一 维生素 定义 : 维生素 (vitamin) 是人体内不能合成, 或合成量甚少 不能满足机体的需要, 必须由食物供给, 维持正常生命活动过程所必需的一组低分子量有机化合物 分类 : 脂溶性维生素 (lipid-soluble vitamin) 水溶性维生素 (water-soluble vita

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1 第五章 维生素与无机物 Vitamins and Minerals

2 一 维生素 定义 : 维生素 (vitamin) 是人体内不能合成, 或合成量甚少 不能满足机体的需要, 必须由食物供给, 维持正常生命活动过程所必需的一组低分子量有机化合物 分类 : 脂溶性维生素 (lipid-soluble vitamin) 水溶性维生素 (water-soluble vitamin)

3 二 无机元素 无机元素 (minerals) 是维持人体正常生理功能 也必不可少的元素 分类 常量元素 (macroelement): 钠 钾 氯 钙 磷 镁等 微量元素 (trace element): 指人体每日需要 量在 100mg 以下的化学元素, 主要包括铁 碘 铜 锌 锰 硒 氟 钼 钴 铬等

4 第一节 脂溶性维生素 Lipid-soluble Vitamin

5 共同特点 : (1)) 均为非极性疏水的异戊二烯衍生物 (2)) 不溶于水, 溶于脂类及脂肪溶剂 (3)) 在食物中与脂类共存, 并随脂类一同吸收 (4)) 吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某 些特殊结合蛋白特异结合而运输 种类 : Vit A, Vit D, Vit E, Vit K

6 一 维生素 A ( 一 ) 视黄醇是天然维生素 A 的主要形式 天然形式 : 来源 : A1( ( 视黄醇 ) A2(3- 脱氢视黄醇 ) 动物内脏 ( 视黄醇酯 ) 植物 : 维生素 A 原 ( 如 β- 胡萝卜素 )

7 运输形式 : 肝内星形细胞 (stellate cell) 储存 视黄醇酯肝细胞视黄醇视黄醇结合蛋白 (RBP) 血液 靶组织特异受体 运甲腺蛋白 (TTR) 在细胞内 细胞视黄醇结合蛋白 (CRBP)

8 ( 二 ) 维生素 A 缺乏或过量摄入均引起疾病 缺乏症 : 1. 夜盲症 2. 干眼病 3. 对感染性疾病的敏感性增加 过多则可引起中毒症状 : 头痛 恶心 共济失调 ; 肝细胞损伤和高脂血症 ; 长骨增厚 高钙血症 软组织钙化以及皮肤干燥 脱屑和脱发等

9 二 维生素 D ( 一 ) 维生素 D 是类固醇衍生物 种类 :VitD 2 ( 麦角钙化醇 ) VitD 3 ( 胆钙化醇 ) VitD 2 原 : 麦角固醇 VitD 3 原 :7- 脱氢胆固醇麦角固醇 VitD 2 胆固醇 7- 脱氢胆固醇 VitD 3 ( 紫外照射 ) VitD 3 在血液中运输 : 与维生素 D 结合蛋白 (vitamin D binding protein, DBP) 相结合而运输

10 ( 二 ) 维生素 D 的活化形式是 1,25- 二羟维生素 D 3 维生素 D 3 在体内的转变

11 ( 三 )1,25-(OH) 2 -D 3 具有调节血钙和组织细胞 分化的功能 1. 调节血钙水平是 1,25-(OH) 2 -D 3 的重要作用 1,25-(OH) 2 -D 3 可通过信号转导系统使钙通道开放, 促进小肠对钙 磷的吸收, 影响骨组织的钙代谢, 从而维持血钙和血磷的正常水平, 促进骨和牙的钙化

12 2. 1,25-(OH) 2 -D 3 还具有影响细胞分化的功能 调节多种组织细胞分化 促进胰岛 细胞合成与分泌胰岛素 抑制某些肿瘤细胞增殖和促进分化

13 ( 四 ) 维生素 D 缺乏或摄入过量均引起疾病 缺乏症 : 儿童可患佝偻病 (rickets) 成人可发生软骨病 (osteomalacia) 长期每日摄入 25 μg 维生素 D 可引起中毒, 长期每天摄入 125 μg 维生素 D 则肯定会引起中毒, 其症状主要有异常口渴, 皮肤搔痒, 厌食 嗜睡 呕吐 腹泻 尿频以及高钙血症 高钙尿症 高血压以及软组织钙化等

14 三 维生素 E ( 一 ) 维生素 E 是生育酚类化合物 生育酚 (tocopherol): HO R 1 和 四种 R 2 R3 O CH 3 生育三烯酚 (tocotrienol): R 1 生育酚 和 四种 HO R 2 O CH 3 R3 生育三烯酚

15 ( 二 ) 维生素 E 具有抗氧化等多方面的功能 1. 维生素 E 是体内最重要的脂溶性抗氧化剂 机制 : 捕捉过氧化脂质自由基, 保护生物膜 的结构与功能 维生素 E + 过氧化脂质自由基 生育酚自由基 维生素 C 或谷胱甘肽 生育醌 缺乏 : 轻度溶血性贫血

16 3. 维生素 E 能促进血红素合成血红素合成关键酶 :δ 氨基 γ 酮戊酸 (ALA) 合酶 ALA 脱水酶缺乏 : 新生儿贫血

17 ( 三 ) 维生素 E 缺乏可引起轻度贫血 维生素 E 缺乏病是由于血中维生素 E 含量低而引起, 主要发生在婴儿, 特别是早产儿 新生儿缺维生素 E 可引起贫血 临床上常用维生素 E 治疗先兆流产及习惯性流产

18 第二节 水溶性维生素 Water-soluble Vitamin

19 共同特点 易溶于水, 故易随尿液排出体内不易储存, 必须经常从食物中摄取作用比较单一, 主要构成酶的辅助因子直接影响某些酶的催化作用 种类 :B 族维生素, 维生素 C

20 一 维生素 B1 ( 一 ) 维生素 B1 形成辅酶焦磷酸硫胺素 N CH 2 N + CH 3 O O H 3 C N NH 2 HC S CH 2 CH 2 O P O OH P OH OH 硫胺素 (thiamine) 焦磷酸硫胺素 (thiamine pyrophosphate, TPP)

21 ( 二 ) 维生素 B1 在糖代谢中具有重要作用 TPP 是 α- 酮酸氧化脱羧酶的辅酶, 也是转酮酶的辅酶在神经传导中起一定的作用, 抑制胆碱酯酶的活性 ( 三 ) 维生素 B1 缺乏可引起脚气病 脚气病, 末梢神经炎

22 二 维生素 B2 ( 一 ) 维生素 B2 是 FAD 和 FMN 的组成成分 维生素 B 2 又名核黄素 (riboflavin) 体内活性形式为黄素单核苷酸 (FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)

23 ( 二 )FMN 和 FAD 是体内氧化还原酶的辅基 FMN 及 FAD 是体内氧化还原酶 ( 如脂酰 CoA 脱 氢酶 琥珀酸脱氢酶 黄嘌呤氧化酶等 ) 的 辅基, 主要起氢传递体氢传递体的作用. ( 三 ) 维生素 B2 缺乏病是一种常见的营养缺乏病 口角炎, 唇炎, 阴囊炎等

24 三 维生素 PP ( 一 ) 维生素 PP 是 NAD + 和 NADP + 的组成成分 维生素 PP 包括 : 烟酸 (nicotinic acid) 烟酰胺 (nicotinamide) 体内活性形式 : 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD + ) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADP + )

25 烟酰胺 CONH 2 NH 2 N + N N HO O OH OH H 2 C O P O O OH P O O OH P O O N CH 2 O N NAD + :R 为 H OH OH O R NADP + :R 为 P OH O

26 ( 二 )NAD + 和 NADP + 是多种不需氧脱氢酶的辅酶 NAD + 及 NADP + 是体内多种不需氧脱氢酶 ( 如苹果酸脱氢酶 乳酸脱氢酶 ) 的辅酶, 起传递氢的作用 ( 三 ) 维生素 PP 缺乏可引起癞皮病 缺乏症 : 癞皮病 大量长期服用会中毒, 肝损伤

27 四 泛酸 ( 一 ) 泛酸在辅酶 A 和酰基载体蛋白的组成成分 泛酸 (pantothenic acid) 又名遍多酸 体内活性形式为辅酶 A(CoA) 酰基载体 蛋白 (ACP) ( 二 ) 辅酶 A 和酰基载体蛋白参与酰基转移反应 CoA 及 ACP 是酰基转移酶的辅酶, 参与 酰基的转移作用 ( 三 ) 泛酸缺乏可引起各种胃肠功能障碍等疾病

28 六 维生素 B 6 ( 一 ) 维生素 B 6 包括吡哆醇 吡哆醛和吡哆胺 维生素 B 6 包括吡哆醇 (pyridoxine) 吡哆醛 (pyridoxal) 和吡哆胺 (pyridoxamine) 活化形式 : 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺

29 ( 二 ) 磷酸吡哆醛的辅酶作用多种多样 1. 磷酸吡哆醛是多种酶的辅酶 磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶, 用于治疗小儿惊厥 妊娠呕吐和精神焦虑 磷酸吡哆醛也是 - 氨基 - 酮戊酸合酶 (ALA 合酶 ) 的辅酶 缺乏导致低血色素小细胞性贫血和血清铁增高 磷酸吡哆醛是同型半胱氨酸分解代谢酶的辅酶, 缺乏引起高同型半胱氨酸血症

30 2. 磷酸吡哆醛可终止类固醇激素的作用 作用机制 : 将类固醇激素 - 受体复合物从 DNA 中移去, 终止这些激素的作用 维生素 B 6 缺乏 : 可增加人体对雌激素 雄激素 皮质激素和维生素 D 作用的敏感性 ( 三 ) 维生素 B 6 过量可引起中毒 日摄入量超过 200mg 可引起神经损伤, 表现为周围感觉神经病

31 七 叶酸 ( 一 ) 四氢叶酸是叶酸的活性形式 叶酸 (folic acid) 又称蝶酰谷氨酸 体内活性形式为四氢叶酸 (FH 4 ) ( 二 ) 四氢叶酸是一碳单位的载体 FH 4 是一碳单位一碳单位转移酶的辅酶, 参与一碳单 位的转移 N 5 N 10 是一碳单位的结合位点

32 叶酸 二氢叶酸还原酶 NADPH+H + NADP + 二氢叶酸 二氢叶酸还原酶 NADPH+H + NADP + 四氢叶酸 H 2 N N 1 H N 8 7 O N 3 HO N H 5 CH 6 CH 2 9 NH 10 C NH CH(CH 2 ) 2 HOOC COOH 5, 6, 7, 8- 四氢叶酸 ( 三 ) 叶酸缺乏可导致巨幼红细胞性贫血 缺乏症 : 巨幼红细胞贫血高同型半胱氨酸血症和 DNA 低甲基化

33 八 维生素 B 12 ( 一 ) 维生素 B 12 的吸收需要内因子 维生素 B 12 又称钴胺素 (coholamine) 体内活性形式为甲基钴胺素 B 12 蛋白质 回肠吸收 胃酸胃蛋白酶 B 12 IF-B 脱氧腺苷钴胺素 亲钴蛋白 内因子 亲钴蛋白 B 12 B 12 胰蛋白酶

34 ( 二 ) 维生素 B 12 影响一碳单位的代谢和脂肪酸的合成 Vit B 12 是 N 5 -CH 3 -FH 4 转甲基酶 ( 甲硫氨酸合成酶 ) 的辅酶, 催化同型半胱氨酸甲基化生成甲硫氨酸 ( 三 ) 维生素 B 12 缺乏可导致巨幼红细胞性贫血等多种疾病 Vit B 12 缺乏 : 一是引起甲硫氨酸合成减少 二是影响四氢叶酸的再生缺乏症 : 巨幼红细胞贫血高同型半胱氨酸血症神经疾患

35 九 维生素 C ( 一 ) 维生素 C 是对热不稳定的酸性物质 维生素 C 又称 L- 抗坏血酸 (ascorbic acid), 呈酸性, 广泛存在于新鲜蔬菜和水果中 动物体内不能合成维生素 C, 必需由食物供给 抗坏血酸分子中 C2 和 C3 羟基可以氧化脱氢生成脱氢抗坏血酸, 后者也可以加氢还原

36 O O C 14 C 14 HO HO H C C C O -2H +2H O O H C C C O HO CH HO CH C H 2 OH C H 2 OH 维生素 C 脱氢维生素 C

37 第三节 微量元素 Trace Element

38 概念 : 微量元素是指人体中每人每天的需要量 在 100 mg以下的元素 种类 主要包括有铁 碘 铜 锌 锰 硒 氟 钼 钴 铬等 10 种

39 一 铁 ( 一 ) 运铁蛋白和铁蛋白分别是铁的运输和储 存形式 铁是体内含量最多的一种微量元素, 成年男性平均含铁量约为 50 mg/kg, 女性约为 30 mg/kg 铁 (Fe 3+ ) 在血液中与运铁蛋白 (transferrin) 结合而 运输 多余的铁以铁蛋白的形式主要储存于肝 脾 骨髓 小肠黏膜 胰等器官 体内铁的唯一排泄途径 : 细胞内有铁蛋白铁随着小肠黏膜上皮细胞脱落而排泄于肠腔

40 ( 二 ) 体内铁主要存在于铁卟啉化合物和其他 含铁化合物中 铁卟啉化合物 :75% 非铁卟啉类含铁化合物 :25% ( 如含铁的黄 素蛋白 铁硫蛋白 运铁蛋白等 )

41 ( 三 ) 铁的缺乏与中毒均可引起严重的疾病 铁的缺乏 : 小细胞低血色性贫血 铁摄入过剩 : 血色素沉着症 (hemochromatosis)

42 二 锌 锌 (zinc) 在人体内的含量仅次于铁, 约为 1.5~ 2.5g 成人每日需锌 15~20mg ( 一 ) 清蛋白和金属硫蛋白分别参与锌的运输和储存 血锌水平 :0.1~0.15mmol/L 运输形式 : 清蛋白或运铁蛋白结合而运输 储存形式 : 与金属硫蛋白 (metallothionein) 结合 排泄方式 : 主要经粪排泄, 其次为尿 汗 乳汁

43 ( 二 ) 锌是含锌金属酶和锌指蛋白的组成成分 功能 : 含锌金属酶的组成成分 锌指蛋白中 锌指模体的成分 ( 三 ) 锌缺乏可引起多种疾病 缺乏症 : 皮肤炎 伤口愈合缓慢 脱发 神 经精神障碍, 儿童发育不良 睾凡萎缩等

44 ( 二 ) 锰是多种酶的组成成分和激活剂 1) 多种酶的组成成分和激活剂 2) 体内正常免疫功能 血糖与细胞能量调节 生殖 消化 骨骼生长 抗自由基等均需要锰 ( 三 ) 过量摄入锰可引起中毒 缺乏症 : 生长发育受到影响 中毒 : 抑制呼吸链中复合物 Ⅰ 和 ATP 酶的活性, 造成氧自由基的过量产生 ; 干扰多巴胺的代谢, 导致精神病和帕金森神经功能障碍 ( 锰疯狂 )

45 第四节 钙 磷及其代谢 Metabolism of Calcium and Phosphorus

46 钙 (calcium) 是人体内含量最多的无机元素之一, 成人含量约为 30 mol(1200g/70kg 体重 ), 仅次于碳 氢 氧和氮 磷 (phosphorus) 正常成人约含 19.4 mol(600 g)

47 一 钙 磷在体内分布及其功能 ( 一 ) 钙既是骨的主要成分又具有重要的调节作用 骨钙占体内总钙 99%,, 以羟基磷灰石 (hydroxyapatite) 的形式存在 血清钙 (9 11mg/dl) 11mg/dl),, 占总钙 0.1% 游离钙 其他钙占总钙 1% ph ph 蛋白结合钙

48 血钙的正常水平对于维持骨骼内骨盐的含 量 血液凝固过程和神经肌肉的兴奋性具有重 要的作用 胞液钙作为第二信使在信号转导中发挥许多 重要的生理作用 肌肉中的钙可启动骨骼肌和心 肌细胞的收缩

49 ( 二 ) 磷是体内许多重要生物分子的组成成分 骨 ( 约占 85.7%) 体内总磷 19.4mol(600g 600g) 各组织细胞 ( 约 14%) 体液 ( 约 0.03%) 成人血浆中无机磷的含量约为 mmol/L 1.3mmol/L ( mg/dl)) 血液 [Ca] [P] = 35 40

50 ( 三 ) 钙磷代谢紊乱可引起多种疾病 维生素 D 缺乏可引起钙吸收障碍, 导致儿童佝偻病和成人骨软化症 骨基质丧失和进行性骨骼脱盐可导致中 老年人骨质疏松 甲状旁腺功能亢进与维生素 D 中毒可引起高血钙症 尿路结石等 甲状旁腺功能减退症可引起低钙血症 高磷血症常见于慢性肾病患者, 与冠状动脉 心瓣膜钙化等严重心血管并发症密切相关 ; 是引起继发性甲状旁腺功能亢进 维生素 D 代谢障碍 肾性骨病等的重要因素 维生素 D 缺乏也可减少肠腔磷酸盐的吸收, 是引起低磷血症的原因之一

51 二 钙和磷的代谢 ( 一 ) 钙和磷的吸收与排泄受多种因素影响 小肠对钙的吸收 主要来源 : 牛奶 豆类和叶类蔬菜 主要吸收部位 : 十二指肠和空肠上段

52 影响钙吸收因素 : 1. 酸性食物均有利于钙的吸收 2. 碱性磷酸盐 草酸盐和植酸盐不利于钙的吸收 3. 钙的吸收随年龄的增长而下降 4. 维生素 D 能促进钙和磷的吸收

53 肾对钙的重吸收 正常成人肾小球每日滤过约 9g 游离钙 (1) 肾小管对钙的重吸收量与血钙浓度相关 血钙浓度降低可增加肾小管对钙的重吸收率, 而血钙高时吸收率下降 (2) 肾对钙的重吸收受甲状旁腺激素的严格调控

54 磷的吸收 形式 : 无机磷酸盐部位 : 小肠上段 肾小管对血磷的重吸收也取决于血磷水平,pH 降低可增加磷的重吸收 甲状旁腺激素抑制血磷的重吸收

一 维生素 定义 : 维生素 (vitamin) 是机体维持正常功能所必需, 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 分类 : 脂溶性维生素 (lipid-soluble vitamin) 水溶性维生素 (water-soluble vitamin)

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