2012年公共營養師考試輔導之第五節:維生素


維生素是人體所必需的一類微量的低分子有機營養素。它們并不是一類化學性質和結構相近似的一類化合物,但其生理功能和營養學意義有類似之處。
(一)維生素的共同特點
雖然各類維生素的化學結構不同,生理功能各異,但都具有以下共同特點:
1.其均以本體或可被機體利用的前體形式存在于天然食物中。轉自環 球 網 校edu24ol.com
2其既不參與機體組織的構成,也不供給能量,主要作為調節物質,調節各種生理機能。
3.大多數維生素不能在體內合成,也不能大量儲存于組織中,所以必須經常由食物供給。
4.維生素常以輔酶或輔基的形式參與酶的功能。
5.維生素的人體需要量很少,但在調節物質代謝過程中卻起著十分重要的作用,絕對不能缺少。
6.不少維生素具有幾種結構相近、生物活性相同的化合物,如維生素A1.A2,維生素D2.D3等。
(二)維生素的命名
維生素的命名可分為三個系統。一是按發現的歷史順序,以英文字母順序命名,如維生素A、B、C、D、E等;二是按其生理功能命名,如抗壞血酸、抗干眼病維生素和抗凝血維生素等;三是按其化學結構命名,如視黃醇、硫胺素和核黃素等。
(三)維生素的分類
維生素分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。前者包括維生素A、D、E、K等;后者包括B族維生素和維生素C等。
脂溶性維生素可溶于脂肪而不溶于水,在食物中常與脂類共存,在酸敗的脂肪中容易被破壞。在體內的吸收與脂肪相似,當脂類吸收障礙時,脂溶性維生素的吸收大為減少,甚至會引起繼發性缺乏。吸收后可在體內貯存而不易排出體外,過量攝取易在體內蓄積而引起中毒。如攝入不足可緩慢出現缺乏癥狀。
水溶性維生素溶解于水,在體內僅有少量儲存,較易從尿中排出。大多數水溶性維生素常以輔酶的形式參與機體的物質代謝。水溶性維生素攝取過多時,多余的維生素可從尿中排出,一般不會因攝取過多而中毒,但極大量攝入時也可出現毒性。若攝入過少,可較快地出現缺乏癥狀。
一、脂溶性維生素轉自環 球 網 校edu24ol.com
(一)維生素A
維生素A是指含有視黃醇結構,具有其生物活性的一大類物質。它包括已形成的維生素A和維生素A原以及其代謝產物,包括視黃醇、視黃醛、視黃酸、視黃基酯復合物和一些類胡蘿卜素等。
具有視黃醇生物活性的維生素A在動物體內含量高,尤其是海水和淡水魚。其中,有維生素A1(視黃醇)和維生素A2(3-脫氫視黃醇)之分,但生理功能相似,生物活性卻不同。
植物體中不含原形的維生素A。但某些有色(黃、橙和紅色)植物中含有的類胡蘿卜素中,有一部分可在小腸和肝細胞內轉變成視黃醇和視黃醛的類胡蘿卜素,被稱為維生素A原,如α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、β-隱黃素、γ-胡蘿卜素等。其中,最重要的為β-胡蘿卜素。
1.理化性質與體內分布
大多數天然的維生素A溶于脂肪或有機溶劑,對異構、氧化和聚合作用敏感,因而應避免與氧、高溫或光接觸。維生素A和胡蘿卜素都對酸和堿穩定,一般烹調和罐頭加工不易破壞;當食物中含有磷脂、維生素E、維生素C和其它抗氧化劑時,視黃醇和胡蘿卜素較為穩定;脂肪酸敗可引起嚴重破壞。密封、低溫冷凍組織標本中的維生素A可以穩定幾年。
維生素A在體內主要儲存于肝臟中,約占總量的90%~95%,少量儲存于脂肪組織中。
2.吸收與代謝
動物性食物中的維生素A一般不是以游離形式存在,而是以與脂肪酸結合成視黃基酯的形式存在,視黃基酯和類胡蘿卜素又常與蛋白質結合成復合物。視黃基酯和維生素A原類胡蘿卜素經蛋白酶消化水解,從食物中釋出,然后在小腸中在膽汁和脂酶的共同作用下釋放出脂肪酸、游離的視黃醇以及類胡蘿卜素。釋放出的游離視黃醇和類胡蘿卜素與其它脂溶性食物成分形成膠團,通過小腸吸收。大約膳食中70%~90%的視黃醇,20%~50%的類胡蘿卜素被吸收,類胡蘿卜素的吸收隨著其攝入的增加而降低。
脂肪和膽鹽是維生素A和胡蘿卜素被腸道吸收的必要條件。與維生素E同服,可防止維生素A的氧化從而提高其生理效能。膽鹽能夠乳化脂肪,加強胡蘿卜素裂解酶的活動,促進胡蘿卜素轉變為維生素A,有利于其吸收、運轉和代謝。
3.生理功能
(1)維持正常視覺功能。維生素A是構成視覺細胞內感光物質的原料。眼的光感受器是視網膜的桿狀細胞和錐狀細胞。這兩種細胞中都存在著對光敏感的色素,而這些色素的形成和表現出生理功能均有賴于適量維生素A的存在。
若維生素A充足,則視紫紅質的再生快而完全,故暗適應時間短;若維生素A不足,則視紫紅質的再生慢而不完全,故暗適應時間長,嚴重時可產生夜盲癥。這在兒童比較明顯,因為兒童沒有足夠的時間建立體內的儲存。
(2)維護上皮細胞的正常功能。維生素A有可能參與糖基轉移酶系統的功能,對糖基起著運載和活化的作用。因而維生素A不足可能影響粘膜細胞中糖蛋白的生物合成從而影響粘膜的正常結構。
(3)促進生長發育和維護生殖功能。維生素A參與細胞的DNA、RNA的合成,促進蛋白質的生物合成及骨細胞的分化,在細胞生長、分化、增殖以及凋亡過程中起著十分重要的調節作用。
(4)抗癌作用。動物實驗研究揭示天然或合成的類維生素A具有抑制腫瘤的作用,可能與其調節細胞的分化、增殖和凋亡有關,也可能與抗氧化功能有關。
4.缺乏與過量
維生素缺乏仍是許多發展中國家的一個主要公共衛生問題,發生率相當高,在非洲和亞洲許多發展中國家的部分地區甚至呈地方性流行。如①嬰幼兒和兒童維生素A缺乏的發生率遠高于成人,這是因為孕婦血中的維生素A不易通過胎盤屏障進入胎兒體內,故初生兒體內維生素A儲存量低;②維生素A缺乏最早的癥狀是夜間視力減退,暗適應能力降低,嚴重者可導致夜盲癥;③維生素A缺乏可引起干眼病,進一步發展可致失明;④維生素A缺乏還能引起機體不同組織上皮干燥、增生及角化,以致于出現皮膚干燥、毛囊角化、毛囊丘疹與毛發脫落,呼吸道、消化道、泌尿道和生殖道感染。特別是兒童、老人容易引起呼吸道炎癥,嚴重時可引起死亡;⑤維生素A缺乏時,血紅蛋白合成代謝障礙,免疫功能低下,兒童生長發育遲緩。
維生素A攝入過量可引起急性中毒、慢性中毒及致畸毒性。通常,維生素A所致的急性中毒可產生于一次或多次連續攝入量過大。如成人大于RDA100倍或兒童大于RDA20倍即可發生急性中毒。而慢性中毒則有幾個月到二至三年的潛伏期,一般要等超出肝內貯存能力才會出現中毒癥狀。極大劑量(12g,RDA的13000倍)的維生素A可以致命。
其中,慢性中毒比急性中毒常見,維生素A使用劑量為其RDA的10倍以上時可發生。一般飲食情況下維生素A不致攝入過量。中毒多發生在長期誤服過量的維生素A濃縮劑的兒童。
大量攝入類胡蘿卜素一般不會引起毒性作用,其原因是類胡蘿卜素在體內向視黃醇轉變的速率慢;另外,隨著類胡蘿卜素攝入增加,其吸收減少。大劑量的類胡蘿卜素攝入可出現高胡蘿卜素血癥,皮膚可出現類似黃疸改變,但停止使用類胡蘿卜素后癥狀會慢慢消失,未發現其它毒性。
5.供給量與食物來源
膳食中所含有的視黃醇活性物質的量,常用視黃醇當量(retinol equivalent,RE)來表示,包括已形成的維生素A和維生素A原的總量(μg)。其常用的換算關系如下:
1μg視黃醇=1μg視黃醇當量(RE)
1μgβ-胡蘿卜素=0.167μg視黃醇當量(RE)
1μg其它維生素A原=0.084μg視黃醇當量(RE)
1國際單位(IU)維生素A=0.3μg視黃醇
胡蘿卜素在人體內吸收率約為其攝入量的1/3。而吸收后在人體內轉變為維生素A的轉換率為吸入量的1/2。因此1μg的胡蘿卜素=1/6μg的維生素A或視黃醇當量。
膳食中的總視黃醇當量(μg RE)=視黃醇(μg)+β-胡蘿卜素(μg)×0.167+其它維生素A原(μg)×0.084
我國成人維生素A的RNI,男性為每天800μg視黃醇當量,女性為每天700μg視黃醇當量。維生素A的安全攝入量的范圍較小,大量攝入有明顯的毒性作用。維生素A的毒副作用主要取決于視黃醇的攝入量,也與機體的生理及營養狀況有關。β-胡蘿卜素是維生素A的安全來源。維生素A(不包括胡蘿卜素)的UL值,成年人為3000μg/d,孕婦2400μg/d,兒童2000μg/d。
維生素A的需要量隨勞動條件、精神緊張程度及機體狀態而異。需要視力集中、經常接觸粉塵或對粘膜有持續性刺激性的作業,以及在夜間或弱光下工作的人,特別是處于缺氧環境,酷寒或炎熱季節中工作的人,需要維生素A的量大。長期發燒、腹瀉及患肝膽疾病時,需要量也應顯著增加。
動物肝臟、蛋黃、奶油和魚肝油中天然維生素A含量最高。植物性食物中,紅、黃、綠色蔬菜和某些水果都含豐富的胡蘿卜素。
除膳食來源之外,維生素A 補充劑也常使用,其使用劑量不要過高,用量過大不僅沒有必要,反而會引起中毒。
(二)維生素D
維生素D是一族類固醇的衍生物。目前,已知的維生素D至少有10種。其中,最重要的為維生素D2(麥角骨化醇)和維生素D3(膽鈣化醇)等兩種。它們分別由植物中的麥角固醇和人體(皮膚和脂肪組織)中的7-脫氫膽固醇經日光照射形成的。此外,在含脂肪多的海魚及其肝臟中也含有天然維生素D3。
1.理化性質與體內分布
維生素D3純品是白色結晶,溶于脂肪和脂溶劑,性質比較穩定。能耐高溫和抗氧化,不耐酸堿。一般烹調方法對它影響較小,但脂肪酸敗會引起維生素D的破壞。
維生素D被認為具有維生素和激素的雙重作用。
由于維生素D3是在身體的皮膚中產生,但要運往靶器官才能發揮作用,故認為維生素D3實質上是激素。由于從膳食攝入或由皮膚合成的維生素D沒有生理活性,必需到其它部位激活才具有生理作用,即它們是有活性作用維生素D的前體,又稱為激素原。在某些特定條件下,如工作或居住在日照不足、空氣污染(阻礙紫外線照射)的地區,維生素D必須由膳食供給才成為一種真正的維生素,故又認為維生素D3是條件性維生素。
2.吸收與代謝
進入體?的維生素D主要在小腸吸收。其在膽汁協助下形成乳糜微粒,經淋巴管入血流,與自身形成的維生素D3一起轉運到肝臟中進行羥化反應,在腎臟中進一步羥化為具有活性的1,25-(OH)2D3,最后轉入血循環,分別貯存于肝臟及富含脂肪的組織中備用,并分配到有關器官中發揮其生理效能。
維生素D3主要隨同膽汁排泄入腸。
3.生理功能
(1)促進小腸鈣吸收轉運。1,25-(OH)2-D3可誘導一種特異的鈣結合蛋白質合成。
(2)促進腎小管對鈣、磷的重吸收。1,25-(OH)2-D3對腎臟也有直接作用,能促進腎小管對鈣、磷的重吸收,減少丟失。促進磷的重吸收比促進鈣的重吸收作用明顯。
(3)對骨細胞呈現多種作用。當血鈣濃度降低時,1,25-(OH)2-D3能動員骨組織中的鈣和磷釋放入血液,以維持正常的血鈣濃度。
(4)通過維生素D內分泌系統調節血鈣平衡。目前,已確認存在維生素D內分泌系統,其主要的調節因子是1,25-(OH)2-D3.PTH、降鈣素及血清鈣和磷的濃度。當血鈣降低時,PTH升高, 1,25-(OH)2-D3增多,通過對小腸、腎、骨等器官的作用來升高血鈣水平。當血鈣過高時,PTH降低,降鈣素分泌增加,尿中鈣和磷排出增加。
(5)通過基因轉錄作用,主要作用于腸、腎、骨、胰、垂體、乳房、胎盤、造血組織、皮膚及各種來源的癌細胞等。1,25-(OH)2-D3通過調節基因轉錄調節細胞的分化、增殖和分化。
4.缺乏與過量
缺乏維生素D時,鈣、磷代謝可受到嚴重影響。如血中鈣、磷含量降低,不但骨骼生長發育障礙,同時也影響肌肉和神經系統的正常功能;其缺乏時可引起嬰兒佝僂病,及成年人尤其是孕婦、乳母和老人的骨質軟化癥、骨質疏松癥、自發性多發性骨折和手足痙攣癥等;孕婦可因缺乏維生素D引起骨盆發生特異性變形引起難產;當母體缺乏維生素D時,新生兒可因低血鈣(低于8mg/dl),發生手足搐搦或驚厥等癥狀。
過量攝入維生素D可引起維生素D過多癥。維生素D的中毒劑量雖然尚未確定,但攝入過多的維生素D可能會產生副作用。如表現為食欲不振、體重減輕、惡心、嘔吐、腹瀉、頭痛、多尿、煩渴、發熱、血清鈣磷濃度明顯升高;導致動脈、心肌、肺、腎、氣管等軟組織轉移性鈣化和腎結石。結石阻塞腎小管可引起繼發性腎水腫,常發展為腎病,嚴重時可發生腎功能衰竭。嚴重的維生素D中毒可導致死亡。預防過量的維生素D中毒最有效的方法是避免濫用。
5.供給量與食物來源
維生素D一般用國際單位(IU)來表示。1IU維生素D3=0.025μg維生素D3,即1μg維生素D3=40IU維生素D3。
維生素D既來源于膳食又可由皮膚合成,因而難以估計膳食維生素D的攝入量。在鈣、磷供給量充足的條件下,兒童、少年、孕婦、乳母、老人維生素D的RNI為10μg/d,16歲以上成人為5μg/d。維生素D的UL為20μg/d。
維生素D主要存在于肝、乳、蛋黃、魚肝油等動物性食品中,也可由體內轉化,經常曬太陽可獲得經濟可靠的維生素D3。在陽光不足或空氣污染嚴重的地區,可采用紫外燈作預防照射。成年人只要經常接觸陽光,在均衡膳食條件下一般不會發生維生素D缺乏病。
(三)維生素E
維生素E又稱為生育酚,是6-羥基苯并二氫吡喃環的異戊二烯衍生物。其中,包括生育酚和生育三烯酚兩類共8種化合物,即α、β、γ、δ生育酚和α、β、γ、δ生育三烯酚。其中,α-生育酚生物活性最高。
1.理化性質與體內分布
維生素E是淡黃色油狀物,溶于脂肪和脂溶劑。對氧十分敏感,在無氧條件下能穩定,對熱和酸堿穩定。油脂酸敗會加速維生素E的破壞。食物中維生素E在一般烹調時損失不大,但油炸時維生素E活性明顯降低。
維生素E主要儲存于脂肪組織、肝臟及肌肉中。在各種組織器官中,以腎上腺、腦下垂體、睪丸以及血小板中的濃度最高。紅細胞膜中α-生育酚含量較高,其濃度與血漿水平處于平衡狀態,當血漿維生素E低于正常水平,易發生紅細胞膜的破裂而導致溶血。
健康成人血漿維生素E平均濃度為10mg/L左右,兒童血漿濃度稍低,平均水平在7mg/L。早產兒血漿水平低于足月嬰兒,人工喂養的嬰兒低于母乳喂養兒。補充維生素E可使其水平提高,但是不管維生素E補充的時間和劑量有多大,血漿濃度的增加不會超過平均水平的2~3倍。
如果膳食中維生素E缺乏,血漿濃度會迅速下降。但是大多數成人體內的維生素E儲存相對豐富。如果食物中缺乏維生素E,體內儲存的維生素E仍可維持幾個月。
2.吸收與代謝
生育酚在食物中多以游離的形式存在,而生育三烯酚則以酯化的形式存在。它必須經水解后才能被吸收。
人體吸收維生素E需要有脂肪和膽鹽的存在,并以乳糜微粒形式從小腸上部吸收,經淋巴管入血流分布到各個組織。它在脂肪組織、肝臟、心臟和腎上腺皮質含量較高。正常人對維生素E的吸收率平均達70%,隨著維生素E的攝入量增加其吸收率降低。當脂肪吸收障礙時,維生素E的吸收也受影響。進食大量多不飽和脂肪酸,可使維生素E 的需要量增加。
維生素E主要由LDL運輸,在保護LDL免遭氧化損傷方面起重要作用。由于維生素E溶于脂質并主要由脂蛋白轉運,所以血漿維生素E的濃度與血漿總脂濃度呈正相關。
3.生理功能
(1)抗氧化作用。維生素E是氧自由基的清道夫,與其它抗氧化物質以及抗氧化酶(包括超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等)一起構成體內抗氧化系統,保護生物膜及其它蛋白質免受自由基攻擊。此外,在非酶抗氧化系統中維生素E亦是重要的抗氧化劑。
(2)預防衰老。人類隨著年齡增長體內脂褐質不斷增加,脂褐質俗稱老年斑,是細胞內某些成分被氧化分解后的沉積物。補充維生素E可減少細胞中的脂褐質的形成。維生素E還可改善皮膚彈性,使性腺萎縮減輕,提高免疫力。
(3)與動物的生殖功能和精子生成有關。目前,臨床上常用維生素E治療先兆性流產和習慣性流產等。但尚未發現有因缺乏維生素E而引起的不孕癥。
(4)調節血小板的粘附力和聚集作用。維生素E能抑制磷酯酶A2的活性,減少血小板血栓素A2的釋放,從而抑制血小板的聚集。故維生素E缺乏時血小板聚集和凝血作用增強,增加心肌梗死及腦卒中的危險性。
(5)其它功能。維生素E可抑制體內膽固醇合成限速酶的活性而降低血漿膽固醇水平;促進蛋白質的更新合成;促進某些酶蛋白的合成,降低分解代謝酶的活性;還可抑制腫瘤細胞的生長和增殖,作用機制可能與抑制細胞分化及生長密切相關的蛋白激酶的活性有關。
4.缺乏與過量
維生素E缺乏在人類較為少見。但缺乏時,可導致低體重早產兒、血β-脂蛋白缺乏癥和脂肪吸收障礙;亦可出現視網膜褪變、蠟樣質色素積聚、溶血性貧血、肌無力、神經退行性病變、小腦共濟失調和震動感覺喪失等。
在脂溶性維生素中,維生素E的毒性相對較小。但過大劑量攝入維生素E仍有可能出現中毒癥狀,如肌無力、視覺模糊、復視、惡心、腹瀉以及維生素K的吸收和利用障礙等。
故每天維生素E的攝入量以不超過400mg為宜。
5.供給量與來源
α-生育酚有兩個來源,即天然的生育酚(d-α-生育酚,IUPAC命名為RRR-α-生育酚)和人工合成的生育酚(dl-α-生育酚)。人工合成的生育酚活性相當于天然生育酚活性的74%。
維生素E的活性可用α-生育酚當量(α-TE)來表示,又可用國際單位(IU)來表示。規定1mgα-TE相當于1mgd-α-生育酚的活性,1IU的維生素E等于1mgdl-α-生育酚乙酸酯的活性。
1IU維生素E=0.67mgd-α-生育酚=0.74mgd-α-生育酚乙酸酯
1mgd-α-生育酚=1.1mgd-α-生育酚乙酸酯
1mgdl-α-生育酚=1.1mgdl-α-生育酚乙酸酯
1mgdl-α-生育酚=1.1IU維生素E
我國現行成人的維生素E推薦攝入量是10mg總生育酚。有建議對推薦的維生素E攝入量需要考慮膳食能量的攝入或膳食多不飽和脂肪酸的攝入量,成人膳食能量為2000~3000kcal時,維生素E的供給量為7~11mg;或每攝入1g多不飽和脂肪酸,應攝入0.4mg維生素E。
維生素E 在自然界分布廣泛,一般情況下不會缺乏。食物主要來源于植物油類、堅果類、全谷類、新鮮麥胚芽等。蛋類、肉類、魚類、水果及蔬菜含量甚少。在加工、儲存和制備食物時相當一部分維生素E因氧化而損失。
(四)維生素K
維生素K中,有維生素K1.K2.K3三種。維生素K1又名葉綠醌,存在于綠葉菜和動物肝臟;維生素K2指的是一族2-甲基-1,4萘醌的同系物,稱為甲萘醌。甲萘醌在腸道內由細菌合成;維生素K3則由人工合成,其與天然維生素K具有基本相同的生理作用。
1.理化性質與體內分布
維生素K1是淡黃色油,維生素K2和K3則是黃色結晶。K1和K2溶于脂肪及脂溶劑,K3易溶于水。所有的維生素K都耐熱,但對強酸、強堿和強氧化劑都不穩定。
人體內維生素K的儲存很少,更新很快。當攝入葉綠醌和甲萘醌時,肝臟迅速吸收。肝臟儲存的維生素K占葉綠醌的10%和甲萘醌的90%,但維生素K的肝內儲存期很短,因為它迅速從肝臟去除并很快被排泄。維生素K在許多器官中的含量并不高,有幾個器官是它的富集部位,如腎上腺、肺臟、骨髓、腎臟和淋巴結。維生素K基本不經胎盤轉運,即使母體血漿含量正常,臍帶血也檢測不到維生素K。
2.吸收與代謝
維生素K為脂溶性,在小腸中吸收有賴膽鹽的存在。在體內貯存時間很短,迅速被破壞,經代謝排出。血液中含量甚少,肝臟中貯存少量。
3.生理功能
(1)維生素K有促進血液凝固的作用。缺乏維生素K,致使出血后血液凝固發生障礙。輕者凝血時間延長,重者可有顯著出血情況。如皮下可出現紫癲或瘀斑,出鼻血、齒齦出血、創傷后流血不止,有時還會出現腎臟及胃腸道出血。
(2)維生素K參與體內氧化還原過程。缺乏時肌肉三磷酸腺苷和磷酸肌酸減少,三磷酸腺苷酶活力下降。
(3)維生素K能增強胃腸道蠕動和分泌機能。
4.缺乏原因
維生素K廣泛存在于食物中,大腸內細菌也能合成。故在正常時,組織中的許多維生素K都來源于腸內細菌。
一般,單純因膳食供應不足所致的維生素K缺乏極為少見。在疾病情況下如肝臟病、消化機能障礙和長期服用抗生素等可發生繼發性缺乏。
新生兒因腸道細菌尚未充分生長,不能合成維生素K,而母乳及牛乳中維生素K含量又很低,所以新生兒容易發生維生素K缺乏,如果出現顱內出血,會造成嚴重后果。嬰兒出生后應給予少量維生素K以預防。
二、水溶性維生素
(一)維生素C
維生素C又稱抗壞血酸,是一種含有六個碳原子的酸性多羥基化合物。天然存在的維生素C有L與D兩種異構體,但后者無生物活性。
1.理化性質與體內分布
維生素雖然不含有羧基,仍具有有機酸的性質。其純品是無色無臭的結晶,溶于水,有酸味,具有很強的還原性。畏光怕熱,忌銅、鐵,極易氧化分解。在酸性溶液中較為穩定,在堿性溶液中破壞更多。加工處理不當食物中維生素C損失很大。在所有維生素中維生素C最易被破壞。
正常攝入量情況下,體內可貯存維生素C1.2~2.0g,最大貯存量為3g。濃度最高的組織是垂體、腎上腺、眼晶狀體、血小板和白細胞,貯存量最多的是骨骼肌、腦和肝臟。
2.吸收與代謝
維生素C絕大部分在回腸吸收,但有少量的吸收發生在口腔和胃。被吸收的維生素C在血漿中主要以抗壞血酸游離形式運輸,但有一小部分(5%)以脫氫型抗壞血酸形式運輸,后分布到全身體液和組織中。
抗壞血酸的吸收隨著攝入量的增加而減少。一般每天從食物攝入的抗壞血酸為20~120mg,其吸收率為80%~95%。不能被吸收的抗壞血酸在消化道被氧化降解。
每天攝入維生素C100mg或140mg時,血細胞和組織中的維生素C分別達到飽和水平。當維生素C攝入量達到200mg/d時,血漿維生素C則達到穩定的水平。維生素C攝入量從每天200mg增加到2500mg,血漿維生素C的濃度僅從12mg/L上升到15mg/L,據此認為200mg維生素C是上限攝入量。
3.生理功能
(1)抗氧化作用。維生素C是活性很強的還原物質,可以直接與氧化劑作用保護其它物質免受氧化破壞。它參與機體重要生理氧化還原過程,在體內氧化防御系統中起著重要作用。從而具有抗感染和抗疲勞的作用。
(2)促進膠原形成。維生素C作為羥化過程底物和酶的輔因子參與體內許多重要生物合成的羥化反應。其中一個重要功能是促進組織中膠原的形成,因此在維護骨、牙的正常發育和血管壁的正常通透性方面起著重要作用。維生素C缺乏時影響膠原的合成,使創傷愈合延遲,毛細血管壁脆弱,引起不同程度出血。
(3)促進神經介質和類固醇的羥化反應。在腦和腎上腺組織,維生素C也作為羥化酶的輔酶參與神經遞質的合成。由多巴胺形成去甲腎上腺素、由色氨酸形成5-羥色胺的反應需要維生素C參加。維生素C還參與類固醇的代謝,如由膽固醇轉變成膽酸、皮質激素及性激素的羥化反應也需要維生素C的參與。維生素C可以降低血清膽固醇水平,可以保護心血管、預防動脈粥樣硬化的發生。
(4)促進生血機能。維生素C能促進腸道三價鐵還原為二價鐵,有利于非血紅素鐵的吸收,還促進葉酸生成四氫葉酸。對預防缺鐵性貧血和巨幼紅細胞貧血有較好的效果。
(5)解毒作用。一方面使谷胱甘肽保持還原型;另一方面保護了含巰基的酶。有助于促進重金屬離子的排出,巰基在體內與其它抗氧化劑一起消除自由基,阻止脂類過氧化及某些化學物質的危害作用。
(6)防癌作用。增加膳食中富含維生素C的蔬菜水果攝入量可降低胃癌以及其它癌癥的危險性。其機制可能與清除自由基、阻止某些致癌物如亞硝胺的形成、刺激免疫系統等有關。
4.缺乏與過量
人體維生素C缺乏的典型癥狀是壞血病。其表現為毛細血管脆性增強,牙齦及其毛囊四周出血,常有鼻衄、月經過多以及便血,重者還有皮下、肌肉和關節出血及血腫形成,還可導致骨鈣化不正常及傷口愈合緩慢等。其它還有易疲勞、瘦弱、發育不良、貧血、抵抗力下降、易感冒等。
維生素C在體內分解代謝最終的重要產物是草酸。若長期過量服用維生素C可出現草酸尿,以致形成泌尿道結石。此外,長期大量攝入可造成對大劑量維生素C的依賴性,即使維生素C攝入量較多但達不到長期形成的高水平,而出現維生素C缺乏。
5.供給量與食物來源
維生素C在貯存、加工、烹調處理過程中極易被破壞。因此,供給量要考慮到這些可能損失。根據我國1988年RDA,維生素C的供給量標準成人、老年人均為60mg/d。但據調查,我國居民維生素C的實際攝入量已達到90mg/d以上,考慮到我國飲食習慣中蔬菜經過炒、燉、熬后,維生素C損失較多,新的供給標準適當提高了維生素C的推薦量,即成人的RNI為100mg/d,UL為≤1000mg/d。
在高溫、寒冷、缺氧條件下勞動或生活、工作中經常接觸鉛、苯、汞等有害物質,以及感冒、長期發燒、大面積燒傷、急性風濕性心臟病、高膽固醇血癥、膽石癥等疾病患者的供給量應酌情增加。但大劑量使用時,需要在醫生指導下進行。
新鮮蔬菜水果中維生素C含量較高,水果中以柑、桔、橙、柚、柿、棗和草莓含量豐富,蔬菜中以豌豆苗、韭菜、辣椒、油菜苔、花菜、苦瓜中含量高。豆芽可作為蔬菜淡季供應維生素C的一種方法。獼猴桃、刺梨、醋柳、酸棗等不僅維生素C含量豐富,而且含有保護維生素C的生物類黃酮,是一類值得開發的天然維生素C補充劑。只要能經常吃到足夠的蔬菜和水果,并注意采用合理的烹調方法,一般不會缺乏。
(二)維生素B1
維生素B1是由一個含氨基的嘧啶環和一個含硫的噻唑環組成的化合物。因其分子中含有硫和胺,又稱硫胺素,也稱抗腳氣病因子或抗神經炎因子等,是最早發現的一種維生素中。
1.理化性質與體內分布
硫胺素是一種無色結晶體,溶于水,微溶于酒精,氣味似酵母。一般烹調溫度下破壞較少,但用壓力或在堿性溶液中易被破壞,紫外線可使其降解而失活,銅離子可加快它的破壞,酸性溶液中比較穩定。
某些食物如軟體動物、魚類的肝臟中含有能分解硫胺素的酶,可使其失去活性,但此酶一經加熱即被破壞。含有多羥基酚(如單寧、咖啡酸、綠原酸)的食物也會通過氧化還原反應使硫胺素失去活性。亞硫酸鹽在中性或堿性媒質中能加速硫胺素的分解破壞,故在保存含硫胺素多的食物時,不宜用亞硫酸鹽作為防腐劑或以二氧化硫熏蒸食物。
正常成年人體內維生素B1的含量約25~30mg,其中約50%在肌肉中,心臟、肝臟、腎臟和腦組織中含量亦較高。體內的維生素B1中80%以焦磷酸硫胺素(TPP)形式貯存,10%為三磷酸鹽硫胺素(TTP),其他為單磷酸硫胺素(TMP)。
2.吸收與代謝
硫胺素吸收的部位在空腸和回腸。維生素B1吸收后主要在小腸粘膜和肝內進行磷酸化后變成焦磷酸硫胺素,發揮輔酶作用。
維生素B1在體內存量及時間都極為有限,一旦體內缺乏,肌肉、肝臟所貯存的維生素B1會迅速消失,腦中的消失最慢。維生素B1在尿中排出量與其攝入量成正比。
體內維生素B1的生物半衰期為9~18天。如果膳食中缺乏維生素B1,在1~2周后人體組織中的維生素B1含量就會降低。因此,為保證維持組織中的正常含量,維生素B1要定期供給。
3.生理功能
(1)輔酶功能。維生素B1所形成的焦磷酸硫胺素(TPP)是碳水化合物代謝過程中脫羧酶和轉酮醇酶的輔酶。輔羧酶在碳水化合物進行徹底氧化、產生能量過程中起著重要作用。
(2)與神經系統功能有關。正常情況下神經系統主要從葡萄糖獲得能量;末梢神經的興奮傳導,需要維生素B1參加;維生素B1對神經細胞膜傳達高頻脈沖有重要作用;也可能涉及到神經組織中陰離子通道的調節。故缺乏維生素B1就不能很好地維持髓鞘的完整性,導致神經系統病變。
(3)與心臟功能有關。缺乏維生素B1,輔羧酶形成不足,碳水化合物代謝障礙,中間代謝產物如丙酮酸和乳酸在血內堆積,直接影響心臟和肌肉組織的功能。
(4)與胃腸功能有關。維生素B1能抑制膽堿脂酶的活力,減少乙酰膽堿的分解,間接促進神經傳導物質乙酰膽堿的合成,有利于促進胃腸蠕動和消化腺體的分泌。
4.缺乏與過量
在日常生活中,硫胺素的缺乏很常見。硫胺素缺乏的原因有以下幾種:
(1)攝入不足。如長期大量食用精白米面;煮粥、煮豆、蒸饅頭等加入過量的堿;高能量膳食的絕大部分能量來自碳水化合物等易造成硫胺素缺乏。
(2)需要量增加。硫胺素的攝入量一機體能量總攝入量成正比;婦女在妊娠、哺乳期間需要量相對較高;在高溫環境下工作、神經精神高度緊張、引起代謝率增加的某些疾病如發熱、甲狀腺功能亢進以及輸入葡萄糖的病人需要量也相應增加。
(3)機體吸收或利用障礙。如長期慢性腹瀉、酗酒以及肝、腎疾病影響焦磷酸硫胺素的合成。
維生素B1缺乏病常與其他營養缺乏癥并存。典型的維生素B1缺乏癥為腳氣病。發病早期出現體弱、疲倦、煩燥、健忘、消化不良或便秘和工作能力下降;稍后出現周圍神經炎癥狀:腓腸肌壓痛痙攣、腿沉重麻木并有蟻行感;嚴重可出現多發性神經炎、心衰、水腫、胃腸癥狀等,以至呼吸困難、循環衰竭而死亡。
嬰兒型腳氣病常發生在兩歲以內(主要是2~6個月),以心血管癥狀為主。早期表現食欲不振、心跳快、氣促、水腫、煩燥不安,晚期表現為心力衰竭癥狀,易被誤診為肺炎合并心力衰竭。
硫胺素過量中毒很少見,但超過RNI100倍以上的劑量有仍可能引起頭痛、驚厥、心律失常。
5.供給量與食物來源
體內不能大量貯存硫胺素,需要每日予以補充。它與碳水化合物代謝有關,并與熱量的需要成正比。一般認為成人每1000kcal熱量需要硫胺素0.5mg。老人和兒童的硫胺素需要量較成人高,每1000kcal能量需要硫胺素0.5~0.6mg。中國營養學會2000年推薦硫胺素的RNI成年男性為1.4mg/d,女性為1.3mg/d。硫胺素的UL為50mg/d。
常吃零食或高熱量高糖食物、油炸食品及攝食咖啡、茶葉、藍莓等富含硫胺酶食物時,必須提高B1的攝取量。
粗糧、豆類、花生、瘦豬肉、肝、腎、心以及干酵母都是維生素B1的良好來源。但須注意加工、烹調方法,谷物過分精制加工、食物過分用水洗、烹調時棄湯、加堿、高溫等均會使維生素B1有不同程度的損失。
(三)維生素B2
.維生素B 2又稱為核黃素,由異咯嗪加核糖醇側鏈組成,并有許多同系物。
1.理化性質與體內分布
維生素B 2是桔黃色針狀結晶,在干燥狀態和酸性溶液中穩定,在平常溫度下能耐熱,但易為光和堿所破壞。應避光保存,烹調食物不可加堿。
游離核黃素對光敏感,特別是紫外光。如將牛奶(奶中40%~80%的核黃素為游離型)放入瓶中,以日光照射2小時,核黃素可破壞一半以上。但食物中的核黃素主要呈結合形式,即與磷酸和蛋白質等結合而成的復合化合物,此種結合型化合物對光比較穩定。
維生素B2在體內大多數組織器官細胞內,轉化為黃素單核苷酸(FMN)或黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD),然后與黃素蛋白結合,僅有少數游離維生素B2。肝、腎和心臟中結合型維生素B2濃度最高,在視網膜、尿和奶中有較多的游離維生素B2。腦組織中維生素B2的含量不高,其濃度相當穩定。
成人體內儲存的維生素B2可維持機體2~6周的代謝需要。
2.吸收與代謝
核黃素的吸收發生在小腸近端,并經門靜脈運輸到肝臟。在肝臟核黃素再轉變成作為輔酶的FMN和FAD。
核黃素在機體吸收量與其攝入量成正比。一般來說,動物來源的核黃素比植物來源的核黃素容易吸收。胃酸和膽汁有助于游離核黃素的釋放,有利于核黃素的吸收;抗酸劑可干擾食物中核黃素的釋放;二價的金屬離子,如Cu2+、Zn2+、Fe2+等通過螯合,能抑制核黃素的吸收;酒精亦可干擾核黃素的消化和吸收。
3.生理功能
由維生素B2所構成的黃素輔酶,通常為黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD),有時為黃素單核苷酸(FMN),是生物氧化過程不可缺少的重要物質,
(1)參與體內生物氧化與能量代謝。FAD和FMN與特定的蛋白結合形成黃素蛋白,黃素蛋白是機體中許多酶系統的重要輔基的組成成分,通過呼吸鏈參與體內氧化還原反應與能量代謝。這些酶在氨基酸的氧化脫氨作用及嘌呤核苷酸的代謝中起重要作用,從而能促進蛋白質、脂肪、碳水化合物的代謝;促進生長,維護皮膚和粘膜的完整性;對眼的感光過程、水晶體的角膜呼吸過程具有重大作用。若體內核黃素不足,則物質和能量代謝發生紊亂,將表現出多種缺乏癥狀。
(2)參與維生素B6和煙酸的代謝。FAD和FMN分別作為輔酶參與色氨酸轉變為煙酸、維生素B6轉變為磷酸吡哆醛的過程。
(3)參與體內的抗氧化防御系統和藥物代謝。FAD作為谷胱甘肽還原酶的輔酶,參與體內抗氧化防御系統,維持還原型谷胱甘肽的濃度。FAD還與細胞色素P450結合,參與藥物代謝。
4.缺乏與過量
維生素B2是人體最易缺乏的營養素之一。攝入不足和酗酒是其缺乏最主要的原因。
核黃素缺乏時可引起多種臨床癥狀,無特異性,常表現在面部五官及皮膚,如口角炎:口角濕白及隱?、糜爛及濕白斑;唇炎:多見下唇紅腫、干燥、皸裂;舌炎:舌腫脹,呈青紫色、出現裂紋皺摺等;眼部癥狀:眼瞼炎、眼部灼痛、鞏膜充血、角膜血管增生、羞明、視力疲勞,并能影響夜間視力;皮炎:陰囊(****)皮炎,鼻翼兩側脂溢性皮炎。若長期缺乏還可導致兒童生長遲緩,輕中度缺鐵性貧血。此外,維生素B2的缺乏還與再生障礙性貧血的發展及某些腫瘤有一定的關系。
一般來說,核黃素不會引起過量中毒。
5.供給量與食物來源
維生素B2與能量代謝有關,其供給量亦應隨熱量而定,與日攝入能量成正比。我國成人膳食核黃素的RNI男性為1.4mg/d,女性1.2mg/d。
不同品種的食物中,維生素B2的含量差異較大。如肝、腎、心、蛋黃、奶、鱔魚、口蘑、紫菜等的含量較高;綠葉蔬菜、干豆類、花生等的含量尚可;谷類和一般蔬菜的含量較少。此外,如艾蒿、紫花苜蓿等野菜也含有較多有核黃素。
(四)煙酸
煙酸又名尼克酸、抗癩皮因子、維生素PP,是具有煙酸生物學活性的一類物質。其中,包括煙酸與煙酰胺兩種物質。二者都是吡啶的衍生物。
1.理化性質與體內分布
純品煙酸是無色針狀結晶,煙酰胺晶體呈白色粉狀,兩者均溶于水,性質比較穩定,能耐酸、堿、熱、氧和光而不被破壞,一般烹調方法對它影響較小。
煙酸主要以輔酶形式廣泛存在于體內各組織中,以肝內濃度最高,其次是心臟和腎臟,血中相對較少。
2.吸收與代謝
食物中的煙酸主要在胃腸道經甘油水解酶水解成游離煙酰胺,并可在胃被吸收,但其在小腸的吸收速度較快。吸收后的煙酸主要以煙酰胺的形式存在,通過簡單擴散的方式進入機體組織細胞,然后以NAD或NADP的形式存在于所有的組織中。其中,以肝組織中的濃度最高。煙酸在體內分布很廣,但沒有貯存,故需經常供應,以防止缺乏。
機體組織細胞還可利用色氨酸自身合成煙酸。平均60mg色氨酸可轉化為1mg煙酸。其轉化過程受核黃素、維生素B6.鐵等營養狀況的影響,亮氨酸過量也會影響色氨酸轉化為煙酸的過程。
煙酸可隨乳汁分泌,也可以隨汗液排出,但主要通過尿液排泄。
3.生理功能
煙酸在體內構成脫氫輔酶(輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ)在生物氧化過程中起重要作用。
蛋白質、脂肪、碳水化合物的中間代謝,都需要經過三羧酸循環,其中的脫氫作用都需要脫氫酶來參加。NAD參與蛋白質核糖化過程,與DNA復制、修復和細胞分化有關。NADP在維生素B6.泛酸和生物素存在下參與脂肪酸、膽固醇以及類固醇激素等的生物合成。
煙酸還是葡萄糖耐量因子GTF的重要組分,具有增強胰島素效能的作用。此外,大劑量的煙酸還能降低血甘油三酯、總膽固醇、LDL和升高HDL,有利于改善心血管功能。
煙酸對維護神經系統、消化系統和皮膚的正常功能亦起著重要的作用。
4.缺乏與過量
煙酸缺乏時可生癩皮病,引起消化道、精神神經系統和皮膚病變,以皮炎(Dermatitis)、腹瀉(Diarrhea)和癡呆(Dementia)為其典型癥狀,簡稱“三D”癥狀。初起時體重減輕、全身無力、眩暈、耳鳴、記憶力差、失眠,身體多個部位皮膚有燒灼感。進一步發展可出現典型的癥狀――皮膚癥狀:兩手、兩頰、頸部、手背、腳背等裸露部分出現對稱性皮炎,皮膚變厚、色素沉著、邊緣清楚;胃腸道癥狀:食欲不振、惡心、嘔吐、消化不良、腹痛、腹瀉或便秘等;口舌部癥狀:舌炎、口腔粘膜有淺潰瘍、吞咽困難;神經癥狀:緊張、過敏、抑郁、失眠、記憶力減退,甚至發展成癡呆癥。
發生癩皮病不僅是缺乏煙酸,也表明其它B族維生素與蛋白質的缺乏,常與硫胺素、核黃素缺乏同時存在。酗酒會增加發生癩皮病的危險,因為代謝酒精需要消耗大量的煙酸輔酶。
目前,尚沒有發現因食用煙酸過量引起中毒的報道。
5.供給量與食物來源
煙酸的參考攝入量應考慮能量的消耗和蛋白質的攝入情況。能量消耗增加,煙酸的攝入量也應適當增加;蛋白質攝入量增高,其中的色氨酸在體內可以轉化為煙酸。故煙酸的供給量應與熱量成正比。我國營養學會2000年推薦煙酸的RNI成年男性為14mgNE/d,女性為13mgNE/d,UL為35mgNE/d。
膳食中煙酸的參考攝入量采用煙酸當量(NE)為單位,即NE(mg)=煙酸(mg)+1/60色氨酸(mg)。
煙酸及煙酰胺廣泛存在于動植物組織中,但多數含量較少,其中含量豐富的為酵母、花生、全谷、豆類及肉類,特別是肝臟。一些植物(如玉米)中的含量并不低,但其中的煙酸與碳水化合物或小分子的肽共價結合,而不能被人體吸收利用。所以,有些以玉米為主食的人群易發生癩皮病,但加堿處理后游離煙酸可以從結合型中釋放,易被機體利用。
為預防煙酸缺乏,膳食中必須有足夠的蛋白質和B族維生素供給,并注意食物中煙酸的質和量。異胭肼是煙酸的拮抗物,長期服用異煙肼者要注意補充富含煙酸的食物。
消化功能障礙,經常腹瀉或大量服用磺胺藥物和廣譜抗生素者,要及時補充煙酸以防止繼發性缺乏。在缺氧條件下生活或勞動都需要增加煙酸的供給量。
(五)葉酸
葉酸即蝶酰谷氨酸,由一個蝶啶通過亞甲基橋與對氨基苯甲酸相連結成為蝶酸(蝶呤酰),再與谷氨酸結合而成。其中,包括一組與蝶酰谷氨酸功能和化學結構相似的一類化合物。葉酸是因最初從菠菜中分離得到而得名。
1.理化性質與體內分布
葉酸純品是橙黃色結晶,無味、無嗅,微溶于熱水,不溶于醇、乙醚等有機溶劑。在堿性或中性溶液中對熱穩定,易被酸和光破壞,在酸性溶液中溫度超過100℃即分解。在室溫下貯存食物中的葉酸很易損失。食物中的葉酸經烹調加工后損失率可高達50%~90%。
成人體內葉酸總量為5~6mg,肝臟是葉酸的主要儲存部位,約占體內葉酸總量的50%左右。肝臟每日釋放約0.1mg葉酸至血液循環,以維持血清葉酸水平。
2.吸收與代謝
食物中葉酸大多以蝶酰多谷氨酸形式存在。通常,其在腸內分解為谷氨酸和自由葉酸。后者才能為小腸吸收。葉酸在腸道的轉運是一個主動轉運過程,葉酸與小腸刷狀緣上的葉酸結合蛋白結合后才能轉運,并受pH、能量等因素的影響,最適pH值是5.0~6.0。
葉酸的吸收率在不同食物中相差甚遠,一般膳食中葉酸的吸收率約為50%。葉酸本身的存在形式會影響其在腸道的吸收,還原型葉酸吸收率高,葉酸中谷氨酸分子越多,則吸收率越低。
膳食中也存在一些影響葉酸吸收的因素,維生素C和葡萄糖可促進葉酸的吸收,鋅是葉酸結合酶的輔助因子,鋅缺乏可降低對葉酸的消化和吸收。酒精、抗癲癇藥物和口服避孕藥也可抑制葉酸結合酶的活性而影響葉酸的吸收。
吸收后的葉酸在維生素C和還原型輔酶Ⅱ參與下轉化為具有生物活性的四氫葉酸。體內葉酸總約為5~10mg,其中約半數貯存于肝臟。每天約有0.1mg排入膽汁。從尿中排出量比食入量多幾倍,證明腸內細菌可以合成葉酸。
3.生理功能
四氫葉酸是體內重要的一碳單位的運載體,或為一碳單位轉移酶的輔酶。因此葉酸可以通過腺嘌呤、胸苷酸等影響DNA、RNA的合成;并通過蛋氨酸代謝影響磷脂、肌酸、神經介質以及血紅蛋白的合成;亦能配合維生素B12促進骨髓紅細胞生成,預防惡性貧血;維持肝臟及腦的正常運作;還有刺激胃酸分泌,維持正常食欲等功能。
4.缺乏與過量
葉酸缺乏時,人體可見衰弱、精神萎糜、健忘、失眠、陣發性欣快、胃腸道功能紊亂和舌炎、兒童生長發育不良等一般表現。
葉酸缺乏首先影響細胞增殖速度較快的組織,如更新速度較快的造血系統首先受累。常引起巨幼紅細胞性貧血;孕婦若在孕早期缺乏葉酸是引起胎兒神經管畸形的主要原因。神經閉合是在胚胎發育的第3~4周,葉酸缺乏引起神經管未能閉合而導致脊柱裂和無腦畸形為主的神經管畸形;還可引起孕婦先兆性子癇,使胎盤早剝的發生率增高。
此外,葉酸缺乏還可使同型半胱氨酸向胱氨酸轉化出現障礙,導致同型半胱氨酸在血中堆積,形成高同型半胱氨酸血癥。高濃度同型半胱氨酸血癥不僅會損害血管內皮細胞,而且可激活血小板的粘附和聚集,因而被認為是動脈粥樣硬化及心血管疾病的重要致病因素。
葉酸雖為水溶性維生素,但大量服用亦會產生毒副作用。
5.供給量與食物來源
通常,每日葉酸的攝入量維持在3μg/kg體重,即可保證體內適當的葉酸貯備。在此基礎上,即使無葉酸攝入亦可維持3~4個月不出現葉酸缺乏癥。
美國FNB(1998年)提出葉酸的攝入量應以膳食葉酸當量(DFE)表示。由于葉酸的生物利用率僅為50%,而當葉酸補充劑與膳食混合時的生物利用率可為85%,比單純來源于食物的葉酸利用率高1.7倍。葉酸當量的計算公式為: DFE(μg)=膳食葉酸(μg)+1.7×葉酸補充劑(μg)。
我國營養學會推薦我國成人葉酸的RNI值為400μg DFE/d。老人、孕婦、酗酒者及服用藥物(如避孕藥、抗腫瘤藥)者,是容易引起葉酸缺乏的人群。當需要量增加,如妊娠、哺乳期及嬰兒期也必須增加其攝入量。我國成人葉酸的UL為1000μg DFE/d。
葉酸最豐富的食物來源是動物肝臟,其次是蛋、腎、綠葉蔬菜、桔子、香蕉、酵母等。食物在室溫下貯存時所含葉酸易破壞。腸道功能正常時腸道細菌能合成葉酸。但當吸收不良、代謝失常、生理需要增加、以及長期使用磺胺及廣譜抗生素等抗菌劑或抗驚厥藥物時可引起繼發性缺乏。
(六)維生素B6
維生素B6是一組含氮化合物,均為2-甲基-3-羥基-5-羥甲基吡啶的衍生物,主要以天然形式存在。其中,包括吡哆醛(PL)、吡哆醇(PN)和吡哆胺(PM)。這三種衍生物的形式與性質相似,均能被磷酸化而成為有活性的輔基形式,如磷酸吡哆醛(PLP)、磷酸吡哆醇(PNP)和磷酸吡哆胺(PMP)。在動物體組織內多以吡哆醛和吡哆胺及其磷酸化形式存在,而植物中則以吡哆醇為主。
1.理化性質與體內分布
吡哆醛、吡哆醇和吡哆胺都是白色結晶,易溶于水和酒精,微溶于脂溶劑。對光敏感,高溫下迅速破壞。
異煙肼、青霉胺、左多巴以及口服避孕藥等藥物都為維生素B6的拮抗劑。因此,在服用這些藥物的同時,應補充維生素B6。
體內該種維生素的80%~90%以PLP形式與糖原磷酸化酶結合儲存在肝臟。
2.吸收與代謝
維生素B6主要在空腸被動吸收。食物中的維生素B6多以5,-磷酸鹽的形式存在,吸收速度較慢;經水解為非磷酸化維生素B 6的吸收速度較快。
維生素B6吸收后在肝臟被特殊激酶磷酸化,成為有活性的輔基形式磷酸吡哆醛、磷酸吡哆醇和磷酸吡哆胺。血液和組織中的維生素B6多呈結合型。在體內吡哆醛和吡哆胺可以互相轉變。食入的維生素B6,約70%氧化成無活性的代謝物4-吡哆酸,由尿中排出。
維生素B6也可經糞便排出,但排泄量有限。由于,腸道內微生物能合成維生素B6,故難以評價這種排泄的程度。
3.生理功能
維生素B6主要以磷酸吡哆醛的形式作為輔酶參與近百種酶系的反應,這些酶系大多與氨基酸的代謝有關。故其在氨基酸的合成與分解上起著重要作用。
維生素B6是δ-氨基-酮戊酸合成酶的輔酶。該酶能催化血紅素合成;是糖原磷酸化反應中磷酸化酶的輔助因子,能催化肌肉與肝臟中的糖原轉化;參與亞油酸合成花生四烯酸以及膽固醇的合成與轉運。
維生素B6是轉氨酶脫羧酶的輔酶,能影響核酸和DNA的合成。若維生素B6缺乏而影響DNA的合成,繼而會影響機體的免疫功能。
維生素B6是胱硫醚酶的輔助因子,這些酶參與同型半胱氨酸到半胱氨酸的轉硫化途徑。
此外,維生素B6還涉及神經系統中許多酶促反應,使神經遞質的水平升高,包括5-羥色胺、多巴胺、去甲腎上腺素、組氨酸和γ-羥丁酸等。
4.缺乏與過量
單純的維生素B6缺乏較少見。一般,多同時伴有其它B族維生素的缺乏。
缺乏維生素B6可致眼、鼻與口腔周圍皮膚脂溢性皮炎,并可擴展至面部、前額、耳后、陰囊及會陰處。可見有口炎、舌炎、唇干裂,個別出現神經精神癥狀,易激惹、抑郁及人格改變;兒童缺乏時對生理的影響較成人大,可出現煩躁、抽搐和癲癇樣驚厥以及腦電圖異常等臨床癥狀。
此外,可能引起體液和細胞介導的免疫功能受損,出現高半胱氨酸血癥和黃尿酸尿癥,偶見低血色素小細胞性貧血;大劑量的維生素B6還用于預防和治療妊娠反應、運動病以及由于放射線、藥物治療、麻醉等所引起的惡心、嘔吐等。
從食物中獲取過量的維生素B6沒有副作用。但通過補充品長期給予大劑量維生素B6(500mg/d)會引起嚴重毒副作用,主要表現為神經毒性和光敏感反應。
5.供給量及食物來源
中國營養學會2000年建議值是參考歐美人群的研究結果,并且考慮到我國居民膳食模式與歐美的差異,提出我國居民膳食維生素B6的AI值,成人為1.2mg/d。
維生素B6與氨基酸代謝的關系非常密切,因而需要量應隨蛋白質攝入量的平升高而增高。最好按每攝入1g蛋白質供給0.02mg維生素B6。對于一個攝入蛋白質很充裕的成年人其維生素B6的供給量應為2.0mg。
維生素B6在食物中分布很廣,腸道細菌也可合成一部分,一般不會缺乏。但在懷孕、藥物治療、受電離輻射或在高溫環境下生活、工作,可出現維生素B6缺乏,需要適當增加其供給量。女性口服含雌激素的避孕藥可引起維生素B6的缺乏。
(七)維生素B12
維生素B12,又叫氰鈷胺素,是一組含鈷的類咕啉化合物,其化學全名為α-5,6二甲基苯并咪唑-氰鈷酰胺,如分子式中的氰基由其他基團代替。成為不同類型的鈷胺素。
1.理化性質
維生素B12含鈷,是唯一含有金屬的維生素。其純品是粉紅色結晶,可溶于水,在弱酸中相當穩定,但在強酸、強堿作用下極易分解,并易為日光、氧化劑、還原劑等所破壞。
2.吸收與代謝
攝入體內的維生素B12經胃酸和消化酶的作用,從食物中游離出來,與胃幽門部粘膜所分泌的一種糖蛋白(即“內因子”)相結合,使轉運中的維生素B12受到保護,在鈣離子存在下,上述復合物到達回腸,維生素B12與內因子分離,被粘膜細胞吸收進入門靜脈。
維生素B12的吸收受許多因素的影響,不但需要“內在因子”,其它營養素也會影響其吸收。缺維生素B6和鐵使其吸收率降低,而葉酸缺乏使其吸收率增加。攝入少量維生素B12的吸收率比一次攝入大量要高。
體內維生素B12總量為2~5mg。肝臟中含量最高,腎上腺次之,腦中亦有大量維生素B12。
3.生理功能和缺乏癥狀
B12輔酶與葉酸輔酶共同作用,可以促進DNA和RNA的合成;維持神經組織的健康;促進紅細胞形成、再生及預防貧血。
維生素B12能提高葉酸的利用率。
維生素B12是活潑甲基的輸送者,參與許多重要化合物的甲基化作用,對合成核酸及核苷酸、蛋氨酸、膽堿等重要物質,維護腎上腺的功能、保證碳水化合物和蛋白質的代謝都有重要作用。
維生素B12在代謝中的基本功能并不局限于促進紅細胞生成,而是作用于整個機體。其中最重要的是維護神經髓鞘的代謝與功能。
飲食中維生素B12若供應不足,或胃全切除,胃壁細胞缺陷,不能分泌內因子,均可造成維生素B12吸收障礙,并誘發惡性貧血。嚴格素食者、缺乏維生素B12的母親所生育嬰兒,都易發生維生素B12不足癥狀。
此外,缺乏維生素B12時,還會引起巨幼紅細胞性貧血、神經功能障礙、嚴重的精神癥狀;年幼患者可出現精神抑郁、智力減退、頭部、四肢或軀干震顫等,甚至昏迷而死。
4.供給量及食物來源
一般成人每日維生素B12供給量為1~3μg。
其既可由腸道細菌合成,亦可來源于食物。其中,主要是動物性食物,豆類經發酵后亦含有維生素B12。但嚴格素食,且不用發酵豆制品者,每日攝入量甚低,易發生缺乏。
此外,胃全切除、遺傳性胃粘膜萎縮、腸道吸收不良、神經系統疾病以及發燒、甲狀腺機能亢進、用磺胺或廣譜抗生素治療的患者,亦應注意預防維生素B12的缺乏。
給予肝臟病患者維生素B12可防止發生脂肪肝。寄生蟲病患者易出現維生素B12缺乏,要注意補充。
(八)泛酸
泛酸又稱維生素B3,廣泛存在于生物界中。
1.理化性質
泛酸純品是一種淺黃色粘油,而泛酸鈣則是結晶。后者可溶于水,微溶于乙醚,不溶于苯和氯仿。在中性溶液中耐熱,但易為酸堿所破壞。一般烹調方法對其影響不大,但高溫(超過1000C)烹調則有相當的損失;冷藏肉解凍后,泛酸亦可能損失大部分。
2.生理功能和缺乏癥狀
泛酸經腸道吸收,在組織內變成輔酶A,以腦中含量最高。
輔酶A在物質代謝和能量代謝中起著十分重要的作用。體內許多合成反應是乙酰化作用,都需要輔酶A參加。如形成乙酰輔酶A,由膽堿合成乙酰膽堿、膽固醇、甾醇激素等;參與糖代謝過程中的氧化脫羧、脂肪酸的氧化合成、生物解毒過程中馬尿酸的合成等。
泛酸與抗體和乙酰膽堿合成有關;促進膽固醇和類固醇激素的合成;防止脂肪肝的形成。
泛酸缺乏時,可致腎上腺功能不全,易出現痛風或風濕性關節炎;其他表現有失眠、疲勞、緊張、煩燥不安;嘔吐、易怒、厭食、血糖低、胃酸分泌不足;運動神經障礙等。
3.供給量及食物來源
我國對泛酸的供給量未作明確規定。國外規定,成人每日供給量為5~10mg;孕婦和乳母為10mg;兒童為4~5mg。
泛酸在食物中分布很廣,腸道細菌也能合成,一般不致缺乏。但如服用水楊酸等抗泛酸藥物,可導致缺乏。
(九)生物素
生物素又稱為維生素H,是一種白色化合物,耐熱,但易氧化和被酸堿所破壞。它與蛋白質結合可溶于脂肪,但植物中所含的生物素是水溶性的。
食物中的生物素被小腸吸收,經血流分布到全身組織細胞。尤以肝臟中的含量最多,其次為腎和胰,腦中亦有含生物素的酶。
1.生理功能和缺乏癥狀
生物素是蛋白質、脂肪、碳水化合物代謝中所必需的羧化酶的組成部分。其直接參與一些氨基酸和長鏈脂肪酸的生物合成,亦參與丙酮酸羧化后變成草酰乙酸和合成葡萄糖過程。
生物素參與蛋白質、嘌呤、脂肪酸等合成;并參與葉酸、泛酸、維生素B12等的代謝;能促尿素合成,排出于體外。
長期吃生雞蛋可誘發生物素缺乏。因生蛋清中含有的抗生物素蛋白會螯合生物素,造成生物素無法被吸收而導致缺乏。抗生物素蛋白加熱后可被破壞。
其缺乏癥狀常見,皮炎、疲倦、食欲不振、惡心、嘔吐、舌炎、抑郁、失眠、肌痛、胸骨痛等,并有心電圖波形異常、貧血、毛發脫落、指甲損傷等癥狀。用生物素治療,上述癥狀可迅速消失或顯著改善。
此外,國外報導初生嬰兒低血糖癥、嬰兒脂溢性皮炎、脫屑性紅皮癥等都可能與缺乏生物素有關。
2.供給量及食物來源
生物素在食物中廣泛存在。腸道細菌也能合成一部分。一般成人每日供給量約為100~200μg,不需要額外補充。
用磺胺藥物和廣譜抗生素做治療時,應選擇富含生物素的食物。雞蛋不宜生吃。
復習思考題:
1.VA、VD、VE的主要特性(溶解性、穩定性)、生理功能、缺乏癥狀、供給量與食物來源有哪些?
2.VK的主要特性(溶解性、穩定性)、生理功能和缺乏原因有哪些?
3.B族維生素有哪些?請分述各種的主要特性(溶解性、穩定性)、生理功能、缺乏癥狀、供給量及食物來源。
4.VC的主要特性(溶解性、穩定性)、生理功能、缺乏癥狀、供給量與食物來源有哪些?
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