2014水溶性维生素及植物化学物

1、水溶性维生素中山大学公共卫生学院营养学系 马 静 教授维生素的发现公元前2600年， 脚气病的记载公元前1500年， 肝脏治疗夜盲1747年，英国Lind-柠檬水果防治坏血病1911年， 波兰Funk 分离抗脚气病的物质1913年， 美国4位科学家发现维生素A 年代作者领域1904巴甫洛夫（俄國） 提出了著名的條件反射和信號學說 1910Albrecht Kossel（德國） 蛋白代谢1923F.Bannting（加拿大）胰岛素1929F.Hopkins&C.Eijkman（荷蘭） Vitamin B1937G.Nagyrapolt（匈牙利） Vitamin C1943E.Doisy（丹麥）

2、Vitamin K.1947C.Cori（美國）Cori cycle,葡萄糖-丙氨酸循环1953Hans Adolf Krebs（英國）三羧酸循環（檸檬酸循環 ）1955Hugo Theorell（瑞典）氧化酶和细胞色素C1956A.Cournand（美國）心脏导管1964K.Bloch（美國）脂肪酸代谢1971E.Sutherland（美國）激素作用机理诺贝尔医学生理学奖维生素的共同特点1.存在于天然食物。2.大多数不能在体内合成, 必须经常由食物供给。3.不是构成组织的原料, 不提供能量。4.需要量很少, 但十分重要。维生素的命名三个命名系统：（1）按发现历史顺序，以英文字母命名（2）按其

3、特有的生理功能和治疗作用命名（3）按化学结构命名维生素的分类1.脂溶性Vit： A、D、E、K2.水溶性Vit： B族Vit： B1、B2、 PP、 B6 、叶酸、B12、泛酸、生物素、胆碱、 Vit C水溶性维生素的特性 1. 溶于水； 2. 多余部分或代谢产物可从尿中排出，体内无功能性储存形式； 3. 尿负荷试验可鉴定其营养水平； 4. 一般无中毒，大剂量摄入可致中毒； 5. 摄取不足，可较快地出现缺乏症状。维生素缺乏的原因（1）摄入量不足（2）吸收利用降低（3）需要量相对增高 硫胺素 （维生素B1、抗神经炎素）硫胺素的理化性质硫胺素（thiamine）是由一个嘧啶结构通过一个亚甲基连接在

4、一个噻唑环上所组成，其分子中含有氨基和硫元素白色结晶，易溶于水在碱溶液中对热不稳定易被一些化学物质分解破坏（硫胺素酶、单宁、咖啡酸等）硫胺素的体内分布 1、成人体内含量25-30mg，50在肌肉，心、肝、肾、脑含量较高 2、体内硫胺素80以焦磷酸硫胺素（thiamin pyrophosphate , TPP）的形式储存，10为三磷酸硫胺素（thiamin triphosphate, TTP），其它为单磷酸硫胺素（thiamin monophosphate, TMP） 硫胺素的生理功能 1、辅酶功能：构成维持体内正常代谢酶的辅酶（-酮酸脱氢酶体系、转酮醇酶） 2、非辅酶功能：抑制胆碱酯酶的活性，

5、促进胃肠蠕动 维生素B1缺乏症脚气病（beriberi）1630年，一位荷兰医生首先发现了脚气病。Beriberi意为象绵羊一样走路，“患这种疾病的人，在走路时像绵羊一样膝部摇动和腿抬高”。1882年，日本的一位将军观察到许多船员发生Beriberi。并注意到食物的质量对此病具有重要的影响；他在给船员每日的白米口粮中添加肉、蔬菜及面包后，发病者的数量大大减少。 脚气病干性-神经炎为主湿性-心脏症状为主混合性干性脚气病（dry beriberi）神经系统中枢与周围神经系统损害：系统病变典型表现为上升性对称性的感觉，运动及反射功能受损。起病多从肢体远端开始，下肢多见于上肢，可有灼痛或异样感觉，呈袜

6、套型分布，逐渐向肢体近端发展，感觉迟钝、痛觉、温觉及振动感觉依次消失。伴肌力下降、肌肉酸痛、以腓肠肌为著，上下楼梯困难。继而足、趾下垂，肌肉挛缩，卧床不起。中枢神经系统损害可累及迷走神经，视神经，动眼神经，外展神经，听神经，喉返神经，膈神经等。表现为Wenicke-Korsakoff综合征。症状包括呕吐，眼球震颤（水平多于垂直震颤），眼肌麻痹，发热，共济失调，神志变化，进而昏迷，亦可伴有记忆缺失，学习能力下降等。 湿性脚气病（wet beriberi）心血管系统损害：表现为心脏扩大，周围血管扩张，静息时心动过速、气促、胸痛、水肿。如不及时治疗，可致急性心力衰竭。突然发生呼吸困难，心率加速，心浊

7、音界明显扩大，心前区有收缩期杂音，肺动脉第二心音亢进。动脉压降低、脉压增大、静脉压升高，颈及股动脉搏动增强。肝脏肿大，全身浮肿，少尿。心电图示心动过速，P-R间期缩短，T波双相或倒置，低电压，Q-T间期延长。婴幼患儿以心脏累及为主，表现为食欲不振，呕吐，烦躁不安，失眠，发展迅速可致角弓反张，抽搐，心力衰竭，可致死亡。患儿母亲常系隐性或有临床表现的脚气病患者。 婴儿脚气病（infant beriberi）婴幼患儿以心脏累及为主，表现为食欲不振，呕吐，烦躁不安，失眠。常突发心力衰竭，婴儿烦躁不安、尖叫、呛咳、气促、出冷汗、唇指(趾)青紫。发展迅速可致角弓反张，抽搐，死亡。患儿母亲常系隐性或有临床表

8、现的脚气病患者。 脚气病和脚气的区别脚气是一种极常见的真菌感染性皮肤病，俗称“香港脚”，一般是指足部的霉菌感染，可出现水泡、糜烂、脱皮、干裂、瘙痒等症状。脚气病是一种由于人体缺乏维生素B1而引起的全身性疾病。硫胺素缺乏缺乏原因：摄入不足脚气病的原因和临床表现脚气病主要发生在长期以精白米为主食，而又缺乏其他副食补充的人群身上。患者早期表现为胃部不适、便秘、易激动、易疲劳、记忆力减退、失眠、体重下降等。治疗脚气病以改善饮食营养为主，多食粗粮、猪肉、动物内脏，避免食物加工过度。戒除大量饮酒、饮咖啡等生活习惯，必要时口服维生素B1片。硫胺素营养水平鉴定负荷试验：200 g为正常硫胺素/肌酐：66为正常

9、全日（24h）尿硫胺素排出量： 150 g为正常红细胞转酮酶活性系数（ETK-TPP效应）： 15为不足，25为缺乏硫胺素的参考摄入量（ RNI ）需要量：4.18MJ(1000kcal)/0.50.6mgRNI：男 1.4mg/d 女 1.3mg/dUL：50mg/d食物来源 未精制的谷类食物：主 要来源 豆类、种子、坚果、瘦 肉和内脏：良好来源 核黄素（维生素B2）核黄素（riboflavin）：化学名7,8二甲基-10-(1-D核糖酰)异咯嗪。 呈黄色并有高度荧光，溶解度低 碱性、紫外光易破坏核黄素1879年英国化学家布鲁斯发现牛奶的上层乳清中存在一种黄绿色的荧光色素。世界许多科学家从不

10、同来源的动植物都发现这种黄色物质。1933年，美国科学家哥尔倍格等从1000多公斤牛奶中提取到18毫克这种物质。其分子式上有一个核糖醇，命名为核黄素。 核黄素的存在形式 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 黄素单核苷酸（FMN） 黄素蛋白（flavoprotein） FMN占6095 FAD占 522分布在肝、肾、心，脑中含量稳定 核黄素的生理功能 以辅酶形式参与体内氧化还原反应： 1、参与体内生物氧化和能量生成 2、参与维生素B6和烟酸的代谢 3、参与机体的抗氧化防御体系：FAD作为谷胱甘肽还原酶的辅酶 4、与铁吸收、储存及动员有关 核黄素缺乏缺乏：眼部症状：怕光、流泪、食视物模糊等口腔生殖综合征

11、：口角炎，唇炎，舌炎，阴囊皮炎继发性贫血过量：未见有报道核黄素营养水平鉴定负荷试验：800 g为正常尿核黄素/肌酐 ： 27为缺乏，27-79为不足，80为正常核黄素营养水平鉴定红细胞谷胱甘肽还原酶活性系数（AC或EGRAC，加入与不加入FAD时谷胱甘肽还原酶活性的比值）：1.4为缺乏G-6-PD缺乏病人不能使用此方法核黄素的食物来源 广泛存在于动植物食物中， 动物性食物是良好来源 蛋、奶类：丰富 谷类、蔬菜：我国居民主要来源核黄素的来源与供给量需要量：4.18MJ(1000kcal)/0.4 0.5mgRNI： 4.18MJ(1000kcal)/0.6mg 成人 男：1.4mg/d 女：1.

12、2mg/d叶酸化学名：喋酰谷胺酸（Pteroylglutamin acid, PGA或 pteGlu）英文名：folic acid, folate, folates, folacin淡黄色结晶粉末，对热、光、酸不稳定叶酸的生理功能一碳单位转移酶系的辅酶（一碳单位递氢体） （1）参与嘌呤与嘧啶合成，继而合成DNA和RNA （2）参与氨基酸之间的相互转化，充当一碳单位的载体 （3）参与血红蛋白及重要的甲基化合物合成，如肾上腺素、胆碱、肌酸 叶酸不仅可以通过腺嘌呤、胸腺嘧啶影响DNA和RNA的合成，而且可以通过蛋氨酸代谢影响血红蛋白的合成。叶酸缺乏缺乏原因：摄入不足，吸收利用不良，需要量增加缺乏表现

13、（1）巨幼红细胞贫血（2）对孕妇和胎儿的影响：早产、流产，胎儿宫内窒息、神经管缺损（neural tube defect, NTD），脊柱裂（spina bifida）、无脑儿（ anencephaly）；先兆子痫、胎盘早剥的发生率增高（3）高同型半胱氨酸血症无 脑 儿脊 柱 裂 SAM：S腺苷蛋氨酸， SAH：S腺苷同型半胱氨酸， CBS：胱硫醚合成酶，MS：蛋氨酸合成酶， MTHFR：亚甲基四氢叶酸还原酶 THF：四氢叶酸。蛋氨酸代谢示意图叶酸过量一般不会引起中毒大量服用可能出现以下后果：（1）干扰抗惊厥药物的作用（2）影响锌的吸收（3）掩盖维生素B12缺乏的早期表现，而导致神经系统受损害

14、 （4）损害肝肾功能叶酸营养状况评价血清叶酸含量：正常值 11.3-36.3nmol/L（5-16ng/ml），6.8 nmol/L（3ng/ml）为缺乏红细胞叶酸含量： 318 nmol/L（140ng/ml）为缺乏血浆同型半胱氨酸含量： 20nmol/L2、尿4-吡哆醛含量：是B6代谢的产物，可反映近期摄入量的变化 3、尿中色氨酸降解产物水平：给予2g色氨酸口服剂量后24小时黄尿酸排出65mol为正常，也可计算黄尿酸指数（XI）维生素B6的需要量1、生物利用率2、营养素或药物的相互作用AI：18 1.2mg/d 50 1.5 mg/dUL ： 儿童 50mg/d 成人 100mg/d食物来

15、源 AI 广泛存在于各种食物中 植物：PN，PM 动物：PL 良好来源：肉类（鸡肉、鱼肉）、肝脏、豆类、坚果 维生素B12（钴胺素）维生素B12的理化性质维生素B12：又称氰钴胺素（cyanocobalamin） 或钴胺素（cobalamin）是唯一含有钴元素的营养素。红色结晶，强酸、强碱、强光、热易被破坏。快速高温消毒损失较小 维生素B12的生理功能作为甲基丙二酰辅酶A异构酶的辅酶参与甲基丙二酰琥珀酸的异构化反应甲基B12作为蛋氨酸合成酶的辅酶与叶酸一起参与转甲基反映，使同型半胱氨酸甲基化转变为蛋氨酸 维生素B12缺乏与过量缺乏原因：1、吸收不良 内因子缺乏（维生素B12IF维生素B12IF

16、混合物）：先天性、后天性（疾病、胃大部切除）2、摄入不足 素食维生素B12缺乏与过量缺乏表现：巨幼红细胞贫血 高同型半胱氨酸血症 认知功能受损过量：口服100g未见中毒反应维生素B12营养评价血清全转钴胺素II（holo Tc II） 29.6 pmol/L(40pg/ml)为维生素B12的负平衡血清全结合咕啉 110 pmol/L(150pg/ml)，肝储备不足血清浓度：1.1 pmol/L为维生素B12缺乏血清同型半胱氨酸及甲基丙二醛：维生素B12缺乏时两者含量增高维生素B12的需要量和食物来源成人最低需要量 0.1g/dFAO/WHO推荐：1g/d我国提出AI：2.4g/d食物来源：主要

17、来源于动物性食物，蛋黄、畜肉、内脏、鱼、禽、贝壳等植物性食物不含B12，酱料发酵时产生少量B12烟酸维生素PP尼克酸（niacin, nicotinic acid）抗赖皮病因子烟酸的性质烟酸：无色晶体，味苦烟酰胺：白色粉末 性质稳定，酸、碱、光、热、氧条件下不易被破坏 小肠吸收，肝内转化。 烟酸主要以辅酶形式存在于体内各组织中烟酸的生理功能构成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I，NAD，CoI）和烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸（辅酶II，NADP，CoII）的辅酶葡萄糖耐量因子（glucose tolerance factor，GTF）的组成成分保护心血管（烟酸有扩张血管作用）烟酸缺乏和过量缺乏：赖皮病，“

18、3D”症状 皮炎（dermatitis） 腹泻（diarrhea） 痴呆（dementia） 早期表现为体重减轻，食欲不振、易疲劳，失眠，记忆力下降 过量：血管扩张 烟酸缺乏的原因仅见于以玉米为主食的贫困地区 1、玉米中的烟酸为结合型不能被人体吸收利用 2、色氨酸含量低预防： 1. 碱处理玉米，将结合型 烟酸水解为游离型烟酸 2. 改良玉米 烟酸营养水平鉴定负荷试验：口服50mg烟酸 N-甲基酰胺排出量 2 mg为缺乏， 2.0-2.9 mg为不足， 3.0-3.9 mg为正常烟酸/肌酐排出量(mg/g)：0.5为缺乏，0.5-1.59为不足， 1.6-4.2为正常烟酸营养水平鉴定尿中2-吡碇

19、酮/N-甲基酰胺比值： 1.3-4.0为正常 1.3 为潜在缺乏红细胞NAD含量， NAD/NADP比值： 1为缺乏烟酸的需要量烟酸当量(niacin equivalence, NE) = 烟酸(mg)+1/60色氨酸(mg)RNI： 成人 男 14 mgNE 女 13 mgNEUL 35 mgNE烟酸的食物来源 广泛存在于动植物食物中， 植物性食物主要是烟酸 动物性食物以烟酰胺为主 肝肾畜鱼、坚果：丰富 谷类、蔬菜：我国居民主要来源泛酸遍多酸（pantothenic acid）Vit B5泛酸由2，4-二羟基-3，3-二甲基丁酸与-丙氨酸用酰胺键连接构成。在动植物中广泛分布，故名泛酸。浅黄色

20、粘稠油状物，能溶于水、醋酸乙酯、冰醋酸等，略溶于乙醚、戊醇，几乎不溶于苯、氯仿，具有右旋光性。对酸、碱和热都不稳定。泛酸的生理功能泛酸的活性形式是辅酶A（coenzymeA，CoA），CoA是生物体内酰基的载体，参与丙酮酸和脂肪酸的氧化。重要的酰基CoA有乙酰CoA和脂肪酰CoA。在全部已知食物中都含有泛酸。动物缺乏泛酸生长不良，发生皮炎、肾脏损伤、贫血等。泛酸的需要量与食物来源AI：510mg/d（成年男女）孕妇： 6.0mg/d 乳母：7.0mg/d 广泛存在于各种食物中肉类（心、肝、肾）蘑菇、鸡蛋、坚果、大豆、小麦蔬菜、水果含量相对较少生物素（biotin）维生素 H 或辅酶R等8种异构

21、体，-生物素天然存在并具有生物活性生理功能：脱羧-羧化反应和脱氨反应中起辅酶的作用生物素的主要功能羧化酶的辅酶参与蛋白质、脂肪及碳水化合物代谢。参与淀粉酶和其他消化酶的合成。生物素缺乏表现缺乏表现：以皮肤症状为主头皮屑多，容易掉发，少年白发* 肤色暗沉、面色发青，皮肤炎* 忧郁、郁闷、失眠、容易打瞌睡等神经症状* 容易疲倦、慵懒无力、肌肉涨痛，与缺乏其他B群维生素的症状相同生物素的营养评价营养评价：血尿生物素含量24小时尿排出量6-111g，1 g为缺乏全血：成人 260 ng/L，婴儿 320ng /L ， 100ng /L为缺乏生物素的需要量和食物来源生物素的AI：成人 30g/d广泛存在

22、于各种食物中 干酪 82 g/100g 牛肝 100g/100g 大豆粉 70 g/100g 蛋类 22.5 g/100g维生素C（抗坏血酸）维生素C1497年7月9日到1498年5月30日，葡萄牙航海家达伽马发现绕过非洲到达印度的航线，他的160个船员中，有100多人死于坏血病。 1519年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向太平洋进发。三个月后，有的船员牙床破裂了，有的船员流鼻血，有的船员浑身无力，待船到达目的地时，原来的200多人，活下来的只有35人。 1536年法国探险家卡迪尔在发现圣劳伦斯河之后，溯流而上抵达魁北克过冬。探险队中24人死于坏血病，其它人也都病重。有一位印第

23、安人教他们饮用一种arbor vitae树叶泡的茶，就治好了这些人。相对于在15世纪中国明朝的郑和多次下西洋的记载，并无发现有大量船员因长期航行而染上坏血病而死。 维生素C1747年英国海军医官Lind在船上做了个实验：12个得了坏血病的海员，大家都吃完全相同的食物，一组病人每天吃两个橘子和一个柠檬，另一组只喝稀硫酸、酸醋和水，或是一些其它当时认为可治疗坏血病的药物。6天之后，只有吃新鲜柑橘水果的海员好转，其它人病情没有变化。后人在Lind实验的基础上，不断探索，最终发现了维生素C（抗坏血酸）。维生素C（抗坏血酸）维生素C（ascorbic acid, ascorbate）是一种含有6个碳原子

24、的酸性多羟化合物，一种很强的还原剂溶于水耐酸不耐碱遇热或与铜、铁共存时易被破坏维生素C的生理功能参与羟化反应： （1）促进胶元合成；（2）促进神经递质合成；（3）促进类固醇羟化；（4）促进有机药物或毒物解毒还原作用： （1）促进抗体形成； （2）促进铁吸收； （3）促进四氢叶酸形成；（4）维持巯基酶的活性；（5）清除自由基其他作用维生素C缺乏与过量缺乏：坏血病 毛细血管脆性增加-出血症状 胶原合成- 骨化不正常、伤口愈合延迟 过量：草酸性结石 影响胚胎发育维生素C营养水平鉴定血浆维生素C浓度 ：4.0mg/L为正常；2.0-3.9mg/L为不足；2mg/L为缺乏白细胞维生素C浓度： 20-30g/108 为正常，10g/108为缺乏负荷试验：