儿童营养及相关疾病
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第三节 脂溶性维生素

迄今为止,被公认的维生素有14种。它们分别是维生素A、维生素B 1、维生素B 2、烟酸、维生素B 6、维生素B 12、叶酸、生物素、泛酸、胆碱以及维生素C、维生素D、维生素E、维生素K。维生素缺乏是较常见的营养缺乏病。近年来,有关维生素的生理功能有不少新的发现,它们不仅在防治多种营养缺乏病方面是必需的,在预防多种慢性退化性疾病方面也有重要的作用。
各种维生素的化学结构不同,在生理功能等方面有一些共同的特点:①除维生素D可经日照合成,维生素K、B 6能由肠道细菌合成少量外,绝大部分维生素人体不能自身合成,必须由食物提供;②不是人体的结构成分,也不提供能量,常以辅酶或辅基的形式参与体内物质代谢的调节;③每日生理需要量很少,仅以毫克(mg)或微克(μg)计。
营养学上一般按溶解性将其分为脂溶性维生素(fat-soluble vitamins)和水溶性维生素(water-soluble vitamins)两大类。脂溶性包括维生素A、D、E、K,水溶性包括B族维生素和维生素C。
脂溶性维生素是指不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂(如苯、乙醚及三氯甲烷等)的维生素,包括维生素A、D、E和K。在食物中它们常与脂类共存,其吸收与肠道中的脂肪吸收密切相关。可储存于体内的肝脏和脂肪组织,短时间膳食缺乏可动员储备,而不出现缺乏症。但长期摄入大剂量维生素A和维生素D,易出现中毒症状。
一、维生素A
(一)结构、理化性质及活性形式
维生素A类是指含有视黄醇类(retinol)的结构,并具有其生物活性的一大类物质,包括已形成的维生素A(preformed vitamin A)和维生素A原(provitamin A)以及其代谢产物。视黄醇是淡黄色的晶体,其分子量为286.46,其最基本的组分是全反式视黄醇,其尾部有顺式(cis)和反式(trans)变化,这种变构影响视黄醇的特异功能。
类维生素A是指维生素A和其代谢产物以及合成的类似物。动物体内具有维生素A生物活性的类维生素A包括维生素A(vitamin A)、视黄醛(retinal)、视黄酸(retinoic acid)和视黄基酯复合物。视黄基酯复合物并不具有维生素A的生物活性,但它能在肠道中水解产生视黄醇。
植物中不含维生素A。某些有色(黄、橙和红色)植物中含有类胡萝卜素(carotenoids),目前已发现的类胡萝卜素约600种,仅有约10%可在小肠和肝细胞内转变成维生素A和视黄醛,这部分类胡萝卜素被称为维生素A原,如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-隐黄素、γ-胡萝卜素等,其中最重要的为β-胡萝卜素。其他类胡萝卜素,如玉米黄素、辣椒红素、叶黄素和番茄红素不能分解形成维生素A,不具有维生素A的活性。
大多数天然的类维生素A溶于脂肪或有机溶剂,对异构、氧化和聚合作用敏感,因而应避免与氧、高温或光接触。维生素A和胡萝卜素都对酸和碱稳定,一般烹调和制罐不易破坏。当食物中含有磷脂、维生素E、维生素C和其他抗氧化剂时,维生素A和胡萝卜素较为稳定;当脂肪酸败时,则可引起其严重破坏。密封、低温冷冻组织中的维生素A可以稳定存在数年。
(二)生理功能
1.参与维持正常视觉
维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分。人视网膜的杆状细胞含有感光物质视紫红质,它由11-顺式视黄醛与视蛋白结合而成,对暗视觉是十分重要的。当视紫红质被光照射时可引起一系列的变化,经过各种中间构型,最后11-顺式视黄醛转变为全反式视黄醛(all-transretinal),并与视蛋白分离。在这一过程中感光细胞超极化,引发神经冲动,电信号上传到视神经,与视蛋白分离的全反式视黄醛在一系列酶的作用下,又转变成11-顺式视黄醛,再与视蛋白结合成视紫红质供下一次循环使用。并不是所有与视蛋白分离的视黄醛都可反复使用形成视紫红质,因此必须持续补充维生素A以满足视黄基酯的水平。当维生素A不足时,暗适应时间会延长。视黄醛除了作为视网膜中的感光物质成分,将光刺激转成神经信号,在脑产生视觉外,还能促进眼睛各组织结构的正常分化,维持正常视觉。维生素A能可逆地被氧化为视黄醛,但不能再被氧化形成视黄酸。视黄酸能促进生长但不具有维生素A所具有的维持视觉的功能。
2.参与维持细胞的正常分化
维生素A参与调节机体多种组织细胞的生长和分化,包括神经系统、心血管系统、眼睛、四肢、骨及上皮组织等,从而在生殖、造血、骨的发育、胚胎发生及形成过程中发挥关键作用。很早就有研究报道,妊娠动物摄入过量的维生素A可引起动物先天畸形,视黄酸似乎是致畸原。人类孕7周以前摄入大剂量维生素A与出生缺陷的高发相关。这些缺陷(尤其是颅面部、心脏和胸腺)导致高死亡率。孕妇缺乏维生素A,胎盘发育不良,其新生儿体重轻;儿童缺乏维生素A,生长停滞,发育迟缓,骨骼发育不良。此外,维生素A缺乏还会导致男性睾丸萎缩,精子数量减少、活力下降。
3.免疫功能
维生素A参与淋巴细胞的生长、分化的调节,并通过增强巨噬细胞和自然杀伤细胞的活力来调节细胞和体液免疫,提高免疫功能。此外,维生素A维持上皮细胞的正常分化和完整性,利于构建消化道、呼吸道和皮肤的天然屏障,以抵抗外来致病因子的侵袭。当维生素A缺乏时,可致细胞免疫功能降低,易发生呼吸道或消化道的反复感染。
(三)缺乏与过量的危害
1.缺乏
维生素A缺乏(vitamin A deficiency)是WHO确认的世界四大营养缺乏病之一,是一种因体内维生素A缺乏而引起的,以眼、皮肤改变为主的全身性疾病,多见于婴幼儿。临床上最早出现暗适应能力降低,眼结合膜及角膜干燥(Bitot's spots,毕脱斑),以后发展为角膜软化以及身体发育障碍。维生素A缺乏还会引起机体不同组织上皮干燥、增生及角化,以致出现各种症状,如皮脂腺及汗腺角化,出现皮肤干燥,毛囊角化,棘状丘疹与毛发脱落,呼吸道黏膜上皮分化异常引起呼吸道感染,特别是婴幼儿。由于孕妇血中的维生素A不易通过胎盘屏障,导致新生儿体内维生素A储存量较低,加之该年龄段生长发育较快,需要量相对增加,易发生缺乏,维生素A缺乏也导致血红蛋白合成代谢障碍,儿童生长发育迟缓等。对早产儿来说,人乳中没有足够的维生素A以满足他们的需要。
2.过量
过量摄入维生素A可引起急性、慢性及致畸毒性。其急性症状为恶心、易激惹、眩晕、发热、婴儿囟门突起。慢性中毒比急性中毒常见,维生素A使用剂量为RNI的10倍以上时可发生,常见症状是头痛、食欲减退、脱发、肝大、长骨末端外周部分疼痛、肌肉疼痛和僵硬、皮肤干燥瘙痒、复视、出血、呕吐和昏迷等。动物试验显示,维生素A摄入过量,可导致胚胎吸收、流产、出生缺陷。孕妇在妊娠早期每天大剂量摄入维生素A,娩出畸形儿的相对危险度可达正常者的25.6倍。其机制研究结果显示,过量的维生素A可引起细胞膜的不稳定和某些基因的不适当表达。迄今尚没有足够证据确定维生素A对人类有潜在已知毒作用的最小摄入量。有文献报道,成人一次剂量超过90~300mg(30万~100万IU),儿童一次剂量超过90mg(30万IU)即可能发生急性中毒。
大量摄入胡萝卜素一般不会引起毒性作用,其原因是类胡萝卜素在体内向维生素A转变的速率慢;另外,随着类胡萝卜素摄入增加,其吸收减少。大剂量的类胡萝卜素摄入可导致高胡萝卜素血症,出现类似黄疸的皮肤,但停止食用类胡萝卜素后,症状会慢慢消失,未发现其他毒性。
(四)营养状况评价
维生素A的营养状况可分为5类:缺乏、边缘缺乏、充足、过多和中毒。充足状态是生化指标正常,生理功能完好,无缺乏的临床体征、体内总存量足以应付各种各样的应激状态和短期的低膳食摄入。关于缺乏和过多,只凭临床症状往往难以确定。维生素A营养状况应根据临床检查、生化指标,结合生理情况、膳食摄入情况综合予以判定。
常用的检查方法有:
1.临床检査 长期动物性食物摄入不足,有各种消化道疾病、慢性消耗性疾病或急性传染病等情况应高度警惕维生素A缺乏病。眼部症状检查可发现典型的维生素A缺乏,WHO将维生素A缺乏的眼部症状予以分类,其中角膜干燥、溃疡、角化定为诊断维生素A缺乏有效的体征,毕脱斑用于儿童维生素A缺乏的诊断。
2.生物化学检查
(1)血浆维生素A测定:婴幼儿血浆正常水平为300~500μg/L,年长儿和成人为300~2250μg/L,低于200μg/L可诊断为维生素A缺乏,200~300μg/L为亚临床状态缺乏可疑。血浆维生素A水平并不能完全反映全身组织的维生素A营养状态。
早产儿血清中血浆维生素A含量低于200μg/L(0.7μmol/L)为不足,低于100μg/L(0.35μmol/L)为严重缺乏,显示胎儿期肝脏尚未有维生素A的储备。
(2)相对剂量反应试验(relative dose response test,RDR):受试者口服视黄基酯450μg,测定口服前(A0)和口服5小时后(A5)血浆维生素A浓度,按公式计算RDR,按表2-3-1判断维生素A状况。
表2-3-1 维生素A营养状况评价
对于维生素A营养状态良好的婴儿,给予小剂量维生素A后,维生素A血清浓度会在短时间内(小于5小时)适度上升。如果在维生素A缺乏状态下,这种血清浓度的增加是很明显的,返回基线水平的时间也相对延长。相对剂量反应试验是确诊实验。
(3)血浆视黄醇结合蛋白测定:血浆视黄醇结合蛋白(retinol-binding protein,RBP)水平能比较敏感地反映体内维生素A的营养状态,正常值为23.1mg/L,低于此值有缺乏可能。
3.视觉暗适应功能测定 维生素A缺乏者,暗适应时间延长。方法是事先让10名健康人每天摄入1万IU维生素A连续7天,然后用暗适应计测定暗适应时间,以95%上限值作为正常值。该方法适用于现场调查,但特异性不强。有眼部疾病、血糖过低和睡眠不足者暗适应功能也可能降低,应用此法进行个体判定时要进行鉴别。
4.眼结膜印迹细胞学法(conjunctival impression cytology,CIC)在维生素A缺乏时,眼结膜杯状细胞消失,上皮细胞变大且角化。用醋酸纤维薄膜贴于受检者的球结膜上取样,然后进行染色、镜检。
(五)维生素A在儿童膳食中的地位
1.维生素A缺乏是儿童常见缺乏病
据估计,全世界因维生素A缺乏每年可造成100万~250万人死亡,50万活动性角膜损伤新病例和400万~700万无角膜损伤的干眼病患者,约有60%的人群血清维生素A水平低下,以5岁以下儿童最为严重,绝大部分集中在亚洲东南部及非洲地区。有文献显示,通过补充维生素A,婴儿及小龄儿童的死亡率明显下降。
2.儿童维生素A缺乏的表现
婴儿、幼儿和儿童维生素A营养状况与视觉、骨骼生长、免疫的成熟均密切相关。而儿童维生素A缺乏最常见的表现包括:暗适应能力下降,眼干燥症,呼吸道和消化道的反复感染,血红蛋白合成代谢障碍导致贫血,骨骼发育不良至生长发育迟缓等。
3.儿童维生素A缺乏的原因
维生素A的来源仅限于动物肝脏、蛋黄及全脂牛奶,这些食物在我国居民膳食中的比例不高,而植物来源的维生素A原在人体内转化成维生素A的效价较低,如β-胡萝卜素的效价仅为维生素A的1/12,导致维生素A成为儿童最易缺乏的维生素。婴儿期维生素A来源于母乳,而母乳中维生素A受乳母膳食的影响,较大婴儿和幼儿奶类摄入减少,动物肝脏和蛋黄成为主要来源,如膳食缺乏,血浆维生素A浓度将降低。如果仅依靠植物性食物来源的胡萝卜素,婴幼儿牙齿的和咀嚼能力限制了富含胡萝卜素蔬菜的摄入,加上胡萝卜素极低的转化效率,也影响到幼儿维生素A的营养状况,导致婴幼儿维生素A缺乏增加。
4.儿童维生素A缺乏的预防
(1)加强对婴幼儿、儿童、孕妇、乳母等维生素A缺乏高危人群的监测。
(2)建议摄入含维生素A丰富的食物,如每天摄入一定量的全脂牛奶、鸡蛋或强化维生素A的配方奶粉,每周至少摄入1次动物肝脏。家庭和托幼机构多做以深绿色蔬菜、胡萝卜、番茄等为主的食物,烹调尽可能适合婴幼儿的咀嚼能力。
(3)强化对高危人群干预:对严重维生素A缺乏的人群,可进行一次口服维生素A 20万IU,6~8个月再重复1次的干预措施。6~11月龄的婴儿给予半量,更小的婴儿给予1/4量,并注意预防维生素A的中毒。在有蛋白质-能量营养不良的儿童中,补充高蛋白膳食时应注意及时补充维生素A。孕妇产后8周内,一次给予20万IU维生素A是一种安全有效的改善母亲及其婴儿维生素A营养状况的措施。
(六)参考摄入量及食物来源
1.表示单位
膳食或食物中全部具有维生素A活性的物质常用维生素A活性当量(vitamin A activity equivalents,VAE)表示。
1μgVAE=1μg全反式维生素A=2μg来自补充剂的全反式β-胡萝卜素
=12μg膳食全反式β-胡萝卜素=24μg其他膳食维生素A原类胡萝卜素
1μg维生素A活性当量=3.3IU全反式维生素A。
2.妇幼人群膳食维生素A参考摄入量
见表2-3-2。
表2-3-2 中国妇幼人群膳食维生素A的参考摄入量(μgVAE/d)
3.食物来源
婴儿所需维生素A来源于母乳,人乳中维生素A的含量与乳母膳食密切相关。关于人乳维生素A含量的Meta分析显示,均值为444±114.6μg/L,我国母乳较低(为297μg/L)。其中,视黄酯占总量的94%~96%,初乳中含量更高。早产儿母乳中维生素A含量变化很大,通常没有足够的维生素A来满足早产儿的需要。早产儿配方奶中维生素A含量高于足月儿配方,一般住院期间约为1000IU/dl,出院后为340IU/dl。
富含维生素A的食物主要有动物的肝脏、鱼卵、蛋黄和全脂牛奶。鱼肝油或维生素A的制剂可用于维生素A缺乏高危人群的干预。绿色、黄红色蔬菜和水果,如西蓝花、菠菜、苜蓿、空心菜、莴笋叶、芹菜叶、胡萝卜、豌豆苗、红心红薯、辣椒、芒果、杏子及柿子等富含类胡萝卜素,需在体内转变成维生素A后才有活性,其转变效价较低。
二、维生素D
(一)结构、理化性质及活性形式
维生素D是指含环戊氢烯菲环结构、并具有维生素D 2生物活性的一类物质。目前已知的维生素D至少10种,以维生素D 2(ergocalciferol,麦角钙化醇)及维生素D 3(cholecalciferol,胆钙化醇)最为常见。
维生素D 2是由酵母菌或麦角中的麦角固醇经日光或紫外线照射后形成的产物,并且能被人体吸收。维生素D 3是由贮存于皮下的7-脱氢胆固醇,经紫外线照射后转变而成。由于维生素D 3可在人体的皮下产生,在体内代谢活化后能发挥多种调节作用,早期也被认为是一种激素或有激素特性。在某些特定居住条件,如北纬35°以上、空气污染严重或日照不足地区,因缺乏紫外线照射,维生素D不能合成或合成的量不足,必须由膳食供给,故维生素D 3被认为是一种维生素。
维生素D 2和维生素D 3皆为白色晶体,溶于脂肪和脂溶剂,其化学性质比较稳定,在中性和碱性溶液中耐热,不易被氧化。但在酸性溶液中则逐渐分解,故通常烹调加工不会引起维生素D的损失,但脂肪酸败可引起维生素D破坏。过量辐射照射,可形成具有毒性的化合物。维生素D 2和维生素D 3虽然在结构、理化性质、生化和生理上有细小的差别,但对人体的作用和作用机制则完全相同,哺乳动物和人类对两者的利用亦无区别。
无论是从膳食摄入的维生素D 3还是从皮肤合成维生素D 3,都与α-球蛋白结合并随乳糜微粒转运到肝脏。在肝脏内,经维生素D 3-25-羟化酶催化,其侧链C-25羟化生成25-OH-D 3,然后被转运至肾脏。在肾脏,1-羟化酶羟化 A环 C-1位羟化产生 1,25-(OH) 2 D 3。1,25-(OH) 2 D 3需与维生素D结合蛋白及白蛋白结合,在血液中进行转运,到达小肠、骨、肾等靶器官,与相应受体结合,表达各种生理功能。维生素D在体内主要分布于脂肪组织和肝脏,大脑、肺、脾、骨和皮肤中也有少量存在。维生素D主要在肝脏代谢,形成极性较强的代谢产物与葡萄糖苷酸结合后,随胆汁入肠,经消化道排出,少量水溶性代谢产物经肾脏随尿排出体外。
(二)生理功能
维生素D作用于小肠、肾、骨等靶器官,参与维持细胞内外的钙浓度以及钙磷代谢的调节参与心脏、肌肉、大脑、造血和免疫器官等细胞代谢或分化的调节。
1.促进小肠对钙吸收和转运
1,25-(OH) 2-D 3可诱导小肠黏膜细胞钙结合蛋白质(calcim-bindingprotein,CBP)合成。钙结合蛋白是小肠协助钙的吸收的专用蛋白。1,25-(OH) 2-D 3能增加肠黏膜碱性磷酸酶的活性,促进磷酸酯键的水解和磷的吸收。
2.促进肾小管对钙、磷的重吸收
1,25-(OH) 2-D 3作用于肾小管,促进肾小管对钙磷的重吸收,特别是磷的重吸收,减少钙、磷丢失,提高血钙磷浓度,有利于骨的矿化作用。
3.对骨细胞呈现多种作用
促进成骨细胞的增殖和碱性磷酸酶的合成,促进骨钙素的合成,使之与羟磷灰石分子牢固结合构成骨实质;促进间叶细胞向成熟破骨细胞分化,导致旧骨吸收,以利于骨盐沉积于成骨细胞周围,以备形成新骨之用;促进骨、软骨及牙齿的矿化,并不断更新以维持正常生长,预防儿童佝偻病。
4.参与血钙平衡的调节
1,25-(OH) 2 D 3、甲状旁腺素(PTH)和降钙素(CT)是机体内重要的钙平衡调节系统,共同作用调节机体血钙和血磷的平衡与稳定。当血钙、血磷水平低下时,甲状旁腺分泌PTH增高,PTH促使肾脏维生素D 3 1-羟化酶活性增高,后者催化由25-OH-D 3转化为1,25-(OH) 2 D 3,1,25-(OH) 2 D 3将储存在骨组织中的钙和磷动员出来进入血液,以提高血钙和磷水平;当血钙、血磷过高时,促使甲状旁腺产生降钙素,阻止钙从骨中动员,并增加骨中钙、磷的沉着和促进钙、磷从尿中的排出,以维持血液中钙和磷浓度的稳定。
5.细胞的分化、增殖和生长
1,25-(OH) 2 D 3通过调节基因转录调节细胞的分化、增殖和生长。1,25-(OH) 2 D 3可促进干细胞向破骨细胞的分化,抑制成纤维细胞、淋巴细胞以及肿瘤细胞的增殖;促进皮肤表皮细胞的分化并阻止其增殖,对皮肤疾病具有潜在的治疗作用。
(三)缺乏与过量
1.缺乏
维生素D缺乏导致肠道钙、磷吸收减少,肾小管对钙和磷的重吸收作用降低,影响骨钙化,造成骨骼和牙齿的矿物质异常。婴儿缺乏维生素D将引起佝偻病(rickets)。婴幼儿缺乏维生素D、钙吸收不足、甲状旁腺功能失调或其他原因造成血清钙水平降低时,可引起一时性肌肉痉挛、小腿抽筋、惊厥等。孕妇、乳母缺乏维生素D可引起骨质软化症,老年人缺乏维生素D可引起骨质疏松症。
(1)佝偻病:
维生素D缺乏时,由于骨骼不能正常钙化,易引起骨骼变软和弯曲变形,主要见于2岁以内婴幼儿。例如,幼儿刚学会走路时,身体重量使下肢骨弯曲形成“X”或 “O”形腿;胸骨外凸(“鸡胸”);肋骨与肋软骨连接处形成 “肋骨串珠”;囟门闭合延迟、骨盆变窄和脊柱弯曲;由于腹部肌肉发育不良,易使腹部膨出;出牙推迟,恒齿稀疏、凹陷、容易发生龋齿。
(2)骨质软化症和骨质疏松症:
多见于成人,尤其是孕妇、乳母在缺乏维生素D和钙、磷时容易发生骨质软化症,主要表现为骨质软化,容易变形,孕妇骨盆变形可致难产。骨质疏松症及其引起的骨折是威胁老年人健康的主要疾病之一。
2.过多
过量维生素D摄入可引起维生素D中毒,特别是婴幼儿。维生素D的中毒症状包括食欲减退、体重减轻、恶心、呕吐、腹泻、头痛、多尿、烦渴、发热,血清钙磷增高,以致发展成动脉、心肌、肺、肾、气管等软组织转移性钙化和肾结石。严重的维生素D中毒可导致儿童死亡。目前,维生素D 3的中毒剂量尚未确定。有报道称,幼儿每天摄入维生素D 3 45μg(1800IU)可出现过量症状。另有文献报道,血中25-(OH)D 3的浓度>160ng/ml(>400nmol/L)可视为中毒。预防维生素D中毒最有效的方法是在推荐的UL水平范围内使用。
(四)营养状况评价
1.血浆25-(OH)D 3的浓度
25-(OH)D 3是维生素D血浆中的主要存在形式,测定血浆25-(OH)D 3的浓度是对个体维生素D营养状况最有价值的指标。它的半衰期约3周,在血中的浓度稳定,是几周甚至是几个月来自膳食和通过紫外线照射产生的25-(OH)D 3总和,可特异地反映人体几周到几个月内维生素D的营养状况。其正常值为25~150nmol/L(10~60ng/ml),低于25nmol/L为维生素D缺乏。
2.血清1,25-(OH) 2 D 3浓度
1,25-(OH) 2 D 3的正常血清浓度范围38~144pmol/L(16~60pg/ml),半衰期仅为4~6小时,可用蛋白竞争受体试验进行测定。血清1,25-(OH) 2 D 3浓度对评价维生素D缺乏几乎没有价值,但对遗传和25-(OH)D 3代谢紊乱的病人有很大价值,如慢性肾衰竭、高磷血症、甲状旁腺功能减退、假甲状腺功能减退、肿瘤引起的骨软化症和高钙血症或维生素 D依赖的佝偻病Ⅰ型 [先天的25-(OH)D 3到1,25-(OH) 2 D 3的转换减少],血清1,25-(OH) 2D 3的水平降低。而血清1,25-(OH) 2 D 3的浓度在一些病人可高于正常,如原发性甲状旁腺功能亢进、维生素D依赖性佝偻病Ⅱ型[靶细胞受体对1,25-(OH) 2 D 3的识别缺陷]、慢性肉芽肿(如结节病)、结核和矽肺。
3.血清钙磷乘积、血清碱性磷酸酶活性
也被用于判定佝偻病,但其结果受众多因素影响,不具有特异性。
(五)参考摄入量及来源
维生素D的量用μg或IU表示,1IU维生素D 3相当于0.025μg结晶维生素D 3的活性,即1IU维生素D 3=0.025μg维生素D 3,1μg维生素D 3=40IU维生素D 3
1.维生素D的参考摄入量
见表2-3-3。
表2-3-3 中国妇幼人群膳食维生素D的参考摄入量(μg/d)
2.维生素D的来源
食物来源极为有限,主要依赖体内合成或补充。维生素D 3仅富含于某些海洋鱼类的肝脏,每100g不同鱼类肝脏所含维生素 D 3的量为:鳕鱼肝脏6000IU,鳕鱼肝油8000~30 000IU,比目鱼肝油20 000~400 000IU,金枪鱼肝油最高,达1 600 000IU。通常的鱼肝油是混合型的。按每100g鱼类脂肪含维生素D 3的量为:三文鱼约500IU,金枪鱼(油浸)230IU。其他动物性食物的维生素D 3含量均不高,如炖鸡肝67IU/100g、烤羊肝23IU/100g,鸡蛋49IU/100g,全脂鲜奶0.2~3.8IU/L。而植物性食物中仅蘑菇、蕈类含有极少量维生素D 2。维生素D的体内合成是重要来源,阳光和紫外线是体内合成维生素D的重要条件。人类最早发现的维生素D缺乏性佝偻病流行于因缺乏日照的雾都英国伦敦。户外活动、接触日光浴是合成维生素D最主要的途径。在没有条件进行足够户外活动、户外活动受限的人群、日光不充足的季节,维生素D的强化食品或直接补充,成为预防缺乏的主要措施。
3.婴儿维生素D的来源
有分析显示,母乳中的维生素D仅22IU/L,即使摄入1L母乳,摄入的维生素D还不到推荐量的1/10。有研究发现,新生儿脐血中25-(OH)D 3和1,25-(OH) 2 D 3的浓度比母血中低,显示妊娠期母体通过胎盘转运维生素D到胎儿的能力及胎儿体内维生素D储备有限。婴儿从出生后数天就需要额外补充维生素D10μg/d,持续至青少年;鼓励婴幼儿、儿童青少年、孕妇和乳母每周进行2~3次,每次1~2小时户外活动来预防维生素D缺乏;在冬季或纬度>35°、日照不足区域,食用维生素D强化食物(如奶类)也是预防维生素D缺乏的有效措施。
三、维生素E
(一)结构、理化性质及活性形式
维生素E是指含苯并二氢吡喃结构,具有α-生育酚生物活性的一类物质,包括8种具有生物活性的天然化合物,其中4种生育酚(tocopherols,即α-T、β-T、γ-T、δ-T)和4种生育三烯酚(tocotrienols,即α-TT、β-TT、γ-TT、δ-TT)。维生素E的8种化学结构极为相似,但其生物学活性却相差甚远。其中,α-生育酚是自然界中分布最广泛、含量最丰富、活性最高的维生素E,β-生育酚活性为其25%~50%,γ-生育酚为10%~35%,所有三烯生育酚为30%。故通常以α-生育酚作为维生素E的代表进行研究。
维生素E在小肠吸收,吸收率为20%~40%。影响脂肪吸收的因素都可影响维生素E的吸收。吸收后的维生素E主要经乳糜微粒转运至肝脏,储存在肝脏、脂肪和肌肉组织。维生素E主要在肝脏代谢,其代谢产物主要经胆汁排出,部分水溶性代谢产物可经尿排泄。
常温下α-生育酚为黄色油状液体,溶于乙醇、脂肪和脂溶剂。α-生育酚对热及酸稳定,对碱不稳定,对氧极为敏感,油脂酸败可加速维生素E的破坏。在有氧条件下,游离酚羟基的酯是稳定的。食物中的维生素E在一般烹调时损失不大,但油炸时维生素E活性明显降低。
(二)生理功能
1.抗氧化作用
维生素E是非酶抗氧化系统中重要的抗氧化剂,能清除体内的自由基并阻断其引发的链反应,防止生物膜(包括细胞膜、细胞器膜)和脂蛋白中多不饱和脂肪酸、细胞骨架及其他蛋白质的巯基免受自由基和氧化剂的破坏。维生素E与其他抗氧化物质以及抗氧化酶包括超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等一起构成体内抗氧化系统,保护生物膜及其他蛋白质免受自由基攻击。研究表明,当维生素E缺乏时,人类细胞膜和细胞器膜很容易被氧化损伤。氧自由基损伤生物大分子,是参与多种疾病(如肿瘤、动脉粥样硬化、冠心病、关节炎等)及衰老发生发展的基础。
2.预防衰老
随着年龄增长,人体内脂褐质不断增加。脂褐质俗称老年斑,是细胞内某些成分被氧化分解后的沉积物。补充维生素E可减少细胞中的脂褐质形成。维生素E还可改善皮肤弹性,使性腺萎缩减轻,提高免疫能力。
3.与生殖功能和精子形成有关
维生素E缺乏时可出现睾丸萎缩和上皮细胞变性、孕育异常。临床上常用维生素E治疗先兆流产和习惯性流产。
4.调节血小板的黏附力和聚集作用
维生素E可抑制磷脂酶A 2的活性,减少血小板血栓素A 2的释放,从而抑制血小板的聚集。
(三)缺乏与过量
1.缺乏
长期缺乏维生素E,红细胞因膜的脆性增加而受损,红细胞寿命缩短,出现溶血性贫血,给予维生素E治疗,可望好转。维生素E缺乏在成人和婴儿中较为少见,但可出现在低体重的早产儿、血β-脂蛋白缺乏症、脂肪吸收障碍的患者。早产儿维生素E缺乏有几个原因,包括出生时组织储备不足、肠道吸收障碍和快速生长所致的营养需求增加。缺乏维生素E时,可出现视网膜退变、蜡样质色素积聚、溶血性贫血、肌无力、神经退行性病变、小脑共济失调等。新生儿维生素E缺乏表现为新生儿出血。维生素E和其他抗氧化剂摄入量低以及血浆水平低下,患肿瘤、动脉粥样硬化、白内障等退行性疾病的危险性增加。
2.过量
在脂溶性维生素中,维生素E的毒性相对较小。摄入大剂量维生素E(0.8~3.2g/d)有可能出现中毒症状,如肌无力、视觉模糊、复视、恶心、腹泻以及维生素K的吸收和利用障碍。补充维生素E制剂,每天应不超过400mg。早产儿大剂量供给维生素E可导致严重中毒,有研究显示,早产儿经肠外给予超过 3.5IU/(kg·d)或经肠内超过25IU(kg·d)的维生素E,其潜在危险大于其有益效应。
(四)营养状况评价
1.血清维生素E水平
血清或血浆维生素E含量≥0.5mg/dl,则表示体内是足够的。由于血浆生育酚浓度与血脂浓度密切相关,故有人建议用每克血脂中的α-生育酚水平来评价维生素E的营养状况。维生素E与总脂肪的比例达到0.6~0.8mg/g,表示营养状况良好。这个比例对早产儿更为重要。
2.红细胞溶血试验
红细胞与2%~2.4%H 2O 2溶液温育后出现溶血,测得的血红蛋白量(H 1)占红细胞与蒸馏水保温后测得的血红蛋白量(H 2)的百分比可反映维生素E的营养状况。维生素E水平偏低者为10%~20%,缺乏者>20%。因为维生素E缺乏时,红细胞膜上部分脂质失去抗氧化剂的保护作用,其膜的完整性受到破坏,对H 2O 2溶血作用的耐受能力下降。
(五)参考摄入量及食物来源
1.维生素E的表示单位
α-生育酚包括天然食物中的生育酚(d-α-生育酚、RRR-α-生育酚)和人工合成生育酚(dl-α-生育酚、全消旋α-生育酚、all-rac-α-生育酚),人工合成dl-α-生育酚的活性相当于天然d-α-生育酚活性的74%。如果将α-生育酚的生物活性定为100,那么β-生育酚的相对活性为25~50;γ-生育酚为10~35;所有生育三烯酚为30。维生素E的活性可用α-生育酚当量(tocopherol equivalent,TE)来表示,规定1mg α-TE相当于1mg RRR-α-生育酚的活性。
膳食中总α-TE(mg)=d-α-T(mg)+0.5β-T(mg)+0.1γ-T(mg)+0.3TT(mg)+ 0.74dl-α-T(mg)
维生素E的活性又可用国际单位(IU)来表示,1IU的维生素E等于1mg dl-α-生育酚醋酸酯的活性。各种维生素E的换算关系列于表2-3-4。
1IU维生素E=0.67mg d-α-生育酚=0.74mg d-α-生育酚醋酸酯
表2-3-4 各种形式维生素的单位换算值
2.适宜摄入量
维生素E可通过乳汁分泌,因此乳母应增加摄入量,以满足乳汁分泌的需要。母乳中维生素E的含量范围为0.45~0.83IU/dl,母乳喂养儿可以通过初乳汁获得约3mg/d的维生素E,并维持血液和组织中维生素E达正常水平。早产儿肠外营养者应提供2.8~3.5IU/(kg·d),肠内营养者应提供6~12IU/(kg·d)。中国营养学会推荐量维生素EAI见表2-3-5。
表2-3-5 妇幼人群膳食维生素E的适宜摄入量(mgα-TE/d)
3.食物来源
维生素E在自然界分布甚广,一般情况下人体不会缺乏。富含维生素E的食物包括,坚果、谷物种子及麦胚、豆类及油脂。谷类因精制、植物油因精炼其维生素E可损失。
四、维生素K
(一)结构、理化性质及活性形式
维生素K是脂溶性维生素中含有2-甲基-1,4-萘醌环的一族同系物。作为 “抗出血维生素”的维生素K是肝脏中凝血酶原和其他凝血因子合成必不可少的物质。维生素K以两种形式存在:①维生素K 1叶绿醌存在于植物食物;②维生素K 2是由细菌合成的一系列含有不同长度不饱和侧链,与甲基萘醌类有关的一类化合物。天然存在的维生素K是黄色油状物,人工合成的则是黄色结晶粉末。维生素K抗热和水,但易遭酸、碱、氧化剂和光(特别是紫外线)的破坏。由于天然维生素K对热稳定,加上不溶于水的特性,在正常烹调过程中损失很少。
(二)生理功能与缺乏
1.参与凝血过程
有4种凝血因子,凝血因子Ⅱ(凝血酶原)、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的合成依赖维生素K参与。在维生素K参与下,4种凝血因子参与一系列连续不断的蛋白水解激活作用,最终使可溶性纤维蛋白原转化为不溶性纤维蛋白,再与血小板交链形成血凝块,完成凝血过程。其他依赖维生素K的凝血因子是蛋白质C、S、Z和M,蛋白质C和S是抗凝血剂。
2.参与骨代谢
骨组织中至少存在2种维生素K依赖蛋白,即骨钙素(BCP)和基质γ-羧基谷氨酸(Gla)蛋白质(matrix Gla protein,MGP)。骨钙素由成骨细胞合成,是骨基质中除胶原蛋白外最丰富的蛋白质,占骨蛋白总量的2%,非胶原蛋白的10%~20%。其含量可反映新合成骨中成骨细胞的水平,骨钙素结合钙的能力与它的3个Gla残基的维生素K依赖性γ-羧基化有关。有研究显示,老年人骨密度、骨折发生率和维生素K水平均呈正相关,具体作用机制尚不明确。
3.其他维生素K依赖Gla蛋白质
在钙化的动脉粥样硬化的组织中发现了一种Gla蛋白质,称为动脉粥样化钙蛋白。有人提出,该种Gla蛋白质仅见于动脉壁中而未见于静脉壁中,故可能与动脉粥样硬化有关。
维生素K缺乏引起低凝血酶原血症,且其他维生素K依赖凝血因子浓度下降,表现为凝血缺陷和出血,特别是新生儿。凝血酶原前体蛋白 <2μg/L为正常,>2μg/L为缺乏。
(三)参考摄入量及食物来源
哺乳动物对维生素K的需要可以通过膳食摄入和肠道微生物合成得到满足。新生儿是维生素K缺乏的高风险群体,原因包括:①胎盘转运脂质相对不足,作为脂溶性的维生素K在新生儿体内储备不足。②新生儿肝脏对凝血酶原的合成尚未成熟。③母乳维生素K的含量低(仅含2.5mg/L),不能满足新生儿的需要。足月新生儿出生时,其血浆凝血酶原浓度、维生素K依赖因子仅为成人的20%。④新生儿出生时肠道菌群尚未形成,不能合成维生素K,因此新生儿易发生因缺乏维生素K所致出血。特别是剖宫产的新生儿因肠道菌群定植延迟,出生时未接受预防性的维生素K,在出生后第3~8周容易发生迟发性维生素K缺乏性出血病。因此,足月儿出生后即应肌内注射1mg维生素K作为预防。
早产婴儿比足月婴儿对维生素K缺乏更为敏感。低出生体重儿配方奶粉中含有65~100μg/L维生素K,给极低出生体重儿喂哺强化维生素K的配方奶时,不需额外补充维生素K。
中国营养学会推荐的维生素K的AI为:0~6月龄婴儿2.0μg/d,7~12月龄婴儿10μg/d,1~3岁30μg/d,4~6岁40μg/d,7~10岁50μg/d,11~13岁70μg/d,14~17岁75μg/d,孕妇80μg/d,乳母85μg/d。
维生素K含量丰富的食物包括豆类、麦麸、绿色蔬菜、动物肝脏、鱼类等。菠菜、羽衣甘蓝、西蓝花、卷心莴苣,是成人及儿童维生素K的主要食物来源。

(赖建强)