《维生素A的介绍》PPT课件.ppt
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1、第五章第五章维维 生生 素素 AVitaminAHistoryVitaminAHistory AncientEgypt-curenightblindnessbytopicalAncientEgypt-curenightblindnessbytopicalapplicationoflivertoeyeapplicationoflivertoeye AncientGreeks-curebyeatingliverAncientGreeks-curebyeatingliver 孙思邈孙思邈(581-682(581-682年年)首先用猪肝治疗首先用猪肝治疗“雀目雀目”(”(夜夜盲症盲症)1913-2gr
2、oupspurifiedfatsolublefactor1913-2groupspurifiedfatsolublefactorneededforgrowthofratsneededforgrowthofrats-McCollumandDavisfounditwasinbutteror-McCollumandDavisfounditwasinbutteroreggyolk,notlardeggyolk,notlard-OsbornandMendel,foundincodliveroiland-OsbornandMendel,foundincodliveroilandbutterbutter 1
3、930-structureidentified;conversionof1930-structureidentified;conversionof-carotenetoVit.AcarotenetoVit.A一、维生素一、维生素A的性质、吸收与代的性质、吸收与代谢谢维生素维生素A A亦名视黄醇亦名视黄醇(Retinol,VA),(Retinol,VA),在自然界中的在自然界中的多是全反式棕榈酸酯。它的衍生物具有特殊的生理多是全反式棕榈酸酯。它的衍生物具有特殊的生理功能,如视黄醛功能,如视黄醛(RetinylAldehydeVA(RetinylAldehydeVA醛醛)对暗适应对暗适应有效;甘露
4、糖视黄醇磷酸有效;甘露糖视黄醇磷酸(MannosylRetinyPhosphate(MannosylRetinyPhosphateMRP)MRP)也具有某些生理功能也具有某些生理功能。维生素维生素维生素维生素AA衍生物的分子式衍生物的分子式衍生物的分子式衍生物的分子式 维生素A及其衍生物易氧化。氧化剂MnO2可使之成为醛,还原剂可将维生素A酸还原为醛或醇。对碱较稳定,但对酸不稳定,使其脱氢或将双键重新排列。在光或碘的作用下,全反式可变为较稳定的11顺式异构体,在强光下形成二聚体或多聚体。-胡萝卜素结构式胡萝卜素结构式-胡萝卜素水解为维生素胡萝卜素水解为维生素AStructureofVitami
5、nAand-Carotene类胡萝卜素化合物的生物活性(以-胡萝卜生物活性为100%)类胡萝卜素活性类胡萝卜素活性-胡萝卜素100-半胡萝卜素有-胡萝卜素5054-apo-8-胡萝卜醛72-胡萝卜素4250-apo-8-胡萝卜酸有-新胡萝卜素2040脱水叶黄素213,4去氢-胡萝卜素75玉米黄素(隐黄质)57-胡萝卜素21反-顺异构体比全反式的活性要小-胡萝卜素50二、维生素二、维生素A及胡萝卜素的代及胡萝卜素的代谢谢 1.维生素维生素A的吸收的吸收维生素维生素A A的吸收为主动吸收的吸收为主动吸收,需要能量需要能量,速率比胡速率比胡萝卜素要快萝卜素要快730730倍倍.食物中的维生素食物中的
6、维生素A A为酯式为酯式在胰液或绒毛刷状缘在胰液或绒毛刷状缘中的视黄酯酶分解为游离式进入到小肠壁中的视黄酯酶分解为游离式进入到小肠壁在肠内在肠内细胞微粒体中被酯酶所酯化细胞微粒体中被酯酶所酯化,合成为维生素合成为维生素A A棕榈酯棕榈酯.摄取维生素摄取维生素A35A35小时后小时后,吸收达到高峰吸收达到高峰.维生素维生素A A的吸收也需要胆盐的吸收也需要胆盐.IntestinalAbsorptionIntestinalAbsorption-Dietaryretinylestersmustbehydrolyzed-Dietaryretinylestersmustbehydrolyzedpancr
7、eaticcarboxyl(Cholesterolester)hydrolasepancreaticcarboxyl(Cholesterolester)hydrolaseretinylesterhydrolaseretinylesterhydrolase-betacarotene-betacarotenecarotene15,15dioxygenasecarotene15,15dioxygenase PassivediffusionofretinolintoenterocytePassivediffusionofretinolintoenterocyte Re-esterificationin
8、enterocyte(palmitateandRe-esterificationinenterocyte(palmitateandstearate)stearate)-LRAT(lecithinretinolacyltransterase)-LRAT(lecithinretinolacyltransterase)-ARAT(acyl-coA:retinolacyltransferase-ARAT(acyl-coA:retinolacyltransferase Packagingintochylomicrawithtriglycerides,Packagingintochylomicrawith
9、triglycerides,cholesterolesterscholesterolesters 2.维生素维生素A的储存的储存维生素维生素A A与乳糜微粒相结合由淋巴系统输送到与乳糜微粒相结合由淋巴系统输送到肝。肝。酯式水解进入肝酯式水解进入肝,然后又再酯化为棕榈酸酯。然后又再酯化为棕榈酸酯。肝实质细胞负责摄取及新进入的维生素肝实质细胞负责摄取及新进入的维生素A A代谢代谢,一部分维生素一部分维生素A A由实质细胞转入类脂储存细胞由实质细胞转入类脂储存细胞,这这类细胞中有许多类脂滴类细胞中有许多类脂滴,85%,85%的维生素的维生素A A在类脂滴在类脂滴中。中。3.维生素维生素A的运输的运输
10、肝内储存维生素肝内储存维生素A A酯经酯酶水解为醇式,与视黄醇结酯经酯酶水解为醇式,与视黄醇结合蛋白(合蛋白(RetionlBindingProetin,RBPRetionlBindingProetin,RBP)结合,再与前白蛋)结合,再与前白蛋白(白(Prealbumin,PAPrealbumin,PA)结合,形成维生素)结合,形成维生素A-RBP-PAA-RBP-PA复合体复合体后,才离开肝脏。经血流入靶组织。后,才离开肝脏。经血流入靶组织。维生素维生素A A在一般情况下必须与蛋白质结合,使之具有在一般情况下必须与蛋白质结合,使之具有水溶性,并比较稳定。水溶性,并比较稳定。细细胞胞膜膜对对
11、复复合合体体有有识识别别能能力力,但但对对未未结结合合的的维维生生素素A A无无识识别别力力,以以致致对对维维生生素素A A的的摄摄取取失失去去控控制制,过过多多维维生生素素A A进入细胞而产生毒性。进入细胞而产生毒性。维生素维生素A-RBP-PAA-RBP-PA复合体随血流到肠粘膜、膀胱、角复合体随血流到肠粘膜、膀胱、角膜及上皮组织等靶细胞后,细胞膜上有膜及上皮组织等靶细胞后,细胞膜上有RBPRBP的特殊受体,的特殊受体,可与可与RBPRBP结合,并将维生素结合,并将维生素A A释放出来,进入细胞内。释放出来,进入细胞内。维生素维生素A A进入到靶细胞后,立即与细胞视黄醇结合蛋进入到靶细胞后
12、,立即与细胞视黄醇结合蛋白(白(CellularretinolBindingProtein,CRBPCellularretinolBindingProtein,CRBP)相结合)相结合。VitaminA,whichcirculatesintheplasmaasacomplexwithretinol-bindingprotein(RBP)leavesthebindingprotein,whenthecomplexbindsthecellsurfacereceptor.Theliberatedretinolcrossesthecellmembraneviathereceptorandistrans
13、ferredtoanintracellularbindingprotein,knownascellularretinolbindingprotein(CRBP).CRBPthenseemstodeliverretinoltothetargetproteinsthatbringabouttheultimatefunction.4.维生素维生素A的分解代谢及排出的分解代谢及排出视黄醇通过氧化转变为维生素视黄醇通过氧化转变为维生素A A酸,其中一酸,其中一部分异构为部分异构为 顺式。顺式。大便中排出以葡糖视苷酸为主,为主要排出大便中排出以葡糖视苷酸为主,为主要排出途径。途径。尿中代谢产物一半为水溶性
14、者,一半为脂溶尿中代谢产物一半为水溶性者,一半为脂溶性者。性者。维生素维生素A的氧化代谢的可能途径的氧化代谢的可能途径维生素维生素A的氧化代谢的可能途径的氧化代谢的可能途径5、胡萝卜素的吸收、胡萝卜素的吸收胡萝卜素的微胶粒溶液在小肠内吸收。胡萝卜素的微胶粒溶液在小肠内吸收。油溶液中者吸收最好,磷脂有助于形成微胶粒溶液而油溶液中者吸收最好,磷脂有助于形成微胶粒溶液而利于吸收。利于吸收。胆盐不但促进胡萝卜素运输至肠细胞,助其与细胞表胆盐不但促进胡萝卜素运输至肠细胞,助其与细胞表面相结合,并促进胡萝卜素的分解。面相结合,并促进胡萝卜素的分解。维生素维生素E E及其他抗氧化剂可保护侧链的共轭双键系统及
15、其他抗氧化剂可保护侧链的共轭双键系统免于氧化。免于氧化。胡萝卜素吸收是扩散性的,其吸收量与剂量大小有相胡萝卜素吸收是扩散性的,其吸收量与剂量大小有相反关系。反关系。血浆中的类胡萝卜素可分为血浆中的类胡萝卜素可分为-胡萝卜素、叶黄素,胡萝卜素、叶黄素,番茄红素及其他类胡萝卜素,视摄入情况而定。可存在番茄红素及其他类胡萝卜素,视摄入情况而定。可存在于肝、脂肪、肾、皮肤及血管粥样硬化的斑块中。于肝、脂肪、肾、皮肤及血管粥样硬化的斑块中。三、维生素三、维生素A的生理功的生理功能能维生素A具有维持正常生长、生殖、视觉及抗感染的功能,但其作用机理迄今尚未完全清楚。1、维生素、维生素A与视觉的关系与视觉的关
16、系视网膜上有两种视细胞,即视杆细胞与视锥细胞,人类前者数量多,与暗视觉有关;后者数量少,与明视觉及色觉有关,他们都有视色素,由视蛋白与生色团组成。视杆细胞外段含有视色素是感光部分。视紫红质视紫红质(rhodopsin)(rhodopsin),由,由维生素维生素A A醛与视蛋白醛与视蛋白(opsinopsin)结合而成。维生)结合而成。维生素素A A醛由维生素醛由维生素A A氧化而来,氧化而来,经异构酶作用使其变为经异构酶作用使其变为11-11-顺式维生素顺式维生素A A醛。醛。维生素维生素A A醛由视蛋白之间的醛由视蛋白之间的一级结构是一级结构是11-11-顺维生素顺维生素A A醛的醛基与视蛋
17、白中赖氨醛的醛基与视蛋白中赖氨酸酸 氨基形成希夫碱(氨基形成希夫碱(SchiffSchiffbasebase)键,随之引起视蛋)键,随之引起视蛋白高级结构改变,产生相白高级结构改变,产生相互保护的二级结构,在黑互保护的二级结构,在黑暗中非常稳定。暗中非常稳定。VitaminAisalmostexactlythesameasonehalfoftheyellowpigmentincarrots,beta-carotene.LightcausesvitaminAtochangeshapefromthebendcisformtothestraighttransform.Oureyessenseligh
18、tbyseeingthischangeinshape.当光照时,一个视紫红质接受一个光子后,维生素A醛在11-C上转成全反维生素A醛,视蛋白的立体构形也发生变化.维生素A醛又经视细胞外端的维生素A还原酶使成其变为维生素A,然后由色素上皮细胞微粒体中酯酶将其酯化而储存于色素上细胞内,需要时再异构为11-顺维生素A。暗适应按上述相反方式进行,又形成视紫红质。暗时Na+从视杆细胞内段移到外段,形成暗电流(Darkcurrentflow)。当视紫红质经光异构后变为前光视紫红质(Prelumirhodopsin),所结合的Ca2+在视杆细胞外段释放出来,中止了Na+流动及暗电流,其结果产生电压的波动,这
19、种电位差使神经刺激加强传入脑中发生光感,也可用视网膜电图测定。(1)11-cis retinal and opsin in arodcellcombinetoformRhodopsin.(2/3)Chemicalchanges occur following theabsorptionofaphotonoflight.(4)AftertransductionoccursmetarhodopsinIIdissociates into all-trans retinalwhich isomerises as the cyclebeginsagain.(5)Thekeystepinthe mecha
20、nism is step 3 thetransductionofphotonreceptiontoaneuralactionpotential.维生素维生素A A进入到色素上皮细胞内以酯式储存于胞浆的进入到色素上皮细胞内以酯式储存于胞浆的油滴内。油滴内。暗适应的眼中,有一半的维生素暗适应的眼中,有一半的维生素A A为为11-11-顺式,在视顺式,在视杆细胞的外段有少量的游离维生素杆细胞的外段有少量的游离维生素A A,其中,其中60%60%为为11-11-顺顺式,生理上很重要。式,生理上很重要。维生素维生素A A缺乏时,首先肝内储存的维生素缺乏时,首先肝内储存的维生素A A释放供给释放供给其他组
21、织,肝的储存量下降,血浆维生素其他组织,肝的储存量下降,血浆维生素A A正常。正常。当肝储存量将近空竭时,血浆维生素当肝储存量将近空竭时,血浆维生素A A水平才下降,水平才下降,但由于视网膜的色素上皮组织有维生素但由于视网膜的色素上皮组织有维生素A A积累,视紫红质积累,视紫红质的维生素的维生素A A醛下降较慢。醛下降较慢。色素上皮细胞内维生素色素上皮细胞内维生素A A缺乏时,才有夜盲症出现。缺乏时,才有夜盲症出现。Retinolistransportedtotheretinaviathecirculation,whereitmovesintoretinalpigmentepithelialc
22、ells.There,retinolisesterifiedtoformaretinylesterthatcanbestored.Whenneeded,retinylestersarebrokenapart(hydrolyzed)andisomerizedtoform11-cisretinol,whichcanbeoxidizedtoform11-cisretinal.11-cisRetinalcanbeshuttledtotherodcell,whereitbindstoaproteincalledopsintoformthevisualpigment,rhodopsin(visualpur
23、ple).AbsorptionofaphotonoflightNightblindnessisalsoanearlysymptomXerophtalmia Thisisarangeofdisordersthataffecttheeyeandthatcanleadtoblindness.Thesymptomsofxerophthalmiaoccurinapproximatelythefollowingorder:Nightblindness:Thechildcannotseeinthedimlight,makingchildtofalloverthingsandcannotseetoeat.Bi
24、tots spots:Thesearefoamy,soapyandwhitishpatchesonthewhitepart(theconjunctiva)oftheeye.Theydon抰affectthesightindaylight.Conjunctiva xerosis:Thismeansdryness,slightlroughnessorwrinklesinthewhitepartoftheeye,whichareusuallywet,smoothandshiny.Changesofthetearductsalsoleadtoreducedwettabilityoftheeye.Cor
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