第四节 维生素(当前章节内容组合)

一、维生素A(VA)和维生素A原(类胡萝卜素)

维生素A(retinol)又名视黄醇,与类胡萝卜素一样对热、酸、碱稳定,一般加工防烹调方法不会引起破坏,但易被氧化,高温与紫外线可促进这种氧化破坏,若与磷脂、VE和VC及其他抗氧化剂并存则较为稳定。

(一)生理功能

1.参与视网膜视紫质的合成与再生,维持正常暗适应能力,维持正常视觉。

2.参与上皮细胞与粘膜细胞中糖蛋白的生物合成,维持上皮细胞的正常结构和功能。

3.促进蛋白质的生物合成和骨细胞的分化,促进机体的生长和骨骼的发育。

4.免疫球蛋白也是糖蛋白,其合成与VA有关,故有增加机体抗感染的作用。

5.VA可促进上皮细胞的正常分化并控制其恶变,从而有防癌作用。

(二)VA缺乏病

由于VA和VA原摄入不足所引起的营养缺乏病,临床上首先出现暗适应能力降低,进一步发展可形成夜盲症。皮肤基底细胞增生和过度角化,特别是毛囊口角化为毛囊丘疹(多发生在四肢伸肌表面、肩部、颈部、背部,臀部的毛囊周围);汗腺、皮脂腺萎缩、皮肤干燥、毛发干枯脱落;结膜角化、泪腺分泌减少,形成干眼病,进一步发展可出现角膜消溃疡、穿孔、失明、还可出现结膜皱折和毕脱斑;骨骼发育受阻、免疫和生殖功能下降。据WHO报道,因VA缺乏,全世界每年有50万名学龄前儿童患有活动性角膜溃疡,600万人患干眼症,这是影响视力和导致失明的重要原因。

我国人民膳食中动物性食品摄入少,主要由蔬菜中摄取β-胡萝卜素(β-carotene)故轻度VA缺乏还是相当广泛的,应当加强防制工作。

(三)VA过多症

VA进入机体后排泄效率不高,长期过量摄入可在体内蓄积,引起VA过多症。成年人长期每天摄入15000μg视黄醇当量,即可出现中毒症状,多数因过量摄入VA制剂或食入过冬狗或狼的肝脏所致。主要症状为厌食、过度激惹、长骨末端外周疼痛、肢体活动受限、头发稀疏、肝肿大、肌肉僵硬、皮肤搔痒、头痛、头晕等。及时停止食用,症状可很快消失。

成人一次摄入VA99000~33000μg视黄醇当量,儿童一次超过99000μg视黄醇当量,可发生VA急性中毒。成人于6~8小时后出现嗜睡或过度兴奋、头痛、呕吐、颅内压增高,12~30小时后皮肤红肿变厚,继之脱皮(以手、脚掌最为明显);婴幼儿急性中毒以颅内压增高为其主要特征,出现前囱饱满、恶心、呕吐、眼底水肿,脑脊液压力增高,血清VA含量剧增。

(四)食物来源

天然VA只存在于动物体内。动物的肝脏、鱼肝油、奶类、蛋类及鱼卵是VA的最好来源。VA原(VA的前体)类胡萝卜素,广泛分布于植物性食品中,其中最重要的是β-胡萝卜素。红色、橙色、深绿色植物性食物中含有丰富的β-胡萝卜素,如胡萝卜、红心甜薯、菠菜、苋菜、杏、芒果等。理论上1molβ-胡萝卜素在体内可分解成2molVA,但由于胡萝卜素有吸收利用率远低于VA,实验证明,就其生理活性而言,6μgβ-胡萝卜素才能相当于1μgVA。β-胡萝卜素是我国人民膳食中VA的主要来源。

(五)供给量

婴幼儿与儿童的不同年龄段,供给量有所不同(200~750μg视黄醇当量),从13岁少年开始至成年老年皆为800μg视黄醇当量。孕妇1000μg,乳母1200μg视黄醇当量。

1μg胡萝卜素=0.167μg视黄醇当量。以往VA的量常用国际单位(IU)表示。1 IUVA=0.33μgVA=0.33μg视黄醇当量。

当从膳食中既摄入VA又食入β-胡萝卜素时,应全部折合成μg视黄醇当量,即:

视黄醇当量(μg)=VA(μg)+0.167×β-胡萝卜素(μg)。

(六)人体VA营养状况评定

评定人体内VA营养状况常用指标有:①测定血清VA含量。成人血清VA正常含量为300~900μg视黄醇当量/L,低于120μg为缺乏,但因血清VA含量高低受许多因素影响,故应对具体情况作具体分析;②视觉暗适应功能测定。VA缺乏者暗适应能力比正常人差;③血浆中视黄醇蛋白测定。国外报道其含量与血浆VA含量有正相关趋势。

二、维生素D(VD)

VD是所有具有胆钙化醇生物活性的类固醇统称。其中VD2(钙化醇,calciferol)与VD3(胆钙醇,cholecalciferol)是最重要的VD。VD2与VD3结构相似、功能相同,皆为脂溶性维生素,对热、氧、酸、碱均较稳定,主要区别于两者的来源不同,VD2来源于植物,大多数植物中含有微量的麦角固醇,植物叶曝露于日光后形成VD2(称麦角钙化醇或钙化醇),VD3(又称胆钙固醇或胆钙醇)来源于动物,人与动物皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线照射后即可转变成VD3,然后运往肝、肾转化为具有生物活性的形式,再发挥其重要生理功能。

(一)生理功能

VD对骨骼形成极为重要,其主要功能是调节钙和磷代谢,促进小肠对钙和磷的吸收与利用,构成健全的骨骼与牙齿。

(二)VD缺乏病

VD与机体内钙、磷代谢密切相关,故当VD缺乏时,儿童发生佝偻病,成人出现骨软化症和骨质疏松症。佝偻病常在婴幼儿中发生,因骨骼的软骨连接处及骨骼部位增大,临床上可见到方颅、肋骨串珠、鸡胸;由于骨质软化,承受较大压力的骨骼部分发生弯曲变形,如脊柱弯曲,下肢弯曲,还可发生囟门闭合迟缓,胸腹之间形成哈里逊沟。若成人缺乏VD,可使成熟的骨骼脱钙而发生骨质软化症和骨质疏松症,妊娠与授乳期妇女最易发生,好发部位为骨盆与下肢,再逐渐波及到脊柱和其他部位。

(三)VD过多症

VD可以在体内蓄积,过多摄入可以引起VD过多症。成人每日摄入2500μg,儿童每日摄入500~1250μg,数周后即可发生中毒。表现为头痛、厌食、恶心、口渴、多尿、低热、嗜睡、血清钙、磷增加,软组织钙化,可出现肾功能衰竭、高血压等症状。停止食用,数周后可恢复正常。

(四)食物来源

VD3含量最丰富的食物为鱼肝油,动物肝脏和蛋黄,牛奶与其他食物中VD3的含量较少。VD2来自植物性食品,一般说来,人只要能经常接触阳光,在一般膳食条件下,不会造成VD缺乏。以牛奶为主食的婴儿,应适当补充鱼肝油,并经常接受日光照晒,有利于生长发育。

(五)供给量

成年人每日供应5μg,孕妇、乳母、儿童与青少年及老年人均为10μg。

(六)营养状况评定

目前多用高效液相色谱法测定血浆中的25-OH-D3,作为鉴定VD3营养状况的指标,结果准确可靠。

三、维生素E(VE)

VE是所有具有α-生育酚生物活性的色酮衍生物的统称,其中以α-生育酚的活性最高。易溶于脂肪溶剂,对热与酸稳定,对碱敏感,可缓慢地被氧化破坏。

(一)生理功能

VE具有很强的抗氧化作用,能阻止不饱和脂肪酸受到过氧化作用的损伤,从而维持着不饱和脂肪酸较多的细胞膜的完整性和正常功能;由于预防了脂质过氧化,从而消除了体内其他成分受到脂质过氧化物的损害。因此,具有延缓衰老、预防大细胞性溶血性贫血作用;还与性器官和胚胎发育有关,动物试验表明,大鼠缺乏VE,将引起雌、雄动物生殖系统的损害,使生殖上皮发生不可逆变化,雄性可致精子停止形成和睾丸退化,雌性可致胚胎死亡。临床上常用来治疗不孕症、习惯性流产。

(二)食物来源

各种植物油(麦胚油、棉籽油、玉米油、花生油、芝麻油)、谷物的胚芽、许多绿色植物、肉、奶油、奶、蛋等都是VE良好或较好的来源。

(三)供给量

儿童为3~8mg,少年与成年人为10mg,孕妇、乳母与老人为12mg。

(四)营养水平评定

1.判定血清中α-生育酚的含量,这是直接反映体内VE储存量是否充足的一个指标,一般认为低于5mg/L为营养状况不良。

2.红细胞体外试验,体内缺乏VE者,其体外红细胞对H2O2引起的溶血比正常人敏感。

四、维生素B1(VB1)

VB1(硫胺素,thiamine)在高温时,特别是在高温碱性溶液中,非常容易破坏,并易受紫外线破坏,在酸性溶液中,稳定性较好,甚至加热时也是稳定的。

(一)生理功能

VB1是脱羧辅酶的主要成分,参与碳水化物代谢中丙酮酸及α-酮戊二酸的氧化脱羧作用;能抑制胆碱脂酶的活性,维持胃肠道的正常蠕动和消化腺的分泌。

(二)VB1缺乏症

VB1缺少时,神经组织中的碳水化物代谢首先受到阻碍,致使丙酮酸堆积在神经组织中,引起多发性神经炎和脚气病(beriberi),又称脚气病多见于以大米为主食的地区。在东南亚地区特别是菲律宾、越南、泰国、缅甸等国尤为多见。我国建国后已不多见,但近年来由于生活水平提高,食用精白米增多,在某些地区患病率又有回升。还可因酗酒、各种胃肠道疾病使之吸收过少,结核、甲亢等消耗性疾病使之相对不足而引起发病。

由于饮食不足引起者,一般在摄取3个月低VB1饮食后出现症状。早期表现为疲乏无力,肌肉酸痛,食欲下降,体重减轻。继之出现典型的症状:上升性对称性周围神经炎,先发生在下肢,呈袜套状分布;感觉异常、肌肉无力、心动过速、心前区疼痛;严重者表现为心力衰竭,水肿。临床上可分为四型:①干型,以周围神经炎表现为主;②湿型,以水肿和浆液性渗出为主;③暴发型,以急性心血管系统表现为主,同时伴有膈神经和喉返神经瘫痪;④混合型,同时有上述两型以上表现者。

(三)食物来源

VB1含量丰富的食物有粮谷类、豆类、干果、酵母、硬壳果类,尤其在粮谷类的表皮部分含量更高,故碾磨精度不宜过度。动物内脏、蛋类及绿叶菜中含量也较高,芹菜叶、莴笋叶中含量也较丰富,应当充分利用。土豆中虽含量不高,但以土豆为主食的地区,也是VB1的主要来源。某些鱼类及软体动物体内,含有硫胺素酶,生吃可以造成其他食物中VB1的损失,故“生吃鱼、活吃虾”的说法,既不卫生,也不科学。

(四)供给量

VB1的需要量与机体热能总摄入量成正比,故VB1的供给量以每4.2MJ(1000kcal)热能供给多少来表示,据此,我国的推荐VB1供给量为0.5mg/4.2MJ。

(五)营养水平评定

1.负荷试验 被测者于清晨口服VB15mg,然后收集4小时以内尿液,测定其中VB1含量:<100μg为营养缺乏,100~200μg为不足,>200μg为正常,>400μg为充裕。

2.空腹一次尿液中VB1和肌酐含量测定 二者比值<27为不足,27~65为低下,66~129为适宜,≥130为过高。

3.红细胞转羟乙醛酶活力测定 这是测定VB1营养状况的特异指标,若TPP(硫胺素焦磷酸酯)效应>16%即表示VB1缺乏。

五、维生素B2(VB2)

VB2(核黄素,riboflavin)为橙黄色晶体,280℃熔化并分解,在中性和酸溶液中对热稳定,在碱性条件下易分解破坏。游离VB2对光敏感,特别是紫外光。

(一)生理功能

VB2是机体各种黄素酶的辅酶部分,在生物氧化过程中广泛地起着递氢作用;参与机体内三大生热营养素的代谢过程,与热能代谢直接相关。

(二)VB2缺乏症(riboflavindeficiency)

机体缺乏VB2则出现能量和物质代谢的紊乱,表现在外生殖器、舌、唇、口角的综合征。据我国两次营养调查显示,居民平均摄入量只有供给量标准的1/2。目前我国人民食用动物性食品较少,易造成VB2缺乏。临床表现为:①口角炎;②唇炎;③舌炎;④睑缘炎;⑤阴囊炎;⑥脂溢性皮炎。

(三)食物来源

动物性食物含VB2较多,尤以肝、心、肾中丰富,奶、蛋类食品中含量也不少;植物性食品除绿色蔬菜和豆类外一般含量都不高。

(四)供给量

与VB1相同,0.5mg/4.2MJ。

(五)营养水平评定

1.测定细胞中VB2含量 这是评定VB2营养水平的良好指标,含量<140μg/L为缺乏,>200μg/L为良好。

2.负荷试验 口服5mgVB2后,4小时尿液中排出VB2量<350μg为不足。

3.VB2肌酐比值(μg/g)<27为不足,27~79为低下,80~269为适宜,>270为充裕。

4.谷胱甘肽还原酶活性测定 酶还原活性系数(AC)>1.2表示组织中VB2不足。

六、尼克酸(VPP)

尼克酸(nicotinic acid)亦称烟酸,在生物组织中,尼克酰胺是主要的存在形式,它是尼克酸(VPP)具有生物活性的衍生物,可以水解为VPP,两者均为溶于水的较稳定的白色结晶,一般将VPP称为抗癞皮病维生素,VPP在普通烹调温度中非常稳定,在酸性或碱性溶液中也不会有很多损失。

(一)生理功能

VPP是构成辅酶I和辅酶Ⅱ的重要成分,二者均为脱氢酶的辅酶,在生物氧化过程中,起到传递氢原子的作用,如果没有VPP,人体就不能利用碳水化物、脂肪和蛋白质来产生能量,也无法合成蛋白质和脂肪;对维持皮肤、神经和消化系统正常功能起着重要作用;还有扩张血管作用。

(二)VPP缺乏病(又称癞皮病,糙皮病)

VPP缺乏病(pellagra)多发生在以玉米为主食的地区,过去,相当一段时间内新疆南部居民以玉米为主食,又无加碱食用的习惯,副食品供应不足,故发生过癞皮病流行,部分地区居民患病率高达50%。经长期防治,加之生活水平的提高,目前此病已基本得到控制。

其典型症状为皮炎(dermatitis)、腹泻(diarrhea)及痴呆(demantia)即所谓“三D”症。早期常有食欲不振、消化不良、腹泻、失眠、头痛、无力、体重减轻等现象。继之于皮肤裸露部位出现对称性皮炎,红、痒、皮肤呈暗褐色,有色素沉着,皮肤粗糙,有明显浮肿,可伴有疱疹、溃疡与感染。消化道与舌部也有炎症,舌呈猩红色,有溃疡,出现恶心、呕吐、腹泻等症状。神经系统除早期症状外,还有肌肉震颤,腱反射过敏或消失,可有烦躁、焦虑、抑郁、健忘、少数病人可有精神失常。其他症状有女性阴道炎、月经不调、男性排尿时有烧灼感、性欲减退等。

(三)食物来源

富含VPP的食物为动物肝脏、酵母、花生、全谷、豆类及肉类含量较高;玉米中VPP含量不算少,但为结合型的,不能直接被人体吸收利用。因此,为了预防癞皮病,应用碱处理玉米(如墨西哥用石灰处理玉米,我国新疆在防治癞皮病过程中推广玉米加碱食用)可释放出大量游离型VPP,在预防癞皮病中收到了良好的效果。同时应当在膳食中增加豆类、大米和小麦粉的比例,降低玉米的摄入量。

另外,体内所需的VPP一部分可由色氨酸转换而来,约60mg色氨酸可转换为1mgVPP。

(四)供给量

不仅与热能需要量成正比,而且为VB1、VB2供给量的10倍,推荐供给量为5mg/4.2MJ。

(五)营养水平评定

1.测定VPP代谢产物排出量 从尿中排出的形式主要为N’-甲基尼克酰胺(N’-Me)和2-吡啶酮-甲基尼克酰胺(2-吡啶酮),二者排出的总量>5mg为正常,若N’-Me为0.5~0.8mg,2-吡啶酮<1mg为缺乏,并很快出现临床症状。国外用2-吡啶酮/N’–Me比值来评定VPP的营养水平,比值>1.3为正常,<1为缺乏。

2.给受检者以标准膳食,此膳食提供VPP10mg和色氨酸1000mg,收集24小时尿液,测定尿中N’-Me和2-吡啶酮含量,营养水平较好者两种代谢产物的总量为7.0~37mg,癞皮病患者其总量<3mg。

七、维生素C(抗坏血酸,VC)

VC(ascorbic acid)为一种酸性多羟化合物,易溶于水,在干燥及无光线条件下比较稳定。很容易被氧化,加热或暴露于空气中、碱性溶液及金属离子(Cu2+,Fe3+)都能加速其氧化。

(一)生理功能

参与体内氧化还原过程,维持组织细胞的正常能量代谢和调节细胞内氧化还原电位;促进体内胶原合成;将血浆运铁蛋白中三价铁还原为二价铁,促进铁的吸收;增加机体的抗病能力,促进伤口愈合;阻断亚硝胺在体内形成,具有防癌和抗癌作用;大量VC还可促进心肌利用葡萄糖和心肌糖原的合成。

(二)VC缺乏病

人类缺乏VC可引起坏血病,表现为毛细血管脆性增加,牙龈肿胀与出血,牙齿松动、脱落、皮肤出现瘀血点与瘀斑,关节出血可形成血肿,鼻衄,便血,月经过多。还能影响骨骼正常钙化,出现伤口愈合不良,抵抗力低下,肿瘤扩散等。我国北方地区新鲜水果蔬菜比南方少,故VC缺乏病较之南方更为多见。

(三)食物来源

VC主要来源于新鲜蔬菜和水果,水果中以酸枣、山楂、柑桔、草莓、野蔷薇果、弥猴桃等含量高;蔬菜中以辣椒含量最多,其他蔬菜也含有较多的VC,蔬菜中的叶部比茎部含量高,新叶比老叶高,有光合作用的叶部含量最高。干的豆类及种籽不含VC,但当豆或种籽发芽后则可产生VC。

(四)供给量

从出生至12岁依年龄不同为30~50mg,少年、成年、老年皆为60mg,孕妇80mg,乳母100mg。

(五)营养水平评定

1.负荷试验 口服500mgVC后,4小时尿液中排出量>3mg为正常,1~3mg为不足,<1mg为缺乏。

2.测定白细胞中VC的含量<2mg/100g为营养不足。