维生素与微量元素

第六章 维生素和辅酶,1、维生素（vitamin）,维生素：参与生物生长发育与代谢所必需的一类微量小分子有机化合物。机体维持正常功能(调节物质代谢)所必需，但自身不能合成或合成量很少，必需由食物供给的一组低分子量有机物质。,辅酶,2、维生素类别,3、缺乏病发生原因,摄入量不足（食物维生素不足或食物烹调方法不当和贮存时间长，维生素破坏与丢失）吸收障碍（长期慢性腹泻、消化道梗阻、瘘管、胆道疾病等消化系统疾病造成的）需要量增加（儿童、孕妇、乳母及重体重劳动者及长期高热和慢性消耗性疾病患者，其需要量高于正常人，但未予足够的补充）长期服用抗菌药物（抑制了肠道细菌的生长，造成肠道细菌合成的某些维生素K、B6、叶酸、B1、B2、PP、生物素，泛酸的缺乏。 特殊原因（胃炎可导致维生素B12的缺乏，造成巨幼红细胞性贫血，原因是萎缩性胃炎导致内因子分子不足，VB12吸收障碍）,脂溶性维生素：维生素A、D、E、K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,1、维生素A （抗干眼病维生素）,化学本质,含白芷酮环的多聚异戊二烯复合物,类型,A1（视黄醇）、A2（脱氢视黄醇）,1、维生素A （抗干眼病维生素）,活性形式,视黄醇、视黄醛（特别是11-顺视黄醛）、视黄酸,维生素A原,-胡萝卜素,性质,紫外吸收（325nm），易被氧化，对光、热不稳定,1、维生素A （抗干眼病维生素）,需要量,正常人每日VA为0.81.6mg（相当于4.89.6mg的-胡萝卜素）,过量,维生素A可在肝内积存，故长期大量服用维生素A会引起中毒。,缺乏病,夜盲症、干眼病、皮肤干燥、毛囊丘疹等,视紫红质（11-顺视黄醛+视蛋白）,1、维生素A （抗干眼病维生素）,来源,消化吸收,维生素A酯/胡萝卜素维生素A 维生素A酯以脂蛋白形式储存于储脂细胞。,维生素A酯多存在于动物的肝、蛋黄、鱼肝油、奶汁；植物中不存在维生素A，但绿叶蔬菜、胡萝卜、玉米等存在多种胡萝卜素,1、维生素A （抗干眼病维生素）,维生素A的代谢转变,维生素A在血浆中的运输：与视黄醇结合蛋白结合,1分子胡萝卜素可生成2分子维生素A,1、维生素A （抗干眼病维生素）,维生素A的作用,胡罗卜素可作为抗氧化剂捕捉自由基,与癌症发生呈负相关,维生素A磷酸酯参与糖蛋白合成,11顺视黄醛构成视觉细胞内的感光物质,视黄醇和视黄酸具有类固醇激素样作用，影响细胞分化，促进机体生长和发育,增强机体抵抗力作用,与上皮细胞的正常分化直接相关,2、维生素D （抗佝偻病维生素/钙化醇 ）,化学本质,类型,D2（麦角钙化醇，动物），D3（胆钙化醇，植物和酵母）,类固醇激素,维生素D3原：7-脱氢胆固醇维生素D2原：麦角固醇,维生素D3在肝内的储存及血液中运输的形式：25-(OH)-D3,2、维生素D （抗佝偻病维生素/钙化醇 ）,活性维生素D3形式：1,25-(OH)2-D3,活性维生素D3生成的关键酶：1-羟化酶,维生素D3在血中的运输：与维生素D结合蛋白结合,活性维生素D3生化作用,升高血钙、升高血磷，促进骨骼生成和钙化,佝偻症（儿童）、软骨症（成人）,缺乏症,维生素D的代谢转变,2、维生素D （抗佝偻病维生素/钙化醇 ）,正常人每日VD为1020g,需要量,长期服用VD超过需要量的10100倍，可引起中毒（呕吐、腹泻、头痛等），严重时可形成肾结石。,过多症,3、维生素E （抗不育维生素或生育酚 ）,化学本质,苯骈二呋喃衍生物,主要类型（天然8种）,生育酚（T，4种）、生育三酚（TT，4种） （活性最高、分布最广）,性质,对氧敏感，易被氧化，对酸、碱和热稳定，可被紫外线破坏，259nm有吸收带,3、维生素E （抗不育维生素或生育酚 ）,生理功能,与生殖功能有关,促进血红素合成,缺乏症：少见,动物缺乏时可引起生殖器官受损而不育，人类尚未发现相关不育症； 贫血或神经障碍,最重要的天然抗氧化剂，避免脂质过氧化物产生,来源（饮食）,植物油（麦胚油、大豆油、玉米油、葵花籽油）、豆类、蔬菜,4、维生素K （凝血维生素 ）,化学本质,2-甲基-1，4-萘醌的衍生物,主要类型（4种）,天然：K1（绿色植物、动物肝脏），K2 （人肠道细菌代谢产物） 人工合成：K3和K4,生理功能,促进肝合成凝血酶原及凝血因子、和,4、维生素K （凝血维生素 ）,缺乏症,凝固因子合成障碍，凝血时间长、易出血，一般不缺乏。 偶见于新生儿及胆管阻塞患者。,水溶性维生素：维生素B（B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸和B12）、硫辛酸、维生素C共同特点： 易溶于水，故易随尿液排出。 体内不易储存，需经常从食物中摄取。,1、维生素B1和羧化辅酶,化学本质：嘧啶环（2-甲基-4氨基嘧啶环，含氨基） 噻唑环（4-甲基-5-羟基噻唑，含硫）,活性形式：焦磷酸硫胺素（TPP）,维生素B1化学本质,别称：硫胺素、噻嘧胺、抗脚气病维生素,1、维生素B1和羧化辅酶,TPP（焦磷酸硫胺素或羧化辅酶）,1、维生素B1和羧化辅酶,生理功能,促进年幼动物的发育（较VA显著）：可促进食欲，增加食物的摄取。 保护神经系统的作用：可抑制胆碱酯酶活性，使神经传导所需的乙酰胆碱不被破坏，保护神经的正常传导功能。,维生素B1来源,维生素B1缺乏症：脚气病和末梢神经炎 （神经炎症），食欲不振、消化不良。,需要量：正常成人每日需要1.01.5mg。,1、维生素B1和羧化辅酶,酵母中最多,食物含量不高：五谷含量最高，瘦肉、核果、蛋类较多，蔬菜中白菜及芹菜含量较多。,2、维生素B2和黄素辅酶,维生素B2（核黄素）,化学本质,2、维生素B2和黄素辅酶,化学本质：核醇 6, 7-二甲基异咯嗪,活性形式：黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）,主要生理功能,FMN和FAD是许多氧化还原酶的辅酶，是氢的传递体,性质,酸中稳定，碱中易被人热和光破坏，水中黄绿色荧光。,来源,维生素B2分布很广，在酵母、肝、肾、蛋、奶及大豆中含量丰富，易于吸收（人体不能合成，某些微生物能合成）。,需要量,正常成人每日需要12mg。,缺乏症,口角炎、唇炎、舌炎、阴囊皮炎、眼睑炎、角膜血管增生等。,2、维生素B2和黄素辅酶,3、泛酸和辅酶A,泛酸（遍多酸）,化学本质,主要生理功能,化学本质：-丙氨酸 ，-二羟基-，-二甲基丁酸,活性形式：酰基载体蛋白（ACP）和辅酶A,ACP和辅酶A是酰基转移酶的辅酶，参与酰基运转,3、泛酸和辅酶A,性质,淡黄色油状物，在酸中易分解,辅酶A（ CoA）是含泛酸的复合核苷酸,CoA结构式,O,O,O -,O,H,H,O,H,H,H,C,H,2,P,O-,O,-O,P,O,P,-O,O,CH2,CH,CH,C,NH,OH,CH3,C,O,CH2,CH3,O,CH2,NH,O,CH2,CH2,SH,N,N,N,N,N,H,2,腺嘌呤,核糖-3-磷酸,焦磷酸,泛酸,-巯基乙胺,来源,泛酸在食物中普遍存在，尤其动物组织、谷物及豆类等食物含量丰富，肠细菌和植物能合成，哺乳类不能。,缺乏症,在二战时的远东战俘中曾有“脚灼热综合症”，为泛酸缺乏所致，目前少见。,3、泛酸和辅酶A,需要量,正常成人每日需要35 mg。,4、维生素PP （抗癞皮病维生素）和辅酶、辅酶,类型：尼克酸（烟酸，吡啶-3-羧酸）和尼克酰胺（烟酰胺）,化学本质,4、维生素PP和辅酶、辅酶,化学本质：吡啶衍生物,活性形式：尼克酰胺二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺二核苷酸磷酸（NADP+ ）,肝内可将少量色氨酸转变为维生素pp,性质,稳定，在260nm有吸收,与HBr生成黄绿色化合物（定量）。,辅酶（NAD+，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）辅酶（NADP+，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）R：H（NAD）R：PO32-（NADP）,4、维生素PP和辅酶、辅酶,主要生理功能,NAD+和NADP+是多种不需氧脱氢酶的辅酶 ，是氢的传递体,尼克酸可抑制脂肪动员，降低VLDL合成。,来源,以酵母、花生、谷类、豆类、肉类和动物肝中最丰富；肝中少量色氨酸能转变为维生素pp,4、维生素PP和辅酶、辅酶,缺乏症,尼克酸缺乏病称为糙皮病（对称性皮炎），主要表现为皮炎、腹泻及痴呆等。 与抗结核药物异烟肼结构相似。,需要量,正常成人每日需要1020 mg。,过量症,损害肝脏，血管扩张、痤疮、胃肠不适。,维生素B6（抗皮炎维生素、吡哆素）,5、维生素B6和磷酸吡哆醛,化学本质,5、维生素B6和磷酸吡哆醛,化学本质：吡啶衍生物,活性形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺(转氨),主要类型：吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺,性质,对酸稳定，碱中易被破坏。,与FeCl3呈红色,对光敏感,5、维生素B6和磷酸吡哆醛,主要生理功能,-氨基-酮戊酸（ALA）合成酶的辅酶，参与血红素的合成,糖原磷酸化酶的重要组分,转氨酶和脱羧酶辅酶，参与传递氨基和脱羧基,磷酸吡哆醛,磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,5、维生素B6和磷酸吡哆醛,5、维生素B6和磷酸吡哆醛,来源,存在于种子、谷类、肝、肉类及绿叶蔬菜中。 动物组织中多以吡哆醛和吡哆胺形式存在，植物组织中多以吡哆醛形式存在。 某些植物和微生物能合成。,缺乏症（很少）,皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害，抑郁、精神紊乱、血色素降低、白细胞类型异常等。,需要量,正常成人每日需要2 3mg。,6、生物素（维生素B7）和羧化辅酶,化学本质,化学本质：噻吩与尿素相结合的骈环戊酸,活性形式：生物素,主要类型：生物素（蛋黄）和生物素（肝）,主要生理功能,生物素是体内多种羧化酶的辅酶，参与羧化反应,6、生物素（维生素B7）和羧化辅酶,性质,无色针状晶体，对热、酸和碱稳定，易被氧化剂破坏,6、生物素（维生素B7）和羧化辅酶,缺乏症,生物素来源广泛，人体肠道细菌也能合成，很少出现缺乏症。生物素缺乏时可出现疲乏、食欲不振、恶心呕吐、皮炎及脱屑性红皮病。,需要量,尚不了解，但每天摄取150300g不会缺乏。,6、生物素（维生素B7）和羧化辅酶,7、叶酸和叶酸辅酶,叶酸,化学本质,化学本质：蝶呤啶对氨基苯甲酸L-谷氨酸,活性形式：5,6,7,8-四氢叶酸（THF）,主要生理功能,四氢叶酸是一碳单位转移酶的辅酶，作为一碳单位的载体,7、叶酸和叶酸辅酶,性质,淡黄色晶体，在水溶液中易被光破坏,来源,叶酸广泛存在于肉类、鲜果及蔬菜中，人类肠道细菌也能合成叶酸。,缺乏症,叶酸缺乏时，DNA合成受到抑制，可造成巨红细胞性贫血。,需要量,正常成人每日需要0.4mg 。,7、叶酸和叶酸辅酶,叶酸,二氢叶酸还原酶,NADPH + H+,NADP+,二氢叶酸,二氢叶酸还原酶,NADPH + H+,NADP+,四氢叶酸,氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等与叶酸结构相似，能抑制有叶酸衍生物参加的反应。,维生素B12（抗恶性贫血维生素，氰钴胺素，钴为素、钴胺素）,8、维生素B12和B12辅酶,化学本质,8、维生素B12和B12辅酶,化学本质：咕啉衍生物（是目前所知唯一含有金属元素的维生素）,活性形式： 5-脱氧腺苷钴胺素（主要），甲基钴胺素，羟钴胺素,性质,红色晶体,在中性溶剂中耐热 被日光和氧化剂破坏 在强酸、强碱下易分解,8、维生素B12和B12辅酶,主要生理功能,甲钴胺素是甲基转移酶的辅酶，参与同型半胱氨酸的甲基化反应,5-脱氧腺苷钴胺素是L-甲基丙二酸辅酶A变位酶的辅酶，参与丙二酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A的反应,来源,奶、肉、蛋、鱼、心、肾,8、维生素B12和B12辅酶,缺乏,维生素B12缺乏很少见，偶见于年长者由于内在产生不足或严重吸收障碍疾病和长期素食者。发育不良、消化道上皮细胞失常、造血器官功能失常、神经系统损害 巨幼红细胞贫血（恶性贫血），同性半胱氨酸尿症,需要量,正常成人每日需要26g 。,化学本质,9、硫辛酸,6，8-二硫辛酸,主要生理功能,是酮酸氧化脱羧酶系的辅酶 具有抗脂肪肝、降低血胆固醇的作用 保护巯基酶免受重金属离子的毒害,活性性质,硫辛酸（氧化型）、二氢硫辛酸 （还原型）,来源,9、硫辛酸,分布广泛，肝、酵母中含量丰富。食物中常和维生素B1同时存在。,10、维生素C（L-抗坏血酸）,化学本质,8、维生素C（L-抗坏血酸）,化学本质：6碳多羟基脂肪酸,活性形式：L-抗坏血酸（主要）和L-脱氢抗坏血酸,主要类型：抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,性质,无色片状晶体，味酸，,酸中稳定，易被热、光和某些金属离子破坏。,还原剂（定量测定）,8、维生素C（L-抗坏血酸）,主要生理功能,参与多种羟化反应,脯氨酸羟化酶及赖氨酸羟化酶的辅助因子，促进胶原蛋白合成 7-羟化酶的辅酶，催化胆固醇转化 参与芳香族氨基酸代谢,8、维生素C（L-抗坏血酸）,主要生理功能,参与氧化还原反应,维持巯基酶和谷胱甘肽的还原状态，发挥解毒作用 使红细胞中高铁血红蛋白还原成血红蛋白，恢复其运氧能力