講課版-維生素和無機(jī)鹽2016年

維生素與無機(jī)物VitaminsandMinerals 鐘慧 維生素 vitamin 是人體內(nèi)不能合成 或合成量甚少 不能滿足機(jī)體的需要 必須由食物供給 維持正常生命活動過程所必不可少的一組低分子量有機(jī)化合物 維生素 在古代曾有過維生素缺乏癥的詳細(xì)記載唐代名醫(yī)孫思邈用豬肝治療雀目 維生素A缺乏癥 用麥麩熬粥來防治腳氣病 維生素B1缺乏癥 公元前3500年 古埃及人發(fā)現(xiàn)能防治夜盲癥的物質(zhì) 也就是后來的VitA 公元前1600年 醫(yī)生鼓勵以多吃動物肝臟來治夜盲癥 維生素的發(fā)現(xiàn)和研究簡史 1747年 蘇格蘭醫(yī)生林德發(fā)現(xiàn)檸檬能治壞血病 也就是后來的VitC 1831年 胡蘿卜素被發(fā)現(xiàn) 1906年 英國的F G Hopkins發(fā)現(xiàn)大鼠喂飼純化飼料 包括蛋白質(zhì) 脂肪 糖類和礦質(zhì) 和水 不能存活 添加微量牛奶就能正常生長 牛奶中存在的營養(yǎng)輔助因素也就是維生素 1911年 波蘭學(xué)者Funk首先從米糠中提取出抗腳氣病物質(zhì) 并證明該物質(zhì)屬于胺類 是維持生命所必需的 因此稱之為生命胺 vita amine 此后 學(xué)者們陸續(xù)在天然食物中發(fā)現(xiàn)了20多種為動物或微生物所必需的維生素 并證明它們在化學(xué)結(jié)構(gòu)上大多數(shù)與胺不同 故改名vitamin 含維生素的食品 維生素制劑 缺乏病發(fā)生原因 維生素攝入量不足維生素吸收障礙需要量增加食物以外的維生素供給不足 特點(diǎn) 既不供給能量 也不構(gòu)成組織成分體內(nèi)不能合成或合成甚微 必須由食物供給需要量很少 但不可缺少 g mg d 否則 導(dǎo)致缺乏癥功能 參與體內(nèi)特殊的生理功能或反應(yīng)構(gòu)成輔酶 VitB族 參與物質(zhì)代謝或物質(zhì)代謝調(diào)節(jié) 微量元素 traceelement 指人體每日需要量在100mg以下的化學(xué)元素 主要包括鐵 碘 銅 鋅 錳 硒 氟 鉬 鈷 鉻等 無機(jī)元素 無機(jī)元素 minerals 是維持人體正常生理功能也必不可少的元素 分類 常量元素 macroelement 鈉 鉀 氯 鈣 磷 鎂等 掌握維生素的概念 分類和各種維生素的名稱熟悉脂溶性維生素的種類 活性形式和生理作用熟悉B簇維生素作為酶的輔酶 輔基 的形式和功能熟悉鈣磷的作用 代謝及其調(diào)節(jié)特點(diǎn)了解微量元素的概念 種類與重要性 目的要求 第一節(jié)脂溶性維生素Lipid solubleVitamin 均為非極性疏水的異戊二烯衍生物不溶于水 溶于脂類及脂肪溶劑在食物中與脂類共存 吸收時需要脂肪和膽汁酸吸收的脂溶性維生素在血液與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運(yùn)輸主要儲存于肝 不需要每天供給 共同特點(diǎn) VitA VitD VitE VitK 種類 脂溶性維生素的結(jié)構(gòu) 一 維生素A 抗干眼病維生素 視黃醇是天然維生素A的主要形式 動物 視黃醇酯肝臟 乳制品 蛋黃中含量最多植物 VitA原 如 胡蘿卜素 胡蘿卜 綠葉蔬菜 玉米等含量較多1分子胡蘿卜素生成2分子視黃醇 來源 運(yùn)輸形式 VitA的需要量 正常人每日維生素A的生理需要量為2600 3300國際單位 一個國際單位的維生素A為0 3 gVitA VitA過量 VitA可在肝內(nèi)積存 長期大量服用維生素A會引起中毒 VitA缺乏 夜盲癥 干眼病 皮膚干燥 毛囊丘疹 生理功能 視黃醇與視蛋白的結(jié)合維持了正常的視覺功能 主要是維持上皮組織的健康和正常視覺 VitA是構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì) 視紫紅質(zhì) 的成分 視黃酸對基因表達(dá)和組織分化具有調(diào)節(jié)作用VitA和胡蘿卜素是有效的抗氧化劑VitA及其衍生物可抑制腫瘤生長 VitA的衍生物全反式視黃酸或全反式維甲酸 ATRA 和9 順視黃酸是關(guān)鍵物質(zhì) 二 維生素D 抗佝僂病維生素 維生素D是類固醇衍生物 代謝轉(zhuǎn)變 需要量 正常成人每日VitD3的需要量為5 10 g 或200 400IU 1gVitD 1千萬國際單位 VitD3過量 長期服用VitD3超過需要量10 100倍時 可引起中毒 嘔吐 腹瀉 頭痛等 VitD3缺乏 佝僂病 rickets 軟骨病 osteomalacia 生理功能 活化的VitD3在體內(nèi)調(diào)節(jié)鈣磷代謝 有利于新骨的生成與鈣化 以及牙齒的形成 活化的VitD3有影響細(xì)胞分化的功能 三 維生素E 抗不育維生素 維生素E是生育酚類化合物 生育酚生理活性最高 生育酚抗氧化活性最高 來源 植物組織中存在較多 麥胚油 玉米油 花生油中含量多 豆類 蔬菜 萵苣 中含量豐富 需要量 正常成人8 12 生育酚 TE 當(dāng)量 日 1 TE 1mg生育酚 VitE缺乏 貧血 神經(jīng)障礙 不育 動物缺乏時可引起生殖器官受損而不育 人類尚未發(fā)現(xiàn)因VitE缺乏引起的不育癥 生理功能 活性VitE是體內(nèi)最重要的天然脂溶性抗氧化劑 避免脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)生 與生殖功能有關(guān) 維持動物的生殖功能 抗動物不育癥 促進(jìn)血紅素合成 提高血紅素合成關(guān)鍵酶 ALA合成酶和ALA脫水酶 活性 保護(hù)巰基不被氧化 抗衰老 防治腫瘤作用 輕度溶血性貧血 新生兒貧血 治療先兆流產(chǎn)及習(xí)慣性流產(chǎn) 易自身氧化 故能保護(hù)其他物質(zhì) 四 維生素K 凝血維生素 維生素K是2 甲基1 4 萘醌的衍生物 來源 K1 綠葉蔬菜及動物肝中含量豐富K2 人和哺乳動物腸道細(xì)菌的產(chǎn)物K3 人工合成 水溶性 活性很高K4 人工合成 水溶性 活性很高 需要量 成人每日對VitK的需要量為60 80 g VitK過量 大劑量使用有可能引起高膽紅素血癥 VitK缺乏 凝血因子合成障礙 凝血時間延長 皮下 肌肉 胃腸道出血 偶見于新生兒及膽管阻塞患者 成人一般不缺乏 生理功能 促進(jìn)肝臟合成凝血酶原 缺乏時 凝血酶原不能轉(zhuǎn)變成凝血酶合成凝血因子所必需的輔酶 調(diào)節(jié)凝血因子 的合成 主要功能是促進(jìn)凝血 抗凝血藥 雙香豆素 脂溶性維生素小結(jié) 第二節(jié)水溶性維生素Water solubleVitamin 易溶于水 故易隨尿液排出體內(nèi)不易儲存 必須經(jīng)常從食物中攝取作用比較單一 主要構(gòu)成酶的輔助因子直接影響某些酶的催化作用 共同特點(diǎn) 水溶性維生素的結(jié)構(gòu) 一 維生素B1 硫胺素 抗腳氣病維生素 維生素B1形成輔酶焦磷酸硫胺素 thiaminepyrophosphate TPP 最早發(fā)現(xiàn)的維生素 主要存在于種皮和胚芽中 酵母 米糠 麥麩 豆類中含量最豐富 某些食物中含抗VitB1因子 如海產(chǎn)品 特別是鯉魚 鯡魚 蝦 和茶 酵母 細(xì)菌和高等植物能合成維生素B1 需要量 人體每日需要量為2mg VitB1過多 隨尿排出 未見體內(nèi)積累而中毒的 VitB1缺乏 腳氣病 末梢神經(jīng)炎 消化功能障礙 生理功能 TPP是 酮酸氧化脫羧酶系的輔酶 轉(zhuǎn)移醛基 TPP作為轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶參與磷酸戊糖途徑中的轉(zhuǎn)糖醛基反應(yīng) TPP在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定作用 抑制乙酰膽堿酯酶 參與乙酰膽堿合成 在糖代謝中具有重要作用 二 維生素B2 核黃素 riboflavin 維生素B2是FAD和FMN的組成成分 廣泛存在于乳類 肉類 蛋類 谷類 酵母 動物體內(nèi)不能合成維生素B2 需要量 成人每日需要1 2 1 5mg VitB2缺乏 口角炎 唇炎 舌炎 陰囊毛炎 眼瞼炎 角膜血管增生 混濁 潰爛 畏光等 生理功能 FMN和FAD是許多氧化還原酶 如脂酰CoA脫氫酶 琥珀酸脫氫酶 黃嘌呤氧化酶等 的輔酶 與脫輔酶以共價鍵結(jié)合 遞氫參與體內(nèi)各種生物氧化過程 FAD 2H FADH2FMN 2H FMNH2核黃素是比NAD 和NADP 更強(qiáng)的氧化劑 能被1個電子和2個電子還原 三 維生素PP 抗癩皮病維生素 煙酸 nicotinicacid 煙酰胺 nicotinamide 維生素PP是NAD 和NADP 的組成成分 類型 動物肝臟 瘦肉 豆類及花生中含量豐富 在體內(nèi)可由色氨酸 Trp 轉(zhuǎn)變 玉米中Trp貧乏 需要量 15 20mg VitPP過量 血管擴(kuò)張 痤瘡 腸胃不適 肝損傷 VitPP缺乏 癩皮病 生理功能 NAD 和NADP 是多種不需氧脫氫酶的輔酶 參與氧化還原反應(yīng) 在催化底物時通過氧化態(tài)與還原態(tài)的互變而傳遞氫 NAD 2H NADH H NADP 2H NADHP H 抑制脂肪動員 降低VLDL合成 四 泛酸 遍多酸 維生素B5 輔酶A CoA ?；d體蛋白 ACP 泛酸是輔酶A和?；d體蛋白的組成成分 活性形式 化學(xué)本質(zhì) 二甲基羥丁酸 丙氨酸 在自然界中分布很廣泛 酵母 肝 腎 蛋 小麥 米糠 花生和豌豆中含量豐富 在蜂王漿中含量最高 CoA被廣泛用作各種疾病的重要輔助藥物 缺乏 腳灼熱綜合征 各種胃腸功能障礙等疾病 CoA和ACP是酰基轉(zhuǎn)移酶的輔酶 參與?；D(zhuǎn)運(yùn) 由于攜帶酰基的部位在 SH上 輔酶A常以CoASH表示 硫酯鍵的水解比酯鍵的水解更為有利 所以?；鵆oA是?；幕罨问?生理功能 五 維生素B6 抗皮炎維生素 磷酸吡哆醛 PLP 磷酸吡哆胺 活化形式 自然界中VitB6存在于種子 肝 肉類及綠葉蔬菜中 谷類外皮中含量最豐富 腸內(nèi)細(xì)菌可以合成 需要量 1 5 2mg 日 VitB6過量 日攝入量超過200mg可引起神經(jīng)損傷 表現(xiàn)為周圍感覺神經(jīng)病 VitB6缺乏 皮膚 中樞神經(jīng)和造血機(jī)能損害 低血色素小細(xì)胞性貧血 血清鐵增高 生理功能 參與氨基酸的轉(zhuǎn)氨 脫羧和消旋作用 是AA轉(zhuǎn)氨酶 脫羧酶 消旋酶的輔酶轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互轉(zhuǎn)換 起轉(zhuǎn)移氨基的作用PLP是 氨基 酮戊酸 ALA 合成酶的輔酶 參與血紅素的合成PLP是糖原磷酸化酶的重要組分是催化同型半胱氨酸分解代謝酶的輔酶 小兒驚厥 妊娠嘔吐和精神焦慮 低血色素小細(xì)胞性貧血 六 生物素 biotin VitH VitB7 生物素是多種羧化酶的輔基 肝 腎 蛋黃 酵母 蔬菜 谷物中都有 腸道細(xì)菌合成 生蛋清可使生物素失去活性 并抑制它在小腸的吸收 加熱煮沸可避免 需要量 100 300mg 每天 生物素缺乏 疲乏 食欲不振 惡心嘔吐 皮炎及脫屑性紅皮病 生理功能 生物素是體內(nèi)多種羧化酶 如丙酮酸羧化酶 乙酰CoA羧化酶 的輔基 羧化酶蛋白中賴氨酸殘基的 氨基以酰胺鍵共價結(jié)合 形成生物胞素殘基 參與CO2固定 生物素還可使組蛋白生物素化 從而影響細(xì)胞周期 轉(zhuǎn)錄和DNA損傷的修復(fù) 七 葉酸 folicacid 蝶酰谷氨酸 化學(xué)組成 蝶呤啶 對氨基苯甲酸 L 谷氨酸 新生兒先天性神經(jīng)管缺陷癥 廣泛分布于肉類 肝 鮮果 蔬菜 酵母等中 含量豐富 人類腸道細(xì)菌合成葉酸 需要量 200 400 g 孕婦需要量增加一倍 葉酸缺乏 巨幼紅細(xì)胞性貧血 舌炎 腸胃病 高同型半胱氨酸血癥和DNA低甲基化 生理功能 四氫葉酸FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶 作為一碳基團(tuán) CH3 CH2 CHO等的載體 參與多種生物合成過程 在核酸和蛋白質(zhì)合成中極其重要 氨甲喋呤是葉酸的類似物 可抑制二氫葉酸還原酶 是抗腫瘤藥物 八 維生素B12 抗惡性貧血維生素 鈷胺素 coholamine 維生素B12的吸收需要內(nèi)因子 唯一含金屬元素的維生素 廣泛存在于動物性食品中 特別是肝 肉類中含量豐富 人和動物的腸道細(xì)菌可以合成 需要量 2 3 g 維生素B12的吸收需要一種胃壁細(xì)胞分泌的糖蛋白 稱為內(nèi)因子 兩者結(jié)合后才能被小腸吸收 VitB12缺乏 惡性貧血 巨幼紅細(xì)胞貧血 神經(jīng)疾患 同型半胱氨酸尿癥 生理功能 變位酶的輔酶 催化底物分子內(nèi)基團(tuán) 主要為甲基 的變位反應(yīng) VitB12是N5 CH3 FH4轉(zhuǎn)甲基酶 甲硫氨酸合成酶 的輔酶 催化同型半胱氨酸甲基化生成甲硫氨酸 5 脫氧腺苷鈷胺素是甲基丙二酸輔酶A變位酶的輔酶 參與丙二酰輔酶A轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾］o酶A的反應(yīng) 影響一碳單位的代謝和脂肪酸的合成 九 維生素C 抗壞血酸維生素 維生素C是對熱不穩(wěn)定的酸性物質(zhì) 最不穩(wěn)定的一種維生素 呈酸性 廣泛存在于新鮮蔬菜和水果中 特別是番茄 橘子 鮮棗中含量較高 許多動物 雞 犬等家畜家禽 可以體內(nèi)合成VitC 人 猿猴及豚鼠必需從食物中獲取 需要量 20 30mg 妊娠后期及哺乳期為50mg VitC缺乏 壞血病 毛細(xì)血管易出血和齒 骨發(fā)育不全或退化 生理功能 是氫的載體 是強(qiáng)抗氧化劑 參與體內(nèi)氧化還原作用 參與多種羥化反應(yīng) 是羥化酶維持活性所必需的輔因子之一 參與芳香族氨基酸代謝 維持巰基酶和谷胱甘肽的還原狀態(tài) 發(fā)揮解毒作用 使紅細(xì)胞中的高鐵血紅蛋白還原成Hb 恢復(fù)其運(yùn)氧能力 使難吸收的Fe3 還原成易于吸收的Fe2 維護(hù)VitA E及B免遭氧化 促進(jìn)葉酸轉(zhuǎn)變成四氫葉酸 是脯氨酸及賴氨酸羥化酶的輔酶 促進(jìn)膠原蛋白合成 是7 羥化酶的輔酶 催化膽固醇轉(zhuǎn)化 十 硫辛酸 lipoicacid 氫載體 ?；d體 作為輔酶 在 酮酸氧化作用和脫羧作用時行駛偶聯(lián)?；D(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移的功能 硫辛酸有抗脂肪肝和降低血膽固醇的作用 很容易進(jìn)行氧化還原反應(yīng) 可保護(hù)巰基酶免受金屬離子毒害 生理功能 某些輔酶 輔基 在催化中的作用 水溶性維生素小結(jié) 脂溶性維生素和水溶性維生素的比較 第三節(jié)微量元素TraceElement 主要包括有鐵Fe 碘I 銅Cu 鋅Zn 錳Mn 硒Sc 氟F 鉬Co 鈷Mo 鉻Cr10種 微量元素是指人體中每人每天的需要量在100mg以下的元素 微量元素 種類 不能在體內(nèi)生成 需由外界供給不能提供能量不能在代謝中消失 特點(diǎn) 主要通過形成結(jié)合蛋白 酶 激素 維生素等起作用 來源 食物和水易缺 Fe Zn I Se 生理作用 第四節(jié)鈣 磷及其代謝MetabolismofCalciumandPhosphorus 鈣 calcium 是人體內(nèi)含量最多的無機(jī)元素之一 成人含量約為1200g 70kg體重 僅次于碳 氫 氧和氮 磷 phosphorus 正常成人約含600g 一 鈣 磷在體內(nèi)分布及其功能 一 鈣既是骨的主要成分又具有重要的調(diào)節(jié)作用 血鈣的正常水平對于維持骨骼內(nèi)骨鹽的含量 血液凝固過程和神經(jīng)肌肉的興奮性具有重要的作用 胞液鈣作為第二信使在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮許多重要的生理作用 肌肉中的鈣可啟動骨骼肌和心肌細(xì)胞的收縮 二 磷是體內(nèi)許多重要生物分子的組成成分 成人血漿中無機(jī)磷的含量約為1 1 1 3mmol L 3 5 4 0mg dl 血液 Ca P 35 40 三 鈣磷代謝紊亂可引起多種疾病 維生素D缺乏可引起鈣吸收障礙 導(dǎo)致兒童佝僂病和成人骨軟化癥 骨基質(zhì)喪失和進(jìn)行性骨骼脫鹽可導(dǎo)致中老年人骨質(zhì)疏松 甲狀旁腺功能亢進(jìn)與維生素D中毒可引起高血鈣癥 尿路結(jié)石等 甲狀旁腺功能減退癥可引起低鈣血癥 高磷血癥常見于慢性腎病患者 與冠狀動脈 心瓣膜鈣化等嚴(yán)重心血管并發(fā)癥密切相關(guān) 是引起繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn) 維生素D代謝障礙 腎性骨病等的重要因素 維生素D缺乏也可減少腸腔磷酸鹽的吸收 是引起低磷血癥的原因之一 二 鈣和磷的代謝 一 鈣和磷的吸收與排泄受多種因素影響 鈣的主要來源 牛奶 豆類和葉類蔬菜鈣的主要吸收部位 十二指腸和空腸上