第八版维生素和无机盐

第五章维生素与无机物VitaminsandMinerals目的要求•掌握维生素的概念、分类和各种维生素的名称•熟悉脂溶性维生素的种类、活性形式和生理作用•熟悉B簇维生素作为酶的辅酶（辅基）的形式和功能。•熟悉钙磷的作用、代谢及其调节特点•了解微量元素的概念、种类与重要性•定义：维生素(vitamin)是人体内不能合成，或合成量甚少、不能满足机体的需要，必须由食物供给，维持正常生命活动过程所必需的一组低分子量有机化合物。脂溶性维生素(lipid-solublevitamin)水溶性维生素(water-solublevitamin)分类:一、维生素•脂溶性维生素有VitA、VitD、VitE和VitK四种。•水溶性维生素有B族维生素（VitB1，VitB2，VitPP，VitB6，VitB12，泛酸，叶酸，生物素，硫辛酸等）和VitC。特点：•既不供给能量，也不构成组织成分•体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给•需要量很少，但不可缺少（μg—mg/d)，否则，导致缺乏症功能：•参与体内特殊的生理功能或反应•构成辅酶（VitB族），参与物质代谢或物质代谢调节微量元素(traceelement)：指人体每日需要量在100mg以下的化学元素，主要包括铁、碘、铜、锌、锰、硒、氟、钼、钴、铬等。二、无机元素无机元素(minerals)是维持人体正常生理功能也必不可少的元素。分类常量元素(macroelement)：钠、钾、氯、钙、磷、镁等第一节脂溶性维生素Lipid-solubleVitamin•共同特点：（1）均为非极性疏水的异戊二烯衍生物（2）不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂（3）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收（4）吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输•种类：VitA,VitD,VitE,VitK脂溶性维生素的结构一、维生素A动物内脏(视黄醇酯）植物：维生素A原（如β-胡萝卜素）（一）视黄醇是天然维生素A的主要形式A1（视黄醇）A2（3-脱氢视黄醇）天然形式：来源：运输形式：血液运甲腺蛋白(TTR)视黄醇酯肝细胞视黄醇视黄醇结合蛋白(RBP)肝内星形细胞(stellatecell)储存在细胞内细胞视黄醇结合蛋白(CRBP)靶组织特异受体（二）视黄醇、视黄醛和视黄酸是维生素A的活性形式CH2OHCH3H3CCH3CH3CH3视黄醇CHOCH3H3CCH3CH3CH3视黄醛COOHCH3H3CCH3CH3CH3全反-视黄酸CH3H3CCH3CH3COOHH3C9-顺-视黄酸CH3H3CCH3CH3CH3H3CCH3H3CH3CCH3*9101．视黄醛与视蛋白的结合维持了正常视觉功能11-顺视黄醇11-顺视黄醛视蛋白全反视黄醇视紫红质（11-顺视黄醛）光视紫红质（全反视黄醛）光变视紫红质II全反视黄醛异构酶还原酶还原酶视觉神经冲动视循环夜盲症2．视黄酸对基因表达和组织分化具有调节作用全反式视黄酸和9-顺视黄酸是执行这一重要功能的关键物质。与细胞内核受体结合，与DNA反应元件结合，调节某些基因的表达。缺乏：干眼病(xerophthalmia)3．维生素A和胡萝卜素是有效的抗氧化剂4.维生素A及其衍生物可抑制肿瘤生长能直接消灭自由基，有助于控制细胞膜和富含脂质组织的脂质过氧化。（三）维生素A缺乏或过量摄入均引起疾病缺乏症：1.夜盲症2.干眼病3.对感染性疾病的敏感性增加过多则可引起中毒症状：头痛、恶心、共济失调；肝细胞损伤和高脂血症；长骨增厚、高钙血症、软组织钙化以及皮肤干燥、脱屑和脱发等。二、维生素D（一）维生素D是类固醇衍生物种类：VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）VitD2原：麦角固醇VitD3原：7-脱氢胆固醇麦角固醇→VitD2胆固醇→7-脱氢胆固醇→VitD3（紫外照射）VitD3在血液中运输：与维生素D结合蛋白(vitaminDbindingprotein,DBP)相结合而运输。（二）维生素D的活化形式是1,25-二羟维生素D3维生素D3在体内的转变（三）1,25-(OH)2-D3具有调节血钙和组织细胞分化的功能1．调节血钙水平是1,25-(OH)2-D3的重要作用1,25-(OH)2-D3可通过信号转导系统使钙通道开放，促进小肠对钙、磷的吸收，影响骨组织的钙代谢，从而维持血钙和血磷的正常水平，促进骨和牙的钙化。2.1,25-(OH)2-D3还具有影响细胞分化的功能调节多种组织细胞分化促进胰岛细胞合成与分泌胰岛素抑制某些肿瘤细胞增殖和促进分化（四）维生素D缺乏或摄入过量均引起疾病缺乏症：儿童可患佝偻病（rickets）成人可发生软骨病（osteomalacia）长期每日摄入25μg维生素D可引起中毒，长期每天摄入125μg维生素D则肯定会引起中毒，其症状主要有异常口渴，皮肤搔痒，厌食、嗜睡、呕吐、腹泻、尿频以及高钙血症、高钙尿症、高血压以及软组织钙化等。三、维生素E（一）维生素E是生育酚类化合物OR1HOR2R3CH3生育酚OR1HOR2R3CH3生育三烯酚生育酚(tocopherol):、、和四种生育三烯酚(tocotrienol):、、和四种（二）维生素E具有抗氧化等多方面的功能1．维生素E是体内最重要的脂溶性抗氧化剂机制:捕捉过氧化脂质自由基,保护生物膜的结构与功能。缺乏:轻度溶血性贫血。维生素E过氧化脂质自由基生育酚自由基或谷胱甘肽生育醌+维生素C2．维生素E具有调节基因表达的作用上调或下调生育酚的摄取和降解相关的基因延缓衰老脂类摄取与动脉硬化的相关基因:预防和治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病细胞外基质蛋白的基因、细胞黏附与炎症的相关基因抗炎、维持正常免疫功能细胞信号系统和细胞周期调节的相关基因抑制细胞增殖，抗肿瘤3．维生素E能促进血红素合成血红素合成关键酶：δ氨基γ酮戊酸(ALA)合酶ALA脱水酶缺乏：新生儿贫血（三）维生素E缺乏可引起轻度贫血维生素E缺乏病是由于血中维生素E含量低而引起，主要发生在婴儿，特别是早产儿。新生儿缺维生素E可引起贫血。临床上常用维生素E治疗先兆流产及习惯性流产。四、维生素K（一）维生素K是2-甲基1,4-萘醌的衍生物人工合成：K3HOOCH3维生素K1（植物甲萘醌）（叶绿醌）HOOCH3维生素K2OHOHCH3维生素K33n天然形式：K1-----植物甲萘醌或叶绿醌K2-----肠道细菌的产物（二）维生素K的主要功能是促进凝血1．维生素K是凝血因子合成所必须的辅酶2．维生素K对骨代谢具有重要作用（三）维生素K缺乏可引起出血脂溶性维生素小结Vit别名生理功能缺乏症A视黄醛合成视紫红质夜盲症、干眼病D钙化醇促进钙磷吸收佝偻病、软骨病E生育酚抗氧化治疗习惯性流产K凝血Vit合成凝血因子凝血时间延长第二节水溶性维生素Water-solubleVitamin易溶于水，故易随尿液排出体内不易储存，必须经常从食物中摄取作用比较单一，主要构成酶的辅助因子直接影响某些酶的催化作用。种类：B族维生素，维生素C共同特点水溶性维生素的结构一、维生素B1（一）维生素B1形成辅酶焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(thiaminepyrophosphate,TPP)NNCH3CH2NH2SCHN+CH3CH2CH2OPOHOOPOOHOH硫胺素(thiamine)TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是转酮酶的辅酶在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性脚气病，末梢神经炎（二）维生素B1在糖代谢中具有重要作用（三）维生素B1缺乏可引起脚气病二、维生素B2维生素B2又名核黄素(riboflavin)体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)（一）维生素B2是FAD和FMN的组成成分VitB2FMNAMPFADⅠⅡⅢNNCNHNCOOCH3CH3CH3HCOHHCOHHCOHH2CPOOHOOOHOPOCH3OOHOHNNNNNH2FMN及FAD是体内氧化还原酶(如脂酰CoA脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等）的辅基，主要起氢传递体的作用.（二）FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基（三）维生素B2缺乏病是一种常见的营养缺乏病口角炎，唇炎，阴囊炎等三、维生素PP维生素PP包括：烟酸(nicotinicacid)烟酰胺(nicotinamide)体内活性形式：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）维生素PP是NAD+和NADP+的组成成分N+OCH2OPOOHPOOOHOOHOOPOHOHNNNNNH2OCH2OOHCONH2RNAD+：R为HPOOHOHNADP+：R为Pi烟酰胺（三）维生素PP缺乏可引起癞皮病缺乏症:癞皮病大量长期服用会中毒,肝损伤NAD+及NADP+是体内多种不需氧脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。（二）NAD+和NADP+是多种不需氧脱氢酶的辅酶四、泛酸泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸体内活性形式为辅酶A(CoA)、酰基载体蛋白(ACP)（一）泛酸在辅酶A和酰基载体蛋白的组成成分（二）辅酶A和酰基载体蛋白参与酰基转移反应CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。（三）泛酸缺乏可引起各种胃肠功能障碍等疾病NNNNNH2OCH2OOHOPO3H2OHOOPPOOOHCH2CCH3CH3COHHCONHCH2CH2CONHCH2CH2SH泛酸4-磷酸泛酰巯基乙胺CoA的结构式五、生物素（一）生物素(biotin)的来源广泛（二）生物素是多种羧化酶的辅基生物素是体内多种羧化酶(如丙酮酸羧化酶、乙酰CoA羧化酶)的辅基，与羧化酶蛋白中赖氨酸残基的-氨基以酰胺键共价结合，形成生物胞素残基，参与CO2固定过程。生物素还可使组蛋白生物素化，从而影响细胞周期、转录和DNA损伤的修复。CHSCHCH2NHCHNHO(CH2)4COOH与羧基结合生成羧基生物素与赖氨酸残基ε-氨基结合成生物胞素（三）生物素缺乏也可诱发机体不适疲乏、恶心、呕吐、食欲不振、皮炎及脱屑性红皮病六、维生素B6（一）维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺维生素B6包括吡哆醇(pyridoxine)、吡哆醛(pyridoxal)和吡哆胺(pyridoxamine)。活化形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，用于治疗小儿惊厥、妊娠呕吐和精神焦虑。磷酸吡哆醛也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。缺乏导致低血色素小细胞性贫血和血清铁增高。磷酸吡哆醛是同型半胱氨酸分解代谢酶的辅酶，缺乏引起高同型半胱氨酸血症。（二）磷酸吡哆醛的辅酶作用多种多样1．磷酸吡哆醛是多种酶的辅酶2．磷酸吡哆醛可终止类固醇激素的作用作用机制：将类固醇激素-受体复合物从DNA中移去，终止这些激素的作用。维生素B6缺乏：可增加人体对雌激素、雄激素、皮质激素和维生素D作用的敏感性。（三）维生素B6过量可引起中毒日摄入量超过200mg可引起神经损伤，表现为周围感觉神经病。叶酸(folicacid)又称蝶酰谷氨酸体内活性形式为四氢叶酸(FH4)七、叶酸（一）四氢叶酸是叶酸的活性形式（二）四氢叶酸是一碳单位的载体FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。N5、N10是一碳单位的结合位点。缺乏症：巨幼红细胞贫血高同型半胱氨酸血症和DNA低甲基化叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+二氢叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+四氢叶酸5,6,7,8-四氢叶酸N1N3CH6NH57NH8NH2OHCH29NH10CONHCHHOOC(CH2)2COOH（三）叶酸缺乏可导致巨幼红细胞性贫血维生素B12又称钴胺素(coholamine)体内活性形式为甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素八、维生素B12（一）维生素B12的吸收需要内因子胃酸胃蛋白酶B12B12蛋白质亲钴蛋白亲钴蛋白B12胰蛋白酶B12内因子IF-B12回肠吸收R：-CH3甲基钴胺素R：5`-脱氧腺苷5`-脱氧腺苷钴胺素VitB12是N5