維生素與微量元素2

內(nèi)容維生素的概念、微生素的命名與分類、脂溶性維生素（化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)、生化作用及缺乏癥）、水溶性維生素（化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)、生化作用及缺乏癥、體內(nèi)作為酶的輔酶/輔基的形式）、微量元素的概念及其在體內(nèi)的作用。第一節(jié)概述一、維生素的定義?維生素（vitamin）是機(jī)體維持正常生理功能所必需，但在體內(nèi)不能合成或合成量很少，必須由食物供給的一組低分子量有機(jī)物質(zhì)。二、維生素的命名與分類（一）命名?一是按其順序被發(fā)現(xiàn)的先后順序，以拉丁字母命名，如維生素A、B、C、D、E、K等。?二是根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)命名，如視黃醇、硫胺素、核黃素等。?三是根據(jù)其生理功能和治療作用命名，如抗干眼病、抗籟皮病維生素、抗壞血酸等?有些維生素后來(lái)經(jīng)證明是多種維生素混合存在，命名時(shí)便在 其原拉丁字母下方標(biāo)注1、2、3等數(shù)字加以區(qū)別，如維生素B1、B2、B6、B12（二）分類?脂溶性維生素（Lipid-solublevitamin）維生素A、D、E、K四種?水溶性維生素（water-solublevitamin）B

族維生素和維生素C兩類兩大類,B族維生素又包括維生素B1、B2、B6、B12、維生素PP、泛酸、葉酸、生物素等。三、維生素的需要量?維生素的需要量（vitaminrequirement）是指能保持人體健康、達(dá)到機(jī)體應(yīng)有發(fā)育水平和充分發(fā)揮效率地完成各項(xiàng)體力和腦力活動(dòng)的、人體所需要的維生素的必須量。第一個(gè)維生素（?）如何發(fā)現(xiàn)的？克里斯蒂安·艾克曼（荷蘭）如同一個(gè)科學(xué)偵探，撥開重重疑云，第一次找到了神奇的維生素。1896年，艾克曼發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：不僅人會(huì)生腳氣病，就是家養(yǎng)的雞也有生腳氣病的。艾克曼決定用雞來(lái)做實(shí)驗(yàn)，探索腳氣病的病理。起先，艾克曼仍把著眼點(diǎn)放在對(duì)“腳氣病病菌”的搜尋上。他把病雞的腳和內(nèi)臟做成各種切片，在顯微鏡下觀察，又把喂雞的食料作了嚴(yán)格的消毒，甚至還精心設(shè)計(jì)了新的環(huán)境良好的雞舍。令人沮喪的是，雞照樣生腳氣病。在他特意建立的養(yǎng)雞場(chǎng)里，雞常常一批一批地死去。一天，養(yǎng)雞場(chǎng)的飼養(yǎng)員生病了，新來(lái)了一個(gè)飼養(yǎng)員代替他。奇怪的事情發(fā)生了：在新來(lái)的飼養(yǎng)員飼養(yǎng)下，一群病雞慢慢地恢復(fù)了健康。這是怎么一回事呢？艾克曼百思不得其解。過(guò)了3個(gè)月，原來(lái)的飼養(yǎng)員病好了，回到了飼養(yǎng)場(chǎng)里。更奇怪的事情發(fā)生了：雞又開始生起腳氣病來(lái)了。這一下，艾克曼豁然開竅：?jiǎn)栴}一定出在飼養(yǎng)員身上。經(jīng)過(guò)調(diào)查后，艾克曼明白了其中的奧秘。原來(lái)，原先那個(gè)飼養(yǎng)員是個(gè)節(jié)儉的人，總是用食堂里吃剩下來(lái)的白米飯喂雞；而那個(gè)臨時(shí)代替的飼養(yǎng)員可不愿意花費(fèi)時(shí)間去收集這些剩飯，他用米糠喂雞。于是，艾克曼連忙做了這樣的試驗(yàn)：他買了一批健康的雞，一半用白米飯喂養(yǎng)，一半用米糠喂養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用白米飯喂養(yǎng)的雞，很快就生腳氣病了；而用米糠喂養(yǎng)的，卻一直很健康?！昂翢o(wú)疑問(wèn)，腳氣病一定和食物有關(guān)?！卑寺腥淮笪?。我們已經(jīng)知道，幾乎在這同時(shí)，高木也作出了類似的發(fā)現(xiàn)。只是，高木的研究到此就中止了，而艾克曼卻還要繼續(xù)研究下去。艾克曼斷定，米糠中一定有一種物質(zhì)可以治愈可怕的腳氣病。他喝了一些米糠浸泡出來(lái)的水，自己的腳氣病竟好了。給其他患者喝，也如仙丹一樣，藥到病除。艾克曼又把米糠浸泡出來(lái)的水用一種薄膜過(guò)濾，發(fā)現(xiàn)濾液也能治病。于是他認(rèn)定，那奇特的物質(zhì)不但可溶于水，而且是小分子，因?yàn)榇蠓肿硬荒芡高^(guò)薄膜。10年以后，波蘭化學(xué)家弗克，日本生化學(xué)家鈴木、島村和大岳，分別用不同的方法從米糠中獲得了這種猶如仙丹的奇特物質(zhì)——一種白色的結(jié)晶體。由于它是“維持生命必不可少的要素”，人們稱它為“維生素”。后來(lái)，科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了和這種維生素相似而功用不同的維生素，把它們歸為一類，稱做B族維生素。按發(fā)現(xiàn)的先后，又把這一族里的各個(gè)成員用阿拉伯?dāng)?shù)字作標(biāo)記，分別稱作B1、B2……以至B17。前面說(shuō)的治腳氣病的維生素，因它是最先發(fā)現(xiàn)的，所以就稱作維生素B1了。

1929年，由于艾克曼最先發(fā)現(xiàn)了維生素，榮獲了當(dāng)年度的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。第二節(jié)脂溶性維生素一、維生素A（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)維生素A又稱抗干眼病維生素，又叫視黃醇（retinol）。是一個(gè)具脂環(huán)的不飽和一元醇，通常以視黃醇酯（retinolester）的形式存在，醛的形式稱為視黃醛（retinal）。?天然的維生素A有A1及A2兩種形式。A1存在哺乳動(dòng)物及咸水魚的肝臟中，又稱視黃醇（retinol），A2又稱3-脫氫視黃醇，存在于淡水魚的肝臟中。?維生素A在體內(nèi)的活性形式包括視黃醇、視黃醛（retinal）和視黃酸（retinoicacid）。維生素A視紫紅質(zhì)的合成、分解與視黃醛的關(guān)系（二）生化作用及缺乏癥1.構(gòu)成視覺(jué)細(xì)胞感光物質(zhì)在視覺(jué)細(xì)胞內(nèi)由11-順視黃醛與不同的視蛋白（opsin）組成視色素。在維生素A缺乏時(shí)，必然引起11-順視黃醛的補(bǔ)充不足，視紫紅質(zhì)合成減少，對(duì)弱光敏感性降低，日光適應(yīng)能力減弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生“夜盲癥”。2.參與糖蛋白的合成當(dāng)維生素A缺乏時(shí)，可導(dǎo)致糖蛋白合成的中間體的異常，低分子量的多糖-脂的堆積。3.其他作用人體上皮細(xì)胞的正常分化與視黃酸（retinoicacid）直接相關(guān)4．作用機(jī)制視黃酸在細(xì)胞內(nèi)可特異地與CRBP（視黃醇結(jié)合蛋白）相結(jié)合，后者與核蛋白（nuclearprotein）結(jié)合后，通過(guò)對(duì)特定的基因表達(dá)的調(diào)控而發(fā)揮作用。二、維生素D（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)維生素D又稱為抗佝僂病維生素，是類固醇衍生物，含有還戊多氫菲結(jié)構(gòu)，其中活性最大的為維生素D2和維生素D3，維生素D2又稱麥角鈣化醇（ergocalciferol）維生素D3又稱膽鈣化醇（cholecalciferol）。維生素D維生素D2、D3的結(jié)構(gòu)膽鈣化醇的代謝（二）生化作用及缺乏癥1,25-（OH）2-VD3的生理效應(yīng)是提高鈣、磷的濃度，有利于新骨的生成與鈣化。在體內(nèi)維生素D、甲狀旁腺素及降鈣素等共同調(diào)節(jié)并維持機(jī)體的鈣、磷平衡缺乏維生素D的嬰兒，臨床表現(xiàn)為手足搐搦，嚴(yán)重者導(dǎo)致出現(xiàn)佝僂病。成人則發(fā)生軟骨病。三、維生素E（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?主要分為生育酚及生育三烯酚兩大類。它們均為苯并二氫吡喃的衍生物。每類又可根據(jù)甲基的數(shù)目、位置不同分為α、β、γ和δ四種。維生素E（二）生化作用及缺乏癥?1、維生素E是體內(nèi)最重要的抗氧化劑?2．維生素E俗稱生育酚?3．促進(jìn)血紅素代謝四、維生素K（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?具有異戊烯類側(cè)鏈的萘醌化合物，在自然界中主要以K1和K2兩種形式存在,其化學(xué)結(jié)構(gòu)都是2-甲基1，4-萘醌的衍生物，區(qū)別僅在于R基團(tuán)?缺乏維生素K使凝血時(shí)間延長(zhǎng)，故維生素K又稱凝血維生素維生素K維生素K2維生素K1（二）生化作用及缺乏癥?維生素K的主要生化作用是維持體內(nèi)第Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ凝血因子的正常水平。?維生素K缺乏的主要癥狀是易出血。第三節(jié)水溶性維生素?除維生素C外，其余水溶性維生素均作為輔酶或輔基的組成成分，參與代謝和造血過(guò)程中的許多生化反應(yīng)。?以輔酶或輔基的形式參與代謝的維生素有維生素B1、維生素B2、維生素PP、維生素B6、泛酸及生物素等。一、維生素B1（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?維生素B1稱抗神經(jīng)炎或腳氣病維生素。由于它含有硫的噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)通過(guò)甲烯基連接而成，故名硫胺素（thiamine）?焦磷酸硫胺素（thiaminepyrophosphate，TPP）為其體內(nèi)的活性形式（二）生化作用及缺乏癥1.TPP是α-酮酸氧化脫羧酶系的輔酶。維生素B1缺乏時(shí)，影響α-酮酸的氧化供能，以至影響細(xì)胞的正常功能，尤其是神經(jīng)組織。2.TPP是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，參與磷酸戊糖途徑。維生素B1缺乏使體內(nèi)核苷酸合成及神經(jīng)髓鞘中的鞘磷脂的合成受影響，可導(dǎo)致末梢神經(jīng)炎和其他神經(jīng)病變。3.維生素B1在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定作用。 維生素B1缺乏時(shí)，糖代謝受阻、丙酮酸積累，使血、尿和腦組織中丙酮酸含量升高，出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎、心力衰竭、四肢無(wú)力、肌肉萎縮、甚至浮腫等癥狀，臨床上稱為腳氣病。二、維生素B2（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?維生素B2又名核黃素（1ibofiavin）,它的化學(xué)本質(zhì)是核糖醇和6，7-二甲基異咯嗪的縮合物。?維生素B2有氧化型和還原型兩種形式，在生物體內(nèi)的氧化還原過(guò)程中起傳遞氫的作用。維生素B2（核黃素）、黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥?FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，如：琥珀酸 脫氫酶、黃嘌呤氧化酶及NADH脫氫酶等，主要起遞氫體的作用。?廣泛參與體內(nèi)的各種氧化還原反應(yīng)，能促進(jìn)糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝。它對(duì)維持皮膚、粘膜和視覺(jué)的正常機(jī)能均有一定作用。?人類缺乏維生素B2時(shí)，可引起口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥。三、維生素PP（B3）（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?維生素PP又名抗癩皮病因子，包括尼克酸 （nicotinicacid，又稱煙酸）及尼克酰胺 （nicotinamide，又稱煙酰胺），二者均屬吡啶衍生物，在體內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化。?在體內(nèi)尼克酰胺可經(jīng)幾步連續(xù)的酶促反應(yīng)與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶?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+），它們也是維生素PP在體內(nèi)的活性型（二）生化作用及缺乏癥人類維生素PP缺乏癥稱為癩皮?。╬ellagra），主要表現(xiàn)是皮炎、腹瀉及癡呆。皮炎常呈對(duì)稱性，并出現(xiàn)于暴露部位；癡呆是因神經(jīng)組織變性的結(jié)果。四、維生素B6（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?維生素B6包括吡哆醇（pyridoxine）、吡哆醛（pyridoxal）及吡哆胺（pyridoxamine），在體內(nèi)以磷酸酯的形式存在。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可相互轉(zhuǎn)變，均為活性型（二）生化作用及缺乏癥?維生素B6在氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用和脫羧作用中起

輔酶作用，與氨基酸代謝密切相關(guān)。?維生素B6缺乏時(shí)有可能造成低血色素小細(xì)胞性貧 血和血清鐵增高。五、泛酸（B5）（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)泛酸（pantothenieacid）又稱遍多酸。CoA及ACP為泛酸在體內(nèi)的活性型泛酸ADP（二）生化作用及缺乏癥?

在體內(nèi)CoA及ACP構(gòu)成?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，廣泛參與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝及肝的生物轉(zhuǎn)化作用，約有70多種酶需CoA及ACP。六、生物素（B7）（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?生物素（biotin）是由噻吩環(huán)和尿素結(jié)合而形成

的一個(gè)雙環(huán)化合物，側(cè)鏈有一戊酸?生物素是酶促反應(yīng)中的羧基傳遞體?生物素在動(dòng)植物界分布廣泛，如肝、腎、蛋黃、酵母、蔬菜、谷類中含量豐富。人腸道細(xì)菌也能合成生物素，故很少出現(xiàn)缺乏癥。（二）生化作用及缺乏癥?生物素是體內(nèi)多種羧化酶的輔酶，如丙酮酸羧化酶等，參與CO2的羧化過(guò)程。?羧基生物素-酶復(fù)合物，又稱生物胞素（biocytin）。七、葉酸（B9）（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?在體內(nèi)葉酸被二氫葉酸還原酶還原為二氫葉酸， 再進(jìn)一步還原為四氫葉酸（tetrahydrofolic acid,THFA或FH4?四氫葉酸是葉酸的活性形式。FH4是一碳單位的 載體。分子中N5和N10是結(jié)合攜帶一碳單位的部位（二）生化作用及缺乏癥?FH4是體內(nèi)一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，F(xiàn)H4作為一碳單位的載體提供一碳單位。?當(dāng)葉酸缺乏時(shí)，DNA合成必然受到抑制，骨髓幼 紅細(xì)胞DNA合成減少，細(xì)胞分裂速度降低，細(xì)胞體積變大，造成巨幼紅細(xì)胞貧血。八、維生素B12（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?維生素B12又稱鈷胺素（cobalamin），其結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)金屬鈷離子，是唯一含金屬元素的維生素。?肝、腎、瘦肉、魚及蛋類食物中的維生素B12含量較高維生素B12（二）生化作用及缺乏癥?食物中的維生素B12常與蛋白質(zhì)結(jié)合而存在九、α硫辛酸?α硫辛酸（upoicacid）的結(jié)構(gòu)是6，8-硫辛酸，能還原為二氫硫辛酸，為硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶的輔酶。?α硫辛酸有抗脂肪肝和降低血膽固醇的作用。可保護(hù)巰基酶免受重金屬離子毒害?！俺?jí)抗氧化劑”，是所有抗氧化劑中“功能最多且活性最強(qiáng)”的一種抗氧化劑。硫辛酸的氧化還原硫辛酸屬于維生素B的一類化合物，是一些微生物的生長(zhǎng)因子。在某些多酶系統(tǒng)中起輔因子作用，如丙酮酸脫氫酶多酶復(fù)合物中的硫辛酰氨轉(zhuǎn)乙酰基酶的輔基就是硫辛酸，參與丙酮酸氧化脫羧形成乙酰輔酶A，α酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)等。十、維生素C（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)?維生素C又稱L-抗壞血酸（ascorbicacid），它是 含有6個(gè)碳原子的不飽和多羥基化合物，以內(nèi)酯形式存在?人體不能合成維生素C，維生素C廣泛存在于新鮮蔬菜及水果中（二）生化作用及缺乏癥?1．促進(jìn)膠原蛋白的合成?2.參與膽固醇的轉(zhuǎn)化?3．參與芳香族氨基酸的代謝4．參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)（1）維生素C能起到保護(hù)巰基的作用，它能使巰基酶的-SH維持還原狀態(tài)（2）維生素C能使紅細(xì)胞中高鐵血紅蛋白 （MHb）還原為血紅蛋白（Hb），使其恢復(fù)對(duì)氧的運(yùn)輸能力（3）維生素C能保護(hù)維生素A、E及B免遭氧化，還能促使葉酸轉(zhuǎn)變成為有活性的四氫葉酸。5．抗病毒作用，維生素C能增加淋巴細(xì)胞的生成，提高吞噬細(xì)胞的吞噬能力，促進(jìn)免疫球蛋白的合成，因此能提高機(jī)體免疫力臨床上用于心血管疾病、病毒性疾病等的支持性治療。主要可溶性維生素和相應(yīng)輔酶

維生素輔酶功能1.B1(硫胺素)TPP醛基轉(zhuǎn)移、α-酮酸脫羧2.B2(核黃素)FMN、FAD氧化還原反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移3.PP[尼克酸（酰胺）]NAD+、NADP+氧化還原反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移4.泛酸（遍多酸）CoASH

?；D(zhuǎn)移5.B6[吡哆醇（醛、酸）]磷酸吡哆醇（醛）轉(zhuǎn)氨、脫羧、消旋6.葉酸FH4(THFA)傳遞一碳基團(tuán)7.生物素羧化輔酶8.維生素C（抗壞血酸）氧化還原作用9.硫辛酸酰基轉(zhuǎn)移、氧化還原反應(yīng)10.B12（氰鈷氨素）分子重排、甲基化第四節(jié)微量元素定義（1）廣義微量元素泛指自然界或自然界的各種物體中含量很低的、或者很分散而不富集的那些元素。（2）狹義微量元素指動(dòng)植物體內(nèi)含量很少、需要量很少的必需元素。宏量元素和微量元素人體是由60多種元素所組成。根據(jù)元素在人體內(nèi)的含量不同，可分為宏量元素和微量元素兩大類。凡是占人體總重量的0.01%以上的元素，如碳、氫、氧、氮、鈣、磷、鎂、鈉等，稱為宏量元素；凡是占人體總重量的0.01%以下的元素，如鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等，稱為微量元素。微量元素雖然在人體內(nèi)的含量不多，但與人的生存和健康息息相關(guān)。它們的攝入過(guò)量、不足、或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異?；虬l(fā)生疾病。根據(jù)科學(xué)研究，到目前為止，已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有18種，即有鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼、銣、砷等。這每種微量元素都有其特殊的生理功能。盡管它們?cè)谌梭w內(nèi)含量極小，但它們對(duì)維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會(huì)出現(xiàn)疾病，甚至危及生命。一、鐵（一）體內(nèi)含量、需要量及分布體內(nèi)含量最多的一種，約占體重的0.0057％，（二）鐵的吸收:鐵的吸收部位主要在十二指腸及空腸上段。鐵在體內(nèi)的運(yùn)輸

血液中：鐵與運(yùn)鐵蛋白(Tf)結(jié)合而運(yùn)輸Tf-Fe3+鐵缺乏時(shí)可導(dǎo)致貧血,過(guò)量會(huì)引起慢性或急性鐵中毒（三）生理功能及缺乏癥

1.參與合成血紅蛋白及肌紅蛋白

2.構(gòu)成細(xì)胞色素氧化酶、過(guò)氧化物酶、琥珀酸脫氫酶等許多酶的成分

3.組織呼吸、生物氧化過(guò)程中起著重要作用

4.與免疫功能、消化功能以及神經(jīng)行為等有關(guān)鐵缺乏可引起缺鐵性貧血。二、碘?碘在人體內(nèi)的主要作用是參與甲狀腺素的組成(一)分布、吸收與代謝：

經(jīng)腸上皮細(xì)胞吸收進(jìn)入血漿，

一部分被甲狀腺攝取供合成甲狀腺激素，一部分由腎臟排出。

碘主要從尿液中排出，

尿碘來(lái)自于血中的無(wú)機(jī)碘，其排出量多在80%以上。(二)碘生理功能＊合成甲狀腺激素的主要原料

＊維持機(jī)體的正常代謝＊促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育＊促進(jìn)三羧酸循環(huán)的生物氧化過(guò)程＊維持腦正常發(fā)育及骨骼生長(zhǎng)三、銅?銅是體內(nèi)多種酶的輔基（一）分布:

以肝、腦、腎及心含量最高。

銅主要以金屬-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式貯存于肝臟。（二）功能及缺乏癥

1.參與鐵的代謝。

缺銅時(shí)，導(dǎo)致低血色素小細(xì)胞性貧血。

2.是體內(nèi)氧化還原體系中的催化劑。

3.具有維護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)完整性的重要作用。4.缺銅時(shí)影響膠原的正常結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致骨骼生成障礙、骨質(zhì)疏松、心血管受損等。

5.具有抗生育作用，使精子活力下降。四、鋅?鋅在體內(nèi)與80多種酶的活性有關(guān)（一）分布：

主要存在于肌肉、骨骼、皮膚、頭發(fā)、視網(wǎng)膜、前列腺、精子等組織器官。吸收及代謝：

血液中的鋅主要以含鋅金屬酶形式存在

血漿中的鋅主要與白蛋白及α球蛋白結(jié)合。

鋅吸收：小腸。

鋅排泄：糞便、尿、汗、頭發(fā)。（二）生理功能及缺乏癥

是許多金屬酶的結(jié)構(gòu)成分或