功能丧失。,中毒原因：中毒多系发生误服大剂量的维生素AD胶囊婴幼儿服用更应注意；孕妇在妊娠早期每日大剂量摄入，娩出畸形儿的危险度增加；大量食用熊肝、狗肝等,胡萝卜素血症 因摄人富含胡萝卜素的食物(如胡萝卜、南瓜、橘子等)过多，以致大量胡萝卜素不能充分迅速在小肠粘膜细胞中转化为维生素A而引起。 因摄入的胡萝卜素在体内仅有16发挥维生素A的作用，故大量摄入胡萝卜素一般不会引起维生素A过多症，但可使血中胡萝卜素水平增高，致使黄色素沉着在皮肤和皮下组织内。停止大量摄入富含胡萝卜素的食物后，胡萝卜素血症可在2-6周内逐渐消退，一般没有生命危险，不需特殊治疗。,三、诊断和鉴别诊断,诊断： 根据维生素A缺乏病的临床表现，维生素A摄人情况、病史、特别是眼部和皮肤的改变，诊断般较易。 早期发现早期治疗可防止眼部的后遗症，以下检查有助于早期诊断。,(一)血清视黄醇含量 正常成年人:血清视黄醇浓度约为1.05-3.15mol/L。血清视黄醇浓度低0.35mol/L时，表示机体视黄醇缺乏；低于0.70mol/L为不足。正常儿童:血浆视黄醇浓度大于1.05mol/L.0.70-1.02mol/L为边缘缺乏；小于0.70mol/L为缺乏。但是，当机体血清视黄醇含量开始下降时，其肝的贮存已接近耗尽。,(二)暗适应能力测定 暗适应降低可作为早期诊断维生素A缺乏的依据。国内多测定暗适应恢复时间（方法：经强光漂白后的眼睛在黑暗中观察到极微弱光源所需的时间）。维生素A缺乏者，暗适应时间延长。注意：排除受眼睛疾患、血糖过低和睡眠不足等与维生素A无关的因素影响 。,(三)生理盲点 生理盲点的变化对判断人体维生素A的缺乏程度是一个较灵敏指标，正常人生理盲点面积约为1.8cm2，维生素A不足，生理盲点扩大。,(四)眼结膜印迹细胞学法 (CIC ) 为一新发展的技术，对早期发现角膜组织异常有一定帮助。 在维生素A缺乏期间，眼结膜杯状细胞(goblet cell)消失、上皮细胞变大且角化。,(五)尿液上皮细胞检查 取10ml新鲜、清洁中段尿，加1甲紫溶液数滴。计数上皮细胞，超过3个mm3，可认为是维生素A缺乏(排除尿路感染后)。,鉴别诊断：1.银屑病(psoriasis) 发病部位不定，以四肢伸面、头部和背部多见，基底淡红色炎性浸润，上被多层银白色鳞屑，剥离后可见点状出血，病程长，一般冬重夏轻，易反复。,2.维生素c缺乏病(scurvy) 有维生素c摄人不足史，毛囊角化见于四肢伸侧、腹部等处，形成角栓，毛囊周围有淤斑并易出血等表现。毛发卷曲于毛囊周围称为螺旋状毛发。,3.毛发红糠疹(pitgriasis rubra pilaris) 多发于四肢伸侧、躯干、颈旁和臀部毛囊角化性丘疹，呈圆锥型，丘疹可互相融合成黄红色或淡红色鳞屑性斑片。 常有掌跖红斑角化，与营养无关，血中维生素A水平正常。,4.毛周角化病(Leratosis pilaris) 多发生于上臂及股外侧毛囊角化性丘疹而无其他伴发症状，与营养无关，血中维生素A水平正常。,四、VitA缺乏 治疗与预防,治疗(一)消除病因，积极治疗原发疾病 及时寻找导致维生素A缺乏的原发病因，如痢疾、慢性腹泻、胆囊炎、发