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六、维生素
维生素(vitamin)是维持机体生命活动过程中所必需的一类微量的低分子有机化合物。大多数维生素在人体内不能合成,或合成的数量不能满足人体的需要(如维生素D)。虽然人体对维生素的需要量很小,它们既不是构成各种组织的主要原料,也不是体内能量的来源,但是对于人体的物质和能量代谢具有非常重要的作用。维生素有四种命名方法:一是按其被发现的顺序,以英文字母命名,如维生素A、B、C、D、E等;二是根据生理功能命名,如抗坏血酸等;三是按化学结构命名,如视黄醇、核黄素和硫胺素等;四是根据维生素的溶解性分为两大类,即脂溶性维生素和水溶性维生素。前者指不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂中的维生素,包括维生素A、D、E、K。后者指溶于水的维生素,包括B族维生素(维生素B 1、B 2、PP、B 6,叶酸,维生素B 12等)和维生素C。
(一)维生素A
1.概念和作用
维生素A类是指含有视黄醇(retinol)结构,并具有其生物活性的一大类物质,包括已形成维生素A和维生素A原以及其代谢产物。机体内的维生素A活性形式有三种:包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。
维生素A对酸和碱稳定,一般烹调和罐头加工不易破坏;密封、低温冷冻组织中的维生素A可以稳定几年;当维生素A与其他抗氧化剂共同存在时,维生素A比较稳定。维生素A是脂溶性维生素,脂肪酸败可引起严重破坏。
维生素A的主要作用是维持人的正常视觉。当维生素A不足时,合成视觉细胞内感光物质“视紫红质”合成受影响,会导致暗适应时间延长,而严重缺乏时则导致夜盲症的发生。儿童维生素A缺乏最重要的临床诊断体征是毕脱斑(Bitot’s spots)。维生素A还与细胞生长和分化有关。维生素A的活性形式“视黄酸”可以通过多种基因影响蛋白的表达,继而调节机体多种组织细胞的生长分化等。因此,缺乏维生素A的儿童会出现生长发育迟缓,骨骼发育不良等现象。维生素A还有调节细胞和体液免疫(也被称为“抗感染”维生素)、抗氧化剂抑制肿瘤生长等作用。此外,过量摄入维生素A可引起急性、慢性及致畸毒性。摄入普通食物一般不会引起维生素A过多,绝大多数是因为过多摄入维生素A浓缩剂引起(慢性中毒比急性中毒常见)。
2.食物来源
维生素A最好的食物来源是各种动物肝脏、鱼肝油、鱼卵、全奶、奶油及禽蛋等;许多有色植物中(黄、橙和红色)中含有可以在体内转化成维生素A的类胡萝卜素(即维生素A原)主要包括菠菜、韭菜、油菜、胡萝卜、芹菜叶、空心菜、香菜、荠菜、辣椒、莴笋叶、西兰花、豌豆苗和茶叶,以及杏和柿子等。
(二)维生素D
1.概念和作用
维生素D类是指具有钙化醇活性的一大类物质,主要包括维生素D 2和维生素D 3。前者是由麦角固醇经日光或紫外线照射后形成,后者是由贮存于皮下的7-脱氢胆固醇在紫外线照射下转变而成。由于维生素D 3是在皮肤中产生,且要运往靶器官后才能发挥生理作用,因此它也被认为实质上是一种激素。
维生素D为白色晶体,溶于脂肪和脂类溶剂,化学性质比较稳定,通常的烹调加工不会引起维生素D的损失,但脂肪酸败可引起其被破坏。
食物中的维生素D经小肠吸收后,掺入乳糜微粒,经淋巴入血,然后被转运到肝脏进行羟化,首先被氧化成25-羟维生素D 3,分泌入血进入肾脏,进一步被羟化成具有生物活性的1,25-羟维生素D 3,继而由肾脏分泌入血,发挥生物学效应。维生素D与钙、磷代谢关系密切,其主要生理作用是促进小肠对钙、磷的吸收;通过促进骨对矿物质的吸收,它也直接作用于骨钙化的过程;在肾脏,维生素D促进对磷的排泄。婴儿维生素D缺乏可引起佝偻病;成人,尤其是孕妇、乳母和老人缺乏维生素D可发生手足痉挛症、骨质软化症和骨质疏松。
过量摄入维生素D可引起维生素D过多症,中毒症状主要包括食欲减退、体重减轻、恶心、呕吐等以致发展成组织转移性钙化和肾结石,严重的维生素D中毒可导致死亡。预防维生素D中毒最有效的方法是避免滥用。
2.维生素D食物来源
维生素D主要由皮肤合成,在自然界的分布并不广泛,主要存在于海水鱼(如沙丁鱼)、肝脏、蛋黄等动物性食品及鱼肝油制剂中。
(三)维生素E
1.概念和作用
维生素E类指具有α-生育酚生物活性的一类物质。维生素E对碱不稳定,对氧极为敏感。维生素E是脂溶性维生素,油脂酸败可加速维生素E的破坏。食物中维生素E一般烹调时损失不大,但油炸时维生素E的活性会明显降低。
维生素E具有较强的抗氧化作用,它可与体内其他抗氧化物质及抗氧化酶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的攻击。维生素E可预防衰老,补充维生素E可减少细胞中的脂褐质(俗称“老年斑”)的形成。维生素E与动物的生殖功能和精子生成有关,故临床上常用维生素E治疗习惯性流产和先兆流产。除此之外,维生素E还具有调节血小板黏附力和聚集、降低血胆固醇水平及抑制肿瘤细胞生长和增殖的作用等。在脂溶性维生素中,维生素E的毒性相对较小。大剂量维生素E摄入有可能出现中毒症状如肌无力、视觉模糊、恶心、呕吐等。
2.食物来源
维生素E广泛存在于自然界中,一般不会缺乏。植物油(橄榄油、椰子油除外)、麦胚、种子类、豆类等中维生素E含量较多,蔬菜、水果、肉类、鱼类含量较少。
(四)维生素B 1
1.概念和作用
维生素B 1(也称抗脚气病因子和抗神经炎性因子),因分子中含有硫和氨,故又称硫胺素。维生素B 1在体内以不同的焦磷酸化形式存在,其中大约80%为焦磷酸硫胺素(thiamine pyrophosphate,TPP)。维生素B 1有易溶于水且在碱性条件下易受热分解的特性,所以过分淘米或烹调中加碱可导致维生素B 1大量损失。一般温度下烹调食物时维生素B 1损失不多,高温烹调时损失可达10%~20%。
维生素B 1在维护神经、消化、循环等系统的正常功能中起着非常重要的作用,影响心肌、骨骼肌等组织的能量代谢。当维生素B 1缺乏时,首先影响神经组织的能量供应,易出现手足麻木、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等,称为“脚气病”,多发生在较多食用加工精细的米面的人群。此外,长期酗酒的人群也极易因酒精中毒而引起维生素B 1缺乏导致Wernicke-Korsakoff综合征,也称为脑型脚气病。
2.食物来源
人体对维生素B 1的需要量与体内能量代谢密切相关。维生素B 1主要存在与谷类、豆类及干果类,日常膳食中维生素主要来自谷类食物,因它多存在于表皮和胚芽中,米、面研磨过于精细可造成维生素B 1大量损失。此外,动物内脏(心、肝、肠、肾等)、禽类、瘦肉及蛋中含量也很多。
(五)维生素B 2
1.概念和作用
维生素B 2又称核黄素,为黄色粉末状结晶,水溶性较低,水溶液呈现黄绿色荧光。维生素B 2在酸性及中性条件下对热稳定,碱性条件下易被热和紫外线破坏。
维生素B 2参与体内生物氧化和能量代谢以维持蛋白质、脂肪和碳水化合物的正常代谢,促进生长发育,维持皮肤和黏膜的完整性。维生素B 2缺乏的原因主要包括膳食摄入不足、食物储存和加工不当导致维生素B 2破坏和丢失、吸收和利用不良或排泄增加等,主要临床表现为眼、口腔和皮肤的炎症反应。
2.食物来源
维生素B 2广泛存在于动植物性食品中,动植物性食品较植物性食品含量高。动物肝脏、肾脏、心脏、乳汁及蛋类含量尤为丰富;植物性食品以绿色蔬菜、豆类含量较高,而谷类含量较少。
(六)叶酸
1.概念及作用
叶酸又称维生素B 9、维生素M,为淡黄色结晶粉末,不溶于冷水和乙醇、乙醚及其他有机溶剂,微溶于热水。在水中对光敏感,易被破坏,在中性和碱性溶液中对热稳定,在酸性溶液中温度超过100℃即分解,pH<4可被破坏。
作为“一碳基团”(如甲基、亚甲基、甲酰基等)转移酶系的辅酶,携带碳原子参与嘌呤和嘧啶核苷酸的合成,促进细胞分裂与增殖,如促进红细胞成熟,预防巨幼红细胞性贫血;参与血红蛋白合成,预防贫血;催化二碳氨基酸与三碳氨基酸的相互转化,在甘氨酸与丝氨酸、组氨酸与谷氨酸、同型半胱氨酸与蛋氨酸之间的相互转化过程中充当碳原子基团的载体;预防胎儿神经管畸形,促进胎盘正常发育,有利于孕妇正常生产;促进同型半胱氨酸向胱氨酸转化,预防高同型半胱氨酸血症。
2.食物来源
叶酸广泛分布于各类食物中,如动物肝脏、肾脏、禽蛋、豆类、坚果类、小白菜、油菜、香菜、芹菜、莴笋、柑橘、香蕉等叶酸含量较丰富。
(七)维生素B 12
1.概念及作用
维生素B 12又称钴胺素,因含金属元素钴而呈红色结晶体,无臭无味,熔点高,溶于水和乙醇,不溶于三氯甲烷和乙醚,在强酸强碱环境中易被破坏,在中性溶液中耐热,对光、氧化剂、还原剂敏感,易被破坏。
维生素B 12在体内转变为甲基钴胺素(甲基B 12)和腺苷钴胺素(辅酶B 12)参与体内生化反应。以辅酶形式参与同型半胱氨酸甲基化为蛋氨酸,减少同型半胱氨酸的堆积,预防同型半胱氨酸血症;维持组织中游离四氢叶酸的含量,提高叶酸的利用率,促进嘌呤和嘧啶的合成,预防巨幼红细胞性贫血和痛风;促进蛋白质的合成,有利于婴儿的生长发育;促进脂肪酸的正常合成,参与神经细胞的正常代谢,维持神经系统功能,预防由维生素B 12缺乏引起的神经疾患。
2.食物来源
膳食中的维生素B 12主要来源于肉类食品中,极少数植物性食品含有维生素B 12。动物内脏(肝、心、肾)、鱼类及蛋类含量丰富,牛肉、猪肉、鸡肉、蛤类、虾蟹类也含量较多,奶类及乳制品含量较少。植物性食物中只有大豆中含有少量维生素B 12。
(八)维生素C
1.概念及作用
维生素C又称坏血酸,呈片状晶体,无色无味,不溶于脂溶性溶剂,稍溶于丙酮与低级醇类,易溶于水。其水溶液不稳定,遇空气、热、光、碱性物质、氧化酶、微量铜、铁等重金属离子可促进其氧化。
维生素C的作用如下:①作为羟化过程底物和酶的辅助因子,促进脯氨酸与赖氨酸羟基化,形成羟脯氨酸、羟赖氨酸残基,最终形成胶原分子的正常三级结构,生成胶原蛋白,促进组织的修复和伤口愈合。②作为羟化酶辅酶,参与一些神经介质的合成,如多巴胺合成去甲肾上腺素、色氨酸合成5-羟色胺。③参与类固醇的羟化过程,使胆固醇代谢为胆酸,转变为皮质激素和性激素,促进类固醇的代谢,降低血清胆固醇,预防动脉粥样硬化。④可将运铁蛋白中三价铁还原为二价铁,从而使铁与铁蛋白结合,提高肠道对铁的吸收率,促进肝脏对铁的利用,有利于对缺铁性贫血的治疗;可在胃中形成一种酸性介质,促进钙的吸收;抗坏血酸可将叶酸还原为四氢叶酸,对巨红细胞性贫血有预防作用。⑤对于维持细胞代谢、解毒作用具有重要的生理意义。⑥作为一种强抗氧化剂,可还原氧化型谷胱甘肽、超氧化物、羟基、次氯酸等氧化剂,使DNA正常转录,保护DNA、蛋白质和膜结构不受损伤。⑦可清除 和OH -等自由基,起抗衰老作用。⑧抗坏血酸可使血浆甘油三酯和胆固醇水平降低,预防血管内动脉硬化。⑨可促进抗体的形成,增强人体免疫力。⑩维生素C在缓解体内有毒物质(汞、铅、砷、苯、某些药物及细菌毒素等)毒性、抑制炎症也有一定作用。
2.食物来源
维生素C主要存在于新鲜蔬菜瓜果中。其中叶菜类和酸味水果含量较多。蔬菜如花菜、青辣椒、西红柿、卷心菜、茴香、油麦菜、荠菜、苋菜、苜蓿等,水果如橙子、柠檬、柑橘、柚子、樱桃、草莓、猕猴桃、酸枣、刺梨等。