第四章-维生素与微量元素PPT课件

1、 维生素和微量元素维生素和微量元素第1页/共94页第一节 概 述第2页/共94页一、维生素的概念 维生素（vitamin）是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量不足，必须由外界（食物）供给的一组低分子量有机物质。第3页/共94页一、概念 维生素又称维他命，来源于西文“vitamine(后改为“vitamin”)一词。 现在通常把维持机体生长和代谢所必需的、主要由食物提供的一类低分子有机化合物称为维生素。机体生长和代谢所必需食物提供低分子有机化合物第4页/共94页命名 维生素一般采用A、B、C、D等大写拉丁字母命名，是按发现的先后顺序排列的(有些则不是)，并无内在涵义。后来有的维生素

2、又以其主要的生理功能和化学结构特征来命名。为了改变命名的混乱状况，国际理论及应用化学会及国际营养科学会在1967年及1970年先后提出过维生素命名法则的建议，使混乱的命名多少有些改进和明确。但迄今为止，通常仍沿用习惯名称。第5页/共94页二、维生素的命名与分类( (一一) )维生素的命名维生素的命名( (二二) )分类：分类： 脂溶性维生素脂溶性维生素 特点：体内储存多，但也易中毒。特点：体内储存多，但也易中毒。 水溶性维生素水溶性维生素 特点：体内储存少，但也不易中毒。特点：体内储存少，但也不易中毒。 注意：维生素与激素的异同点。第6页/共94页 脂溶性维生素: : 维生素A A、维生素D

3、D、维生素E E、维生素K K 等 水溶性维生素: :维生素B B族、维生素c c 维生素维生素B B族族- -维生素B B1 1、维生素B B2 2 、维生素PPPP、维生素B B6 6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B B12 12 等。第7页/共94页三、 缺乏病发生原因 1、维生素摄入量不足 2、维生素的吸收障碍 3、需要量增加 4、食物以外的维生素供给不足维生素B B混合体： B B1 1、B B2 2、PPPP、B B6 6、泛酸、生物素、叶酸、B B1212、对氨基苯甲酸、胆碱及肌醇 第8页/共94页三、 缺乏病发生原因 1、维生素摄入量不足 2、维生素的吸收障碍 3、需要量增加 4

4、、食物以外的维生素供给不足第9页/共94页（三）微量元素的概念 人体内有几十种游离元素，其总量约占人体的0.05%。 含量占人体总重量万分之一（ 0.01% ）以下，每日需要量在100mg以下者称为微量元素。 第10页/共94页 目前认为人体必需微量元素约有14种，绝大多数为金属元素： 铁、铜、锌、碘、钴、锰、铬、硒、镍、氟、钼、钒、锡、锶(硅)第11页/共94页微量元素在体内的作用(1)参与构成酶活性中心或辅酶：人体内有一半以上的酶其活性部位含有微量元素。有些酶需要一种以上的微量元素才能发挥最大活性。有些金属离子构成酶的辅基。如细胞色素氧化酶中有Fe2+，谷胱甘肽过氧化物酶为含硒酶。(2)参

5、与体内物质运输：如血红蛋白中Fe2+参与O2的送输：碳酸酐酶含锌、参与CO2的送输。(3)参与激素和维生素的形成：如碘是甲状腺素合成的必需成分，钴是维生素B12的组成成分等。第12页/共94页 随着对微量元素的生物作用的不断深入研究，其在人体中的作用日益受到人们的重视，发现许多微量元素在生化、生理、营养、致癌及临床诊断中有重要意义，并揭示了一些原来病因不明、防治不易的疾病的发病机理。 如缺硒导致的克山病、缺锌诱发的侏儒症、缺碘与地方性甲状腺肿等。如缺硒导致的克山病、缺锌诱发的侏儒症、缺碘与地方性甲状腺肿等。 第13页/共94页252536mg36mg甲状腺素膳食碘尿碘粪碘901015mg15m

6、g150150 g g 其他组织微量元素第14页/共94页100100150mg150mg铜蓝蛋白膳食铜粪铜尿铜微量肝中1.51.52.0mg2.0mg 细胞色素C C氧化酶、酪氨酸酶、多巴胺 羟化酶、单胺氧化酶、超氧化物歧化酶及赖氨酰氧化酶 微量元素第15页/共94页2 23g3g锌指模序 膳食锌粪锌151520mg20mg 碳酸酐酶、乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶、胸苷激酶、RNARNA聚合酶及DNADNA聚合酶微量元素第16页/共94页2 23g3g氟磷灰石膳食氟尿氟粪氟20骨骼、牙齿0.70.71.0mg1.0mg 其它组织9090803(Ca3(Ca3 3(PO

7、(PO4 4) )2 2)Ca(OH)Ca(OH)2 2 + + 2F2F- -3(Ca3(Ca3 3(PO(PO4 4) )2 2)CaF)CaF2 2 + 2OH + 2OH- - 微量元素第17页/共94页 第二节 脂溶性维生素第18页/共94页脂溶性维生素：维生素A A、D D、E E、K K第19页/共94页一、维生素A(一)结构、性质及分布1.A1 - 视黄醇2.A2 - 3-脱氢视黄醇- 胡罗卜素：可在小肠转变为分子视黄醇，所 以称为维生素A原。注意：维生素A在体内的活性形式为视黄醇、视黄 醛、视黄酸化学本质：含白芷酮环的多聚异戊二烯复合物 第20页/共94页1、维生素A1（视黄

8、醇） 通常所说的维生素A1就是指视黄醇。由于视黄醇结构中有共轭双键，所以它有多种顺、反立体异构体。食品中存在的视黄醇主要是全反式构型，所以生物效价最高。其化学结构如下：维生素A1第21页/共94页 2、维生素A2（3，4脱氢视黄醇）维生素A2（3，4脱氢视黄醇）第22页/共94页胡萝卜素视黄醇（维生素A）磷酸视黄醇顺式视黄醛反式视黄醛视黄酸脂溶性维生素第23页/共94页第24页/共94页（二）来源 视黄醇是-、-、-胡萝卜素在动物的肝及肠壁中转化的产物。 视黄醇广泛存在于高等动物及海产鱼类的体内，尤其以肝、眼球及蛋黄中含量最为丰富，胡萝卜素广泛存在于绿叶蔬菜、胡萝卜、棕榈油等植物性食品中。 脱

9、氢视黄醇即维生素A2，在淡水鱼体中的维生素A属于脱氢视黄醇，它的生物效价为维生素A1的40。第25页/共94页维生素A A的消化吸收: :维生素A酯/胡萝卜素维生素A A 维生素A酯以脂蛋白形式储存于储脂细胞。 维生素A A酯多存在于动物的肝、蛋黄、鱼肝油、奶汁；植物中不存在维生素A A，但绿叶蔬菜、胡萝卜、玉米等存在多种胡萝卜素维生素A A在血液中运输: :VA（维生素A）-RBP（视黄醇结合蛋白）-PA（前清蛋白）第26页/共94页（1 1）胡罗卜素可作为抗氧化剂捕捉自由基胡罗卜素可作为抗氧化剂捕捉自由基（2 2）1111顺视黄醛构成视觉细胞内的感光物质顺视黄醛构成视觉细胞内的感光物质（3

10、 3）维生素）维生素A A磷酸酯参与糖蛋白合成磷酸酯参与糖蛋白合成（4 4）视黄醇和视黄酸具有类固醇激素样作用，影响）视黄醇和视黄酸具有类固醇激素样作用，影响细胞分化，促进机体生长和发育细胞分化，促进机体生长和发育 3 3、维生素A A的作用维生素A A在血浆中的运输：与视黄醇结合蛋白结合 2 2、维生素A A的代谢转变1 1分子胡萝卜素可生成2 2分子维生素A A第27页/共94页 5 5、维生素A A的激素作用机理l视黄酸与细胞内特异CRBPCRBP（细胞视黄醇结合蛋白）结合，进一步与核蛋白结合，调节特定基因表达 4 4、维生素A A的缺乏症缺乏症：夜盲症、干眼病、皮肤干燥和毛囊丘疹 （6

11、 6）与上皮细胞的正常分化直接相关（7 7）与癌症发生呈负相关（5 5）增强机体抵抗力作用第28页/共94页（二）生化功能及缺乏病1.维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分。作用: 构成视觉内感光物质缺乏症：夜盲症第29页/共94页3.促进生长、发育、繁殖 组织的发育、上皮的正常分化。 其它作用： 减轻致癌物质的作用；消灭自由基等等。第30页/共94页(三)临床应用 需要量 800ug/日/成人 防治相应的缺乏症。 注意：长期过量（超过需要量的1020倍）摄取 会引起不良反应甚至中毒。第31页/共94页二、 维生素D(一)结构、性质及分布 维生素D为类固醇衍生物，由于体内可生成相当部分，目前认

12、为它也是一种类固醇激素。 分类： D2（麦角钙化醇）-植物中较高 D3（胆钙化醇）-动物中较高，是人体所需的主要形式。第32页/共94页脂溶性维生素第33页/共94页维生素D D（抗佝偻病维生素/ /钙化醇 ）化学本质：类固醇激素主要类型：D D2 2（麦角钙化醇）、D D3 3( (胆钙化醇) )维生素D D3 3原：7-7-脱氢胆固醇维生素D D2 2原：麦角固醇维生素D D3 3在肝内的储存及血液中运输的形式：25-(OH)-D25-(OH)-D3 3第34页/共94页 合成途径： 紫外线紫外线 麦角固醇 D2 脱氢脱氢 紫外线紫外线胆固醇 7-脱氢胆固醇 D3 皮下皮下 第35页/共9

13、4页维生素D的结构式第36页/共94页维生素D2和D3的生成 第37页/共94页 两种维生素D具有同样的生理作用。人体主要从动物食品中获取一定量的维生素D3(它常与维生素A共同存在)，而植物中的麦角固醇除非经过紫外线照射(转变为维生素D2)，否则很难被人体吸收利用。 正常成人所需要的维生素D主要来源于7-脱氢胆固醇的转变。7-脱氢胆固醇存在于皮肤内，它可由胆固醇脱氢产生，也可直接由乙酰CoA合成。只要充分接受阳光照射，人体每日合成维生素完全可以满足生理需要。第38页/共94页 不论维生素D2或D3，本身都没有明显的生理活性，它们必须在体内进行一定的代谢转化，才能生成活性的化合物，即活性维生素D

14、： 1，25（OH）2-VD3 或者说：1，25（OH）2-VD3是体内维生素D的主要活性形式 。 第39页/共94页（二）生化功能及缺乏病 钙磷代谢调节。 儿童-佝偻病 成人-骨软化症第40页/共94页(三)临床应用需要量 - 5ug/日/成人； 5ug/日/儿童、孕妇、哺乳期妇女防治相应的缺乏症,佝偻病、骨软化症等。第41页/共94页三、维生素E E（抗不育维生素或生育酚） 1 1、维生素E E的化学本质和性质维生素E E的化学本质：苯骈二吡喃衍生物 维生素E E的主要类型：、和 生育酚生理活性最高第42页/共94页脂溶性维生素生育酚生育酚生育酚生育酚生育酚第43页/共94页脂溶性维生素需

15、要量：正常成人8-128-12生育酚当量（-TE-TE）/ /日 ，（1-TE=1mg 1-TE=1mg 生育酚）缺乏病：动物缺乏时可引起生殖器官受损而不育，人类尚未发现因维生素E E缺乏而引起的不育症。 食物来源：植物油、莴苣 第44页/共94页促进血红素合成：提高ALAALA合成酶和ALAALA脱水酶活性 缺乏症：动物缺乏时可引起生殖器官受损而不育，人类尚未发现相关不育症；贫血；神经障碍 3 3、缺乏症：少见 2 2、活性维生素E E的生理功能维生素E E与生殖功能有关 维生素E E是最重要的天然抗氧化剂：避免脂质过氧化物产生 第45页/共94页四、维生素K K（凝血维生素） 1 1、维生

16、素k k的化学本质和性质维生素K K的化学本质：2 2甲基1 1，4 4萘醌的衍生物 维生素K K的主要类型：K K1 1（绿叶）和K K2 2（肠道） 2 2、维生素K K的生理功能促进肝合成凝血酶原及凝血因子VIIVII、IXIX和X X 3 3、维生素K K的缺乏症凝血时间延长，易出血，但一般不缺乏 第46页/共94页脂溶性维生素第47页/共94页脂溶性维生素需要量：成人每日对维生素K K的需要量为606080g80gK K1 1存在于绿叶蔬菜中，K K2 2是人体肠道细菌的代谢产物。 缺乏病：缺乏时，凝血因子合成障碍，凝血时间延长，易出血。偶见于新生儿及胆管阻塞患者。 第48页/共94

17、页第三节 水溶性维生素第49页/共94页水溶性维生素：维生素B B、C C第50页/共94页分类1. 维生素族：主要作用是构成辅酶在物质代谢中发挥作用，即主耍作为质子、电子、酰基等的载体。2. 维生素第51页/共94页水溶性维生素特别是维生素B族的学习要点： 化学名称 活性形式：大多数维生素大多数维生素B B族并不直接作为辅酶，而是作为辅酶的组族并不直接作为辅酶，而是作为辅酶的组成成分之一，或者说经过转变形成其活性形式即辅酶。成成分之一，或者说经过转变形成其活性形式即辅酶。 所载基团 主要功能 主要缺乏症第52页/共94页一、B族维生素 B族维生素彼此在化学结构及生理功能方面并无相互关系，但在

18、分布与溶解性能方面大致相同，提取时不易分离，最初曾被人们误认为是一种物质，现在已知至少有10种以上。 B族维生素中与人体健康关系较密切的是维生素B1；维生素B2及维生素B5。第53页/共94页(一)维生素B1 1、结构 维生素B1又称硫胺素。自然界的硫胺素多与磷酸、焦磷酸、三磷酸等形成磷酸酯、焦磷酸酯、三磷酸酯。焦磷酸硫胺素结构如下：第54页/共94页一、维生素1化学名称：硫胺素活性形式：焦磷酸硫胺素（TPP）富含食物：种子外皮及胚芽中所载基团：羧基主要功能：-酮酸氧化脱羧酶的辅酶。转酮醇酶的辅酶。TPP参与乙酰胆硷的合成，并抑制胆硷酯酶。主要缺乏症：脚气病和末梢神经炎 第55页/共94页维生

19、素B B1 1主要存在于种子外皮和胚芽中，米糠、麦麸、豆类中含量最为丰富。需要量：正常成人每日需要1.01.01.5mg1.5mg。缺乏症：脚气病、末梢神经炎水溶性维生素第56页/共94页 4、来源 维生素B1广泛存在于动、植物性食品中，动物性食品的肝、肾、心脏、脑、瘦肉及蛋类中含量较多。 植物性食品中以豆类含量较多，而在谷物中维生素B1多含在胚芽和外皮部分，所以谷类食物中，整粒杂粮、米糠和麦麸的含量最丰富，而精细碾磨的白米和面粉中维生素Bl含量减少。 第57页/共94页(二)维生素B2 1、结构 维生素B2又称作核黄素，其结构如下： 核黄素 食品中核黄素与磷酸和蛋白质等结合而形成复合物。通常

20、医用的核黄素为人工合成品。第58页/共94页二、 维生素2 化学名称：核黄素 活性形式： 黄素单核苷酸（黄素单核苷酸（FMNFMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸 （FADFAD） 所载基团：+ 主要功能：由于核黄素有较易辨认的黄色，以此由于核黄素有较易辨认的黄色，以此 为辅酶的酶称为黄酶。它们多为氧化还原酶。为辅酶的酶称为黄酶。它们多为氧化还原酶。 主要缺乏症：口角炎、舌炎等。口角炎、舌炎等。第59页/共94页来源 一般动物性食品含核黄素较高，其中以肝、肾、心脏中含量最多，乳类及蛋类食品含量也较多；其次是豆类和绿叶蔬菜，如雪里蕻、油菜、菠菜等。有些野菜中也含有丰富的维生素B2 第60

21、页/共94页维生素B B2 2分布很广，在酵母、肝、肾、蛋、奶及大豆中含量丰富，易于吸收。 需要量：正常成人每日需要1.21.21.5 mg1.5 mg。缺乏症：维生素B B2 2缺乏时可引起口角炎、唇炎、舌炎、阴囊皮炎、眼睑炎、角膜血管增生等 水溶性维生素第61页/共94页(三)维生素B5 1、结构 维生素B5又称维生素PP，包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺(烟酰胺)两种化合物，其结构式为：第62页/共94页三、 维生素PP 化学名称：两种，可互相转变。 a. a. 尼克酸尼克酸 b. b.尼克酰胺尼克酰胺 活性形式：也是两种，通过磷酸化或脱磷酸化可 互相转变。 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（尼克酰胺

22、腺嘌呤二核苷酸（NADNAD+） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （NADPNADP+ ） 所载基团：+ 主要功能：脱氢酶的辅酶。 主要缺乏症：癞皮症等。第63页/共94页维生素PPPP广泛存在于自然界，以酵母、花生、谷类、豆类、肉类和动物肝中最丰富；肝中少量色氨酸能转变为维生素pppp 需要量：151520mg 20mg 缺乏症：尼克酸缺乏病称为糙皮病，主要表现为皮炎、腹泻及痴呆等。 过量症：血管扩张、痤疮、胃肠不适水溶性维生素第64页/共94页(四)其它B族维生素 下所列的这些B族维生素，虽然也有各自的功能，但其重要性不如维生素B1、维生素B2和维生素B5。第65页/

23、共94页四、 维生素6 化学名称：三种，可互变。吡哆醇、吡哆醛、吡哆酸 活性形式：主要两种，可互变。磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 所载基团：氨基 主要功能： 转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。 ALA合成酶的辅酶。 主要缺乏症：不多见。 注意：异烟肼能与磷酸吡哆醛结合并使之失效，所以服用注意：异烟肼能与磷酸吡哆醛结合并使之失效，所以服用 异烟肼时，一定同时服用维生素异烟肼时，一定同时服用维生素6 6。第66页/共94页吡哆醇吡哆胺磷酸吡哆醛吡哆醛水溶性维生素第67页/共94页自然界的维生素B B6 6存在于种子、谷类、肝、肉类及绿叶蔬菜中。需要量：2mg2mg 缺乏症：维生素B B6 6缺乏时可出现低血色

24、素小细胞性贫血和血清铁增高。 水溶性维生素第68页/共94页维生素B3 维生素B3因其分布很广，故又称泛酸或偏多酸。 （1）结构HOOH HOCH2C(CH3)2CHCNCH2CH2COOH第69页/共94页泛酸（遍多酸） 1 1、化学本质 化学本质：丙氨酸 二羟二甲基丁酸 活性形式：酰基载体蛋白（ACPACP）和辅酶A A 2 2、主要生理功能ACPACP和辅酶A A是酰基转移酶的辅酶，参与酰基运转 3 3、缺乏症“脚灼热综合征”第70页/共94页泛酸在食物中普遍存在，尤其动物组织、谷物及豆类等食物含量丰富 缺乏症：在二战时的远东战俘中曾有“脚灼热综合症”，为泛酸缺乏所致。 水溶性维生素第7

25、1页/共94页叶酸（蝶酰谷氨酸） 1 1、化学本质 化学本质：蝶呤啶对氨基苯甲酸L-L-谷氨酸 活性形式：四氢叶酸 2 2、主要生理功能四氢叶酸是一碳单位转移酶的辅酶，作为一碳单位的载体 3 3、缺乏症巨幼红细胞性贫血 第72页/共94页水溶性维生素第73页/共94页叶酸广泛存在于肉类、鲜果及蔬菜中，人类肠道细菌也能合成叶酸需要量：200200400400g g缺乏症：叶酸缺乏时，DNADNA合成受到抑制，可造成巨幼红细胞性贫血。 水溶性维生素第74页/共94页维生素B12 （1）结构 维生素B12又称钴胺素，其结构非常复杂，分子式为C63H90N14014PCo，含钴4。 （2）性质 钴胺素

26、为粉红色针状晶体，对光、氧化剂及还原剂较敏感。第75页/共94页八、维生素B12（抗恶性贫血维生素或钴胺素） 1 1、化学本质 化学本质：咕啉衍生物 活性形式：甲基钴胺素，55脱氧腺苷钴胺素 2 2、主要生理功能甲钴胺素是甲基转移酶的辅酶，参与同型半胱氨酸的甲基化反应 3 3、缺乏症巨幼红细胞贫血（恶性贫血），同型半胱氨酸尿症是目前所知唯一含有金属元素的维生素 5脱氧腺苷钴胺素是L-L-甲基丙二酸辅酶A A变位酶的辅酶，参与丙二酰辅酶A A转变为琥珀酰辅酶A A的反应第76页/共94页水溶性维生素第77页/共94页维生素B B1212广泛存在于动物性食品中，常结合于蛋白质上需要量：2 23 3

27、g g缺乏症：维生素B B1212缺乏很少见，偶见于年长者由于内因子产生不足或严重吸收障碍疾病和长期素食者。 水溶性维生素第78页/共94页十、维生素C C（L-L-抗坏血酸） 1 1、化学本质 化学本质：6 6碳多羟基脂肪酸 活性形式：L L抗坏血酸（主要）和L L脱氢抗坏血酸 2 2、主要生理功能（1 1）参与多种羟化反应主要类型：抗坏血酸和脱氢抗坏血酸 维生素C C是脯氨酸羟化酶及赖氨酸羟化酶的辅助因子，促进胶原蛋白合成维生素C C是7-7-羟化酶的辅酶，催化胆固醇转化维生素C C参与芳香族氨基酸代谢第79页/共94页 3 3、缺乏症坏血病 使难于吸收的三价铁还原成易于吸收的二价铁保护维

28、生素A A、E E 及B B免遭氧化，促进叶酸转变成四氢叶酸（2 2）参与氧化还原反应维持巯基酶和谷胱甘肽的还原状态，发挥解毒作用使红细胞中高铁血红蛋白还原成血红蛋白，恢复其运氧能力第80页/共94页水溶性维生素第81页/共94页维生素C的结构第82页/共94页 12和和14世纪，有世纪，有十字军士兵遭受坏血十字军士兵遭受坏血病的折磨而造成数以病的折磨而造成数以百计人死亡的记载。百计人死亡的记载。 1498年，俄国一支年，俄国一支由由160人组成的探险人组成的探险队，乘船远航到印度队，乘船远航到印度,绝大多数人患坏血病绝大多数人患坏血病死亡。死亡。 世界探险航行家麦哲伦的航海记录中也有遭坏血病

29、洗劫的记载，在漫长的海上旅途中，船员们常常几个月吃不到或根本就没有鲜菜和动物食品，因此大多数船员就患坏血病而丧失工作能力，有些船员因已经气息奄奄而被放到岸上等死，但他们却奇迹般地痊愈了，原来他们吃了当地的一些野菜等绿色植物。第83页/共94页1747年，苏格兰医生詹姆斯林德对患有坏血病的船员进行的各种饮食效果实验中，发现了新鲜的桔子和柠檬对坏血病有快速的疗效。美国科学家S金和英国的艾伯特森特-乔尔吉终于从圆白菜、柑橘类水果和肾上腺分离并结晶出了抗坏血酸，即维生素C。第84页/共94页 实验结论：维生素C具有较强的还原性实验内容实验内容实验现象实验现象A、滴加紫色滴加紫色KMnO4溶液溶液B、滴加溴水滴加溴水C、滴加碘水滴加碘水D、滴加滴加AgNO3溶液溶液E、滴加滴加FeCl3溶液溶液 FeCl3溶液由黄色变浅绿色 溶液立即褪色溴水颜色迅速消失碘水很快褪色立即出现大量黑色沉淀取规格为0.5g、2mL的维生素C注射液转移入一支大试管中，并在其中加入8mL蒸馏水，振荡，使混合均匀。将上述溶液平均分装入A、B、C、D、E5支小试管中， 第85页/共94页解毒与中毒 严重缺乏维生素C会引