微量营养素维生素

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1、第四章 微量营养素 第二节 维生素,一、维生素概述 二、维生素A 三、维生素D 四、维生素C 五、维生素B1 六、维生素B2,红果（山里红，大山楂）的营养成分/营养素含量 （指100克可食部食品中的含量）,一、 维生素概述,1.概念：维生素是一类人体不能合成，但却是机体正常生理代谢、且功能各异的微量低相对分子质量有机化合物。 2.共同特点： （1）以本体或前提化合物存在于天然食物中。 （2）在体内不提供热能，也不是机体的组成成 分，但却是人体所必需。 （3）参与维持机体正常生理功能，需要量极少。 （4）一般不能在体内合成，或合成的量少，不能 满足机体需要，必须经常由食物供给。,3. 维生素命名

2、,三种命名系统。 按发现的历史顺序，以英文字母顺次命名，如维生素、维生素、维生素、维生素等； 按其特有的功能命名，如抗干眼病维生素、抗佝偻病维生素、抗坏血酸等； 按其化学结构命名，如视黄醇、硫胺素、核黄素等。 三种命名系统互相通用。,维生素的命名,4. 维生素分类,脂溶性维生素：维生素、K。 水溶性维生素：族维生素（维生素1 、维生素2、尼克酸、泛酸、维生素6、叶酸、维生素12、生物素、胆碱）和维生素。 类维生素：活性类似维生素。如生物类黄酮、牛磺酸、肉碱、肌醇、辅酶等。 脂溶性维生素在机体内的排泄效率不高，摄入过多可在体内蓄积，对机体产生有害影响。 水溶性维生素排泄率高，一般不在体内蓄积，毒

3、性较低。但不宜超过生理需要量过多。,脂溶性维生素与水溶性维生素的不同点,5.维生素缺乏,当某种维生素长期摄入过低时会发生维生素缺乏症。在营养素缺乏中以维生素缺乏最为多见，维生素缺乏是一个渐进的过程。 缺乏原因 （1）维生素摄入不足。 （2）吸收利用障碍。 （3）需要量相对增加。,二、维生素（视黄醇，抗干眼病维生素）,维生素：具有反式视黄醇生物活性的一组视黄醇类物质。仅存于动物性食物中。,动物体内含有的具有视黄醇生物活性的维生素A包括：视黄醇、视黄醛和视黄酸等物质；在红、黄、绿植物中含有的类胡萝卜素中约有50种（1/10）为维生素A原，如-胡萝卜素、-胡萝卜素、-胡萝卜素等，其中以-胡萝卜素活性

4、最高。由-胡萝卜素转化成的维生素约占人体维生素需要量的2/3。 维生素A有维生素A1（视黄醇）和A2（3-脱氢视黄醇）之分，前者主存在于海水鱼的肝脏中，生物活性较高；后者主存在于淡水鱼的肝脏中，生物活性较小。 维生素A对酸、碱、热稳定，但易被氧化和受紫外线破坏。,1. 理化性质,-胡萝卜素水解为维生素A,2. 吸收与代谢,动物中视黄醇酯和植物中的维生素A原在胃内蛋白酶的作用下从食物中释出，然后在小肠胆汁和胰脂酶的作用下消化分解。其中-胡萝卜素在加氧酶的作用下形成两分子维生素A。 血循环中维生素A的主要以全视黄醇结合蛋白形式存在。 视黄醇在体内被氧化为视黄醛后，进一步氧化为视黄酸，前两者具有相同

5、的生物活性，后者生物活性不全，是代谢排泄形式。,3. 生理功能,（1）维持正常视觉 维生素A能促进细胞内感光物质视紫红质的合成与再生，维持正常的暗适应能力，从而维持正常视觉。 （2）维持上皮细胞的正常生长与分离。 （3）促进生长发育，维持正常免疫功能。 （4）抑癌作用。 （5）维持生殖功能。,视黄醇参与视觉形成中的循环过程,视紫红质是视网膜杆状细胞内的光敏感色素，由视蛋白质和视黄醛缩合而成，其再生速度与维生素水平呈正相关。,4. 缺乏与过量,（1）维生素A缺乏症 暗适应时间延长、夜盲症 干眼病 上皮干燥、增生及角化 儿童生长发育迟缓 （2）维生素A过量 引起急性、慢性及制畸毒性。多发生在一次或

6、连续多次摄入大于成人推荐摄入量的100倍。,Vitamin-A Deficiency Early Stage,Vitamin-A Deficiency Late Stage,5. 供给量与食物来源,推荐摄入量（RNI），14岁以上人群男性为800 ugRE/d，女性为700 ugRE/d。见下页表。 膳食视黄醇当量（ugRE）=视黄醇（ug）+1/6-胡萝卜素+1/12其它维生素A原 维生素A的最好来源：动物肝脏、奶类、蛋类等。 维生素A原的良好来源：深色蔬菜与水果。,1. 概念与理化性质,含环戊氢烯菲环结构并具有钙化醇生物活性的一大类物质，以维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆钙化醇）最

7、为常见。 维生素D2是由酵母菌或麦角中的麦角固醇经紫外光照射后的产物，维生素D3来自于食物中和体内皮下组织的7-脱氢胆固醇经紫外光照射产生。 维生素D化学性质稳定，在中性和碱性溶液中耐热，不宜被氧化（如在130加热90min仍能保持其活性），但在酸性溶液中则逐渐分解。,三、维生素（钙化醇，抗佝偻病维生素）,维生素D2和D3的生成,维生素D,UV,自发转变,维生素D3,肝,肾,1，25维生素D3,前维生素D3,7脱氢胆固醇,25羟维生素D3（胆钙化醇）,VD3的生成,2. 吸收与代谢,膳食中的维生素D3在胆汁的作用下，在小肠乳化被吸收入血液。 从膳食和皮肤两条途径获得的维生素D3与血浆-球蛋白结

8、合被转运至肝脏，在肝内经维生素D3-25-羟化酶作用下生成25-OH- D3；然后被转运至肾脏，在D3-1-羟化酶作用下，生成1，25-（OH）2D3，即为维生素D的活性形式。然后在蛋白的载运下，经血液到达小肠、骨等靶器官中发挥作用。,3. 生理功能,（1）促进小肠钙吸收 在小肠黏膜上皮细胞内，诱发一种特异的钙运输的载体钙结合蛋白合成，即将钙主动转运，又增加黏膜细胞对钙的通透性。 （2）促进肾小管对钙、磷的重吸收 减少丢失。 （3）参与血钙平衡的调节 与内分泌系统一起发挥作用。 （4）对骨细胞的多种作用及调节基因转录作用。,4. 缺乏症与过多症,（1）缺乏症 小儿佝偻病 成人骨质软化症 老年人

9、骨质疏松 （2）过多症 摄入量过多，尤其是药物型摄入或注射过量时会发生中毒。包括高血钙症、高尿钙症、厌食、恶心、呕吐、口渴、多尿、皮肤瘙痒、肌肉乏力、关节疼痛等。,5. 供给量和食物来源,RNI：不分性别，14、18岁组均为5 g/d；50岁组10ug/d。 UL：成人及儿童 20 g/d 主要来源为：海水鱼（如沙丁鱼等）、动物肝脏、蛋黄、奶油及鱼肝油制剂等。,四、抗坏血酸（维生素C）,天然的抗坏血酸为L-型，其异构体D-型抗坏血酸的生物活性大约是L-型的10，常用于非维生素的目的。 抗坏血酸易氧化脱氢形成L-脱氢抗坏血酸，活性约为L-抗坏血酸的80。,1. 结构,维生素C发现的历史,公元前1

10、550年，埃及的医学莎草纸卷宗中就有坏血病的记载。 旧约全书（从公元前1100年到公元前500年）中提到了坏血病。 公元前约450年,希腊的“医学之父”Hippocrates叙述了此病的综合症状,即士兵牙龈坏疽、掉牙、腿疼。 1309年法国的圣路易的历史一书中记述了十字军东征时有一种对“嘴和腿有侵害的”疾病（坏血病）。 1497年葡萄牙领航员围绕好望角航行到在印度马拉巴尔海岸，在航海途中他的160个船员因坏血病有100人丧生。 15和16世纪，坏血病曾波及整个欧洲，以致医生们怀疑是否所有的疾病都是起源于坏血病. 16001603年英国航海家J.Lancaster船长记载了远航到东印度群岛时，他

11、保持了全体水手健康的原因仅仅由于附加了一个“每天早上三匙柠檬汁”的命令。,1747年，英国海军军医在12位患坏血病水手中实验了六种药物，发现了柑桔和柠檬有疗效。 17681771年和17721775年各三年的两次远航中，英国船长在他的船上备有浓缩的深色菜汁和一桶桶泡菜，并每到一个港口便派人上岸收集各种水果和蔬菜，结果，水手们没有一个死于坏血病。,Lime-juicer,1907年挪威的Holst和Frolich进行了用一种缺乏抗坏血酸的食物喂养豚鼠引起坏血病的试验 。,1928年在英国剑桥大学，匈牙利科学家Szent-Gyorgy从牛肾上腺，柑橘和甘蓝叶中首次分离出一种物质，他称这种物质为己糖

12、醛酸，但他没做抗坏血病影响的实验。(1937 Nobel Laureate in Medicine ) 1932 年匹兹堡大学的C.G.King等人从柠檬汁中分离出结晶状的维生素C，并在豚鼠体内证实它具有抗坏血酸活性，这标志着一种新营养素的发现。 1933年，瑞士科学家Reichstem首次合成了维生素C。,2. 稳定性,水溶液不稳定，在有氧或碱性环境中极易氧化。,氧化过程：还原型维生素C先被氧化为氧化型维生素C，若进一步氧化为二酮古洛糖酸时，便失去维生素C活性了。铜、铁等金属离子可促进上述反应过程。,3. 维生素的吸收与代谢,维生素C在小肠被吸收。 吸收后的维生素C很快分布到体内所有的水溶性

13、结构中，肾上腺、脑垂体、肝、肾、心肌、胰等组织含量最高。 维生素C从尿中排出。除了以还原型形式之外还有多种代谢产物，包括二酮古洛糖酸等。,4. 生理作用,（1）促进胶原组织的合成。抗坏血酸可激活羟化酶，促进组织中胶原的形成。胶原中含大量羟脯氨酸与羟赖氨酸。前胶原肽链上的脯氢酸与赖氨酸需经羟化，必须有抗坏血酸参与。否则，胶原合成受阻。,（2）抗氧化作用。抗坏血酸可参与体内氧化还原反应，并且是体内一种重要的抗氧化剂，可以清除自由基，在保护DNA、蛋白质和膜结构免遭损伤方面起着重要作用。,（3）参与机体造血功能。抗坏血酸在细胞内作为铁与铁蛋白间相互作用的一种电子供体，可使三价铁还原为二价铁而促进铁的

14、吸收。对改善缺铁性贫血有一定的作用。,（4）解毒及抗癌作用。抗坏血酸对铅化物、砷化物、苯及细菌毒素等具有解毒作用。抗坏血酸可以阻断亚硝胺在体内的合成，故具有抗癌作用。,5. 摄入量和食物来源,（1）摄入量,居民维生素C的推荐摄入量摄入量,（2）食物来源,主要来源于新鲜的蔬菜水果。 红辣椒中含量100mg100g以上。 大白菜中含量为2047mg100g 柑橘、柠檬等带酸味的水果中含量3050mg100g 鲜枣中含量可高达240mg100g以上。 由不同果蔬所得制品如红果酱、猴桃汁等也可是维生素的良好来源。,灵长类动物自身不能合成维生素C，必须从食物中摄取。,维生素C缺乏症,毛囊过度角化， 周围

15、出血,皮肤淤点淤斑,牙龈肿胀、出血,三、硫胺素(维生素B1),硫胺素，又称抗神经炎素，即维生素B1，是嘧啶环和噻唑环结合而成。 广泛分布于整个动、植物界，并且可以多种形式存在于食品之中。包括游离的硫胺素，焦磷酸硫胺素(羧化辅酶)以及它们与各自的脱辅基酶蛋白(apoenzyme)的结合。,维生素B1的显微照片,在七世纪时，我国著名的医学家孙思邈著的千金方，对本病的症状、临床类型、防治方法等作过详述。 在欧洲1592年第一个记录脚气病病例的是荷兰的内科医生Jacob Bontius。在19世纪蒸气机应用于磨米使脚气病有所蔓延。 当Takaki（当时是日本海军医学部的总指挥）用有鱼、蔬菜、肉、大麦的

16、大米膳食供给日军海员，根除了该病，使脚气病在1882年开始被征服。 1897年Eijkan用小鸡做实验证实精米喂养小鸡可引起有相似脚气病的多发生性神经炎的症状，当饲以粗米则不发展该病。,在1901年，Grijns推断在米糖中有一种或多种物质能防止脚气病。1911年Funk从研磨米中获得了纯的抗神经炎的因子100mg。在这同时Smith等认为“B族维生素”是对热不稳定的抗神经炎的因子，称为维生素B1及对热稳定的能治疗或防止鸟类的多发性神经炎。 其后硫胺素的名称也被提出，并作为官方标记的名字。“硫胺素”之名是从化学性质上讲，它有含硫的噻唑环和联结于有氨基吡啶环。 1936年Willliams确定其化学构造式，并用人工方法合成。,1. 结构,盐酸硫胺素,由于硫胺素含有一个四价氮，是强碱，它在食品中通常所遇到的pH范围内完全电离。此外，嘧啶环上的氨基亦可电离，其电离程度取决于pH(pKa4.8)。噻唑环中的氮可与脱辅基酶蛋白结合并发挥辅