生物化学基础
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第二节 脂溶性维生素

维生素A、维生素D、维生素E、维生素K溶于脂类及脂溶剂中,不溶于水,故称为脂溶性维生素。它们在食物中和脂类共存,在肠道中与脂肪共吸收。当脂类吸收不良时脂溶性维生素吸收也减少,甚至可引起缺乏症。当脂溶性维生素摄入量超过机体需要时,可在体内,尤其在肝(维生素A、维生素D、维生素K)或脂肪组织(维生素E)中储存。所以短期缺乏不致引起缺乏症,若长期过量摄入,则可出现毒性反应。

一、维生素A

(一)化学本质及来源

维生素A又称抗干眼病维生素。天然的维生素A有维生素A1和维生素A2两种形式,维生素A1又称视黄醇,维生素A2又称3-脱氢视黄醇,维生素A2的活性较维生素A1小。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。植物中不含维生素A,但如胡萝卜、菠菜、番茄、枸杞子等含有丰富的类胡萝卜素,其中以β-胡萝卜素最为重要,此类物质在小肠和肝中能转变为维生素A,通常将β-胡萝卜素称为维生素A原。维生素A很容易氧化,遇热和光更易氧化。

(二)生物化学功用及缺乏症

1.构成视觉细胞内的感光物质 人类感受暗光的视色素视紫红质,它是由维生素A1转变成的11-顺视黄醛与视蛋白结合而成。眼睛对弱光的感光性取决于视紫红质的浓度。当维生素A缺乏时,视紫红质合成减少,对弱光的敏感性降低,使暗适应时间延长,当完全丧失暗适应能力时,称为夜盲症。

2.维持上皮组织结构的完整与健全 维生素A能促进上皮组织中糖蛋白的合成,维持上皮组织的正常形态与功能。维生素A缺乏,会导致上皮组织干燥、增生和角质化。皮肤的病变表现为皮肤粗糙、毛囊角质化等。眼部表现为角膜和结膜表皮细胞退变,泪腺萎缩,泪液分泌减少,造成干眼病。严重时,导致角膜感染、混浊,形成角膜软化症。

3.促进生长发育 视黄醇具有类似于类固醇激素的作用,可促进生长、发育,强壮骨骼,维护头发、牙齿和牙床的健康。

4.抗氧化作用 β-胡萝卜素是抗氧化剂,在氧分压低的条件下,可直接与自由基结合,而自由基是引起肿瘤和许多疾病的重要因素。

二、维生素D

(一)化学本质及来源

维生素D又称抗佝偻病维生素,是类固醇衍生物,以维生素D2(麦角钙化醇)和维生素D3(胆钙化醇)最为重要。植物油和酵母中含有不被人体吸收的麦角固醇,在日光或紫外线照射下转变为可被人体吸收的维生素D2,因此称麦角固醇为维生素D2原。维生素D3主要存在于动物性食物中,如肝、牛奶和蛋黄等。体内皮下储存的7-脱氢胆固醇,是维生素D3的前体,经紫外线照射可转变为维生素D3,是人体内维生素D的重要来源。因此,经常晒太阳可以预防维生素D缺乏。

(二)生物化学功用及缺乏症

维生素D3无物活性,必须经肝羟化成25-(OH)D3,后者再经肾羟化生成1,25-(OH)2D3才能发挥其生物化学功能。

1,25-(OH)2D3的主要功能是促进小肠细胞中钙结合蛋白的合成,使小肠对钙、磷的吸收增加,同时可促进肾小管细胞对钙、磷的重吸收,提高血浆钙、磷的含量,有利于骨的生成和钙化。维生素D缺乏可致小儿佝偻病、婴儿手足搐搦症及成人骨软化症,并为老年骨质疏松的病因之一。

长期过量食用维生素D可引起中毒。表现为食欲下降、恶心、呕吐、血钙过高等,严重时可致肾功能衰竭。

三、维生素K

(一)化学本质及来源

维生素K又称凝血维生素,是2-甲基-1,4萘醌的衍生物。天然存在的有维生素K1和维生素K2两种。维生素K1存在于绿叶植物中,维生素K2是人体肠道细菌的代谢产物。临床上应用的为人工合成的维生素K3和维生素K4,溶于水,可口服及注射。

(二)生物化学功用及缺乏症

维生素K能促进肝合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ。它的作用是作为γ-谷氨酸羧化酶的辅酶,促进凝血因子前体中多个谷氨酸残基进行羧化反应,生成羧基谷氨酸残基,后者具有强的螯合钙的能力,从而具有凝血活性。

一般情况下,人体不会缺乏维生素K,只有当长期口服抗生素使肠道菌群紊乱或食物中缺乏绿叶蔬菜,才会发生维生素K缺乏症。缺乏维生素K时血液中凝血因子活性降低,凝血时间延长,严重时发生皮下、肌肉和胃肠出血。

四、维生素E

(一)化学本质及来源

维生素E又称生育酚,是苯骈二氢吡喃的衍生物。维生素E在无氧条件下对热稳定,但对氧极为敏感,易于自身氧化,故可保护其他易被氧化的物质,常用作抗氧化剂添加到食品中。维生素E主要存在于植物油中,以麦胚油、豆油、玉米油中含量最多。

(二)生物化学功用及缺乏症

1.抗氧化作用 维生素E能对抗生物膜中多不饱和脂肪酸发生过氧化反应。另外维生素E又被广泛用于抗衰老方面,认为它可消除脂褐素在细胞中的沉积,改善细胞的正常功能,延缓组织细胞的衰老过程。

2.与动物生殖功能有关 实验表明,维生素E能维持动物生殖器官正常机能,动物缺少维生素E会导致生殖器官发育不全而不育。对人类生殖器官的影响不很明确,临床上常用维生素E防治习惯性流产和先兆流产。