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1、关于维生素关于维生素A的介绍的介绍第一页,本课件共有77页Vitamin A History Ancient Egypt-cure night blindness by topical application of liver to eye Ancient Greeks-cure by eating liver 孙思邈(581-682年)首先用猪肝治疗“雀目”(夜盲症)1913-2 groups purified fat soluble factor needed for growth of rats -McCollum and Davis found it was in butter or
2、egg -McCollum and Davis found it was in butter or egg yolk,not lardyolk,not lard -Osborn and Mendel,found in cod liver oil and butter 1930-structure identified;conversion of-carotene to Vit.A第二页,本课件共有77页一、维生素一、维生素A的性质、吸收与代谢的性质、吸收与代谢 维生素A亦名视黄醇(Retinol,VA),在自然界中的多是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功能,如视全反式棕
3、榈酸酯。它的衍生物具有特殊的生理功能,如视黄醛黄醛(RetinylAldehydeVA(RetinylAldehydeVA醛)对暗适应有效;甘露糖视黄醇磷酸(MannosylRetinyPhosphateMRP)(MannosylRetinyPhosphateMRP)也具有某些生理功能。第三页,本课件共有77页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第四页,本课件共有77页第五页,本课件共有77页 第六页,本课件共有77页第七页,本课件共有77页 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
4、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。第八页,本课件共有77页-胡萝卜素结构式胡萝卜素结构式第九页,本课件共有77页第十页,本课件共有77页-胡萝卜素水解为维生素胡萝卜素水解为维生素A第十一页,本课件共有77页StructureofVitaminAand-Carotene第十二页,本课件共有77页第十三页,本课件共有77页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
5、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第十四页,本课件共有77页二、维生素二、维生素A及胡萝卜素的代谢及胡萝卜素的代谢 1.维生素维生素A的吸收的吸收 维生素A的吸收为主动吸收,需要能量,速率比胡萝卜素要快730倍.食物中的维生素A为酯式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在肠内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.摄取维生素A35小时后,吸收达到高峰.维生素A的吸收也需要胆盐.第十五页,本课件共有77页第十六页,本课件共有77页第十七页,本课件
6、共有77页第十八页,本课件共有77页第十九页,本课件共有77页 Intestinal Absorption -Dietary retinyl esters must be hydrolyzed -Dietary retinyl esters must be hydrolyzed pancreatic carboxyl(Cholesterol ester)hydrolasepancreatic carboxyl(Cholesterol ester)hydrolase retinyl ester hydrolase retinyl ester hydrolase -beta carotene ca
7、rotene 15,15 dioxygenase Passive diffusion of retinol into enterocyte Re-esterification in enterocyte(palmitate and stearate)-LRAT(lecithin retinol acyl transterase)-LRAT(lecithin retinol acyl transterase)-ARAT(acyl-coA:retinol acyltransferase -ARAT(acyl-coA:retinol acyltransferase Packaging into ch
8、ylomicra with triglycerides,cholesterol Packaging into chylomicra with triglycerides,cholesterol estersesters第二十页,本课件共有77页 2.维生素维生素A的储存的储存 维生素A与乳糜微粒相结合由淋巴系统输送到肝。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。肝实质细胞负责摄取及新进入的维生素A A代谢,一部分维生素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,这类细胞中有许多类脂滴,85%的维生素A在类脂滴中。在类脂滴中。第二十一页,本课件共有77页3.维生素维生素A
9、的运输的运输 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,与视黄醇结合蛋酯经酯酶水解为醇式,与视黄醇结合蛋白(白(RetionlBindingProetin,RBPRetionlBindingProetin,RBP)结合,再与前白蛋白)结合,再与前白蛋白(Prealbumin,PAPrealbumin,PA)结合,形成维生素)结合,形成维生素A-RBP-PA复合体后,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,使之具有水溶性,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。并比较稳定。细细胞胞膜膜对对复复合合体体有有识识别别能能力力,但但对对
10、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进进入入细细胞胞而产生毒性。而产生毒性。维生素A-RBP-PAA-RBP-PA复合体随血流到肠粘膜、膀胱、角膜及复合体随血流到肠粘膜、膀胱、角膜及上皮组织等靶细胞后,细胞膜上有上皮组织等靶细胞后,细胞膜上有RBP的特殊受体,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白进入到靶细胞后,立即与细胞视黄醇结合蛋白(CellularretinolBinding
11、Protein,CRBPCellularretinolBindingProtein,CRBP)相结合)相结合。第二十二页,本课件共有77页VitaminA,whichcirculatesintheplasmaasacomplexwithretinol-bindingprotein(RBP)leavesthebindingprotein,whenthecomplexbindsthecellsurfacereceptor.Theliberatedretinolcrossesthecellmembraneviathereceptorandistransferredtoanintracellularb
12、indingprotein,knownascellularretinolbindingprotein(CRBP).CRBPthenseemstodeliverretinoltothetargetproteinsthatbringabouttheultimatefunction.第二十三页,本课件共有77页第二十四页,本课件共有77页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,其中一部分异构为顺式。大便中排出以葡糖视苷酸为主,为主要排出途径。大便中排出以葡糖视苷酸为主,为主要排出途径。尿中代谢产物一半为水溶性者,一半为脂溶性者
13、。第二十五页,本课件共有77页维生素维生素A的氧化代谢的可能途径的氧化代谢的可能途径第二十六页,本课件共有77页维生素维生素A的氧化代谢的可能途径的氧化代谢的可能途径第二十七页,本课件共有77页第二十八页,本课件共有77页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。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。胆盐不但促进胡萝卜素运输至肠细胞,助其与细胞表面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。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免于及其他抗氧化剂可保护侧链的共轭双键系
14、统免于氧化。氧化。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。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。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,番茄红胡萝卜素、叶黄素,番茄红素及其他类胡萝卜素,视摄入情况而定。可存在于肝、脂肪、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。肾、皮肤及血管粥样硬化的斑块中。第二十九页,本课件共有77页三、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。第三十页,本课件共有77页第三十一页,本课件共有7
15、7页1、维生素、维生素A与视觉的关系与视觉的关系 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。第三十二页,本课件共有77页第三十三页,本课件共有77页第三十四页,本课件共有77页 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。维生素结合而成。维生素A A醛由维生醛由维生素素A A氧化而来,经异构酶作用氧化而来,经异构酶作用使其变为使其变为11-11-顺式维生素顺式维生
16、素A A醛。醛。维生素维生素A A醛由视蛋白之间的一醛由视蛋白之间的一级结构是级结构是11-11-顺维生素顺维生素A A醛的醛的醛基与视蛋白中赖氨酸醛基与视蛋白中赖氨酸 氨基氨基形成希夫碱(形成希夫碱(Schiff baseSchiff base)键,随之引起视蛋白高级结键,随之引起视蛋白高级结构改变,产生相互保护的二构改变,产生相互保护的二级结构,在黑暗中非常稳定。级结构,在黑暗中非常稳定。第三十五页,本课件共有77页第三十六页,本课件共有77页VitaminAisalmostexactlythesameasonehalfoftheyellowpigmentincarrots,beta-ca
17、rotene.LightcausesvitaminAtochangeshapefromthebendcisformtothestraighttransform.Oureyessenselightbyseeingthischangeinshape.第三十七页,本课件共有77页当光照时,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。第三十八页,本课件共有7
18、7页第三十九页,本课件共有77页第四十页,本课件共有77页 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。第四十一页,本课件共有77页(1)11-cisretinalandopsininarodcellcombine to form Rhodopsin.(2/3)Chemicalchangesoccurfollo
19、wingtheabsorption of a photon of light.(4)AftertransductionoccursmetarhodopsinIIdissociatesintoall-transretinalwhichisomerisesasthecyclebeginsagain.(5)Thekeystepinthemechanismisstep3thetransductionofphotonreceptiontoaneuralactionpotential.第四十二页,本课件共有77页第四十三页,本课件共有77页 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油滴内。
20、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,在视杆细顺式,在视杆细胞的外段有少量的游离维生素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-顺式,生理顺式,生理上很重要。上很重要。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释放供给其他释放供给其他组织,肝的储存量下降,血浆维生素组织,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水平才下降,但由于水平才下降,但由于视网膜的色素上皮组织有维生素视网膜的色素上皮组织有维生素A积累,视紫红质的
21、维生素积累,视紫红质的维生素A醛醛下降较慢。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。第四十四页,本课件共有77页Retinol is transported to the retina via the circulation,where it moves into retinal pigment epithelial cells.There,retinol is esterified to form a retinyl ester that can be stored.When needed,retinyl esters are
22、broken apart(hydrolyzed)and isomerized to form 11-cis retinol,which can be oxidized to form 11-cis retinal.11-cis Retinal can be shuttled to the rod cell,where it binds to a protein called opsin to form the visual pigment,rhodopsin(visual purple).Absorption of a photon of light第四十五页,本课件共有77页第四十六页,本课
23、件共有77页Nightblindnessisalsoanearlysymptom第四十七页,本课件共有77页Xerophtalmia Thisisarangeofdisordersthataffecttheeyeandthatcanleadtoblindness.Thesymptomsofxerophthalmiaoccurinapproximatelythefollowingorder:Nightblindness:Thechildcannotseeinthedimlight,makingchildtofalloverthingsandcannotseetoeat.Bitots spots:
24、Thesearefoamy,soapyandwhitishpatchesonthewhitepart(theconjunctiva)oftheeye.Theydon抰affectthesightindaylight.Conjunctiva xerosis:Thismeansdryness,slightlroughnessorwrinklesinthewhitepartoftheeye,whichareusuallywet,smoothandshiny.Changesofthetearductsalsoleadtoreducedwettabilityoftheeye.Corneal lesion
25、s:Iftheclearpartoftheeyeisdamagedthepersoncan抰seeproperlyandmaygoblind.Blindnessisaseriouslyirreversiblechange.Itisimportanttorecogniseandtreatearlysymptoms.Bitots spot第四十八页,本课件共有77页2、维生素、维生素A对糖蛋白合成的影响对糖蛋白合成的影响 缺乏维生素A的动物的某些组织,如小肠、角膜、的动物的某些组织,如小肠、角膜、气管上皮组织及血清等的特殊糖蛋白减少,给以维生气管上皮组织及血清等的特殊糖蛋白减少,给以维生素素A或维
26、生素A酸可以促进其合成。酸可以促进其合成。细胞膜表面的蛋白主要为糖蛋白,细胞膜的功能如接触抑制、分化及识别环境的能力,可能与糖蛋白有关。免疫球蛋白也是糖蛋白,维生素A营养状况影响免疫功能,可能与此有关。第四十九页,本课件共有77页 维生素维生素A在糖蛋白合成中变化分为在糖蛋白合成中变化分为三个步骤三个步骤(以甘露糖为例以甘露糖为例以甘露糖为例以甘露糖为例)形成维生素A磷酸酯(Retinylphosphate,RP);由RP合成MRP(Mannosylretinyl phosphate,MRP),这一步骤在微粒体内合成;将单糖转移至糖蛋白上 第五十页,本课件共有77页VA在糖蛋白合成中的作用在糖
27、蛋白合成中的作用 第五十一页,本课件共有77页 细胞膜表面蛋白主要是糖蛋白,糖蛋白的合成需要视黄醇,当视黄醇缺乏时,糖蛋白合成受阻,黏膜上皮的正常结构和功能改变,上皮组织发生鳞状角化。第五十二页,本课件共有77页3、清除自由基、清除自由基 -胡萝卜素有很好的抗氧化作用,能通过提供电子抑制活性氧的生成达到清除自由基的目的。-胡萝卜素与维生素E两者在抑制脂质过氧化反应过程中有协同增效作用。第五十三页,本课件共有77页第五十四页,本课件共有77页四、维生素四、维生素A的需要量的需要量中国RDA成人每日800g.其中1/3最好来自视黄醇,即266 g;2/3可为-胡萝卜素,应为5346=3204 g.
28、第五十五页,本课件共有77页中国居民膳食维生素A推荐摄入量(RNI)年龄(岁)RNI*(gRE)年龄(岁)RNI*(gRE)040014男800女7000.5400188007001500孕妇:初期8004600中期9007700晚期90011700乳母1200注:*建议儿童及成人膳食维生素A约1/31/2以上来自动物性食物;但孕妇膳食维生素A来源应以植物性食物为主。第五十六页,本课件共有77页第五十七页,本课件共有77页五、维生素缺乏症五、维生素缺乏症 Vitamin A deficiency is a public health problem in 118 countries,espec
29、ially in Africa and South-East Asia,once again hitting hardest young children and pregnant women in low-income countries.Crucial for maternal and child survival,supplying adequate vitamin A in high-risk areas can significantly reduce mortality.Conversely,its absence causes a needlessly high risk of
30、disease and death.第五十八页,本课件共有77页第五十九页,本课件共有77页Vitamin-A DeficiencyEarly StageVitamin-A DeficiencyLate Stage第六十页,本课件共有77页第六十一页,本课件共有77页第六十二页,本课件共有77页A few salient facts Between 100 and 140 million children are vitamin A Between 100 and 140 million children are vitamin A deficient.deficient.An estimat
31、ed 250 000 to 500 000 vitamin A-deficient An estimated 250 000 to 500 000 vitamin A-deficient children become blind every year,half of them dying children become blind every year,half of them dying within 12 months of losing their sight.within 12 months of losing their sight.Nearly 600 000 women die
32、 from childbirth-related Nearly 600 000 women die from childbirth-related causes each year,the vast majority of them from causes each year,the vast majority of them from complications which could be reduced through better complications which could be reduced through better nutrition,including provis
33、ion of vitamin A.nutrition,including provision of vitamin A.第六十三页,本课件共有77页Breastfeeding.Breast milk is a natural source of vitamin A.Promoting breastfeeding is the best way to protect babies from VAD.Vitamin A supplementation.For deficient children,the periodic supply of high-dose vitamin A in swift
34、,simple,low-cost,high-benefit interventions has also produced remarkable results,reducing mortality by 23%overall and by up to 50%for acute measles sufferers.第六十四页,本课件共有77页Food fortification.Taking over where supplementation leaves off,food fortification(e.g.sugar in Guatemala)maintains vitamin A st
35、atus,especially for high-risk groups and needy families.Home gardens.For vulnerable rural families(e.g.in Africa and South-East Asia),growing fruits and vegetables in home gardens complements dietary diversification and fortification and contributes to better lifelong health.第六十五页,本课件共有77页VitAVitA缺乏
36、所致毛囊角化缺乏所致毛囊角化Vit AVit A缺乏所致皮肤干燥缺乏所致皮肤干燥缺乏所致皮肤干燥缺乏所致皮肤干燥第六十六页,本课件共有77页六、维生素六、维生素A的来源的来源第六十七页,本课件共有77页第六十八页,本课件共有77页Average intake of vitamin A in the typical American diet.The Other Foods category includes grain products(0.5%)and miscellaneous foods(1.2%).第六十九页,本课件共有77页FigureSourcesofvitaminAintheUK
37、diet(adults)第七十页,本课件共有77页 常见动物源性常见动物源性维生素维生素A 品名品名 视黄醇视黄醇(ug/100 g)羊、牛肝羊、牛肝羊、牛肝羊、牛肝 1500015000鸡肝鸡肝 10414猪肝猪肝 4972蛋黄蛋黄 438蛋类蛋类 140配方奶配方奶 60母乳母乳 57鳝鱼鳝鱼 50鲜牛乳鲜牛乳 40 第七十一页,本课件共有77页七、维生素七、维生素A的毒性的毒性 超剂量使用会导致中毒或死亡超剂量使用会导致中毒或死亡 急性中毒:大量摄入维生素急性中毒:大量摄入维生素A A,成人可出现异常激动或躁,成人可出现异常激动或躁动、头晕、嗜睡、复视、严重头痛、呕吐、腹泻、脱皮(特动、
38、头晕、嗜睡、复视、严重头痛、呕吐、腹泻、脱皮(特别是唇和掌);婴儿可出现头部凸起肿块,并有躁动、惊厥、别是唇和掌);婴儿可出现头部凸起肿块,并有躁动、惊厥、呕吐等颅内压增高、脑积水、假性脑瘤表现。呕吐等颅内压增高、脑积水、假性脑瘤表现。慢性中毒:骨关节疼痛、肿胀、皮肤瘙痒、口唇干裂、疲慢性中毒:骨关节疼痛、肿胀、皮肤瘙痒、口唇干裂、疲劳、软、全身不适、发热、头痛、呕吐、颅内压增高、视劳、软、全身不适、发热、头痛、呕吐、颅内压增高、视乳头水肿、皮肤对阳光敏感性增高、易激动、食欲不振、乳头水肿、皮肤对阳光敏感性增高、易激动、食欲不振、脱发、腹痛、夜尿增多、肝毒性反应、门静脉高压、溶血、脱发、腹痛、
39、夜尿增多、肝毒性反应、门静脉高压、溶血、贫血、小儿骨骺早愈合、妇女月经过少。停药后中毒症状贫血、小儿骨骺早愈合、妇女月经过少。停药后中毒症状多在一周内缓解,亦可持续数周。多在一周内缓解,亦可持续数周。第七十二页,本课件共有77页Vitamin A Toxicity(with 10RDA)Teratogenic effects(birth defects)-altered development of embryo(e.g.accutane)Fetel resorptionLiver demageAnorexiaDesquamating skin(dry itchy)Alopecia Coarsening of hairCoarsening of hairNausea Bone painBone painAnorexia第七十三页,本课件共有77页 第七十四页,本课件共有77页七、维生素七、维生素A在保健食品中的应用在保健食品中的应用1、用维生素A强化面粉2、用维生素A强化奶粉 维生素A、维生素C和维生素E在100克奶粉中的含量分别达到2000IU,40mg和0.35mg以上。第七十五页,本课件共有77页第七十六页,本课件共有77页感谢大家观看第七十七页,本课件共有77页
限制150内