营养与生化维生素.ppt
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1、走进生活的生物化学专题六:营养与生化 维生素维生素(Vitamins,Vit)一、概述维生素(Vitamins)是参与 细胞内特异代谢反应以 维持机体正常生理功能所必需的 一类化学结构不同、生理功能各异的小分子有机化合物(一)特点*1以其本体或前体形式存在于天然食物中2多数Vit不能在体内合成,除脂溶性Vit外,也不能在组织中大量储存,需由食物提供即使有些Vit(如Vit K、B6)可由肠道微生物合成一部分,但也不能满足机体的需要3不提供能量,且每日需要量较少(仅以mg或g 计)4一些Vit具有几种结构相近,但生物活性相同的化合物如Vit A1、Vit A2,Vit D2和Vit D3,吡多醇
2、、吡多醛、吡多胺等具体常混用前两种为主按功能抗干眼病维生素抗脚气病维生素等按化学结构按发现顺序以字母命名维生素A B C D等视黄醇 硫胺素核黄素 尼克酸等(二)命名水溶性B族Vit Vit C等溶于水体内无储存脂溶性溶于Fat肝脏可蓄积Vit A D E K(三)分类*发病特点季节性地区性集中性继发性原发性原因维生素缺乏(四)Vit缺乏脂溶性维生素的功能、缺乏症状和食物来源脂溶性维生素的功能、缺乏症状和食物来源 维生素维生素生理功能生理功能缺乏症状缺乏症状良好食物来源良好食物来源A视紫红质合成,上皮,神经,视紫红质合成,上皮,神经,骨骼生长,发育,免疫功能骨骼生长,发育,免疫功能 儿儿童童:
3、暗暗适适应应能能力力下下降降干眼病,角膜软化干眼病,角膜软化成人:夜盲症,干皮病成人:夜盲症,干皮病 动物肝脏,红心甜薯,动物肝脏,红心甜薯,菠菜,胡萝卜,胡桃菠菜,胡萝卜,胡桃蒲公英,南瓜,绿色蒲公英,南瓜,绿色菜类菜类 B调节骨代谢调节骨代谢主要调节钙代谢主要调节钙代谢 儿童:佝偻病儿童:佝偻病成人:骨软化症成人:骨软化症 在皮肤经紫外线照射在皮肤经紫外线照射合成,强化奶合成,强化奶 E抗氧化抗氧化婴儿:贫血婴儿:贫血儿童和成人:神经病变,儿童和成人:神经病变,肌病肌病 在食物中分布广泛,在食物中分布广泛,菜籽油是主要来源菜籽油是主要来源 K通过通过羧基谷氨酸残基激活凝羧基谷氨酸残基激活凝
4、血因子血因子、儿儿童童:新新生生儿儿出出血血性性疾疾病病成人:凝血障碍成人:凝血障碍 肠道细菌合成,绿叶肠道细菌合成,绿叶蔬菜,大豆,动物肝蔬菜,大豆,动物肝脏脏 维生素维生素生理功能生理功能缺乏症状缺乏症状良好食物来源良好食物来源B B1 1(硫胺素硫胺素)参与参与-酮酸和酮酸和2-2-酮糖氧化酮糖氧化脱羧脱羧 脚脚气气病病,肌肌肉肉无无力力,厌厌食食,心心悸悸,心心脏脏变变大大,水水肿肿 酵母,猪肉酵母,猪肉豆类,葵花籽油豆类,葵花籽油 B B2 2(核黄素核黄素)电子(氢)传递电子(氢)传递 唇唇干干裂裂,口口角角炎炎,畏畏光光,舌舌炎炎,口口咽咽部部粘粘膜膜充充血血水肿水肿 动物肝脏,
5、香肠,瘦肉,蘑菇动物肝脏,香肠,瘦肉,蘑菇 奶酪,奶油,无脂牛奶,牡蛎奶酪,奶油,无脂牛奶,牡蛎 B B3 3(尼克酸尼克酸)电子(氢)传递电子(氢)传递癞皮病:腹泻,皮炎,痴呆或精神压抑癞皮病:腹泻,皮炎,痴呆或精神压抑 金枪鱼,动物肝脏,鸡胸脯肉,牛肉,比目金枪鱼,动物肝脏,鸡胸脯肉,牛肉,比目鱼,蘑菇鱼,蘑菇 泛酸泛酸 酰基转移反应酰基转移反应 缺乏很少见:呕吐,疲乏,手脚麻木、刺痛缺乏很少见:呕吐,疲乏,手脚麻木、刺痛 在在食食物物中中广广泛泛分分布布,尤尤其其在在蛋蛋黄黄、肝肝脏脏、肾肾脏、酵母含量高脏、酵母含量高 生物素生物素 COCO2 2转移反应羧化反应转移反应羧化反应 缺缺乏
6、乏很很少少见见:常常由由于于摄摄入入含含大大量量抗抗生生物物素素蛋蛋白白的的生鸡蛋所致生鸡蛋所致,厌食,恶心厌食,恶心 消化道微生物合成;消化道微生物合成;酵母,肝脏,肾脏酵母,肝脏,肾脏 B B6 6(吡哆醇吡哆醛吡哆醇吡哆醛,吡哆胺吡哆胺)氨基转移反应氨基转移反应脱羧反应脱羧反应 皮炎,舌炎,抽搐皮炎,舌炎,抽搐 牛排,豆类,土豆,鲑鱼,香蕉牛排,豆类,土豆,鲑鱼,香蕉 叶酸叶酸 一碳单位转移一碳单位转移 巨幼红细胞性贫血,腹泻,疲乏,抑郁,抽搐巨幼红细胞性贫血,腹泻,疲乏,抑郁,抽搐 布布鲁鲁氏氏酵酵母母,菠菠菜菜,龙龙须须菜菜萝萝卜卜,大大头头菜菜,绿叶菜类,豆类,动物肝脏绿叶菜类,豆
7、类,动物肝脏 B B1212(钴胺素钴胺素)甲甲基基化化高高半半胱胱氨氨酸酸为为蛋蛋氨氨酸酸转转化化甲甲基基丙丙二二酰酰-CoA-CoA为为琥琥珀珀酰酰-CoA-CoA 巨巨幼幼红红细细胞胞性性贫贫血血,外外周周神神经经退退化化,皮皮肤肤过过敏敏,舌炎舌炎 肉类,鱼类,贝壳肉类,鱼类,贝壳 家禽,奶类家禽,奶类 VcVc(抗坏血酸抗坏血酸)抗氧化,胶原合成中抗氧化,胶原合成中羟化酶的辅因子羟化酶的辅因子坏坏血血病病,胃胃口口差差,疲疲乏乏无无力力,伤伤口口愈愈合合延延迟迟,牙牙龈出血,毛细血管自发破裂龈出血,毛细血管自发破裂木瓜,橙汁,甜瓜,草莓木瓜,橙汁,甜瓜,草莓花椰菜,辣椒,柚子汁花椰菜
8、,辣椒,柚子汁水溶性维生素的功能、缺乏症状和食物来源水溶性维生素的功能、缺乏症状和食物来源二、维生素A(一)概念和理化性质 Vit A类是含-白芷(zhi)酮环多烯基结构、具有视黄醇(retinol)生物活性的一大类物质1已形成的Vit A(performed vitamin A)指已具视黄醇生物活性的Vit A来自动物性食物(如鱼肝油、肝、蛋、奶),植物中不含2Vit A原(provitamins A)指在黄、红、深绿色植物中含有的、可在体内转变为Vit A的部分类胡萝卜素(carotenoids)主要有-、-和-胡萝卜素等其中,-胡萝卜素含量最高(常与叶绿素并存),也最重要其次是、-胡萝卜
9、素、隐黄素其它的类胡萝卜素如玉米黄质、辣椒红素、叶黄素、番茄红素等不能分解形成Vit A3理化性质*Vit A和胡萝卜素均耐热、酸、碱一般烹调加工不易破坏易被氧化和被紫外线破坏,脂肪酸败也可破坏食物中含有磷脂、Vit E、Vit C和其它抗氧化物质时,Vit A和胡萝卜素均较稳定视黄醇基酯视黄醇酯胡萝卜醇 类胡萝卜烃胃蛋白酶类胡萝卜素胆汁 胰脂酶视黄醇肠粘膜细胞 视黄醇视黄基酯约90%储存于肝实质细胞和星状细胞(二)吸收*、代谢CRBPIICRBPII:细胞视黄醛结合蛋白:细胞视黄醛结合蛋白IIII;CRBPII-retinyl-palmitate:CRBPII-retinyl-palmita
10、te:细胞视黄醛结合蛋白细胞视黄醛结合蛋白II-II-棕榈酸视黄酯棕榈酸视黄酯类胡萝卜素和维生素类胡萝卜素和维生素A在小肠的吸收过程在小肠的吸收过程 维生素维生素A在肝脏的代谢、血浆的转运和靶组织的摄取在肝脏的代谢、血浆的转运和靶组织的摄取 12345维持正常视觉维持上皮的正常生长和分化促进生长发育抑癌作用维持正常免疫功能(三)生理功能视黄醇参与视觉形成中的循环过程视黄醇参与视觉形成中的循环过程 视黄醇调节核受体作用的模式视黄醇调节核受体作用的模式 干眼病维生素A缺乏最明显的症状。结膜、角膜上皮组织变性,泪腺受损分泌减少,结膜出现皱纹,失去正常光泽。患者常感眼睛干燥、怕光、流泪,发炎,疼痛毕脱
11、氏斑(Bitot spots)2过量1)大剂量Vit A摄入可引起急性、慢性和致畸毒性2)大量摄入类胡萝卜素可出现高胡萝卜素血症,易出现类似黄疸的皮肤,但停止使用类胡萝卜素,症状会逐渐消失,未发现其它毒性12345血清Vit A水平改进的相对剂量反应试验视觉暗适应功能测定血浆视黄醇结合蛋白眼结膜印迹细胞学法6 眼部症状检查(五)机体营养状况评价(六)食物来源及供给量视黄醇当量(g)*=1/3Vit A(IU)+1/6-胡萝卜素(g)RNI 800 g 视黄醇当量UL 3000 g 视黄醇当量三、维生素D(一)概念、理化性质*具有钙化醇生物活性的一类物质,以Vit D2、D3最常见Vit D化学
12、性质比较稳定中性和碱性溶液中耐热,不易被氧化但在酸性环境下会逐渐破坏一般烹调加工不易破坏(二)吸收与代谢1)吸收后需在肝、肾中分别进行一次羟化才能形成具有活性的Vit D2或Vit D32)Vit D的储存器官主要是脂肪、肝组织12345促进小肠钙吸收促进肾小管对钙、磷的重吸收对骨细胞呈现多种作用调节基因转录作用通过Vit D内分泌系统调节血钙平衡(三)生理功能Vit D作用方式实际上是激素,故摄入量要控制(四)缺乏与过多症1缺乏症原因:日光照射不足,膳食摄入不足表现:缺钙的临床表现1234佝偻病(rickets)骨质软化症(osteomalacia)骨质疏松症(osteoporosis)手足
13、痉挛症Vit D缺乏症“O”型腿2过多症长期大量摄入Vit D(尤其是鱼肝油来源)可出现中毒症状(五)机体营养状况评价1血中25-(OH)D3水平是D3在血中的主要存在形式半衰期为3周,可特异地反映几周-几个月内Vit D的储存情况常用高压液相色谱法测定,结果准确可靠21,25-(OH)2D3半衰期为4-6 hr,可用竞争受体结合试验(competitive receptor binding assay)测定正常值:38-144 pmol/L(16-60 pg/L)1 ng=10-9 g,1 pg=10-12 g,(p音皮或可)鼓励经常而适当的阳光照射Vit D阳光不足紫外线灯照射Vit D
14、强化奶鱼 肝 油其它来源主要 海水鱼次要 肝/蛋黄(六)来源与供给量1来源2供给量Vit D单位:IU 或 g1 IU Vit D3=0.025 g Vit D31g Vit D3=40 IU Vit D3RNI 5 g(16岁以上成人)UL 10 g四、维生素E(一)概念与一)概念与理化性质理化性质*是是指指含含苯苯并并二二氢氢吡吡喃喃结结构构,具具有有-生生育育酚酚活活性性的的一一类类物质物质包包括括*四四种种生生育育酚酚(tocopherols,即即/-T)和和四四种种三三烯烯生生育育酚酚(tocotrienols,即即/-TT)。以以-生育酚的活性最高生育酚的活性最高对对热热及及酸酸稳
15、稳定定,对对碱碱不不稳稳定定,对对氧氧十十分分敏敏感感,油油脂脂酸酸败加速破坏败加速破坏一般烹调时一般烹调时Vit E损失不大,但油炸时损失不大,但油炸时Vit E活性明显活性明显(二)吸收与代谢膳食中Vit E主要由-生育酚和-生育酚,在正常情况下其中约20-30%可被吸收主要储存在脂肪组织中。几乎只存在于脂肪细胞、所有的细胞膜和血循环的脂蛋白中(三)生理功能*1抗氧化作用2促进Pro更新3预防衰老4与动物的生殖功能和精子生成有关5调节血小板的粘附力和聚集作用(四)缺乏与过多1缺乏症*Vit E在食物分布甚广,且体内可较多储存,缺乏症较少发生长期缺乏者可出现红细胞受损,红细胞寿命缩短,出现溶
16、血性贫血正常偏低的Vit E营养状况可能增加动脉粥样硬化、癌症(如肺癌、乳腺癌)、白内障以及其它退行性疾病的危险2过多症Vit E的毒性较小每日摄入600 mg 可能出现中毒症状,如视觉模糊、头痛和极度疲乏等动物可出现生长抑制等(五)机体营养状况评价*1血清Vit E水平2红细胞溶血试验(六)食物来源*和供给量含量丰富的有植物油、麦胚、硬果、种子类、豆类及其它谷类蛋类、鸡(鸭)肫、绿叶蔬菜中含有一定量肉类、鱼类、水果及其它蔬菜中含量很少当PUFA摄入量增多时,相应地应增加Vit E摄入量一般每摄入1g PUFA,应摄入0.4mg Vit EAI 成年人 男女均为14mg/d五、维生素K(一)概
17、念与一)概念与理化性质理化性质*也也称称凝凝血血维维生生素素,是是所所有有具具有有叶叶绿绿醌醌生生物物活活性性的的-甲基甲基-1,4奈醌衍生物的统称。奈醌衍生物的统称。天天然然维维生生素素K包包括括二二种种。维维生生素素K1存存在在于于绿绿叶叶植植物物中中,称称为为叶叶绿绿醌醌;维维生生素素K2存存在在于于发发酵酵食食品品中中,由由细细菌合成。此外还有人工合成菌合成。此外还有人工合成K3,活性比前两者高。,活性比前两者高。对对热热、空空气气和和水水分分都都稳稳定定,易易被被光光、碱碱所所破破坏坏。在在一般食品加工中很少损失。一般食品加工中很少损失。(二)吸收与代谢 膳食中Vit K吸收需要胆汁
18、和胰液。正常人吸收率约为80%,脂肪吸收不良者吸收率约20-30%,吸收后经淋巴进入血液,摄入后12d在肝内大量出现,24h下降。人体肠道细菌可合成Vit K,并部分被人体利用。(三)生理功能*Vit K的主要作用是促进肝脏生成凝血酶原,从而促进凝血。(四)食物来源*和供给量 Vit K在食物中分布很广,以绿叶蔬菜含量最为丰富,蛋黄、大豆油和猪肝也是Vit K良好来源。人体Vit K需要量0.51.0g/kg。FAO/WHO未提供摄入量标准。六、维生素C(抗坏血酸,ascorbic acid)(一)理化性质*为含6碳的-酮基内酯的弱酸极易溶于水,微溶于乙醇结晶Vit C稳定,水溶液不稳定,在有
19、氧或碱性环境中极易被氧化破坏Cu2+、Fe3+等金属离子可加速VitC氧化破坏(二)吸收*、转运、代谢绝大多数在小肠远端由钠依赖主动转运系统吸收,被动简单扩散吸收数量较少吸收率与摄入量而*血中Vit C水平受肾清除率的限制,血浆Vit C的最高浓度不会超过肾阈值(renal threshold)Vit C可逆浓度转运至许多细胞中,并在其中形成高浓度积累,但不同组织的积累相差很大以垂体、肾上腺等组织和血液中的白细胞和血小板Vit C浓度最高,为血浆Vit C的80倍以上(三)生理功能*Vit C在体内能进行可逆氧化。Vit C的氧化还原特性决定了它是一种电子供体。Vit C的所有生理功能几乎都与
20、还原作用有关1作为酶的辅因子或辅底物参与多种重要的生物合成包括胶原蛋白、肉碱、某些神经介质和肽激素的合成及酪氨酸代谢等2抗氧化作用参与O2-、OCl3、OH 、NO、NO2 等自由基的清除,保护DNA、Pro和膜结构免受损伤3对Fe吸收、转运和储存、叶酸转变为四氢叶酸、胆固醇转变为胆酸从而降低血胆固醇均有作用4其他对其它Vit,包括B族Vit、Vit A、E有节省作用还可抑制N-亚硝基化合物的合成而预防癌症(四)缺乏症*与过量*多数哺乳动物可通过古洛糖酸内酯氧化酶合成Vit C,人类、灵长类动物缺乏该酶而不能合成1缺乏症1)坏血病(scurvy)早期有疲劳、倦怠、皮肤瘀点或瘀斑、毛囊过度角化,
21、其中毛囊周围轮状出血具有特异性,继而牙龈肿胀出血,重者皮下、肌肉、关节出血2)其它症状:抵抗力下降,伤口愈合迟缓,关节疼痛、关节腔积液等2过多Vit C毒性很低,日常膳食极少过量1)一次口服数g时可能出现高渗性腹泻、腹胀2)摄入量500mg/d可能尿中草酸盐排泄尿路结石危险3)患葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏的病人大量Vit C静脉注射或一次口服6g时可能发生溶血坏血病(幼儿舌下出现瘀点、瘀斑)Vit C缺乏症坏血病(皮肤下出现瘀点)(五)机体营养状况评价*1Vit C尿负荷试验成人一次口服Vit C500mg,收集4hr尿,测定其中Vit C排出总量3mg缺乏,10mg正常2血浆Vit C含量3
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