藥物化學(xué)維生素

1、,,第15章 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)所必需的一類微量低分子有機(jī)化合物。,15.1.1 維生素的定義：,⑴ 存在于天然食物中。⑵ 體內(nèi)不能合成，或合成數(shù)量很少，必須由食物供給。⑶ 不構(gòu)成組織，不提供能量。⑷ 生理劑量很少（mg，µg），但生理作用十分重要。,15.1.2 維生素的特點：,15.1.3 維生素的功能,維生素對生物并非供能或組成生物體的

2、結(jié)構(gòu)成分，但卻為代謝過程所必需，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和生長發(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轉(zhuǎn)變成輔酶在代謝過程中起原子、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，尚無明顯臨床癥狀時稱維生素不足。人類正是在同這些維

3、生素缺乏癥的斗爭中來研究和認(rèn)識維生素的。,維生素缺乏的原因：① 膳食中供給不足。 ② 吸收利用率降低。③ 需要量相對增高。,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,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,① 按缺乏原因分類原發(fā)性缺乏：由膳食中維生素供給不足或生物利用率過低引起。繼發(fā)性缺乏（

4、條件性維生素缺乏）：由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。② 按缺乏程度分類臨床缺乏：維生素缺乏出現(xiàn)臨床癥狀。亞臨床缺乏（邊緣缺乏）：沒有維生素缺乏的臨床癥狀，但可出現(xiàn)勞動效率降低和對疾病抵抗力下降。,脂溶性維生素與水溶性維生素的不同點,,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。（一）VB1（二）VB2

5、（三）VB6（四）VB12（五）其他B族維生素,15.2.1.1 維生素B1,VB1,又稱硫胺素，又稱抗腳氣病維生素，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)通過亞甲基連接而成的一類化合物，它在自然界中常與焦磷酸合成焦磷酸硫胺素（簡稱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，在酸性條件對熱較穩(wěn)定，在中性及堿性溶液中易被氧

6、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、豆類、豬肉時，不宜用亞硫酸鹽作為防腐劑或以二氧化硫熏蒸谷倉。,硫色素反應(yīng)——VB1的專一反應(yīng),VB1氧化后變成脫氫硫胺素，脫氫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)α－酮酸、丙酮酸、α－酮戊二酸的氧化脫

7、羧反應(yīng)。這對于糖代謝和能量代謝非常重要。 當(dāng)VB1不足時，糖代謝中間產(chǎn)物在神經(jīng)組織中堆積，會造成健忘、不安、易怒或憂郁等癥狀。 此外，維生素B1不足時還會導(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

8、~5個月，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。上行性對稱性周圍神經(jīng)炎，運動及感覺障礙，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；感覺障礙初期為過敏，后期感覺消失。消化系統(tǒng)癥狀：厭食、惡心、消化不

9、良等。（2）濕性腳氣?。阂运[和心臟癥狀為主，主要有：心悸、氣短、心動過速、組織水腫，嚴(yán)重者心衰。（3）混合性腳氣病,4. VB1的來源,糧谷類、豆類、酵母、動物性原料的內(nèi)臟和雞蛋中。,15.2.1.2 維生素B2,1.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對熱穩(wěn)定，在堿性溶液中易被破壞。

10、游離核黃素對光、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，對機(jī)體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝起著重要作用。缺乏時會發(fā)生口角炎、舌炎等。,4. 來源 VB2廣泛存在于動物性食品中，以禽、畜類的肝、腎、心含量高，其次是奶類和蛋類。許多綠葉蔬菜和豆類中含量也很高。,15.2.1.3 維生素B6,1. 組成與結(jié)構(gòu) 維生素B6又名吡哆辛，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三種。,2. VB6的性

11、質(zhì),三種維生素都是白色晶體。吡哆醇易溶于水和乙醇，對光線敏感，對熱較穩(wěn)定，但吡哆醛和吡哆胺在高溫時迅速破壞。 吡哆醇在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檫炼呷┖瓦炼甙贰?3. VB6的來源,谷物類、魚肉、雞蛋、奶、白菜和豆類，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，在加工儲藏過程中很容易被破壞。氧氣有氧時持續(xù)加熱光照 在

12、堿性條件金屬對酸穩(wěn)定,,2，3-二酮古洛糖酸,VC易被水降解成無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、綠色蔬菜、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：蘋果皮中的濃度要比果肉中高2—3倍。這種維生素唯一的動物來源為牛乳和肝。,15.3 脂溶性維生素,共同特點

13、均為非極性疏水的異戊二烯衍生物不溶于水，溶于脂類及脂肪溶劑在食物中與脂類共存，并隨脂類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)合而運輸 種類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物質(zhì)的總稱。,﹡天然形式：A1（視黃醇）A2（3-脫氫視黃醇）﹡活性形式 ：視黃

14、醇、視黃醛、視黃酸﹡維生素A原：β-胡蘿卜素,15.3.1.1 分類和理化性質(zhì),1. 分類維生素A類⑴ 類維生素A：指維生素A及其合成類似物或代謝產(chǎn)物。包括動物體內(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

15、（VA2）。VA2的生物活性為VA1的40%。,⑵ 類胡蘿卜素（carotinoids）：指胡蘿卜素及其類似物。包括植物體內(nèi)的“維生素A原（pro-vitamins A）”，即?-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

16、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，對酸、堿和熱比較穩(wěn)定，但對氧和紫外線敏感。,3.生理功能,1. 維持正常視覺：VA在視網(wǎng)膜的視桿細(xì)胞中與視蛋白結(jié)合生成對光敏感的視紫紅質(zhì)。2. 維持上皮的正常生長和分化：⑴ 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。⑵ 視黃酸受體和視黃酸結(jié)合，刺激或抑制基因表達(dá)，對細(xì)胞分化起調(diào)控作用。3. 促進(jìn)生長發(fā)育：可能為促進(jìn)蛋白

17、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.缺乏與過量,1. 缺乏VA缺乏是國際公認(rèn)的四大營養(yǎng)缺乏病之一。發(fā)展中國家患病率為20%～30%。我國1992年營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：VA攝入量明顯不足，RE攝入量為476µg，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5～10個百分點。20

18、02年全國營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：人均攝入視黃醇當(dāng)量479?g/日，城市居民為553?g/日，農(nóng)村居民為450?g/日。,臨床表現(xiàn)：⑴ 眼部癥狀：暗適應(yīng)時間延長，夜盲，干眼病，畢脫斑（bitot’s spots），角膜軟化癥，失明。⑵ 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。⑶ 兒童生長發(fā)育遲緩。⑷ 味覺、嗅覺下降，食欲減退。,Bitot’s spot,Bitot’s spot,2. 過量⑴ 中毒劑量：

19、急性：成人100倍RDA，兒童20倍。慢性：10倍RDA。⑵ 中毒表現(xiàn)：急性：惡心、嘔吐、頭痛、眩暈、視覺模糊、肌肉失調(diào)、嗜睡、厭食等。慢性：頭痛、脫發(fā)、肝大、長骨末端疼痛、肌肉僵硬、皮膚瘙癢等。動物胚胎吸收、流產(chǎn)、出生缺陷。,5.供給量和食物來源,1. 供給量（DRIS） 單位（µgRE），成人 RNI 男800，女700UL：成人3000；孕婦2400；兒童2000[視黃醇當(dāng)量

20、（retinal equivalent, RE)]1µg視黃醇=0.0035µmol視黃醇=1µgRE1µg?-胡蘿卜素=0.167 µgRE1µg其他VA原=0.084 µgRE膳食中總RE（µg）=VA（µg）+ ?-胡蘿卜素（µg）×0.167+其他VA原（µg） ×0.084 1I

21、U VA=0.3 µgRE,2. 食物來源 ⑴ VA：動物肝臟，奶及制品，禽蛋，魚卵，魚肝油。⑵ VA原：深色蔬菜和水果。,資料：我國居民膳食維生素A攝入狀況,1992年全國營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：人均攝入視黃醇當(dāng)量476?g/日城市居民為606?g/日農(nóng)村居民為409?g/日2002年全國營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果：人均攝入視黃醇當(dāng)量479?g/日城市居民為553?g/日農(nóng)村居民為450?g/日,15.3.2 維生素D,維生素

22、D是一類抗佝僂病維生素的總稱，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?。贺E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

23、用，促進(jìn)對鈣磷的吸收，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。,維生素D缺乏性佝僂病，簡稱佝僂病，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部位，使發(fā)育中骨骼不能正常鈣化，造成生長骨骼病變。 臨床上以骨骼改變?yōu)樘卣鞯囊环N全身慢性營養(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

24、）、方顱（5-9月小兒）、囟門遲閉合（>1.5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的來源,增加體內(nèi)維生素D的措施（1）合理喂養(yǎng)：合理喂養(yǎng)，及時添加維生素D食物。動物肝

25、、蛋黃、奶油、乳類和海產(chǎn)品。 （2）增加日光照射：多到戶外活動（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年美國的Evanst和Bishop發(fā)現(xiàn)脂溶性膳食因子對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

26、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烯兩類,每類又可根據(jù)甲基數(shù)目和位置不同,分為α, β, γ, δ.,,15.3.3.2 維生素E之α-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α-生育酚為最具活性者。所以藥典中所指VE為α-生育酚醋酸酯。 本品不易受空氣和紫外線影響，在水解生

27、成α-生育酚后易被氧化。遇光、空氣可部分氧化成α-生育醌及α-生育酚二聚體。,α-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。但后來營養(yǎng)及生化學(xué)者，一直研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)維生素E，簡直是一種萬能丹，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)

28、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，可中斷高速運轉(zhuǎn)的自由基連鎖反應(yīng)，抑制多不飽和脂肪酸過氧化脂質(zhì)的形成，所以，在抑制生物膜中多不飽和脂肪酸過氧化時，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)胞呼吸的必需促進(jìn)因

29、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,因為動物體內(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，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

30、克榛子中含有25毫克……） 像綠色蔬菜，蛋黃，豆類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,維生素K于1929年丹麥化學(xué)家達(dá)姆從動物肝和麻子油中發(fā)現(xiàn)并提取。后來研究發(fā)現(xiàn)它在人體內(nèi)能促使血液凝固。人體缺少它，凝血時間延長，嚴(yán)重者會流血不止，甚至死亡。因其具凝血作用（Koagulation，德文） ，命名為維生素K。,15.3.4

31、 維生素 K,15.3.4.1 維生素K 的種類,維生素K是一類含萘醌結(jié)構(gòu)，具有凝血作用的化合物的總稱。,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K,,K1 (主要存在于植物和動物肝臟中 ),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

32、生物,,維生素K,,促進(jìn),凝血因子2(凝血酶原),7,9,10,合成,,,,,促使,凝血酶原,轉(zhuǎn)變,凝血酶,凝血酶,,促使,纖維蛋白原,,轉(zhuǎn)變,纖維蛋白,,①參與凝血作用。,,加速,血液凝固,②參與生物氧化，還有增加腸道蠕動，止痛解痙的作用。,生理需要:中國居民維生素K的適宜攝入量，不分性別，為120g/d。,15.3.4.2 維生素K 的生理功能,,在動物體內(nèi)具有生物活性的是維生素 K2，而維生素 K1 和維生素 K3 都要轉(zhuǎn)化為維生

33、素 K2 才能起作用。三種維生素 K 的形式都在肝中轉(zhuǎn)化成維生素 K2 ，并和胃腸微生物合成的維生素 K2 一起被吸收利用。,15.3.4.3 維生素K 的生化活性,食物中維生素K的含量（μg·100g-1）,15.3.4.4 維生素K 的主要來源,維生素K的食物來源,15.3.4.5 維生素K 的缺乏癥狀,缺乏維生素K會減少機(jī)體中凝血酶原的合成，從而導(dǎo)致出血時間延長。即便是輕微的創(chuàng)傷或挫傷也可能引起血管破裂。出現(xiàn)皮下出血以及

34、肌肉、腦、胃腸道、腹腔、泌尿生殖系統(tǒng)等器官或組織的出血或尿血、貧血甚至死亡。,1、新生兒出血疾病，如吐血、腸子、臍帶部位出血； 2、成人不正常凝血，導(dǎo)致牙齦出血、流鼻血、尿血、胃出血及瘀血等癥狀； 3、低凝血酶原癥，癥狀為血液凝固時間延長、皮下出血； 4、小兒慢性腸炎。,⑴治療出血的抗凝劑,⑵治療和預(yù)防骨質(zhì)疏松癥,⑶可預(yù)防肝硬化進(jìn)展為肝癌,此外維生素K還可以用于治療：毛細(xì)支氣管炎、百日咳、肝炎、腹瀉、頭痛等病癥。,15.3.4.6