《药学维生素》PPT课件

维生素Vitamins,第一节概述一、维生素(vitamin,vit)的定义维持人体正常生理功能所必需的，在体内不能合成或合成不足的,必须由食物供给的一类微量的小分子有机化合物。,二、维生素的命名与分类（一）维生素的命名1.发现的先后：A、B、C、D、E、K.2.化学结构特点：视黄醇、硫胺素、维生素B23.生理功能及治疗作用：抗干眼病、抗赖皮病4.结构相近、生物活性相同：B1、B2、B6、B12,（二）维生素的分类脂溶性维生素(lipaid-solublevitamin)如：VitA、D、E、K2.水溶性维生素(water-solublevitamin)如：VitB族、VitC,三、维生素的需要量,1.人群调查验证：如:维生素A2.实验研究如：水溶性维生素,四、维生素缺乏病的原因1.维生素的摄入量不足加工、烹饪方法的不当2.吸收障碍3.维生素需要量增加而补充相对不足4.长期服用某些药物长期服用广谱抗生素，导致K2、B6、B12等缺乏,第二节脂溶性维生素,特点：1.不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂。2.在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收。3.吸收的脂溶性VitA在血液中与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输。4.在体内有一定的储存：主要在肝脏5.摄入过多，引起中毒。,脂溶性维生素的种类：维生素A(视黄醇retinol)维生素D(钙化醇calciferol)维生素E(生育酚tocopherol)维生素K(凝血维生素),含有-白芷酮环的二十碳多烯醇。,一、维生素A（抗干眼病维生素）,维生素A2:3-脱氢视黄醇,维生素A1:视黄醇(retinol),A1哺乳动物和海产鱼肝脏中。A2淡水鱼肝脏中，生理效用仅及A1的40%。化学结构:维生素A2在-白芷酮环上比A1多一个双键。,维生素A2:3-脱氢视黄醇,维生素A1:视黄醇(retinol),维生素A的侧链含有4个双键，故可形成多种顺反异构体，其中较重要的天然的维生素为全反型(All-trans)。,维生素A原,-维生素A原-维生素A原：最为重要吸收率：1/3转化率：1/2-维生素A原,-胡萝卜素A、B环相同的反向对称结构主要在小肠粘膜转变为维生素A，一部分也可在肝脏中进行。,-胡萝卜素加双氧酶,（二）生化作用及缺乏症视黄醇、视黄醛、视黄酸是VitA的活性形式,1.构成视觉细胞内感光物质视觉细胞内感光物质:暗光/弱光：视网膜杆状细胞-视紫红质视红质强光：视网膜锥状细胞-视蓝质视青质,暗适应：足够的视紫红质再生后，才能看清物体夜盲症：当维生素A缺乏时，视紫红质合成减少，视网膜对弱光敏感性降低，暗适应能力减弱。,2.参与细胞膜糖蛋白的合成。关键物质：全反式视黄酸和9-顺视黄酸视黄酸：维持上皮组织的发育和分化。干眼病（xerophthalmia）：泪腺萎缩3.促进生长发育视黄醛和视黄酸对胚胎发育也是必要的。4.防癌作用5.维生素A过量可引起中毒。头痛、恶心、共济失调皮肤干燥、脱屑、脱发,成人需要量：1mg长期过量摄入（超过需要量的10-20倍）可引起中毒。摄入成人需要量的100倍，可引起急性中毒。富含维生素A的食物：肝脏、蛋黄、奶油全乳、胡萝卜、番茄,二、维生素D(抗佝偻病维生素),(一)化学本质及性质VitD3(胆钙化醇）：鱼油、蛋黄、肝种类VitD2(麦角钙化醇）：酵母、植物油VitD3在血液中的运输：与维生素D结合蛋白（VitaminDbindingprotein,DBP)相结合而运输。,VitD2原：麦角固醇麦角固醇紫外线VitD2VitD3原：7-脱氢胆固醇胆固醇7-脱氢胆固醇(皮下）紫外线VitD3活化形式:1,25-二羟胆钙化醇肝微粒体-25羟化酶肾小管上皮细胞线粒体-1-羟化酶24-羟化酶,（二）生理功能及缺乏症,1.调节血钙水平是1,25-(OH)2D3的重要作用。促进小肠粘膜对钙、磷的吸收。2.促进成骨及破骨细胞的形成，促使骨骼的重建缺乏小儿：佝偻病（rickets）成人：软骨病(osteomalacia)3.1,25-(OH)2D3具有影响细胞分化的功能。1,25-(OH)2D3促进胰岛-细胞分泌胰岛素。抑制肿瘤细胞增殖和促进分化。4.维生素D过量可引起中毒。高钙血症、高钙尿症、高血压、软组织钙化。,三、维生素E,（一）化学本质及性质维生素E是生育酚类化合物。-生育酚的分布最广，生理效用最强。,1.维生素E是体内最重要的脂溶性抗氧化剂。对抗生物膜上脂质过氧化产生的自由基；保护骨骼肌、心肌、血管细胞膜生物膜的结构与功能。2.与动物的生殖功能和精子生成有关3.预防衰老改善皮肤弹性，使性腺萎缩减弱，提高免疫力。,（二）生化作用及缺乏症,3.维生素E能提高血红素合成的关键酶氨基酮戊酸（ALA）合酶和ALA脱水酶的活性，从而促进血红素合成。新生儿缺乏：贫血4.维生素E缺乏并不多见。可治疗先兆流产及习惯性流产。,四、维生素K（凝血维生素）,（一）化学本质：2-甲基1，4奈醌的衍生物,VitK1:叶绿醌(phylloquinone),深绿色蔬菜中较多VitK2:肠道细菌的产物VitK3:人工合成的水溶性甲萘醌，可口服或注射作用最强（天然VitK的三倍),但毒性较大VitK4:4-亚氨基，2-甲基萘醌,(二)生化作用及缺乏症1.维生素K具有促进凝血作用。促进凝血因子（、）的合成。-羧化酶（维生素K是辅助因子）2.维生素K缺乏可引起出血。新生儿可能引起VitK的缺乏；无肠道细菌长期抗生素/肠道灭菌药可能引起VitK缺乏。,第三节水溶性维生素,共同特点：1.易溶于水，故易随尿液排出，一般不发生中毒现象。2.体内不易储存，必须经常从食物中摄取。3.作用比较单一，主要构成酶的辅助因子，直接影响某些酶的催化作用。,种类：B族维生素：维生素B1(硫胺素)维生素B2(核黄素)维生素PP(尼克酸和尼克酰胺)维生素B6(吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺)泛酸(遍多酸)生物素硫辛酸叶酸维生素C,B族维生素的共同特点：1.在自然界常共同存在，最丰富的来源是酵母和肝脏；2.从低等的微生物到高等动物和人类都需要它们作为营养素；3.同其他维生素比较，B族维生素作为酶的辅基而发挥其调节物质代谢作用，了解得更为清楚；4.从化学结构上看，除个别例外，大都含氮；5.从性质上看此类维生素大多易溶于水，对酸稳定，易被碱破坏。,（一）化学本质及性质含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环（二）生理功能及缺乏症VitB1在糖代谢中具有重要作用-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是磷酸戊糖循环中转酮醇酶的辅酶缺乏：脚气病-末梢神经炎、心力衰竭、肌肉萎缩；消化液分泌减少，胃蠕动变慢，食欲不振；多见于酒精中毒者富含食物：种子的外皮破坏因素：在酸性环境中稳定，碱性环境中破坏.,一、维生素B1（硫胺素),（一）FAD和FMN是维生素B2的活性形式在碱性溶液中受光照射时极易破坏，因此维生素B2应贮于褐色容器，避光保存。FMN：黄素单核苷酸活性形式FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸作用：参与体内生物氧化过程。,二、维生素B2(核黄素),FAD和FMN,（二）生化作用及缺乏症,缺乏症:口角炎、舌炎、阴囊炎及角膜血管增生和巩膜充血等。幼儿缺乏它则生长迟缓。但这些症状目前还难以用它参与黄酶的作用来解释，其机理尚不清楚。,三、维生素PP(抗赖皮病因子),1.维生素PP即抗癞皮病因子，又名预防癞皮病因子(pellagrapreventingfactor)它包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺(烟酰胺)，均为吡啶衍生物。2.尼克酸在人体内可从色氨酸代谢产生并可转变成尼克酰胺。由色氨酸转变为维生素PP的量有限，不能满足机体的需要，所以仍需从食物中供给。3.尼克酰胺是构成辅酶(NAD+)和辅酶(NADP+)的成分，这两种辅酶结构中的尼克酰胺部分具有可逆地加氢和脱氢的特性，在生物氧化过程中起着递氢体的作用。,NAD+和NADP+,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,（二）生化作用及缺乏症,不需氧脱氢酶的辅酶缺乏症:癞皮病，其特征是体表暴露部分出现对称性皮炎，此外还有消化不良，精神不安等症状，严重时可出现顽固性腹泻和精神失常。但是这些症状与维生素PP在代谢中所起的作用有何联系，目前尚不十分清楚。,Pellagra,四、维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺,（一）维生素B6的磷酸酯是其活性形式,（二）生化作用及缺乏症,在机体组织内维生素B6多以其磷酸酯的形式存在，参与氨基酸的转氨、某些氨基酸的脱羧以及半胱氨酸的脱巯基作用。转氨酶，脱羧酶，能促进谷氨酸脱羧，氨基丁酸的合成小儿惊厥、妊娠呕吐。ALA合成酶的辅酶糖原磷酸化酶的组成成分。动物缺乏维生素B6亦可发生与癞皮病类似的皮肤炎。在人类尚未发现单纯的维生素B6缺乏症。,五、泛酸,泛酸，N-（，-二羟，-二甲基丁酰）-丙氨酸泛酸在机体组织内是与巯基乙胺、焦磷酸及3-磷酸腺苷结合成为辅酶A而起作用的。因其活性基为SH故常用CoA-SH表示之。,（二）生化作用及缺乏症,在体内辅酶A及ACP（酰基载体蛋白）构成酰基转移酶的辅酶。主要参与糖和脂肪的代谢。脚灼热综合症,六、生物素,生物素的结构包括含硫的噻吩环、尿素及戊酸,（二）生化作用及缺乏症,生物素与羧化反应有关在组织内生物素的侧链中，戊酸的羧基与酶蛋白分子中的赖氨酸残基上的-氨基通过酰胺键牢固结合，形成羧基生物素酶复合物，称为生物胞素（biocytin)。可将活化的羧基转移给相应的作用物。,七、叶酸,叶酸由蝶酸(pteroicacid)和谷氨酸结合构成。在动物组织中以肝脏含叶酸最丰富。食物中的叶酸多以含5分子或7分子谷氨酸的结合型存在，在肠道中受消化酶的作用水解为游离型而被吸收。若缺乏此种消化酶则可因吸收障碍而致叶酸缺乏。小肠粘膜、肝及骨髓等组织含有叶酸还原酶，在NADPH和维生素C的参与下，可催化此种转变。,（二）生化作用及缺乏症,四氢叶酸参与体内“一碳基团”的转移，是一碳基团转移酶系统的辅酶。四氢叶酸在体内嘌呤和嘧啶的合成上起重要作用。N5，N10-甲炔四氢叶酸(N5，N10=CH-FH4)和N10-甲酰四氢叶酸(N10-CHOFH4)可参与嘌呤核苷酸的合成，其中甲炔基(=CH-)和甲酰基(-CHO)分别成为嘌呤碱中第8位和第2位上两个碳原子的来源。在尿嘧啶脱氧核苷酸(d-UMP)转变成胸腺嘧啶脱氧核苷酸(d-TMP)的过程中，N5，10-甲烯四氢叶酸(N5，N10-CH2-FH4)可供给甲烯基(-CH2-)而形成胸腺嘧啶中的甲基。,dUMPdTMP,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,蛋氨酸循环,NADPH+H+,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,AR,H2O,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,ATPPPi,Pi,RRCH3,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,SAM,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,同型半胱氨酸,蛋氨酸,B12,N5CH3FH4,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,NADP+,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,嘌呤C2,嘌呤C8,FH2,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C8,N5,N10CH2FH4,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C2,N5,N10=CHFH4,嘌呤C2,N10CHOFH4,甘丝色组,FH4,SAH,体内缺乏叶酸时，“一碳基团”的转移发生障碍，核苷酸特别是胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成减少，以致骨髓中幼红细胞DNA的合成受到影响，细胞分裂增殖的速度明显下降。此时血红蛋白的合成虽也有所减弱，但影响较小。幼红细胞可因分裂障碍而使细胞增大，形成巨幼红细胞(megaloblast)。由这种巨幼红细胞产生的成熟红细胞，其平均体积也较正常大，可在周围血液中见到，所以叶酸缺乏引起的贫血属于巨幼细胞性大红细胞性贫血(megaloblasticmacrocyticanemia)。因白细胞分裂增殖同样需要叶酸，故叶酸缺乏时，尚可见周围血液中粒细胞减少，且粒细胞的体积也偏大，核分叶增多。,叶酸拮抗药种类很多，其中氨蝶呤(aminopterin)及氨甲蝶呤(methotrexate简写MTX)在结构上与叶酸相似，都是叶酸还原酶的强抑制剂，常用作抗癌药。,八、维生素B12,维生素B12的两种辅酶形式一一甲基钴胺和5脱氧腺苷钴胺在代谢中的作用各不相同。,（二）生化作用及缺乏症,维生素B12广泛存在于动物性食品中，人体对它的需要量甚少，而体内贮存量很充裕，所以因摄入不足而致维生素B12缺乏者在临床上比较少见。维生素B12的吸收与内因子(intrinsicfactor简写IF)密切相关。维生素B12必须与内因子结合后才能被小肠吸收。这一方面是由于维生素B12的吸收部位在回肠下段，只有维生素B12与内因子结合成IFB12复合物才能被肠粘膜上的受体接纳；另一方面二者的结合有相互保护的作用；内因子保护维生素B12不被肠道细菌所破坏；维生素B12保护内因子不被消化液中的酶所水解。某些疾病如萎缩性胃炎、胃全切除的病人或者先天缺乏内因子，均可因维生素B12的吸收障碍而致维生素B12的缺乏。对这类病人只有采取注射的方式给予维生素B12才有效。,甲基钴胺(CH3B12)参与体内甲基移换反应和叶酸代谢，是N5甲基四氢叶酶甲基移换酶的辅酶。此酶催化N5CH3FH4和同型半胱氨酸之间不可逆的甲基移换反应，产生四氢叶酸和蛋氨酸。体内B12参与生成蛋氨酸的反应和dTMP合成反应。体内的N5，N10-CH2-FH4来源于N5-CH3FH4还原。由dUMP甲基化生成dTMP时，只能利用N5，N10-CH2-FH4供给甲基，而不能利用N5-CH3FH4。因此，必须通过上述甲基移换反应使FH4“再生”，从而保证dTMP的不断合成。甲基钴胺的作用是促进叶酸的周转利用，以利于胸腺嘧啶脱氧核苷酸和DNA的合成，如果缺乏维生素B12，则叶酸陷入N5CH3FH4这个“陷井”而难以被机体再利用，犹如缺乏叶酸一样，所以维生素B12缺乏所引起的贫血，同缺乏叶酸一样，也是巨幼细胞性大红细胞贫血。,dUMPdTMP,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,蛋氨酸循环,NADPH+H+,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,AR,H2O,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,ATPPPi,Pi,RRCH3,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,SAM,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,同型半胱氨酸,蛋氨酸,B12,N5CH3FH4,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,NADP+,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,嘌呤C2,嘌呤C8,FH2,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C8,N5,N10CH2FH4,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C2,N5,N10=CHFH4,嘌呤C2,N10CHOFH4,甘丝色组,FH4,SAH,参与体内丙酸的代谢。在体内L-甲基丙二酰CoA与脂肪酸合成中的丙二酰CoA结构相似。,(5dAB12),丙酰CoA,促进蛋氨酸的再利用。蛋氨酸经活化后可作为甲基供体促进胆碱和磷脂的合成，有利于肝脏的代谢。所以临床上把叶酸和维生素B12作为治疗肝脏病的辅助药物,九、维生素C,抗坏血酸(ascorbicacid)，特点是具有可解离出H+的烯醇式羟基，因而其水溶液有较强的酸性。维生素C可脱氢而被氧化，有很强的还原性，氧化型维生素C(脱氢抗坏血酸)还可接受氢而被还原。维生素C含有不对称碳原子，自然界存在的、有生理活性的是L型抗坏血酸。维生素C在体内分解可以产生草酸和苏阿糖酸。,在酸性水溶液(pH4)中较为稳定，在中性及碱性溶液中易被破坏，有微量金属离子(如Cu2+、Fe3+等)存在时，更易被氧化分解；加热或受光照射也可使维生素C分解。植物组织中尚含有抗坏血酸氧化酶，能催化抗坏血酸氧化分解，失去活性，所以蔬菜和水果贮存过久，其中维生素C可遭到破坏而使其营养价值降低。大多数动物能够利用葡萄糖以合成维生素C，但是人类、灵长类动物和豚鼠由于体内缺少合成维生素C的酶类，所以不能合成维生素C，而必须依赖食物供给。食物中的维生素C可迅速自胃肠道吸收，吸收后的维生素C广泛分布于机体各组织，以肾上腺中含量最高。但是维生素C在体内贮存甚少，必须经常由食物供给。,已知维生素C参与体内代谢功能主要有以下几个方面（一）参与体内的羟化反应1.胶元的合成2.类固醇的羟化3.芳香族氨基酸的羟化4.有机药物或毒物的羟化（二）还原作用1.保护巯基和使巯基再生2.促进铁的吸收和利用3.促进叶酸转变为四氢叶酸4.抗体的生成,1.胶元的合成多肽链中的脯氨酸(Pro)和赖氨酸(Lys)残基需要分别被羟化成为羟脯氨酸和羟赖氨酸残基。维生素C是此种羟化反应必需的辅助因素之一，因为在羟化反应中，不仅需要相应的羟化酶，而且还需要O2、Fe2+和-酮戊二酸等，维生素C有助于维持Fe2+的还原状态，并能激活羟化酶。当维生素C缺乏时，胶原和细胞间质合成障碍，毛细管壁脆性增大，通透性增强，轻微创伤或压力即可使毛细血管破裂，引起出血现象，临床上称为坏血病(scurvy)。,（一）参与体内的羟化反应,2.类固醇的羟化正常情况下，体内胆固醇约有80%转变为胆酸后排出，在胆固醇转变为胆酸前，需先将环状部分羟化(7-羟化作用，参看胆固醇代谢)，而后侧链断裂，最终生成胆酸，缺乏维生素C则此种羟化过程受阻，胆固醇转变成胆酸的作用下降，肝中胆固醇堆积，而血中胆固醇浓度增高。临床上用大量维生素C可降低血中胆固醇，其机理可能在于维生素C促进胆固醇向胆酸转变。此外，肾上腺皮质激素合成加强时，皮质中维生素C含量显著下降，这可能是皮质激素合成过程中某些羟化步骤需消耗维生素C。,（一）参与体内的羟化反应,3.芳香族氨基酸的羟化苯丙氨酸(Phe)羟化为酪氨酸(Tyr)，酪氨酸转变为儿茶酚胺(catecholamine)或分解为尿黑酸等过程中许多羟化步骤均需有维生素C的参加。色氨酸(Trp)转变为5羟色胺(5HT)时也需要维生素C。4.有机药物或毒物的羟化重要的生物转化反应，缺乏维生素C时，此种羟化反应明显下降，药物或毒物的代谢显著减慢，给予维生素C后，催化此类羟化反应的酶系活性升高，促进药物或毒物的代谢转变，因而有增强解毒的作用。,（一）参与体内的羟化反应,1.保护巯基和使巯基再生许多含巯