第七章维生素、水和矿物质ppt课件

生物化学（第三版）主编张洪渊万海清参编刘文彬李永红姚舜生物化学生物化学主编张洪渊万海清第七章维生素、水和矿物质平衡生物化学主编张洪渊万海清推荐课外书目生物化学主编张洪渊万海清三大营养要素•维生素——重要的微量营养素•维生素与前面介绍的碳水化合物、脂肪和蛋白质3大物质不同，在天然食物中仅占极少比例，但又为人体所必需，是维持和调节机体正常代谢的重要物质。可以认为，最好的维生素是以“生物活性物质”的形式，存在于人体组织中。•水——溶解生命分子中的作用•水是维持生命的重要物质，许多生命物质都溶解于水中。水为生命活动提供了环境，给体内各组织细胞输送必需的营养物质和代谢产物；同时水又可以直接参与生命活动过程，例如，光合作用需要水的分解，呼吸作用又有氢和氧结合成水的过程。•无机盐——机体所需常量元素与微量元素•人体内已发现的化学元素有50余种，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物的形式出现外，其余各种元素统称为无机盐。其中含量较多的有钙、镁、钠、钾、氯、磷、硫7种元素，约占人体总灰分的6080%；而另一些无机元素在体内含量甚少，故称为微量元素，如铜、锌、铁、钴、锰、锡、铬、碘、氟等，这些元素同样具有重要生理功能。生物化学主编张洪渊万海清第一节概述生物化学主编张洪渊万海清一、定义、分类维生素：机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。人体、动物及多数微生物不能合成维生素，植物体能合成微生物。维生素缺乏症:因缺乏某种维生素所导致的疾病。维生素原：本来不具有维生素活性,在体内可转化为维生素的物质。生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清类别名称别名脂溶性维生素维生素A维生素D维生素E维生素K视黄醇，抗干眼病钙化醇，抗佝偻病生育酚，抗不育抗出血维生素水溶性维生素维生素B族维生素B1维生素B2维生素B3维生素B5维生素B6维生素B7维生素B11维生素B12维生素C硫胺素，抗脚气病核黄素泛酸，遍多酸烟酰胺，维生素PP吡哆素，抗皮炎生物素，维生素H叶酸钴胺素，抗恶性贫血抗坏血酸生物化学主编张洪渊万海清第二节水溶性维生素生物化学主编张洪渊万海清共同特点﹡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。种类B族维生素维生素C生物化学主编张洪渊万海清一、维生素B1（一）化学本质及性质﹡维生素B1又名抗脚气病维生素。﹡体内辅酶形式：焦磷酸硫胺素（TPP)。生物化学主编张洪渊万海清硫胺素+ATP→TPP+AMPTPP:脱羧辅酶生物化学主编张洪渊万海清﹡TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶。（二）生化作用及缺乏症1.生化作用2.缺乏症﹡脚气病，末梢神经炎脚气病：皮肤麻木、心力衰竭、心律加快、四肢无力、下肢水肿生物化学主编张洪渊万海清3.来源分布广泛，谷类、豆类的种皮含量最高。生物化学主编张洪渊万海清二、维生素B2（一）化学本质及性质﹡维生素B2又名核黄素(riboflavin)﹡体内辅酶形式：黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)NNNHNCH2OOH3CH3CCHCHOHCHOHOHCH2OH生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清（二）生化作用及缺乏症﹡生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。﹡缺乏症：舌炎、眼皮红肿、皮炎、口角炎，唇炎，阴囊炎等。*来源：酵母、绿色植物、谷物、鸡蛋、乳类、肝脏等。生物化学主编张洪渊万海清三、维生素PP（VB5）﹡维生素PP又名尼克酸(nicotinicacid)或烟酸，在体内常以尼克酰胺(nicotinamide)或烟酰胺形式存在。﹡体内辅酶形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)—辅酶I尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)--辅酶II（一）化学本质及性质生物化学主编张洪渊万海清尼克酰胺NCOOH1234NCNH2O1234尼克酸生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清1.生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。（二）生化作用及缺乏症2.缺乏症﹡癞皮病：神经营养障碍，出现皮炎生物化学主编张洪渊万海清3.来源﹡肉类、酵母、花生、米糠、蔬菜等。生物化学主编张洪渊万海清Ox型Red型NAD+NADH+H+(NAD)(NADH2)NADP+NADPH+H+(NADP)(NADPH2)生物化学主编张洪渊万海清四、维生素B6（一）化学本质及性质﹡维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺三种形式。﹡体内辅酶形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。生物化学主编张洪渊万海清(PLP)(PMP)生物化学主编张洪渊万海清（二）生化作用﹡磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶。（三）来源﹡肝脏、肾、肌肉、米糖、种子胚和酵母中。（四）缺乏﹡很少缺乏。生物化学主编张洪渊万海清五、泛酸（VB3)（一）化学本质及性质﹡泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸﹡体内辅酶形式：辅酶A(CoA)酰基载体蛋白(ACP)生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清（二）生化作用及缺乏症﹡CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。（三）来源﹡广泛存在于动植物中。生物化学主编张洪渊万海清六、叶酸（VB11)（一）化学本质及性质﹡叶酸(folicacid)又称蝶酰谷氨酸﹡体内辅酶形式为四氢叶酸(FH4或THFA或THF)生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清（二）生化作用及缺乏症﹡生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血*来源：植物叶、酵母及动物肝、肾中。生物化学主编张洪渊万海清七、维生素B12﹡生化作用：参与体内甲基转移作用﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患（一）化学本质及性质﹡维生素B12又称钴胺素(coholamine)﹡体内辅酶形式：甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素（二）生化作用及缺乏症生物化学主编张洪渊万海清生物化学主编张洪渊万海清主要的辅酶形式是5′—脱氧腺苷钴胺素另一种辅酶形式是甲基钴胺素生物化学主编张洪渊万海清八、生物素•生物素是B族维生素B7，它是多种羧化酶的辅酶。•生物素的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用。HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH生物化学主编张洪渊万海清九、维生素C﹡生化作用：参与氧化还原反应，参与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。﹡缺乏症：坏血病（一）化学本质及性质﹡维生素C又称L-抗坏血酸(ascorbicacid)（二）生化作用及缺乏症生物化学主编张洪渊万海清第三节脂溶性维生素生物化学主编张洪渊万海清共同特点﹡均为非极性疏水的异戊二烯衍生物﹡不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂﹡在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收﹡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生物化学主编张洪渊万海清一、维生素A（抗干眼病维生素）﹡天然形式：A1（视黄醇）A2（3-脱氢视黄醇）﹡活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸﹡维生素A原：β-胡萝卜素（一）化学本质与性质生物化学主编张洪渊万海清（二）生化作用及缺乏症1.生化作用＊构成视觉细胞内感光物质（见后图）＊参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的分化与健全＊其他作用，如影响细胞的分化2.缺乏症夜盲症，干眼病，皮肤干燥等生物化学主编张洪渊万海清视紫红质视蛋白11-顺视黄醛全反视黄醛暗处光(视网膜)异构酶11-顺视黄醇全反视黄醇(肝)异构酶视黄醛还原酶视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系生物化学主编张洪渊万海清二、维生素D（抗佝偻病维生素）﹡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﹡VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-VitD3阳光及紫外线作用下（一）化学本质和性质生物化学主编张洪渊万海清肝25-羟化酶维生素D3（胆钙化醇）25-羟维生素D3（25-羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘中的1α-羟化酶1,25-二羟维生素D3（1,25-二羟胆钙化醇）﹡在体内的转变24,25-二羟维生素D3（24,25-二羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘、软骨中的24-羟化酶生物化学主编张洪渊万海清1.生化作用作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。2.缺乏症儿童——佝偻病成人——软骨病（二）生化作用及缺乏症生物化学主编张洪渊万海清三、维生素E（一）化学本质与性质﹡种类：生育酚，生育三烯酚﹡易自身氧化，故能保护其他物质。（二）生化作用及缺乏症生化作用：1.抗氧化作用2.维持生殖机能3.促进血红素代谢生物化学主编张洪渊万海清四、维生素K（凝血维生素）（二）生化作用及缺乏症1.生化作用维持体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，参与凝血作用2.缺乏表现:易出血（一）化学本质及性质天然形式：K1、K2人工合成：K3、K4生物化学主编张洪渊万海清第四节体液平衡生物化学主编张洪渊万海清•人体内物质代谢过程主要是在体液环境中进行的。体液（bodyfluid）由水、无机盐、低分子有机化合物和蛋白质等物质组成。体液中的这些物质都是以离子状态存在，故又称为电解质。体液广泛分布于细胞内外，具有相对稳定的酸碱度。所谓体液平衡是指水和电解质的平衡。水和电解质平衡是在神经、激素的调节下通过肾脏、肺等器官的活动实现的。这种平衡是保证细胞的正常代谢、维持各种器官生理功能和生命活动所必需的条件。生物化学主编张洪渊万海清•1.水的作用•首先，水能散发热量，调节体温。•其次，水可以促进物质代谢。•2.水平衡•人体每天摄入适量的水，同时也不断地排出一定量的水，使各部分体液的分布与含量维持动态平衡。人体内水分的主要来源有食物中的水，饮用水以及体内营养物质代谢所产生的水。而体内水分的排出主要依靠呼吸、皮肤蒸发、粪便排出和肾脏排出等途径。一、水平衡生物化学主编张洪渊万海清抗利尿激素（ADH）可以促进肾脏远曲小管和集合管对水的重吸收。其作用机理实际上是通过肾小管细胞膜受体—蛋白激酶—环化腺核苷一磷酸（cAMP）系统，增加肾小管膜对水的通透性，从而促进肾小管对水的重吸收，减少尿液的排出。生物化学主编张洪渊万海清•3.酸碱平衡•人体各种生理活动除受外界环境因素的影响外，还有赖于内环境的稳定。体液的酸碱度是机体内环境的重要组成部分，它随时会受到物质代谢的影响，但机体可通过各种调节方式维持体内酸碱物质的数量保持在一定的比例范围之内。这种调节酸碱物质的数量和比例、使体液pH维持在一定范围内的过程或能力，称为酸碱平衡。•机体对体液的酸碱度有着巨大的调节能力，这种调节有三个方面，即血液缓冲系统的缓冲作用，肺的调节和肾的调节。生物化学主编张洪渊万海清二、矿质平衡•矿质是指Na、K、Cl、Ca、P等元素，它们是维持机体正常生理功能不可缺少的组成成分。这些元素在体内既不能生成，也不会消失，只能随食物摄入。有机体通过摄取量的调节，保持体液中离子浓度的恒定，为机体提供恒定的“内环境”，称为矿质平衡。生物化学主编张洪渊万海清•1.矿质营养•矿质营养是指各种矿质元素在机体生理活动中的作用。各种元素的作用大小是不同的。人体和动物的体液是组织细胞进行各种代谢和功能活动的内在环境，它包括细胞内液和细胞外液。细胞内液的容量和化学组成直接影响细胞代谢和功能；细胞外液（包括细胞周围的组织间液和血浆）是沟通细胞与外界环境的媒介，细胞通过它与外界进行物质交换。•2.渗透压•人的血浆渗透压由两部分组成；绝大部分由血浆中的晶体物形成，其中最主要的是氯化钠，其次是碳酸氢钠，另外还有葡萄糖、氨基酸、尿素等，这一部分称为晶体渗透压（约占总渗透压的99.5%）；另一部分由蛋白质这类高分子物质形成，称为胶体渗透压（约占总渗透压的0.5%）。由此可见，无机盐浓度的变化对渗透压的影响是最大的。生物化学主编张洪渊万海清TheEnd