藥物化學(xué)15維生素

1、藥物化學(xué)15維生素15.1 概述 維生素是維持機(jī)體正常生理功能及細(xì)胞內(nèi)特異代謝反應(yīng)所必需的一類(lèi)微量低分子有機(jī)化合物。 15.1.1 維生素的定義： 存在于天然食物中。 體內(nèi)不能合成，或合成數(shù)量很少，必須由食物供給。 不構(gòu)成組織，不提供能量。 生理劑量很少（mg，g），但生理作用十分重要。 15.1.2 維生素的特點(diǎn)：15.1.3 維生素的功能維生素對(duì)生物并非供能或組成生物體的結(jié)構(gòu)成分，但卻為代謝過(guò)程所必需，多作為輔酶或輔基的功能、或影響酶的活性、或影響一些特殊的生理功能影響到正常代謝而影響正常生命活動(dòng)和生長(zhǎng)發(fā)育。脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用。水溶性維生素是通過(guò)轉(zhuǎn)變成輔酶在代謝過(guò)程

2、中起原子、電子、基團(tuán)的載體，調(diào)節(jié)代謝。15.1.4 維生素的重要性 食物中某種維生素長(zhǎng)期缺乏或不足即可引起代謝紊亂和出現(xiàn)病理狀態(tài)，形成維生素缺乏癥。早期輕度缺乏，尚無(wú)明顯臨床癥狀時(shí)稱(chēng)維生素不足。人類(lèi)正是在同這些維生素缺乏癥的斗爭(zhēng)中來(lái)研究和認(rèn)識(shí)維生素的。維生素缺乏的原因： 膳食中供給不足。 吸收利用率降低。 需要量相對(duì)增高。 干性腳氣病 硫胺素缺乏 （維生素B1） 維生素D缺乏癥15.1.5 維生素分類(lèi)B 族維生素硫胺素（B1）核黃素（B2）尼克酸（B3）葉酸維生素B6維生素B12生物素泛酸 按缺乏原因分類(lèi)原發(fā)性缺乏：由膳食中維生素供給不足或生物利用率過(guò)低引起。繼發(fā)性缺乏（條件性維生素缺乏）：由

3、生理或病理原因妨礙維生素的消化、吸收、利用，或因需要量增加、排泄或破壞增多而引起的。 按缺乏程度分類(lèi)臨床缺乏：維生素缺乏出現(xiàn)臨床癥狀。亞臨床缺乏（邊緣缺乏）：沒(méi)有維生素缺乏的臨床癥狀，但可出現(xiàn)勞動(dòng)效率降低和對(duì)疾病抵抗力下降。脂溶性維生素與水溶性維生素的不同點(diǎn)脂溶性維生素水溶性維生素化學(xué)組成僅含C,H,O除C,H,O 外，有的尚有N, S, Co等元素溶解性溶于脂肪及脂溶劑溶于水吸收、排泄隨脂肪經(jīng)淋巴系統(tǒng)吸收，從膽汁少量排泄經(jīng)血液吸收過(guò)量時(shí)，很快從尿中排出積存性攝入后，大部分積存在體內(nèi) 一般在體內(nèi)無(wú)積存缺乏癥出現(xiàn)時(shí)間緩慢較快毒性大劑量攝入(6-10倍RDA)易引起中毒幾無(wú)毒性，除非極大量維生素名

4、稱(chēng)每日所需量（mg)主要作用Vitamin B11.5Vitamin B 缺乏癥、周?chē)窠?jīng)炎 Vitamin B22核黃素缺乏癥Vitamin B63Vitamin B6 依賴綜合癥、缺乏癥、先天性代謝障礙癥 Vitamin B120.005惡性貧血、巨幼紅細(xì)胞性貧血、抗葉酸藥引起的貧血、神經(jīng)系統(tǒng)疾病Vitamin H0.25用于生物素酶缺乏的兒童Vitamin C60Vitamin C 缺乏癥、酸化尿、特發(fā)性高鐵血紅蛋白癥15.2 水溶性維生素15.2.1 B族維生素 維生素B是最早從谷物中提取的可治療腳氣病的食物因子的總稱(chēng)。（一）VB1（二）VB2（三）VB6（四）VB12（五）其他B族維

5、生素15.2.1.1 維生素B1 VB1,又稱(chēng)硫胺素，又稱(chēng)抗腳氣病維生素，是最早發(fā)現(xiàn)和確定功能結(jié)構(gòu)的VB.1、VB1的化學(xué)結(jié)構(gòu)：它是由被取代的嘧啶和噻唑環(huán)通過(guò)亞甲基連接而成的一類(lèi)化合物，它在自然界中常與焦磷酸合成焦磷酸硫胺素（簡(jiǎn)稱(chēng)TPP）。2、VB1組成和性質(zhì) VB1為白色針狀結(jié)晶，干燥結(jié)晶態(tài)對(duì)熱穩(wěn)定，易溶于水，其水溶液在空氣中逐漸分解，在酸性條件對(duì)熱較穩(wěn)定，在中性及堿性溶液中易被氧化。 在中性及堿性溶液中，亞硫酸鹽能加速VB1的分解，所以，在貯藏含VB1較多的食物如谷類(lèi)、豆類(lèi)、豬肉時(shí)，不宜用亞硫酸鹽作為防腐劑或以二氧化硫熏蒸谷倉(cāng)。 硫色素反應(yīng)VB1的專(zhuān)一反應(yīng) VB1氧化后變成脫氫硫胺素，脫氫

6、硫胺素在紫外光下顯現(xiàn)藍(lán)色熒光，可利用這一性質(zhì)測(cè)定食品中的硫胺素含量。3. VB1功能和缺乏癥 VB1進(jìn)入人體后，被磷酸酸化成硫胺素焦磷酸酯（TPP）組成輔酶，參與人體內(nèi)酮酸、丙酮酸、酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)。這對(duì)于糖代謝和能量代謝非常重要。 當(dāng)VB1不足時(shí)，糖代謝中間產(chǎn)物在神經(jīng)組織中堆積，會(huì)造成健忘、不安、易怒或憂郁等癥狀。 此外，維生素B1不足時(shí)還會(huì)導(dǎo)致腳氣病的發(fā)生。硫胺素缺乏癥為腳氣病，分為成人腳氣病和嬰兒腳氣病。1.成人腳氣?。海?）疲倦，“沉重感”；肌肉酸痛，尤以腓腸肌明顯；（2）消化系統(tǒng)癥狀：厭食、惡心、消化不良等；（3）神經(jīng)精神癥狀：頭痛、失眠、不安、易怒等。2.嬰兒型腳氣病多發(fā)于2

7、5個(gè)月，發(fā)病突然，病程急，死亡率高，癥狀不典型，容易誤診。主要表現(xiàn)：初期食欲不振、嘔吐、興奮、心跳加快、呼吸急促、困難。晚期有紫紺、水腫、心臟擴(kuò)大、心力衰竭等。VB1缺乏癥臨床分型及癥狀：（1）干性腳氣?。阂远喟l(fā)性神經(jīng)炎癥狀為主。上行性對(duì)稱(chēng)性周?chē)窠?jīng)炎，運(yùn)動(dòng)及感覺(jué)障礙，可出現(xiàn)踝、足麻木、蟻行感及灼燒感，“灼足綜合征”，腱反射異常，腿伸、屈肌受累可出現(xiàn)足和趾下垂；感覺(jué)障礙初期為過(guò)敏，后期感覺(jué)消失。消化系統(tǒng)癥狀：厭食、惡心、消化不良等。（2）濕性腳氣?。阂运[和心臟癥狀為主，主要有：心悸、氣短、心動(dòng)過(guò)速、組織水腫，嚴(yán)重者心衰。（3）混合性腳氣病4. VB1的來(lái)源 糧谷類(lèi)、豆類(lèi)、酵母、動(dòng)物性原料的內(nèi)

8、臟和雞蛋中。15.2.1.2 維生素B21.結(jié)構(gòu)：VB2是核糖醇與6，7二甲基異咯嗪的所含物。由于具有橙黃色，又稱(chēng)核黃素。2. 性質(zhì) 核黃素為橙黃色針狀結(jié)晶化合物，味苦，溶于水和乙醇，水溶液呈黃綠色熒光。VB2對(duì)熱穩(wěn)定，在堿性溶液中易被破壞。游離核黃素對(duì)光、紫外線敏感。3. 功能和缺乏癥 核黃素是機(jī)體許多重要輔酶的組成成分，對(duì)機(jī)體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝起著重要作用。缺乏時(shí)會(huì)發(fā)生口角炎、舌炎等。4. 來(lái)源 VB2廣泛存在于動(dòng)物性食品中，以禽、畜類(lèi)的肝、腎、心含量高，其次是奶類(lèi)和蛋類(lèi)。許多綠葉蔬菜和豆類(lèi)中含量也很高。15.2.1.3 維生素B61. 組成與結(jié)構(gòu) 維生素B6又名吡哆辛，包括吡哆醇、吡

9、哆醛和吡哆胺三種。2. VB6的性質(zhì) 三種維生素都是白色晶體。吡哆醇易溶于水和乙醇，對(duì)光線敏感，對(duì)熱較穩(wěn)定，但吡哆醛和吡哆胺在高溫時(shí)迅速破壞。 吡哆醇在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檫炼呷┖瓦炼甙贰?. VB6的來(lái)源谷物類(lèi)、魚(yú)肉、雞蛋、奶、白菜和豆類(lèi)，腸道細(xì)菌也產(chǎn)生一部分，一般情況下人體不缺乏VB6。15.2.2 維生素C(Ascorbic Acid)VC的變化 在所有維生素中VC是最不穩(wěn)定的，在加工儲(chǔ)藏過(guò)程中很容易被破壞。氧氣有氧時(shí)持續(xù)加熱光照 在堿性條件金屬對(duì)酸穩(wěn)定2，3-二酮古洛糖酸 VC易被水降解成無(wú)活性的二酮古洛糖酸，后者前一步氧化分解成草酸和L蘇阿糖酸。 富含VC的食品 水果蔬菜中存在，柑桔類(lèi)、綠色蔬

10、菜、番茄，辣椒、馬鈴薯及槳果中含量較為豐富，而在刺梨、獼猴桃，薔薇果和番石榴中含量最高。 在水果的不同部位中其濃度差別也很大，例如：蘋(píng)果皮中的濃度要比果肉中高23倍。這種維生素唯一的動(dòng)物來(lái)源為牛乳和肝。15.3 脂溶性維生素共同特點(diǎn)均為非極性疏水的異戊二烯衍生物不溶于水，溶于脂類(lèi)及脂肪溶劑在食物中與脂類(lèi)共存，并隨脂類(lèi)一同吸收吸收的脂溶性維生素在血液與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運(yùn)輸 種類(lèi)VitA, VitD, VitE, VitK 15.3.1 維生素A （vitamin A）又名視黃醇（retinol），為所有具有視黃醇生物活性的一類(lèi)物質(zhì)的總稱(chēng)。天然形式：A1（視黃醇）A2（3-脫氫視

11、黃醇）活性形式 ：視黃醇、視黃醛、視黃酸維生素A原：-胡蘿卜素15.3.1.1 分類(lèi)和理化性質(zhì)1. 分類(lèi)維生素A類(lèi) 類(lèi)維生素A：指維生素A及其合成類(lèi)似物或代謝產(chǎn)物。包括動(dòng)物體內(nèi)“已形成的維生素A（preformed vitamin A）”，即視黃醇（retinol）、視黃醛（retinal）、視黃酸（retinoic acid） 、 視黃基酯（retinyleasters)。視黃醇（VA）分為視黃醇（VA1）和3-脫氫視黃醇（VA2）。VA2的生物活性為VA1的40%。 類(lèi)胡蘿卜素（carotinoids）：指胡蘿卜素及其類(lèi)似物。包括植物體內(nèi)的“維生素A原（pro-vitamins A）”，即

12、-胡蘿卜素、-胡蘿卜素、 - 隱黃素、-胡蘿卜素等，在體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成維生素A的物質(zhì)。目前已發(fā)現(xiàn)類(lèi)胡蘿卜素600種，但只有50多種能在體內(nèi)轉(zhuǎn)化生成視黃醇，其中最重要的是-胡蘿卜素，在小腸粘膜細(xì)胞內(nèi)的加氧酶催化下，一分子-胡蘿卜素可生成2分子視黃醇。2. 理化性質(zhì)維生素A和胡蘿卜素都可溶于脂肪和大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水，對(duì)酸、堿和熱比較穩(wěn)定，但對(duì)氧和紫外線敏感。3.生理功能1. 維持正常視覺(jué)：VA在視網(wǎng)膜的視桿細(xì)胞中與視蛋白結(jié)合生成對(duì)光敏感的視紫紅質(zhì)。2. 維持上皮的正常生長(zhǎng)和分化： VA影響粘膜細(xì)胞中糖蛋白的生物合成，保持膜和上皮的正常結(jié)構(gòu)和功能。 視黃酸受體和視黃酸結(jié)合，刺激或抑制基因表達(dá)，對(duì)細(xì)

13、胞分化起調(diào)控作用。3. 促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育：可能為促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和骨細(xì)胞的分化。4. 其他：維持正常免疫功能；抗氧化作用；抑癌作用 。4.缺乏與過(guò)量1. 缺乏VA缺乏是國(guó)際公認(rèn)的四大營(yíng)養(yǎng)缺乏病之一。發(fā)展中國(guó)家患病率為20%30%。我國(guó)1992年?duì)I養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：VA攝入量明顯不足，RE攝入量為476g，占RDA的61.7%。城市居民攝入不足50%RDA的男女分別占46.8%和50.6%，而農(nóng)村為58.1%和61.1%。兒童青少年比成人高510個(gè)百分點(diǎn)。2002年全國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：人均攝入視黃醇當(dāng)量479g/日，城市居民為553g/日，農(nóng)村居民為450g/日。臨床表現(xiàn)： 眼部癥狀：暗適應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，夜盲，

14、干眼病，畢脫斑（bitots spots），角膜軟化癥，失明。 皮膚粘膜癥狀：皮膚干燥、脫屑、鱗狀角化；粘膜抵抗力下降，易感染。 兒童生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。 味覺(jué)、嗅覺(jué)下降，食欲減退。Bitots spotBitots spot2. 過(guò)量 中毒劑量：急性：成人100倍RDA，兒童20倍。慢性：10倍RDA。 中毒表現(xiàn)：急性：惡心、嘔吐、頭痛、眩暈、視覺(jué)模糊、肌肉失調(diào)、嗜睡、厭食等。慢性：頭痛、脫發(fā)、肝大、長(zhǎng)骨末端疼痛、肌肉僵硬、皮膚瘙癢等。動(dòng)物胚胎吸收、流產(chǎn)、出生缺陷。5.供給量和食物來(lái)源1. 供給量（DRIS） 單位（gRE），成人 RNI 男800，女700UL：成人3000；孕婦2400；兒童2

15、000視黃醇當(dāng)量（retinal equivalent, RE)1gmol視黃醇=1gRE1g-胡蘿卜素=0.167 gRE1g其他VA原=0.084 gRE膳食中總RE（g）=VA（g）+ -胡蘿卜素（g）0.167+其他VA原（g） 0.084 1IU VA=0.3 gRE2. 食物來(lái)源 VA：動(dòng)物肝臟，奶及制品，禽蛋，魚(yú)卵，魚(yú)肝油。 VA原：深色蔬菜和水果。資料：我國(guó)居民膳食維生素A攝入狀況1992年全國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：人均攝入視黃醇當(dāng)量476g/日城市居民為606g/日農(nóng)村居民為409g/日2002年全國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：人均攝入視黃醇當(dāng)量479g/日城市居民為553g/日農(nóng)村居民為450g

16、/日15.3.2 維生素D 維生素D是一類(lèi)抗佝僂病維生素的總稱(chēng)，重要的有：VD2（麥角骨化醇）VD3（膽骨化醇）1.理化性質(zhì)：熱、堿穩(wěn)定；光、酸破壞。2.生理功能：調(diào)節(jié)鈣磷代謝。3.缺乏病：佝僂病，骨軟化，骨質(zhì)疏松癥原因：日光照射不足，食物供給不足，腸道吸收障礙。4.過(guò)多癥：軟組織鈣化，腎結(jié)石。維生素D的生物活性維生素D在體內(nèi)經(jīng)肝、腎代謝為1，25-二羥維生素D，即骨化三醇。骨化三醇是維生素D的活化形式，在腸、骨、腎和甲狀腺等靶器官中發(fā)揮作用，促進(jìn)對(duì)鈣磷的吸收，促進(jìn)骨代謝，維持血鈣、血磷的平衡。骨化二醇和骨化三醇現(xiàn)可直接作為藥物使用。通用名分別為阿法骨化醇和骨化三醇，適宜于肝腎功能衰退的患者。

17、 維生素D缺乏性佝僂病，簡(jiǎn)稱(chēng)佝僂病，是由于維生素D缺乏而致鈣、磷代謝失常，鈣鹽不能正常地沉著在骨骼生長(zhǎng)部位，使發(fā)育中骨骼不能正常鈣化，造成生長(zhǎng)骨骼病變。 臨床上以骨骼改變?yōu)樘卣鞯囊环N全身慢性營(yíng)養(yǎng)缺乏性疾病。維生素D缺乏癥臨床癥狀骨骼表現(xiàn)：頭部：顱骨軟化（3-6月小兒）、方顱（5-9月小兒）、囟門(mén)遲閉合（歲）。胸廓：郝氏溝、雞胸及漏斗胸(1歲左右)。脊樁：后凸、側(cè)彎。骨盆：前后徑變小、扁平。四肢：X、O形腿(6月以上)。牙齒：出牙晚、小、排列不齊。囟門(mén)凹陷脊柱后凸1) 皮膚7-脫氫膽固化醇 膽骨化醇（D3）2) 食物：食物中肝、蛋、乳、植物油，強(qiáng)化食物紫外線維生素D的來(lái)源增加體內(nèi)維生素D的措施（

18、1）合理喂養(yǎng)：合理喂養(yǎng)，及時(shí)添加維生素D食物。動(dòng)物肝、蛋黃、奶油、乳類(lèi)和海產(chǎn)品。 （2）增加日光照射：多到戶外活動(dòng)（3）補(bǔ)充維生素D和鈣劑：葡萄糖酸鈣1-2g/日，活性鈣200-300mg/日。15.3.3.1 維生素 E 的發(fā)現(xiàn) 1922年美國(guó)的Evanst和Bishop發(fā)現(xiàn)脂溶性膳食因子對(duì)大白鼠的生殖能力是必需的，定為X因子；1924年，Sure教授把這種因子命名為維生素E；1936年，Bishop教授分離出結(jié)晶的維生素E，因其具有酚的結(jié)構(gòu)和抗不育的作用，將其命名為生育酚。15.3.3 維生素 E 天然的生育酚共有8種,在化學(xué)結(jié)構(gòu)上,均系苯并二氫吡喃的衍生物。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分為生育酚及生育三

19、烯兩類(lèi),每類(lèi)又可根據(jù)甲基數(shù)目和位置不同,分為, , , .R1R2-生育酚-CH3-H-生育酚-CH3-H-生育酚-H-CH3-生育酚-H-H15.3.3.2 維生素E之-生育酚 維生素E是泛指一族具有生育酚基本母核的脂溶性化合物，他們各具不同程度的維生素活性，而-生育酚為最具活性者。所以藥典中所指VE為-生育酚醋酸酯。 本品不易受空氣和紫外線影響，在水解生成-生育酚后易被氧化。遇光、空氣可部分氧化成-生育醌及-生育酚二聚體。-生育酚15.3.3.3 維生素E的功效維生素E初被發(fā)現(xiàn)時(shí)是以生育醇命名的，故只知其為抗不孕維生素，可用于習(xí)慣性流產(chǎn)、不育癥等。但后來(lái)營(yíng)養(yǎng)及生化學(xué)者，一直研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)維

20、生素E，簡(jiǎn)直是一種萬(wàn)能丹，除可固胎外，還有甚多的功能。 抗衰老功效心血管疾病脂肪肝維生素E的功效抗衰老維生素E是一種強(qiáng)抗氧化劑，能有效地阻止食物和消化道內(nèi)脂肪酸的酸敗，保護(hù)細(xì)胞免受不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的有害物質(zhì)的傷害。是極好的自由基清除劑，具有清除自由基的能力，可中斷高速運(yùn)轉(zhuǎn)的自由基連鎖反應(yīng)，抑制多不飽和脂肪酸過(guò)氧化脂質(zhì)的形成，所以，在抑制生物膜中多不飽和脂肪酸過(guò)氧化時(shí)，可減輕細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)損傷，維護(hù)細(xì)胞功能的正常運(yùn)行。 維生素E的其他功效1.維生素E可增加乙酰膽堿的利用率，可增加肌肉彈性，改善肌肉無(wú)力癥效果非常顯著。2.增強(qiáng)毛細(xì)管的抵抗力，維持其正常的通透性，預(yù)防心血管病。3.是細(xì)胞呼吸的必需促

21、進(jìn)因子，可保護(hù)肺組織免受空氣污染。4.改變肝細(xì)胞衰變周期，減小肝細(xì)胞的凋亡率，保肝護(hù)肝。15.3.3.4 維生素E的攝入 因?yàn)閯?dòng)物體內(nèi)不能合成維生素E，所需的維生素E都得從食物中獲取。 在各種植物油、油料作物和人造奶油中含有大量的維生素E，如：葵瓜子油、菜油、花生油、橄欖油、人造黃油、人造奶油或者抹面包片用的肉醬中都含有大量的維生素E。 同時(shí)，在各種干果中也含有豐富的維生素E（100克的杏仁中含有24毫克，100克榛子中含有25毫克） 像綠色蔬菜，蛋黃，豆類(lèi)等也有豐富的維生素E。茶葉中的維生素E更是菠菜含量的32倍。 不同食物維生素E的含量mg/100g天然的維生素E與合成的維生素E之差別天然

22、的維生素E合成的維生素E來(lái)源大豆、小麥胚芽油 石油中純化而得 形式包含了、等所有形式 以形式為主 吸收能力好較差，不易代謝 生物活性 高低維生素K于1929年丹麥化學(xué)家達(dá)姆從動(dòng)物肝和麻子油中發(fā)現(xiàn)并提取。后來(lái)研究發(fā)現(xiàn)它在人體內(nèi)能促使血液凝固。人體缺少它，凝血時(shí)間延長(zhǎng)，嚴(yán)重者會(huì)流血不止，甚至死亡。因其具凝血作用（Koagulation，德文） ，命名為維生素K。15.3.4 維生素 K15.3.4.1 維生素K 的種類(lèi)維生素K是一類(lèi)含萘醌結(jié)構(gòu)，具有凝血作用的化合物的總稱(chēng)。維生素K的基本結(jié)構(gòu)2-甲基-1，4-萘醌凝血維生素葉綠醌(Phylloquinone )金合歡醌farnoquinone 維生素KK1 (主要存在于植物和動(dòng)物肝臟中 )K2(人體腸道細(xì)菌代謝的產(chǎn)物 )K3(人工合成 )K4(人工合成 )甲萘醌(Menaquinone )維生素K均為2-甲基-1,4-萘醌的衍生物 維生素K促進(jìn)凝血因子2(凝血酶原),7,9,10,合成