第五章维生素-2016年

第五章维生素 vitamin 本章主要内容 维生素概述水溶性维生素脂溶性维生素 科普 第一节维生素概述 概念 维持机体正常生长和健康所必需的一类低分子有机化合物特点 1既不是构成组织的材料 也不是供能量 2需要量有限 长期大剂量使用维生素易引起中毒 长期供给不足时 易导致维生素缺乏症 3大多数B族Vit 构成辅酶 参与物质代谢 一 维生素概念和特点 第一节维生素概述 二 维生素的分类与命名 第一节维生素概述 概念 维生素供应不足引起的疾病原因 1摄取不足 2吸收障碍 3机体需要量增加 4服用某些药物 三 维生素缺乏症及原因 第二节水溶性维生素 一 维生素C 抗坏血酸 维生素C 因能防治坏血病而又称抗坏血酸 分子式为 C6H8O6 176 12 按干燥品计算 含C6H8O6不得少于99 0 实际常用抗坏血酸钠 分子式为 C6H7O6Na 198 10 柑橘类水果 蕃茄 绿色蔬菜 马铃薯和以及大多数的水果都是维生素C的重要来源 牛奶中含维生素C也较多 但加热消毒易大量损失 公元前1550年 古埃及医学书籍记载了其缺乏病 公元前450年 希腊医学书籍描述了坏血病的综合症状 在以后的十几个世纪中 对维生素C缺乏引起的危害进行过多次的记载 1497年 葡萄牙领航员VascvodaGama围绕好望角航行时 160名船员中有100人因缺乏坏血病而丧生 1740年 英国海军上将Anson带领6艘船和1955名海员作环球航行 4年后返航时 丧失了5艘船和1051名船员 这些丧失的船员中有一半死于坏血病 15世纪和16世纪 坏血病曾波及整个欧洲 以至于医生们怀疑是否所有的疾病都起源于坏血病 1747年 英国军医林德 J Lind 在一个偶然的机会发现柑橘和柠檬能防治坏血病并公布厂这一发现 据此 英国海军在1795年曾将柠檬汁列入了海军军用口粮 二十世纪初叶 人们已发现许多蔬菜和水果有预防和治疗坏血病的作用 很多学者进行大量研究 试图弄清这些食物中哪些是抗坏血病物质和这些物质的性质 1928年 AlbertSzent Gyisrgyi首先从牛肾上腺提取出抗坏血酸 当时并不知是一种维生素 仅知其分子式为C6H8O6 系己糖的衍生物 且具有酸性 故称之为己糖醛酸 1932年 King和Waugh从柠檬汁中分离一种晶状物质 在豚鼠体内实验 证明也具有抗坏血病活性 1933年 由Howoh和Hirst阐明了维生素C的结构式并由瑞士科学家Reichstein合成了维生素C 至此 维生素C缺乏引起的坏血病才得到根本防治 维生素C 化学性质 酸性 具有很强的氧化还原性 维生素C 缺乏症 维生素C缺乏时 毛细血管的内皮细胞间质缺乏粘合质 故毛细血管的脆性和通透性明显增加 可引起广泛出血 常发生于四肢肌肉 关节囊 骨膜下和齿龈等处 坏血病 Scurvey 二 维生素B1 硫胺素 抗脚气病维生素 硫胺素 Thiamine Thamin 又称维生素B1 别名抗神经炎素 分子式为 C12H17ClN4OS HCl 337 27 在自然界中分布广泛 单胃动物的大肠或盲肠内的微生物 细菌 均能够合成维生素B1 反刍动物的瘤胃内微生物也能合成足够需要的维生素B1 维生素B1又称硫胺素 抗脚气病因子 抗神经炎因子等 是维生素中发现最早的一种 早在公元前2697年 我国医书 内经 曾对脚气病进行过详细论述 1897年 荷兰内科医生Eijkman发现脚气病是由食精白米所致 用米糠或糙米可防治此病 1929年 荷兰科学家艾克曼因发现防治脚气病的维生素B1 英国科学家霍普金斯因发现促进生命生长的维生素而共同获得诺贝尔生理学或医学奖 艾克曼的学生铃木梅太郎博士分离提取了维生素B1 1926年 荷兰化学家Jansen和Donath从米糠中成功地提取出了维生素B1结晶 并把这种纯品称为抗神经炎因子 aneurin 1936年 美国化学家Williams确定了维生素B1的化学结构 并用人工方法合成 从此 维生素B1得以大量制造 脚气病得到有效防治 维生素B1 化学本质 嘧啶环噻唑环 焦磷酸硫胺素 TPP 维生素B1 辅酶形式 维生素B1 生化功能 酮酸氧化脱氢酶系的辅酶参与 酮酸的氧化脱羧反应 酮酸 丙酮酸 酮戊二酸 维生素B1 缺乏症 脚气病 两脚无力 健忘 四肢麻木 肌肉萎缩 心力衰竭 下肢水肿等症状 消化功能障碍 胃肠道蠕动缓慢 消化液分泌减少 食欲不振 消化不良等 香港脚 足癣 香港脚 是一种由统称为皮肤真菌的不同真菌引起的常见疾病 封闭 潮湿和温暖的环境 是皮肤真菌的理想生长环境 角蛋白 一种在毛发 指甲和皮肤中的蛋白 为皮肤真菌提供了所需的营养 这种疾病是会适度传染的 直接接触藏在不洁衣物中的受感染皮肤细胞 会传染疾病 三 维生素B2 核黄素 核黄素 riboflavin 又称维生素B2 是一种含有核糖醇基的黄色物质 维生素B2广泛存在于生物体中 维生素B2 化学本质 维生素B2 辅酶形式 FMNFAD 功能部位 N1 N10 维生素B2 生化功能 缺乏症 缺乏症 唇炎 舌炎 口角炎等 生化功能 脱氢酶的辅基 递氢作用 2H FMN FAD FMNH2 FADH2 2H 四 维生素PP 抗癞皮病维生素 又称维生素B5 通常称烟酸或尼克酸 niacin nicotinicacid 或烟酸胺或尼克酰胺 nicotinamide 烟酸的分子式为 C6H5O2N 123 10 烟酸胺的分子式为 C6H6ON2 122 10 在自然界中分布甚广 动物的消化道 胃肠道 内细菌能够合成部分烟酸 且动物还可以在体内将色氨酸转化成烟酸 维生素PP 化学本质 吡啶的衍生物 维生素PP 辅酶形式 nicotinamideadeninedinucleotide phosphate NAD NADP H NAD Phosphate NADP Co Co 维生素PP 生化功能 缺乏症 缺乏症 癞皮病 皮炎 腹泻 痴呆 生化功能 脱氢酶的辅酶 递氢作用 抗结核药异烟肼对VitPP有拮抗作用 缺乏症 动物机体出现皮肤病变 易患癞皮病 和消化道功能紊乱 口腔 舌 胃肠道粘膜损伤 发炎和溃疡 神经产生变化及眼睛病变等 维生素B5缺乏症 五 维生素B6 又称维生素B6 是吡哆醇 pyrldoxol 吡哆醛 pyridoxal 吡哆胺 pyridoxamine 的总称 它们在生物体内可相互转化且都具有维生素B6的活性 维生素B6的主要商品形式为吡哆醇盐酸盐 分子式为 C8H11NO3 HCl 205 64 维生素B6 化学本质 吡哆醇吡哆醛吡哆胺 pyridoxine pyridoxal pyridoxamine 吡啶的衍生物 维生素B6 辅酶形式 磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺 维生素B6 生化功能 生化功能 氨基酸代谢中转氨酶与脱羧酶的辅酶起转氨基作用和氨基酸脱羧作用 临床应用 治疗婴儿惊厥 妊娠呕吐等 异烟肼能与磷酸吡哆醛结合 失去辅酶活性 六 泛酸 VitB5 遍多酸 pantothenicacid 泛酸 化学本质 丙氨酸 二羟基 二甲基丁酸 泛酸 辅酶形式 泛酸 巯基乙胺 3 磷酸腺苷5 焦磷酸 辅酶A coenzymeA CoA CoASH HSCoA 4 磷酸泛酰巯基乙胺 ACP的组成成分 功能基团 泛酸 生化功能 临床应用 辅酶A作为辅助性药物 改善厌食 乏力等 七 生物素 VitH B7 biotin 生物素 化学本质 尿素 噻吩环 戊酸侧链 生物素 生化功能 多种羧化酶的辅酶起CO2载体的作用重要的羧化酶 乙酰CoA羧化酶丙酰CoA羧化酶丙酮酸羧化酶 生物素 缺乏症 一般无缺乏症长期服用抗生素长期食用生鸡蛋清 可导致生物素缺乏 疲乏 食欲不振 恶心呕吐 苍白皮屑性皮炎等 八 叶酸 蝶酰谷氨酸 Folicacid 又称维生素B11 分子式为 C19H19O6N7 441 40 各种动物肠道内均能合成一定量的叶酸 folicacid 反刍动物瘤胃合成的叶酸可以满足本身需要 叶酸 化学本质 叶酸 辅酶形式 四氢叶酸 tetrahydrofolicacid THFA FH4 功能部位 N5 N10 叶酸 生化功能 缺乏症 缺乏症 DNA合成减少 巨幼红细胞性贫血 缺乏症 动物发生巨红细胞性贫血症与巨红血球性贫血症 白细胞和血小板减少 生长受抑制 易发生口腔病如 唇裂 口唇炎 舌炎 咽炎以及胃酸缺乏 慢性下痢等 家禽羽毛生长不良 Normalmarrow Megaloblasticmarrow 巨幼红细胞性贫血 九 维生素B12 钴胺素 抗恶性贫血维生素 维生素B12 化学本质 结构复杂含有钴元素 维生素B12 辅酶形式 存在形式 氰钴胺素 羟钴胺素 甲钴胺素 5 脱氧腺苷钴胺素辅酶形式 5 脱氧腺苷钴胺素 甲钴胺素 维生素B12 生化功能 缺乏症 生化功能 甲钴胺素是转甲基酶的辅酶 转移甲基 B12 CH3 缺乏症 巨幼红细胞性贫血 十 硫辛酸 lipoicacid 硫辛酸 化学本质 硫辛酸二氢硫辛酸 硫辛酸 生化功能 酮酸氧化脱羧的辅酶之一二氢硫辛酸乙酰转移酶的辅酶起递氢和转移酰基的作用 维生素与辅酶 水溶性维生素 B族 第三节脂溶性维生素 维生素A D E K与脂类代谢密切相关 一 维生素A 抗干眼病维生素 维生素A又称视黄醇 retinol 指A1 或抗干眼醇 系高度不饱和脂肪醇 维生素A在自然界中主要以脂肪酸酯的形式存在 常见的是维生素A乙酸酯和维生素A棕榈酸酯 维生素A主要存在于动物肝脏中 咸水鱼 淡水鱼肝中含A2 植物体内不含维生素A 只含维生素A原 类胡萝卜素 其中以 胡萝卜素分布最广 活性最大 维生素A 化学本质 维生素A 生化功能 1构成视觉细胞内感光物质的成分 2促进生长发育和维持上皮组织结构的完整性 3抗癌 防癌 维生素A 缺乏症 夜盲症干眼病上皮组织干燥 增生 角化 二 维生素D 抗佝偻病维生素 维生素D又称钙 或骨 化醇 系类固醇的衍生物 是一类关系钙 磷代谢的活性物质 自然界中以多种形式存在 至少有10种 如D2 D3 D4 D5 D6 D7等 但主要以维生素D2和维生素D3对动物的营养意义最为重要 维生素D2分子式为 C28H44O 396 66 维生素D3 胆骨化醇 分子式为 C27H44O 384 65 维生素D贮存于机体所有组织中 以肝脏和脂肪组织中贮量较大 维生素D 化学本质 维生素D2原 植物油或酵母 维生素D生化功能 Vit D的活性形式 维生素D 生化功能 VitD3 25 OH VitD3 1 25 OH 2 VitD3 肝 肾 维生素D 缺乏症 儿童 佝偻病成人 骨软化症 枕秃 O形腿 鸡胸 能 三 维生素E 生育酚 维生素E 又称生育酚 是一组有生物活性的 化学结构相近似的酚类化合物的总称 目前已知的至少有8种 而以a 生育酚分布最广 效价最高 最具代表性 分子式为 D29H50O2 430 7 维生素E不稳定 酯化可提高其稳定性 最常用的是维生素E乙酸酯 分子式 C31H52O3 472 80 维生素E在自然界分布很广 主要存在于植物中 动物体内不能合成维生素E 仅在人和牛的初乳及蛋类中有一定含量 维生素E 化学本质 生育酚 活性最大 维生素E 生化功能 1与生殖功能有关2是体内重要的抗氧化剂并具抗衰老作用3促进血红素代谢 四 维生素K 凝血维生素 维生素K又叫凝血维生素 是一类甲萘醌衍生物的总称 维生素K1分子式为 C31H46O2 450 70 含C31H46O2应为97 0 102 0 维生素K3分子式为 C11H8O2 NaHSO3 3H2O 330 28 维生素K在自然界分布广泛 一般说来 各种动物的肠道内微生物均可合成 维生素K 化学本质 VitK2 2 甲基 1 4 萘醌的衍生物 1 2 3 4 1 2 3 4 维生素K 生化功能 缺乏症 参与凝血作用抗凝血药 双香豆素 结构与维生素K相似 缺乏症 凝血时间延长 皮下 肌肉 胃肠道出血 生化功能 维生素系列讲座 怎样判定缺少哪些维生素 健康需要补充维生素 维生素B12 维生素C有副作用 第四节科普 健康需要补充维生素 维生素 主要作用是保持皮肤 骨骼 牙齿 毛发健康生长 还能促进视力和生殖机能良好发展 要摄取维生素 除全乳制品 动物肝脏 肾脏 蛋 鱼肝油之外 多食用色泽鲜艳的蔬菜和深绿色疏菜 例如芹菜 南瓜 萝卜等疏果皆含有丰富的维生素 其中胡萝卜更是佼佼者 多吃不但令粗糙皮肤恢复正常 也能治夜盲症和降低血压 1 维生素 令你明眸皓齿 维生素 对防治黑斑 雀斑有效 在皮肤表皮下方有色素母细胞 这些细胞一受刺激会生出色素 假使含量太多无法排泄 便会沉积在皮肤里而形成黑斑 雀斑 如摄取充分的维生素 便能抑止色素母细胞分泌过量的色素 而只产生必要的量 并且能将多余的色素迅速排出体外 以维持正常的新陈代谢 此外 藉维生素 的还原作用也能促使色素还原成无色 2 多食维生素 可防斑防皱 健康需要补充维生素 常在外面吃饭的人最容易缺乏维生素 因为外面的面类等食物中所含的维生素 几乎是零 维生素 具有将糖分中的热量分解出来 然后再一次分解成为水及二氧化碳的功效 因此如果在分解时缺乏维生素 的话 便无法分解到最后阶段 而在体内留下乳酸及嘧啶酸等物质 体内乳酸的含量一旦增多 便会使人疲累 使人出现手脚麻木 皮肤浮肿 甚至影响大脑神经 体内维生素 一旦不够时 有的人会变得很焦虑或记忆力减退 特别容易不安和易怒甚至还会与人发生争执 所以 先补充维生素 提提神较好 3 丰富维生素 令你精神焕发 健康需要补充维生素 你的唇 舌 眼睛的黏膜是否经常发生问题 是否有口腔炎 口角炎 眼睛充血 精神恍惚 皮肤干 头发大量脱落等毛病 如果有其中两三样 毫无疑问 你近来缺乏维生素 一定要多加注意 否则情况会恶化 维生素 属于水溶性 根据卫生界统计 人们通常最缺乏的维生素 便是这一种 4 维生素 不足会烂口 健康需要补充维生素 口服避孕药是一项较普遍又方便的避孕方法 可惜的是使用口服避孕药会出现多种副作用 包括头晕 体重增加 另外一项副作用就是会出现维生素 不足的情况 若长期缺乏维生素 可能会造成贫血 淋巴系统障碍 增加血管栓塞的机会 皮肤变得粗糙 以及较易患上细菌性的疾病 减少出现以上问题及确保皮肤有充足营养 口服避孕药者一定要吸取足够的维生素 例如肝脏 蛋 酵母 米糠等食物中就含有不少的维生素 5 口服避孕药者多吸取维生素 健康需要补充维生素 薯片 炸米果等用油炸过的零食是维生素 的强敌 因这些食物中含有多量的过氧化脂肪会耗掉体内的维生素 使其含量减少 为使维生素 能充分地发挥机能 少吃上述食物为佳 如以摄食方式取得维生素 考虑食用小麦胚芽应是最明智的了 一般市面上都能买得到 所以在煮汤或炒饭时可考虑掺加一些 吃起来既没有味道也不会破坏原味 此外其他的全谷或芝麻 绿色蔬菜等也是提供维生素 的重要来源 可考虑与其他食物混在一起进食 6 维生素 强敌 零食 健康需要补充维生素 罗伯特 伯恩斯 伍德沃德 1917 1979 Woodward RobertBurns 美国化学家 1917年4月10日生于波士顿 1979年7月8日卒于哈佛 1933年入麻省理工学院学习 1936年获理学士学位 1937年获哲学博士学位 1950 1960年 任哈佛大学教授 1963年瑞士汽巴公司为他在瑞士的巴塞尔建造了伍德沃德研究室 此后他在哈佛大学和巴塞尔两处指导研究工作 最重要的教育方法这是鼓励学生去实际行动 爱因斯坦 维生素B12 奎宁 番木鳖碱 利血平 胆甾醇 马钱子碱 罗伯特 伯恩斯 伍德沃德 1917 1979 Woodward RobertBurns 主要从事于天然有机化合物的合成及有机化学理论工作 他是第一个提出甾体激素的正确生物合成理论的人 他最早正确地推测了二茂铁的结构 为金属有机化学开辟了新的道路 他的合成工作突出地表现在巧妙地利用有机反应进行最复杂的天然有机化合物的合成 例如 1944年合成奎宁 1954年合成番木鳖碱 1956年合成利血平 其他还有胆甾醇 胆固醇 可的松 马钱子碱 叶绿素 维生素B12 红霉素等 他把有机合成的技巧提高到一个前所未有的水平 在维生素B12合成 1973 的长期过程中 他认识到有机反应的一个基本规律 从而1965年提出了分子轨道对称守恒原理 又称伍德沃德 霍夫曼规则 它不但解释了以前很多不理解的反应 并且推动了一大类基本有机反应的发展 成为有机化学中最重要的理论之一 伍德沃德1959年获英国皇家学会的戴维奖章 因合成甾醇和叶绿素等有机化合物的贡献获1965年诺贝尔化学奖 1960年代早期 伍德沃德开始了天然产物分子 维生素B12的合成 他与在瑞士苏黎世的同事精诚合作 组织了有上百名研究生和博士后的队伍历时数载攻关该分子的合成 该工作的结果最终于1973年发表 在有机化学历史上树立了一个新的里程碑 该合成涉及上百步的反应和繁重的设计与分析 这个工作结果的说服力以比其他任何一个合成都强 只要有足够的时间和策略研究任何复杂的分子都能在实验室里合成出来 然而 迟至今日 2005年 再没第二个维生素B12合成的报道 同年 通过对维生素B12合成过程中得到的观察的研究 伍德沃德与罗尔德 霍夫曼提出了预测周环反应过程中产物立体化学的规则 德沃德 霍夫曼定律 作为一个经验丰富的有机合成化学家 伍德沃德自己通过分析分子轨道对称性先得出了该规则的雏形 他请求霍夫曼帮他对结果进行理论验算 霍夫曼使用自己发明的 推广的休克尔方法 对结果进行了计算 后来发现许多试验数据都与理论结果吻合得相当好 于是在1981年霍夫曼与日本化学家福井谦一分享了当年的诺贝尔化学奖 当时倘若伍德沃德还活着 他毫无疑问可以拿第二次诺贝尔化学奖 维生素B12合成与Woodward Hoffmann定律 长期以来 维生素C都是作为有益健康的和促进健康的每日饮食补品而畅销世界 因为它能保护DNA免受某种损害 但是 新的研究表明维生素C同时也有可怕的化学副作用 在2001年6月15日出版的 科学 杂志上 研究人员报告说维生素C能促使某种已知的能损害DNA分子的形成 作为抗氧化剂 维生素C和E能消除极具破坏力的自由基分子 因此 许多人相信每日补充抗氧化剂能预防癌症 然而 这一观点还没有在人体身上得到验证 美国费城宾夕法尼亚大学的研究员IanA Blair领导的一个研究小组也许对此会有一个解释 维生素C有副作用 LeeSH OeT BlairIA VitaminC InducedDecompositionofLipidHydroperoxidestoEndogenousGenotoxins Science292 2083 2086 2001 IanA Blair Ph D 在破坏自由基的过程中 维生素C转变成了维生素C自