维生素目的要求1、掌握维生素概念、生理功能及缺乏症2、熟悉各维生素分类、各种维生素的活性形式3、了解维生素的来源、性质及结构特点第一节维生素概述维生素概念维生素是维持正常人体代谢和生理功能所必需,但在体内不能合成,或合成量很少,必须由食物供给的一类小分子有机化合物。维生素的特点不是构成组织的原料,也不是供应能量的物质,但却是动物生长与健康所必需的物质。人体对维生素的需要量很少。许多是构成辅酶(或辅基)的基本成分。维生素的命名以发现的先后,在“维生素”之后加上A、B、C、D等来命名。化学结构特点:硫胺素生理功能:维生素PP脂溶性维生素维生素A、维生素D维生素E、维生素K水溶性维生素B族维生素维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、泛酸、生物素、硫辛酸、叶酸、维生素B12维生素C维生素的分类维生素在体内不断失活或直接排除体外,当维生素供应不足或需要量增加时,可引起机体代谢失调,严重者可危及生命,这类疾病称为“维生素缺乏症”。维生素缺乏症及引起原因维生素缺乏的原因摄取不足吸收障碍机体需要量增加服用某些药物其他早在公元7世纪,我国医药书籍上就有关于维生素缺乏症和食物防治的记载。隋唐时的孙思邈(58l一682)已知脚气病是一种食米地区的疾病,可食用谷白皮熬成米粥来预防。这实际上是因缺乏硫胺素(维生素B1)所致。国外一直到1642年才第一次描述这种疾病。此外,孙思邈还首先用猪肝治疗“雀目”(即夜盲症)。这是一种维生素A缺乏症。至于人们对食物中某些因子缺乏和发生疾病之间更广泛深入的了解则是18世纪以后的事。20世纪人们才确定这些因子的化学结构并完成人工合成。第二节水溶性维生素水溶性维生素包括B族维生素和维生素C等。B族维生素包括VitB1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸、硫辛酸及B12等。特点:易溶于水,不溶于或微溶于有机溶剂。体内不易贮存,故一般不会因在体内蓄积而发生中毒。在体内贮存很少,所以必需经常从食物中摄取。维生素CVitC因它具有防治坏血病的功能,故又称为抗坏血酸。OOCH2OHOHOHOHOHHCCCCCOOHCH2OHOHOOHHHCCCCCOOCH2OHOHOOHHCCCCCCOOHCOOHOHCH2OHOHCOOH+HCHC-2H+2H+H2O氧化维生素C脱氢维生素C2,3-二酮古乐糖酸草酸L-苏阿糖酸(无生理活性)来源VitC广泛存在于新鲜水果及绿叶蔬菜中。植物组织中含有VitC氧化酶,能灭活VitC。干菜中几乎不含VitC,但种子一发芽就可以合成VitC。生化功能及缺乏病参与体内的羟化作用(1)胶元的合成:羟脯氨酸和羟赖氨酸为胶原蛋白所特有,羟脯氨酸是维持胶原蛋白四级结构的关键物质。赖Fe2+O2赖(少)脯胶元氨酸羟化酶脯(多)氨酸羟氨酸+糖基⊕维生素C胶原蛋白维生素C缺乏可造成胶原蛋白合成障碍,细胞间隙增大,影响结缔组织的坚韧性,导致毛细血管通透性增加,容易破裂出血,牙齿容易松动,骨骼脆弱易折断,创伤时伤口不易愈合。这就是典型的坏血病的症状。(2)参与胆固醇的转化:体内胆固醇转化为胆汁酸需要羟化酶的作用,VitC是羟化酶的辅助因子,因此参与体内胆固醇的转化作用。(3)参与芳香族氨基酸代谢:苯丙氨酸转变成酪氨酸,黑色素和儿茶酚胺的时候需要维生素C的参与。维生素C缺乏时,容易导致苯丙酮尿症。参与体内的氧化还原反应①VitC能起使体内的巯基维持在还原状态,保护巯基酶。溶酶体膜②VitC能把氧化型谷胱甘肽GSSG还原成还原型GSH,GSH可以保护细胞膜。维生素C脱氢维生素CG─S─S─G2G─SH还原产物过氧化脂类谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽过氧化物酶溶酶体膜SHESHSESHg巯基酶汞离子失活的酶分子+Hg2+SHG-SEHgSHG-S巯基酶活性恢复2G-SHGS-SG维生素C③VitC具有解毒作用④促进抗体的生成。⑤促进造血作用。⑥抗病毒、抗肿瘤方面的作用。⑦VitC能将高铁血红蛋白还原成血红蛋白,恢复其运输氧气的能力。⑧VitC可以保护VitA和VitE免遭氧化。正常情况下,40%的VitC经过代谢分解成CO2和草酸,然后通过尿液排出体外。因此长期大量服用VitC容易导致尿路结石,还会导致肠蠕动增加甚至腹绞痛和腹泻。维生素B1VitB1又称抗脚气病维生素,因其分子中含有硫及氨基,故又称为硫胺素。在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中加热容易分解。来源主要存在于种子外皮及胚芽中,谷物加工过于精细的谷物可造成其大量丢失。体内VitB1是以焦磷酸硫胺素(TPP)的形式发挥其生理功能。焦磷酸硫胺素(TPP)NNCH2NH2CH3NSCH3CH2CH2OPPOOOOHOHOH+生化功能主要以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是α-酮酸脱氢酶系的辅酶。COOHCH3SSCH3NAD+NADH+H+丙酮酸乙酰辅酶A丙酮酸脱氢酶系COTPP,L,CoA-SH,FADCO~SCoA+CO2Mg2+COOHSSOCOOHCOOHONAD+NADH+H+TPP,L,CoA-SH,FAD+CO2Mg2+H2CCH2CH2CCH2C~SCoA琥珀酰辅酶Aα-酮戊二酸α—酮戊二酸脱氢酶系催化的酶:缺乏病①维生素B1缺乏时,代谢中间产物α-酮酸氧化脱羧反应发生障碍,神经组织供能不足。血中丙酮酸、乳酸发生堆积,毒害神经组织,出现以两脚无力为主要特征的缺乏症。VitB1缺乏时可引起“脚气病”,主要发生食用高度精细加工的米、面食的地区。初期表现为末梢神经炎、食欲减退,进而可发生浮肿、神经肌肉变性等。②在磷酸戊糖途径中,TPP是转酮酶的辅酶。VitB1缺乏时,此代谢途径受阻,导致核酸合成及神经髓鞘中磷酸戊糖代谢受到影响。③VitB1可抑制胆碱酯酶活性,使神经传导所需的乙酰胆碱不被破坏,维持神经的正常传导功能。缺乏时,影响神经传到功能,容易出现胃肠蠕动减慢,消化液分泌减少等消化功能障碍的表现。维生素B2VitB2又名核黄素。NNNHNCH3CH3OOCH2CHCHCHOHOHCH2OHOH1467910异咯嗪核醇核黄素(桔黄色针状结晶)来源VitB2分布很广,青菜、黄豆、小麦及动物的肝、肾、心、乳制品中含量较多,酵母中也丰富。人体肠道细菌也能合成一部分,但不能满足人体需要,必须从食物中获取。生化功能VitB2在小肠粘膜黄素激酶的作用下转变成黄素单核苷酸(FMN)后被小肠吸收。FMN进一步生成黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)体内VitB2是以FMN及FAD的形式发挥其生理功能的。NNNHNCH3CH3OOCH2CHCHCHOHOHCH2OHOPOOHOH1467910异咯嗪核醇磷酸黄素单核苷酸(FMN)NNNHNCH3CH3OOCH2CHCHCHOHOHCH2OHOPOOPOHOOCH2OHOHHOHHOHHNNNNNH21467910异咯嗪核醇磷酸磷酸D-核糖腺嘌呤黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)NNNHNCH3CH3OORNNNHNCH3CH3OORHH+2H-2H146791091014R:代表黄素辅基的其它部分FAD(氧化型)FADH2(还原型)VitB2缺乏常与其它B族维生素缺乏同时出现,人类缺乏VitB2时,常见唇炎、舌炎、口角炎、阴囊皮炎、眼睑炎、羞明等症。缺乏病维生素PP维生素PPVitPP又称抗癞皮病维生素。NCOOHNONH2C烟酸(尼克酸)烟酰胺(尼克酰胺)来源VitPP广泛存在于动植物中,包括烟酸和烟酰胺,是性质最稳定的维生素。肝内能将色氨酸转变成烟酸,但转化率较低,在体内烟酸又可转变成烟酰胺。生化功能在体内VitPP是以辅酶Ⅰ(CoⅠ)—NAD+及和辅酶Ⅱ(CoⅡ)—NADP+的形式发挥其生理功能,它们是多种脱氢酶的辅酶。OPOOHPOOOOHOCH2HHOHHOHHNCONH2OCH2HHOHHORHNNNNNH2POHOOHR=NADP+:NAD+:R=H核糖核醇磷酸磷酸核糖腺嘌呤烟酰胺辅酶Ⅰ核糖核醇磷酸磷酸核糖腺嘌呤烟酰胺磷酸辅酶ⅡNCONH2HRNCONH2HHR+H+H++e+H++NAD+(氧化型)NADH+H+(还原型)人类VitPP缺乏症称为癞皮病,主要表现为皮炎、腹泻及痴呆等。裸露部位出现对称性皮炎,皮炎处有明显而界限清楚的色素沉着,痴呆是因神经组织病变的结果。缺乏病ONHNNH2CNONH2CNCOOH异烟肼烟酰胺烟酸维生素B6VitB6又名抗皮炎维生素。CH2OHNOHCH3CH2OHNOHCH3CH2OHCHOCH2NH2NOHCH3CH2OH[O]吡哆醇吡哆醛吡哆胺来源一般食物中均含有这三种物质。生化功能VitB6在肝内生成磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,这是VitB6在体内的活性形式。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是氨基酸代谢中的转氨酶和脱羧酶的辅酶。磷酸吡哆醛是血红素合成过程中一种限速酶δ-氨基γ-酮戊酸(ALA)合成酶的辅酶。所以VitB6缺乏常导致低色素小细胞性贫血。脱羧酶谷氨酸γ-氨基丁酸(GABA)磷酸吡哆醛是脱羧酶的辅酶中枢神经抑制因为食物中富于VitB6,同时肠道细菌也可以合成VitB6供人体需要,所以人类很少发生VitB6缺乏病。但在治疗VitB1、B2和PP缺乏病时,同时给与VitB6常可增进疗效。缺乏病泛酸泛酸旧称VitB5,因广泛存在于生物界,故又名遍多酸。CH3CH3HOHCONHCH2CH2COOHCH2OHCC来源广泛存在于生物界,尤以动物肝脏、酵母、谷物及豆类中含量丰富,肠内细菌亦能合成泛酸供人体利用。OPOHOPOHOOOOCH2HHOHHNNNNNH2CH2CHOHCONHCH2CH2CONHCH2CH2SHCH3CH3POOHOHOHC辅酶A(CoA-SH)辅酶形式生化功能在体内CoA及ACP构成酰基转移酶的辅酶,CoA的主要功能是参与酰基的转运。ACP参与脂肪酸的合成代谢。泛酸与糖、脂类及蛋白代谢都有密切关系。在体内生化过程中,约有70多种酶需CoA及ACP。人类尚未发现典型的泛酸缺乏症,但是在治疗其他维生素B缺乏的同时给予泛酸可以提高药物疗效,如对厌食、乏力等的治疗症状有所改善。缺乏病生物素生物素旧称VitB7及VitH。SNHNHOCHHCOOHCHCH3CH3SNHNHO(CH2)4HCOOH**α—生物素β—生物素生物素来源广泛,在肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜、谷类中均含有,人体肠道细菌也能合成,很少出现缺乏症。来源生化功能与缺乏病生物素是体内多种羧化酶的辅基。体内主要的羧化酶主要有乙酰CoA羧化酶、丙酰CoA羧化酶、丙酮酸羧化酶等。对糖、脂肪、蛋白质和核酸代谢有重要意义。叶酸NNNNNH2OHCH2NHCONHCHCOOHCH2CH2COOH5678101234叶酸对光和酸敏感(喋呤啶)(对氨基苯甲酸)(谷氨酸)来源叶酸因在绿叶植物中含量丰富而得名,在肉及水果、蔬菜中含量较多,在肝、肾中也存在,人体肠道细菌也能合成。四氢叶酸NNNNOHNH2CH2NHNHOCHCH2CH2COOHCOOHNNNNOHNH2CH2NHRNNNNOHNH2CH2NHRC101234567101234567101234567叶酸7,8-二氢叶酸5,6,7,8-四氢叶酸H++NADPHNADP+二氢叶酸还原酶,维生素C二氢叶酸还原酶,维生素CH++NADPHNADP+四氢叶酸是体内一碳单位转移酶的辅酶,是一碳单位传递体,参与体内核苷酸碱基等重要物质的合成。四氢叶酸在核酸与蛋白质合成中具有重要的作用,如嘌呤、嘧啶、碱基的合成等。生化功能与缺乏病缺乏叶酸时,DNA合成必然受到抑制,骨髓幼红细胞DNA合成减少,细胞分裂速度降低,细胞体积变大,造成巨红细胞性贫血。孕妇代谢旺盛,应适当补充叶酸。维生素C、NADPH维生素C、NADPH组成叶酸二氢叶酸四氢叶酸一碳单位转移酶辅酶二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶合成强抑制剂嘌呤、嘧啶抗癌药物RNA、DNA蛋白质干扰NNNNNH2OHCH2NHCONHCHCOOHCH2CH2COOH5678101234叶酸NNNNNH2NH2CH2NCONHCHCOOHCH2CH2COOHCH