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维生素与无机物维生素与无机物教学内容时间第十八章维生素与无机物概述维生素(vitamin)是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。
维生素的每日需要量甚少,它们既不是构成机体组织的成分,也不是体内供能物质,然而在调节物质代谢和维持生理功能等方面却发挥着重要作用。
维生素的命名与分类按发现的先后:
VitA、B、C、D按生理作用:
VitA(抗干眼病维生素)VitB1(抗脚气病维生素)按结构命名:
A1(视黄醇)A2(3-脱氢视黄醇)按溶解性不同,维生素可分为脂溶性和水溶性两大类。
1、脂溶性维生素脂溶性包括维生素A、D、E、K。
它们不溶于水,而溶于脂类及脂肪溶剂。
脂溶性维生素在食物中与脂类共同存在,并随脂类一同吸收。
吸收后的脂溶性维生素在血液中与脂蛋白及某些特殊的结合蛋白特异地结合而运输。
2、水溶性维生素水溶性维生素包括维生素B(简称B族)和维生素C。
易溶于水,在体内不易储存,容易从尿中排出。
几乎所有的B族维生素都以辅酶的形式而发挥其对物质代谢的作用。
第一节脂溶性维生素概念:
维生素A、D、E、K不溶解于水,但能溶解于脂肪及脂溶性溶剂中,称为脂溶性维生素。
食物中与脂类共存,其吸收与脂类的吸收有关,吸收后的维生素在血液中与脂蛋白及某些特殊的结合蛋白质特异的结合而运输,主要贮存于肝脏。
5分钟10分钟5分钟10分钟5分钟10分钟5分钟5分钟5分钟一、维生素A(抗干眼病维生素)
(一)化学本质及性质天然形式:
A1(视黄醇)A2(3-脱氢视黄醇)活性形式:
视黄醇、视黄醛、视黄酸VitA原:
胡萝卜素维生素A的来源:
维生素A主要来自动物性食品,以肝,乳制品及蛋黄中含量最多(包括鱼卵,全奶和奶油)。
植物性食品中具有维生素A效能的物质,如各种类胡萝卜素(carotenoid),其中最重要者为-胡萝卜素(-carotene),可被小肠粘膜中的加氧酶作用转变成为视黄醇,又称维生素A原。
吸收与转变:
血浆VitA+RBP(视黄醇结合蛋白)VitA和RBP复合物+PA(已结合甲状腺素的前清蛋白)VitA-RBP-PA复合物靶组织与特异性受体结合、利用
(二)生化作用及缺乏症1.生化作用
(1)维持正常视力,预防夜盲症;构成视觉细胞内感光物质视紫红质。
(2)参与糖蛋白的合成,维持上皮细胞的完整与健全。
维生素A能促进糖蛋白的合成,视黄酸在体内转变成的视黄醛磷酸是寡糖穿越膜脂双分子层的基础。
维生素A是维持一切上皮组织健全所必需的物质。
(3)促进生长发育。
2.缺乏症:
夜盲症、干眼病、皮肤干燥等二、维生素D(抗佝偻病维生素)主要存在于肝、牛奶、及蛋黄中,尤其以鱼肝油含量丰富。
维生素D具有抗佝偻病作用,又称抗佝偻病维生素。
为固醇衍生物,主要包括VD2和VD3,皮肤中的维生素D3原,在阳光直射时会转化为维生素D3,D3被运送到肝脏。
5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟生化作用及缺乏症1.生化作用作用于小肠粘膜、骨及肾小管,促进钙磷吸收。
有利于新骨的形成、钙化。
调节肾脏对钙磷的排泄;控制骨骼中钙磷的贮存,促进骨骼的正常钙化。
2.缺乏症儿童佝偻病成人软骨病三、维生素E主要存在于植物组织中,以麦胚油含量最多。
谷类及绿色蔬菜含量也较丰富。
(一)化学本质及性质种类:
生育酚,生育三烯酚性质:
对氧敏感,无氧时对热稳定
(二)生化作用与缺乏症维生素E是体内最重要的抗氧化剂,能避免脂质过氧化物的产生,保护生物膜的结构与功能。
维生素E俗称生育酚,与动物生殖机能有关,缺乏时会使生殖器官受损甚至不育,临床上可作为药物用于治疗某些习惯性流产和先兆流产。
促进血红素代谢。
新生儿缺乏维生素E会引起贫血,孕妇及哺乳期妇女及新生儿应注意补充维生素E。
缺乏症:
维生素E一般不易缺乏,在发生某些脂肪吸收障碍等疾病时可引起缺乏。
表现为红细胞数量减少,寿命缩短,体外实验可见红细胞脆性增加等贫血症,偶可引起神经障碍。
四、维生素K(凝血维生素)VK广泛存在于自然界,常见的有VK1和VK2,K1在绿色植物(如苜蓿,菠菜)及动物肝脏中,K2是人体肠道细菌的代谢产物。
K3和K4为人工合成的,溶解于水,可口服或注射。
维生素K,又称凝血维生素,是2-甲基1,4-萘醌的衍生物,自然界已发现的有两种,存于绿叶植物中者为维生素K1,肠道细菌合成者为维生素K2,临床上应用的为人工合成的K3、K4,水溶性,可口服及注射。
维生素K的吸收主要在小肠,经淋巴入血,在血液中随脂蛋白转运至肝储存。
生化作用及缺乏症促进肝脏合成凝血酶原。
维生素K可以维持体内多种凝血因子(第、凝血因子)的水平,因而促进血液凝固。
维生素K缺乏的主要症状是易出血,病因是胰腺疾病、小肠粘膜萎缩等肠道疾病等。
长期应用抗生素及肠道灭菌药也可引起维生素K的缺乏。
新生婴儿肠内无菌,维生素K又不能通过胎盘,故有可能引起维生素K的缺乏。
第二节水溶性维生素一、维生素Bl广泛存在于种子外皮及胚芽中。
米糠、麦麸、大豆、酵母、瘦肉含量丰富。
花生、干果、白菜,芹菜等也含有。
1.生化功能及缺乏症TPP是体内催化a-酮酸氧化脱羧的辅酶,也是磷酸戊糖循环中转酮醇酶的辅酶。
B1缺乏,导致TPP合成不足,丙酮酸的氧化脱羧发生障碍,导致糖的氧化利用受阻,并伴有丙酮酸及乳酸等的堆积,出现手足麻木、四肢无力等多发性周围神经炎的症状。
严重者引起心跳加快、心脏扩大和心力衰竭,临床上称为脚气病(beriberi),因此又称维生素B1为抗脚气病维生素。
2.在神经传导中发挥作用TPP参与神经递质乙酰胆碱的合成与分解:
体内乙酰胆碱由乙酰辅酶A和胆碱合成,乙酰辅酶A主要来自丙酮酸的脱羧反应。
维生素B1有抑制胆碱酯酶的作用:
缺乏维生素B1时,由于胆碱酯酶活性增强,乙酰胆碱水解加速,使神经传导受到影响,可造成胃肠蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲不振和消化不良等症状。
二、维生素B2维生素B2广泛存在于蔬菜,黄豆,小麦及动物的肝、肾、心、乳汁中。
维生素B2由核醇与异咯嗪结合构成,由于异咯嗪是一种黄色色素,故维生素B2又称为核黄素。
核黄素分布很广,在体内经磷酸化作用可生成黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。
FMN和FAD是维生素B2的活性型。
生化作用及缺乏症:
1.生化作用FMN、FAD是体内许多氧化还原酶的辅基,主要起传递氢的作用(递氢体)。
2.缺乏症口角炎、唇炎、阴囊炎和角膜血管增生等.三、维生素PP肉类,谷物,花生及酵母中。
体内可合成,由色氨酸合成尼克酸,到尼克酰胺。
又名抗癞皮病因子,包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺(烟酰胺),均为吡啶衍生物,在体内可相互转化。
生化作用:
尼克酰胺是构成辅酶(NAD+)和辅酶(NADP+)的成分,它具有可逆地加氢和脱氢的特性,在生物氧化过程中起着递氢体的作用,是多种不需氧脱氢酶的辅酶。
缺乏症一般饮食条件下,很少缺乏维生素PP,玉米中缺乏色氨酸和尼克酸,长期单食玉米则有可能发生维生素PP缺乏病癞皮病(pellagra)。
人类维生素PP缺乏时,主要表现为癞皮病,赖皮病患者的中枢及交感神经系统、皮肤、胃、肠等皆受不良影响,其特征是皮炎、腹泻、痴呆。
抗结核药异烟肼与维生素PP结构类似,长期服用可能引起维生素P。
四、维生素B6包括吡哆醇,吡哆醛和吡哆胺三种化合物,在体内可相互转变,均为活性型在体内维生素B6以磷酸酯的形式存在。
生化作用与缺乏症:
参与氨基酸的转氨、某些氨基酸的脱羧;促进谷氨酸脱羧生成氨基丁酸(GABA,抑制性神经递质),临床上常用于治疗小儿惊厥及妊娠呕吐。
是氨基酮戊酸(ALA)合酶的辅酶,所以,维生素B6缺乏时可能造成低血色素小细胞性贫血和血清铁增高。
五、泛酸由-丙氨酸与羟基丁酸结合而构成,因其广泛存在于动植物组织故名泛酸或遍多酸生化作用及缺乏症:
在体内被磷酸化并进一步获得巯基乙胺而生成4磷酸泛酰巯基乙胺,后者是构成辅酶A和酰基载体蛋白(ACP)的组成部分。
泛酸的活性型CoA和ACP是酰基转移酶的辅酶,广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用。
缺乏症由于泛酸广泛存在,很少出现泛酸缺乏症.六、生物素
(一)化学本质生物素也属B族维生素,是一个由噻吩和尿素相结合的骈环并且有戊酸侧链的化合物。
生物素为无色针状结晶体,耐酸而不耐碱,氧化剂及高温可使其失活。
(二)生化作用及缺乏症生物素是多种羧化酶的辅酶,参与CO2的羧化过程。
生物素来源广泛,且人体肠道细菌也能合成,很少出现缺乏症。
七、叶酸在植物绿叶中含量丰富故名,由蝶酸和谷氨酸结合构成,又称蝶酰谷氨酸。
在体内必须转变成四氢叶酸(FH4)才有生理活性。
叶酸在小肠上段吸收,在十二指肠及空肠上皮粘膜细胞被叶酸还原酶(辅酶为NADPH)催化生成叶酸(F)的活性型四氢叶酸(FH4)。
生化作用及缺乏症:
1.生化作用FH4是体内一碳单位转移酶的辅酶,参与一碳单位的转移。
在体内嘌呤和嘧啶核苷酸的合成上起重要作用。
2.缺乏症叶酸缺乏时,“一碳基团”转移发生障碍,DNA合成受到抑制,骨髓中幼红细胞增殖的速度下降,细胞体积变大,造成巨幼红细胞性贫血。
八、维生素B12(钴胺素)结构复杂,分子中含有金属钴和酰氨基,又称为钴胺素,是唯一含金属元素的维生素。
生化作用与缺乏症:
甲钴胺素(CH3B12)参与体内甲基转移反应和叶酸代谢,是蛋氨酸合成酶(N5甲基四氢叶酸甲基转移酶)的辅酶vitB12缺乏:
1.N5-CH3-FH4的甲基不能转移,影响甲硫氨酸的合成.2.同时影响四氢叶酸的再生。
导致核酸合成障碍,影响细胞分裂。
巨幼细胞性贫血九、维生素C(抗坏血酸)维生素C,其化学名称为:
L-抗坏血酸。
是水溶性维生素,溶液显酸性,有可口的酸味。
维生素C是人体中新陈代谢不可缺少的物质,它维持牙齿、骨胳、血管肌肉的正常功能、具有解毒作用。
能增强人体对疾病的抵抗力,促进伤口愈合,并能预防肿瘤。
维生素C在新鲜蔬菜和水果中含量丰富,尤其是绿叶蔬菜,西红柿等酸性水果和豆芽中含量较高,缺乏时使人得坏血病表现为骨胳脆弱等症状。
(一)化学本质及性质结构中C2及C3位上相邻的烯醇式羟基极易解离出H+,因而呈酸性,具强还原性。
生化作用1.参与体内的羟化反应促进胶原蛋白的合成类固醇的羟化参与芳香族氨基酸的代谢2.参与体内的氧化还原反应保护巯基和使巯基再生促进铁的吸收和利用维生素C保护维生素A、E及B免遭氧化3.抗病毒作用维生素C能增加淋巴细胞的生成,提高吞噬细胞的吞噬能力,促进免疫球蛋白的合成,提高机体免疫力。
临床上用于心血管疾病、病毒性疾病等的支持性治疗。
我国建议成人每日维生素C的需要量为60mg。
第三节钙、磷代谢一、钙、磷在体内分布广泛、功能重要
(一)钙既是骨的主要成分又具有重要的调节作用骨钙占体内总钙99%,以羟基磷灰石(hydroxyapatite)的形式存在血清钙(911mg/dl),占总钙0.1%其他钙占总钙1%。
血钙的正常水平对于维持骨骼内骨盐的含量、血液凝固过程和神经肌肉的兴奋性具有重要的作用。
胞液钙作为第二信使在信号转导中发挥许多重要的生理作用。
肌肉中的钙可启动骨骼肌和心肌细胞的收缩。
(二)磷是体内许多重要生物分子的组成成分二、钙和磷的代谢与骨的代谢密切相关
(一)钙和磷的吸收与排泄的影响因素颇多主要来源:
牛奶、豆类和叶类蔬菜主要吸收部位:
十二指肠和空肠上段、小肠对钙的重吸收影响钙吸收因素:
酸性食物均有利于钙的吸收。
碱性磷酸盐、草酸盐和植酸盐不利于钙的吸收。
钙的吸收随年龄的增长而下降。
维生素D能促进钙和磷的吸收。
肾对钙的重吸收,正常成人肾小球每日滤过约+9g游离钙。
(二)骨内钙和磷的代谢是体内钙磷代谢主要组成三、钙和磷代谢受三种激素的调节主要调节激素:
维生素D、甲状旁腺激素和降钙素主要调节靶器官:
小肠、肾和骨(一
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