第3章维生素与微量元素.ppt
第三章维生素与微量元素,第一节 概述,第二节 脂溶性维生素,第三节 水溶性维生素,第四节 微量元素,第三章 维生素与微量元素,本章内容,第一节 概述,一、维生素的定义维生素（vitamin）是机体维持正常生理功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。,一、特点,1.一般以基本体的形式或可被机体利用的前体形式存在于天然食物中；2.大多数不能在体内合成，也不能大量储存，必须经常由食物供给；3.不构成组织，不供给能量；4.需要量很少，但却有重要作用，均以辅酶或辅基的形式发挥作用。5.多数维生素具有几种结构近似、生物学作用相同的化合物。,二、维生素的命名与分类,（一）命名一是按其顺序被发现的先后顺序，以拉丁字母命名，如维生素A、B、C、D、E、K等。二是根据其化学结构特点命名，如视黄醇、硫胺素、核黄素等。三是根据其生理功能和治疗作用命名，如抗干眼病、抗籁皮病维生素、抗坏血酸等。有些维生素后经证明是多种维生素混合存在，命名时便在其原拉丁字母下方标注1、2、3等数字加以区别，如维生素B1、B2、B6、B12。,二、维生素的命名与分类,（二）分类脂溶性维生素（Lipid-soluble vitamin）维生素A、D、E、K四种。水溶性维生素（water-soluble vitamin）B族维生素和维生素C两类两大类,B族维生素又包括维生素B1、B2、B6、B12、维生素PP、泛酸、叶酸、生物素等。,特点：溶于脂溶剂，不溶于水。一般烹调加工损失少。在食物中常与脂类共同存在，其吸收与脂类有关。此外，脂肪酸败时亦可使脂溶性维生素受到破坏。排泄慢，大量摄入可引起中毒；其营养状况一般不能用尿进行评价。可在体内储存，摄入不足时，缺乏症状出现缓慢。,1.脂溶性维生素：包括维生素A、D、E、K。,特点：易溶于水，不溶于脂肪和脂溶剂。排泄快，一般不中毒。储存少，摄入不足时，很快出现缺乏症状。其营养状况多可从尿中反映出来。易在加工烹调过程中损失。,2.水溶性维生素 包括B族维生素和维生素C。,（三）维生素缺乏,1.缺乏原因：（1）摄入不足：社会、宗教、经济、饮食习惯等；（2）吸收利用障碍：生理、疾病、膳食因素；（3）需要量增加：特殊生理状态、疾病等；长期使用营养素补充剂者对维生素的需要量增加。2.维生素缺乏的分类：（1）按原因分类：分为原发性与继发性缺乏。,（2）按缺乏程度分为：临床缺乏与亚临床缺乏两类。亚临床缺乏又称为边缘性缺乏（marginal deficiency)是指机体维生素营养水平及其生理功能处于低下状态，使机体对疾病的抵抗力降低，工作学习效率和生活质量下降的一种状态。,三、维生素的需要量,维生素的需要量（vitamin requirement）是指能保持人体健康、达到机体应有发育水平和充分发挥效率地完成各项体力和脑力活动的、人体所需要的维生素的必须量。维生素需要量的确定可通过人群调查验证和实验研究两种方式。,第二节 脂溶性维生素,一、维生素A（一）化学本质及性质维生素A又称抗干眼病维生素，又叫视黄醇（retinol）。是一个具脂环的不饱和一元醇，通常以视黄醇酯（retinol ester）的形式存在，醛的形式称为视黄醛（retinal）。,一、维生素A,维生素A在体内的活性形式包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。,A1存在哺乳动物及咸水鱼的肝脏中，又称视黄醇。,A2又称3-脱氢视黄醇，存在于淡水鱼的肝脏中。,一、维生素A,-胡罗卜素在小肠黏膜处于-胡罗卜素加氧酶作用，生成两分子视黄醇。,-胡罗卜素（维生素A原）,一、维生素A,（二）生化作用（功能）1.构成视觉细胞感光物质在视觉细胞内由11-顺视黄醛与不同的视蛋白（opsin）组成视色素。2.参与糖蛋白的合成当维生素A缺乏时，可导致糖蛋白合成的中间体的异常，低分子量的多糖-脂的堆积。3.人体上皮细胞的正常分化与视黄酸直接相关,一、维生素A,（三）缺乏症和中毒症1.维生素A缺乏时，必然引起11-顺视黄醛的补充不足，视紫红质合成减少，对弱光敏感性降低，日光适应能力减弱，严重时会发生“夜盲症”。2.维生素A缺乏，可引起长皮组织干燥、增生和角化等。3.过多的维生素A可引起头痛、恶心腹泻、肝脾大等。孕妇摄取过多，易发生胎儿畸形。,二、维生素D,（一）化学本质及性质维生素D又称为抗佝偻病维生素，是类固醇衍生物，含有环戊多氢菲结构，其中活性最大的为维生素D2和维生素D3，维生素D2又称麦角钙化醇（ergocalciferol）维生素D3又称胆钙化醇（cholecalciferol）。,二、维生素D,二、维生素D,活性形式,二、维生素D,（二）生化作用（功能）1,25-（OH）2-VD3的生理效应是提高钙、磷的浓度，有利于新骨的生成与钙化。在体内维生素D、甲状旁腺素及降钙素等共同调节并维持机体的钙、磷平衡。,二、维生素D,（三）缺乏症和中毒症1.缺乏维生素D的婴儿，临床表现为手足搐搦，严重者导致出现佝偻病。成人则发生软骨病。2.大剂量久用可引起维生素D过多症，表现为食欲下降、恶心、恶吐、血钙过高、骨跛坏、异位钙化等。,三、维生素E,（一）化学本质及性质主要分为生育酚及生育三烯酚两大类。它们均为苯并二氢吡喃的衍生物。每类又可根据甲基的数目、位置不同分为、和四种。,三、维生素E,（二）生化作用及缺乏症1、维生素E是体内最重要的抗氧化剂，可以保护身体细胞膜的完整，不会受到自然界中的氧化因素所破坏，具有抗衰老的作用。2维生素E俗称生育酚，临床上常用维生素E治疗先兆流产及习惯性流产。3促进血红素代谢，新生儿缺乏维生素E时可引起贫血。过多服用维生素E，对心脏病人不利，可以导致血压升高、胆固醇增多，使心血管病人的病情加重。,四、维生素K,（一）化学本质及性质具有异戊烯类侧链的萘醌化合物，在自然界中主要以K1和K2两种形式存在,其化学结构都是2-甲基1，4-萘醌的衍生物，区别仅在于R基团。缺乏维生素K使凝血时间延长，故维生素K又称凝血维生素。,四、维生素K,K1、K2是天然存在的,K3、K4是人工合成的,四、维生素K,（二）生化作用及缺乏症维生素K的主要生化作用是维持体内第、凝血因子的正常水平。维生素K缺乏的主要症状是易出血。,第三节 水溶性维生素,除维生素C外，其余水溶性维生素均作为辅酶或辅基的组成成分，参与代谢和造血过程中的许多生化反应。以辅酶或辅基的形式参与代谢的维生素有维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、泛酸及生物素等。,一、维生素B1,（一）化学本质及性质维生素B1称抗神经炎或脚气病维生素。由于它含有硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环通过甲烯基连接而成，故名硫胺素（thiamine）。焦磷酸硫胺素（TPP）为其体内的活性形式。,一、维生素B1,分布：主要存在于谷类、豆类的种皮中,如米、黄豆、芹菜、瘦肉等食物中含量丰富。性质：在碱性溶液中加热易分解，在酸性溶液中稳定，加热到120也不被破坏；Vit B1在233nm和267nm处有紫外吸收峰，其氧化后的产物脱氢硫胺素在紫外光下呈蓝色荧光，这些性质可进行定性、定量分析。,一、维生素B1,（二）生化作用及缺乏症1.TPP是-酮酸氧化脱羧酶系的辅酶。维生素B1缺乏时，影响-酮酸的氧化供能，以至影响细胞的正常功能，尤其是神经组织。2.TPP是转酮醇酶的辅酶，参与磷酸戊糖途径。维生素B1缺乏使体内核苷酸合成及神经髓鞘中的鞘磷脂的合成受影响，可导致末梢神经炎和其他神经病变。3.维生素B1在神经传导中起一定作用。维生素B1缺乏时，糖代谢受阻、丙酮酸积累，使血、尿和脑组织中丙酮酸含量升高，出现多发性神经炎、心力衰竭、四肢无力、肌肉萎缩、甚至浮肿等症状，临床上称为脚气病。,二、维生素B2,（一）化学本质及性质维生素B2又名核黄素（1ibofiavin）,它的化学本质是核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪的缩合物。维生素B2有氧化型和还原型两种形式，在生物体内的氧化还原过程中起传递氢的作用。,核糖醇基,异咯嗪基,二、维生素B2,分布：分布较广，酵母、青菜、黄豆、小麦、动物的内脏及乳类等含量较多。性质：桔黄色针状结晶，在酸性溶液中稳定，耐热，易被碱和紫外线破坏；溶于水中呈黄绿色荧光，荧光强弱与其含量成正比，此性质可用于定量分析。,（二）生化作用FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，如：琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶及NADH脱氢酶等，主要起递氢体的作用。广泛参与体内的各种氧化还原反应，能促进糖、脂肪和蛋白质的代谢。它对维持皮肤、粘膜和视觉的正常机能均有一定作用。,缺乏症：人类缺乏维生素B2时，可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。,三、维生素PP,（一）化学本质及性质维生素PP又名抗癞皮病因子，包括尼克酸（nicotinic acid，又称烟酸）及尼克酰胺（nicotinamide，又称烟酰胺），二者均属吡啶衍生物，在体内可相互转化。,烟酸分子式,烟酰胺分子式,三、维生素PP,在体内尼克酰胺可经几步连续的酶促反应与核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶，主要包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+），它们也是维生素PP在体内的活性型。,三、维生素PP,Ox型,Red型,NAD+NADH+H+,(NAD)(NADH2),NADP+NADPH+H+,(NADP)(NADPH2),三、维生素PP,2.生化作用NAD+和NADP+在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的尼克酰胺部分具有可逆的加氢及脱氢的特性。3.缺乏症和中毒症人类维生素PP缺乏症称为癞皮病，主要表现是皮炎、腹泻及痴呆。皮炎常呈对称性，并出现于暴露部位；痴呆是因神经组织变性的结果。服用过量尼克酸时（每日2-4克）很快会引起血管扩张、脸颊潮红、痤疮及胃肠不适等症，而且长期大量服用可能对肝有损害。长期服用异烟肼可能引起维生素PP缺乏。,四、维生素B6,（一）化学本质及性质维生素B6包括吡哆醇（pyridoxine）、吡哆醛（pyridoxal）及吡哆胺（pyridoxamine），在体内以磷酸酯的形式存在。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可相互转变，均为活性型。,四、维生素B6,四、维生素B6,（二）生化作用及缺乏症维生素B6在氨基酸的转氨基作用和脱羧作用中起辅酶作用，与氨基酸代谢密切相关。维生素B6缺乏时有可能造成低血色素小细胞性贫血和血清铁增高。,临床上应用维生素B6制剂防治妊娠呕吐和放射病呕吐。,五、泛酸,（一）化学本质及性质泛酸（pantothenie acid）又称遍多酸。CoA及ACP为泛酸在体内的活性型。,五、泛酸,（二）生化作用及缺乏症在体内CoA及ACP构成酰基转移酶的辅酶，广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用，约有70多种酶需CoA及ACP。,六、生物素,（一）化学本质及性质生物素（biotin）是由噻吩环和尿素结合而形成的一个双环化合物，侧链有一戊酸。生物素是酶促反应中的羧基传递体。生物素在动植物界分布广泛，如肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜、谷类中含量丰富。人肠道细菌也能合成生物素，故很少出现缺乏症。,六、生物素,（二）生化作用及缺乏症生物素是体内多种羧化酶的辅酶，如丙酮酸羧化酶等，参与CO2的羧化过程。羧基生物素-酶复合物，又称生物胞素。长期使用抗生素及长期食用生鸡蛋可引起生物素的缺乏。,七、叶酸,（一）化学本质及性质在体内叶酸被二氢叶酸还原酶还原为二氢叶酸，再进一步还原为四氢叶酸（THFA或FH4），四氢叶酸是叶酸的活性形式。FH4是一碳单位的载体。分子中N5和N10是结合携带一碳单位的部位。,七、叶酸,（二）生化作用及缺乏症FH4是体内一碳单位转移酶的辅酶，FH4作为一碳单位的载体提供一碳单位。当叶酸缺乏时，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，造成巨幼红细胞贫血。,八、维生素B12,（一）化学本质及性质维生素B12又称钴胺素（cobalamin），其结构中含有一个金属钴离子，是唯一含金属元素的维生素。肝、肾、瘦肉、鱼及蛋类食物中的维生素B12含量较高。食物中的维生素B12常与蛋白质结合而存在。,八、维生素B12,（二）生化作用及缺乏症体内的同型半胱氨酸甲基化可生成蛋氨酸，催化这一反应的蛋氨酸合成酶（甲基转移酶）的辅基是B12，它参与甲基的转移。B12缺乏时，影响嘌呤、嘧啶的合成，最终导致核酸合成障碍，影响细胞分裂，结果产生巨幼红细胞性贫血，即恶性贫血。,九、硫辛酸,硫辛酸（upoicacid）的结构是6，8-硫辛酸，能还原为二氢硫辛酸，为硫辛酸乙酰转移酶的辅酶。硫辛酸有抗脂肪肝和降低血胆固醇的作用。很容易进行氧化还原反应，故可保护巯基酶免受重金属离子毒害。,十、维生素C,（一）化学本质及性质维生素C又称L-抗坏血酸（ascorbic acid），它是含有6个碳原子的不饱和多羟基化合物，以内酯形式存在。人体不能合成维生素C，维生素C广泛存在于新鲜蔬菜及水果中。,十、维生素C,性质：无色片状结晶，有酸味；具有强还原性，极易被氧化而生成氧化型抗坏血酸；在酸性溶液中比在中性及碱性溶液中稳定，但易被热、光及某些金属离子（Cu2+、Fe2+）破坏。,氧化型,还原型,十、维生素C,（二）生化作用及缺乏症1促进胶原蛋白的合成，参与体内的多种羟化作用。如促进胶原蛋白和粘多糖的合成，维持细胞间质的完 整，促进伤口愈合。缺乏维生素C引起毛细血管出血，造成坏血病。2.参与胆固醇的转化（胆汁酸合成的限速酶）3.参与芳香族氨基酸的代谢,十、维生素C,4参与体内氧化还原反应（1）维生素C能起到保护巯基的作用，它能使巯基酶的-SH维持还原状态。,（2）维生素C能使红细胞中高铁血红蛋白（MHb）还原为血红蛋白（Hb），使其恢复对氧的运输能力（3）维生素C能保护维生素A、E及B免遭氧化，还能促使叶酸转变成为有活性的四氢叶酸。,十、维生素C,5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，因此能提高机体免疫力，临床上用于心血管疾病、病毒性疾病等的支持性治疗。,第四节 微量元素,微量元素：是指占人体总重量1/10000以下，每人每日需要量在100mg以下的元素。人体内的微量元素虽然含量很少，但对人体健康却起着重要的作用。主要包括有铁、碘、铜、锌、锰、硒、氟、钼、钴、铬等。,微量元素,一、铁（一）体内含量、需要量及分布体内含量最多的一种，约占体重的0.0057，（二）铁的吸收部位主要在十二指肠及空肠上段。（三）铁在体内的运输铁缺乏时可导致贫血。二、碘碘在人体内的主要作用是参与甲状腺素的组成。三、铜铜是体内多种酶的辅基。,微量元素,四、锌锌在体内与80多种酶的活性有关。五、钴体内的钴主要以B12的形式发挥作用。六、锰体内锰主要为多种酶的组成成分及活性剂。七、硒硒主要作为谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性中心的组成部分。八、氟氟与骨、牙的形成及钙磷代谢密切相关。,
