5　維生素

5.1　前言

維生素是維持人體正常功能的一類低分子有機化合物，他們在體內不能合成或合成量不足，雖需要量很小，但必須由食物供給。

實驗動物（大白鼠、豚鼠、犬、猴、雞、鴿）以及微生物也需要維生素，因此常作為發現新維生素的實驗動物，并觀察缺乏癥及探究其作用機理。

維生素可分為脂溶性及水溶性兩大類。前者有A、D、E、K，不溶于水，而溶于脂肪及脂溶劑中，在食物中與脂類共同存在，在腸道吸收時與脂類吸收密切相關。當脂類吸收不良時，如膽道梗阻或長期腹瀉，他們的吸收大為減少，甚至會引起缺乏癥。水溶性維生素為B族維生素及維生素C。B族維生素是輔酶的組成部分。含B族維生素的輔酶列于表5-1中。B族維生素中的B[XB]6[/XB]、泛酸及生物素在食物中廣泛存在，腸道細菌又可合成，人類未發現典型的缺乏癥。

表5-1 含有B族維生素的輔酶

人體要靠食物來供給維生素。食物不足或食物供應單調的國家，人群容易有營養缺乏病。第三世界國家除熱量與蛋白質供應不足外，維生素也易有缺乏的現象。亞、非洲有許多兒童由于缺乏維生素A而致盲。解放前，我國內憂外患交迫，人民缺衣少食，維生素缺乏病并非罕見，侯祥川在上海難民營的調查中發現許多典型維生素缺乏的病例。解放后，人民生活改善，維生素缺乏病顯著減少。但由于我國以植物性為主，動物性食物較少，所以維生素A及核黃素供應量偏低。因此，仍有散見的夜盲、舌炎、陰囊皮炎等維生素A及B[XB]2[/XB]缺乏的癥狀。

個別人發生維生素缺乏可能有以下原因：

（1）維生素攝取量不足 膳食調配不合理，或有偏食習慣以致維生素攝取不足。有引起地區食物單調，如以玉米為主，則易患尼克酸缺乏的癩皮病。

（2）吸收不良 多見于消化系統疾病的患者，如長期腹瀉，消化道或膽道梗阻者。

（3）腸道細菌生長抑制 使用殺菌藥物而使消化道細菌受到抑制，合成維生素的量減少，也可引起某些維生素（K、B[XB]6[/XB]、尼克酸）的缺乏。

（4）需要量增加 生長期兒童、妊娠和哺乳期的婦女，重體力勞動及特殊工種的工人及長期高熱和患慢性消耗性疾患的病人等，需要量比一般人要高。

（5）食物儲存及烹調方法不當 棄掉烹調用水，則使水溶性維生素損失。煮粥或焞肉時加堿，維生素B[XB]1[/XB]便破壞。維生素C在儲存及烹調時最易破壞。我國膳食中蔬菜較多，但以熟食為主，所以實際攝取量比按新鮮樣品的計算值要小。

有些維生素的營養評價指標、缺乏癥狀、防治措施以及毒性等將在有關缺乏病的各章敘述。本章敘述的臨床應用著重于防治缺乏病外的使用。食物的維生素含量已收錄在食物成分表者，不另列入。未列入者，作了扼要簡短的介紹。

5.2　維生素A

（1）維生素A 維生素A亦名視黃醇（Retinol,VA）,在自然界中的多是全反式棕櫚酸酯。他的衍生物具有特殊的生理功能，如視黃醛（Retinyl Aldehyde,VA醛）對暗適應有效；甘露糖視黃醇磷酸（MannosylRetiny Phosphate,MRP）也具有某些生理功能。VA衍生物的分子式列于圖5-1，活性列于表5-2。

維生素A及其衍生物易氧化。氧化劑MnO[XB]2[/XB]可使之成為醛，還原劑雙可將維生素A酸還原到要醛或醇。對堿較穩定，但對酸不穩定，使其脫氫或將雙鍵重新排列。在光或碘的作用下，全反式可變為較穩定的11順式異構體。在強光下形成二聚體或多聚體。

（2）胡蘿卜素 植物中胡蘿卜素在體內分解為維生素A，并具有維生素A的生理作用。

表5-2 維生素A及基其衍生物的活性

圖5-1 維生素A衍生物的分子式

β-胡羅卜素含有兩個β-紫羅蘭酮環（β-Ionone ring）和四個異戊二烯側鏈，加水斷裂為兩分子維生素A如圖5-2。但實際上膳食中β-胡蘿卜素只有1/6右變為維生素A。自然界中有環與維生素A相同，他們的維生素A活性低于β-胡蘿卜素，有的沒有與維生素A相似的環，沒有生物活性（表5-3，5-4）。

圖5-2 β-胡蘿止素水解為維生素A

5.2.2　維生素A及胡蘿卜素的代謝

（1）胡蘿卜素的吸收 胡蘿卜素的微膠粒溶液在小腸內吸收。油溶液中者吸收最好，磷脂有助于形成微膠粒溶液而利于吸收。膽鹽不但促進胡蘿卜素運輸至腸細胞，助其與細胞表面相結合，并促進胡蘿卜素的分解。維生素E及其他抗氧化劑可保護側鏈的共軛雙鍵系統免于氧化。胡蘿卜素進入到小腸細胞內，在胞漿內胡蘿卜素雙氧化酶（Carotene Dioxygenase）作用下，將1mol氧加入到中間位置的雙鍵上，將其分解為視黃醛，但也可從一端將其分解生成具有與維生素A相同的環，側鏈較長的醛即apo胡蘿卜醛。所生成的醛雙為脫氫酶作用還原為醇再酯化。小腸及肝都有胡蘿卜素雙氧化酶，但其活力以小腸中者較高，以器官計，腸為肝的2倍，以重量計為4～7倍。靜脈注射β-胡蘿卜素，在肝中也可轉變為視黃醇，也以視醇酯形式儲存，但能力有限。

胡蘿卜素吸收是擴散性的，其吸收量與劑量大小有相反關系。類胡蘿卜素都可吸收進入血漿內。血漿中的類胡蘿卜素可分為β-胡蘿卜素、葉黃素，番茄紅素及其他類胡蘿卜素，視攝入情況而定。可存在于肝、脂肪、腎、皮膚及血管粥樣硬化的斑塊中。

表5-3胡蘿卜素化合稱的環結構

表5-4 類胡蘿卜素化合物的生物活性（以β-胡蘿卜生物活性為100%）

（2）維生素A的吸收及儲存維生素A為主動吸收，需要能量，速率比胡蘿卜素要快7～30倍。食物中的維生素A為酯式，經腸中胰液或絨毛刷狀緣中的視黃酯水解酶分解為游離式進入到小腸壁內，又為腸內細胞微粒體中的酯酶所酯化，合成維生素A棕櫚酸酯，攝取維生素A3～5h后，吸收達到高峰。維生素A也需要膽鹽。維生素E也可防止維生素A氧化破壞。維生素A與乳糜微粒相結合由淋巴系統輸送到肝，酯式水解進入肝，然后又再酯化為棕櫚酸酯。肝實質細胞負責攝取及新進入的維生素A代謝，一部分維生素A由實際細胞轉入類脂儲存細胞（Lipocyte）,這種細胞中有許多類脂滴，如維生素A攝取量大，這些類脂滴大而多。85%的維生素A在類脂滴中，還有一些在高爾基體中。

維生素A的吸收與儲存量均較大，大鼠每可吸收20，000IU。若維生素A攝入速度很快，VA酯與脂蛋白的結合已達飽合，多余者以酯式流入到血漿中。每日給大鼠50，000IU，4周后給以無維生素A膳食3周，血漿中維生素A酯較正常者多，而維生素A值正常。一方面由于組織的需要，維生素A從肝中釋放經血流到靶組織，另一方面過剩的維生素A也從肝到血流中。

高蛋白膳食可以增加維生素A的利用，因而加速維生素A儲存的空竭（Depletion）。蛋白質營養不良時，維生素A的吸收及胡蘿卜素轉變為維生素A的能力都受到影響，因而使維生素A的肝儲存量降低。懷孕可使儲存量增加，大鼠孕娠17～21天時，肝儲存可增加2倍，為制造維生素A豐富的初乳及乳汁作準備。胎兒維生素A儲存量甚少，不受母親營養情況的影響。初生嬰兒肝維生素A濃度僅為成人1/10。60歲以后儲存量又低于成人。肝儲存量可能與性別有關系，雌鼠比雄鼠儲存較多。吃維生素A缺乏飼料，雄鼠肝儲存空竭比雌鼠要快。男性的血清維生素A水平比女性稍高。夜盲的發生亦以男性較多。腎臟內也能儲存維生素A，但其量僅為肝的1%。眼色素上皮組織內的維生素A是以酯式存在的，專為視網膜使用而儲備，其空竭速率比肝中者要慢一些。

（3）維生素A的運輸當靶組織需要維生素A時，維生素A從肝中釋放出來，運輸到靶組織。這個過程首先將肝內儲存維生素A酯經酯酶水解為醇式，與視黃醇結合蛋白（Retionl BindingProetin,RBP）結合，再與前白蛋白（Prealbumin,PA）結合，形成維生素A-RBP-PA復合體后，才離開肝臟。經血流入靶組織。維生素A在一般情況下必須與蛋白質結合，使之具有水溶性，并較穩定。此外，還可減少維生素A對細胞的毒性，因細胞膜對復合體有識別能力，但對未結合的維生素A無識別力，以致對維生素A的攝取失去控制，過多維生素A進入細胞而產生毒性。

RBP為肝實質細胞合成的多肽，分子量21，000，電泳在α部分。肝每天能合成190mg，一分子RBP與一分子維生素A結合。維生素A-RBP-PA進入血流中，由于分子較大，不能從腎臟濾出。血流中RBP的水平受維生素A的影響，如果無維生素A可資運輸時，RBP則積累于肝內。正常血漿RBP水平為40～50μg·m[SB]-1[/SB]，維生素A缺乏的夜盲癥狀出現時，RBP則降為20μg·m[SB]-1[/SB]。蛋白質缺乏，RBP合成減少，維生素A-RBP不能形成，維生素A結合的RBP-PA，其量為正常值的20%，但已變性，不能再與維生素A結合。PA的血漿濃度受維生素A營養狀況的影響較少，其正常值為200～300μg·m[SB]-1[/SB]，他不但與RBP結合，而且也與甲狀腺素結合，兩者互不影響。

維生素A-RBP-PA復合體隨血流到腸粘膜、膀胱、角膜及上皮組織等靶細胞后，細胞膜上有RBP的特殊受全，可與RBP結合，并將維生素A釋放出來，進入細胞內。RBP與維生素A分開后已變性，喪失與維生素A，PA或細胞膜上受體的結合能力。此種游離的RBP在腎小球中可濾過，而在腎小管重吸收，為腎皮層細胞所攝取，并在其溶酶體中分解為氨基酸。血漿中還有一種未與PA結合的維生素A-RBP，其量約為1μg·m[SB]-1[/SB]。這部分可從腎小球濾過，在腎小管中重吸收，并漿維生素A釋放出來。因此腎中有少量維生素A積累，然后酯化輸送至肝。

維生素A進入到靶細胞后，立即與細胞視醇結合蛋白（Cellular retinol Binding Protein,CRBP）相結合。維生素A酸在運輸過程中不需要與RBP相結合，但進入細胞內必須視黃酸結合蛋白相結合。

肝病患者的血漿蛋白合成受到影響，RBP及PA水平偏低而影響維生素A的血漿水平。腎病患者RBP分解代謝減弱，使RBP值增高。但囊纖維變性患者，肝內維生素A儲存量適當，但血漿中RBP、PA及維生素A的水平均低。RBP也受內泌的調節，雄性動物血漿的RBP水平比雌性高。月經期或口服避孕藥的婦女的RBP都有變化。新生兒的RBP只有成人的一半。這種水平一直維持至青春期，以后將增高。

（4）維生素A分解代謝及排出維生素A分解代謝途徑可能如圖5-3。視黃醇通過氧化轉變為維生素A酸，其中一部分異構為β順式。全反式或β順式者均為維生素A的代謝產物，有維持上皮組織分化的活性，但體內不能儲存，很快消失。注射維生素A酸4h后，肝中只剩下10%，24h后肝中已無。以后5，6位環氧化形成5，6環氧維生素A酸（5，6-epoxyretinoic acid）或環上4位羥基化，再進一步氧化形成4-氧-絡維生素A酸（4-oxo-Retinoicaxcid）或形成葡萄視黃苷酸（retinoylglucronide）。大鼠注射標記維生素A酸后，在膽汁中60%為維生素A酸及基葡萄糖苷酸，少于40%的為13順式葡糖視黃苷酸，還有少量5，6位從環氧維生素A酸及基葡萄糖視黃苷酸為0.2~0.4μg，這些維生素A代謝從膽汁流入小腸，形成肝腸循環。正常大鼠注射標記維生素A酸2h后，在小腸中的放射性約占劑量的7.2%，而膽道插管者僅為2.4%。在腎臟中也有維生素A代謝物。大鼠經胃給以標記的視黃醇或其酯后，在腎臟中除攝入物外，尚有全反式維生素A酸及5，6位環氧維生素A酸，但在血漿中并未發現后者，這種氧化作用可能僅在靶組織（如腎）中發生。他的活性僅為維生素A酸之1%，生物半壽期很短。

圖5-3 維生素A的氧化代謝的可能途徑

圖5-4 維生素A的氧化代謝的可能途徑

大鼠攝入維生素A后，大便及尿中都有其代謝物的排出。2/3排出物的異戊二烯側鏈部分無改變。也有15-C氧化為CO[XB]2[/XB]，有的側鏈氧化分解成CO[XB]2[/XB]及短鏈產品。大鼠給以20μg維生素A后，大便中排出以葡糖視苷酸為主，為主要排出途徑，大便排出量變化較大，第2，3天達到高峰，約為劑量的9%，然后下降到較小數量。尿中排出24h內為劑量的8.7%，其中一半為水溶性者，一半為脂溶性者，尿排出量逐漸下降至第八天達到穩定，約為0.55%。尿中代謝產物β-紫羅蘭酮環部分可氧化，甲基可脫去側鏈中的雙鍵可飽合，鏈也可縮枯木短。水溶性代謝物目前了解很少。

肝內儲存的及攝入的維生素A都能被補充到需要維生素A的靶組織中去。因此，肝內維生素A的靶組織中。因此，肝內維生素A的儲存量能影響維生素A的代謝率（即維生素A轉變為尿及大便中維生素A代謝物之量）。SauberLich測定人的代謝率每天570～1250μg，這種差異由于肝儲存量不同所致。注射標記維生素A，在試驗中，發現維生素A有三種不同速率從尿中排出，亦即有三種不同代謝庫：代謝庫1代表新吸收的維生素A；代謝庫2代表功能性和非功能性的維生素A；代謝庫3代表功能性的代謝。在肝內儲存空竭后的代謝率，才代表靶組織的功能性代謝率。新吸收的維生素A與體內儲存者不同，二者在24h內不混合，血漿中新吸收者占90%，內源者僅占10%，二者逐漸混合，大鼠至第八天才完全混合。如果肝中維生素A儲存量少，新吸收者在血漿中比例大，持續時間較長。如果肝儲存量為0.6μg·m[SB]-1[/SB]時，新吸收者由于其他維生素A已經空竭，需要維生素A補充，不能儲存于肝內，而進入其他組織如腎等。若維生素A儲存量較多時，肝儲存量為18μg·m[SB]-1[/SB]，60%存于肝內。從代謝庫2來看，非功能性的代謝，即代表肝儲存維生素A的分解。所以維生素A空竭的速率隨維生素A儲存量的指數而變化。大鼠的維生素A肝儲存量可為全部生命需要量的數倍，但也可空竭，人體也是如此，儲存量高代謝率亦高，攝入量高，代謝率也高。

5.2.3　生理功能

維生素A具有維持正常生長、生殖、視覺及抗感染的功能，但其作用機理迄今尚未完全清楚。

（1）維生素A與視覺的關系視網膜上有兩種視細胞，即視桿細胞與視錐細胞，人類前者數量多，與暗視黨有關；后者數量少，與明視覺及色覺有關，他們都有視色素，由視蛋白與生色團組成。各種動物的細胞的視蛋白不同，生色團由不同類型的維生素A醛組成。視桿細胞外段含有視色素是感光部分。視桿細胞膜連續不斷地內陷，折起形成片層膜結成，每一層膜又由兩層脂類分子膜由兩層脂類分子膜構成稱為雙分子膜。視色素鑲嵌在這種脂類雙分子膜中。視色素視紫紅質，由維生素A醛與視蛋白結合而成。維生素A醛由維生素A氧化而來，經異構酶作用使其變為11-順式維生素A醛。維生素A醛由維生素A氧化而來，經異構酶作用使其變為11-順式維生素A醛。維生素A醛由視蛋白之間的一級結構是11-順維生素A醛的醛基與視蛋白中賴氨酸ξ氨基形成希夫堿（Schiff base）鍵，隨之引起視蛋白高級結構改變，產生相互保護的二級結構，在黑暗中非常穩定。當光照時，一個視紫紅質接受一個光子后，維生素A醛在11-C上扭成轉成全反維生素A醛，視蛋白的立體構形也發生變化，維生素A醛又經視細胞外端的維生素A還原酶使成其變為維生素A，然后由色素上皮細胞微粒體中酯酶將其酯化而儲存于色素上細胞內，需要時再異構為11-順維生素A。暗適應按上述相反方式進行，又形成視紫紅質。暗時Na+從視桿細胞內段移到外段，形成暗電流（Dark current flow）。當視紫紅質經光異構后變為前光視紫紅質（Prelumirhodopsin）,所結合的Ca[SB]2+[/SB]在視桿細胞外段釋放出來，中止了Na[SB]+[/SB]流動及暗電流，其結果產生電壓的波動，這種電位差使神經刺激加強傳入腦中發生光感，也可用視網膜電圖測定。

維生素A-RBP通過脈絡膜微血管分布到視網膜上皮組織，其細胞表面有維生素A-RBP接受點，與維生素A結合力強，與RBP結合弱，維生素A進入到色素上皮細胞內以酯式儲存于胞漿的油滴內。暗適應的眼中，有一半的維生素A為11-順式，在視桿細胞的外段有少量的游離維生素A，其中60%為11-順式，生理上很重要，視網膜細胞中有CRBP，但視網膜炎患者缺少這種蛋白，因而維生素A不能進入到細胞內。

喂以維生素A缺乏膳食時，首先肝內儲存的維生素A釋放供給其他組織，肝的儲存量下降，血漿維生素A正常。當肝儲存量將近空竭時，血漿維生素A水平才下降，但由于視網膜的色素上皮組織有維生素A積累，視紫紅質的維生素A醛下降較慢。色素上皮細胞內維生素A缺乏時，才有夜盲癥出現。若視桿細胞內視紫紅質減少，影響光的吸收，電流也減少。如視紫紅質為正常值之74%，光閾上升14倍，若為正常值之16%，光閾上升680倍，維生素A非常缺乏時，光蛋白也減少，視細胞可以溶解。

（2）對糖蛋白質合成的影響 缺乏維生素A的動物的某組織，如小腸、角膜、氣管上皮組織及血清等的特殊糖蛋白減少，給以維生素A或維生素A酸可以促進其合成。細胞膜表面的蛋白主要為糖蛋白，細胞膜的功能如接觸抑制、分化及識別環境的能力，可能與糖蛋白有關。膜上有糖基視黃醇磷酸，所以，維生素A可能與膜的糖蛋白合成有關。免疫球蛋白也是糖蛋白，維生素A營養狀況影響免疫功能，可能與此有關。

糖蛋白的合成步驟，首先為合成多肽鏈，然后納入單糖，單糖與多肽鏈上的絲或蘇氨酸的羥基或門冬酰胺相偶聯形成糖蛋白。糖蛋白中的糖為甘露糖、巖藻糖、半乳糖、葡萄糖及乙酰葡萄胺。糖蛋白的合成需要脂類-糖作為中間體，其中脂類多為異戊二烯醇類的多萜醇或視黃醇。將單糖從GDP-單糖或UDP-章糖轉移到維生素A或多萜醇上。如章糖為甘露糖結合到維生素A上，則生成甘露糖視黃醇磷酸酯(Mannosylretinylphosphate,MRP)，若結合到多萜醇上生成甘露糖多萜醇磷酸酯（Dilichylphosphomannose,DMP），再將單糖轉移至糖蛋白上。

維生素A在糖蛋白合成中變化分為三個步驟：①形成維生素A磷酸酯（Retinylphosphate,RP）；②由RP合成MRP，這一步驟在微粒體內合成；③將單糖轉移至糖蛋白上（圖5-5）。

圖5-5 VA在糖蛋白合成中的作用

MRP與DMP都是蛋白糖基化的中間體，由MRP合成的糖蛋白的分子量比從DMP合成要小一些。維生素A缺乏的倉鼠肝微粒體合成的MRP少而合成的DMP多。有些特殊蛋白，如大鼠血清糖蛋白（α[XB]1[/XB]-巨球蛋白）的合成需要VA，他在肝內合成，含有2～7%甘露糖。維生素A嚴重缺乏時，降低至正常值的20%。維生素A的靶組織（肝、膽管、腸）的上皮組織中，都有MRP或半乳糖視黃醇磷酸酯。維生素A可使上皮細胞正常，呈柱狀分泌粘液。維生素A缺乏時，上皮組織鱗狀變形而角化。維生素A在糖蛋白合成中的作用與上皮組織的生理功能的關系，尚須進一步研究。

5.2.4　來源

動物的肝、腎、蛋及奶中的都有維生素A，尤以肝中最豐富，綠色蔬菜及紅黃色蔬菜與水果中有胡蘿卜素，但各種胡蘿卜素的生物效用不一樣，以β-胡蘿卜素最高。供應量為1500～4000IU時，食物中1μgβ-胡蘿卜素相當于0.167μg的維生素A，其他胡蘿卜素僅為其一半。植物中有些黃紅色素并無維生素A的效用（表5-4）。

胡蘿卜素為脂溶性的，在動植物中與脂類相結合，在消化道中可以酶解，烹調中胡蘿卜素比較穩定。我國的炒菜方法，胡蘿卜素的保存率為76～94%，如烹調時間短，用水量少，溫度低都可減少損失。植物老化過程中，胡蘿卜素轉變為環氧化合物，為氧化破壞的第一步。加工烹調及儲存過程也容易異構，減少生物活性，食物加工中使用亞硫酸，產生自由基，對胡蘿卜素也有破壞作用。食品制作方法也影響胡蘿卜素的利用。胡蘿卜片的胡蘿卜素76%由大便排出，在勻漿中者只有44%排出。

5.2.5　需要量的研究

VA過去以國際單位IU表示，現在以視黃醇當量RE表示，

1視黃醇當量=1μg維生素A

二次大戰時，英國醫學研究會給16人以維生素A缺乏膳食作為試驗組，為期61/2～25個月。7人為對照組（其中2人每日補充25IU維生素A，5人每日補充5000IU胡蘿卜素）。當被試者有缺乏癥狀后，補充不同劑量的維生素A或胡蘿卜素以測定需要量，在此研究中觀察指標較多，但僅血漿維生素A及暗適應較為靈敏。結果最低需要量為1300IU維生素A，1500IU胡蘿卜素（從大便中排出者不計算在內），正常需要量為2500IU維生素A，胡蘿卜素為3000IU，但各種食物的胡蘿卜素有效劑量不一樣，所以正常需要量以食物中胡蘿卜素計應為7500IU。

美軍也作了這方面工作，試驗對象為8人，先給以維生素A缺乏膳，在血漿維生素A及視力不正常時，補充不同劑量。維生素A缺乏184天，血漿維生素A從57～78μg%降至20～32μg%。視力及血漿維生素A顯出缺乏癥的最短時間為361天，最長為771天。血漿維生素A濃度與缺乏癥的關系列于表5-5。皮膚角化發生較早，視網膜電圖不正常發現較晚。補充維生素A37.5～150，血漿維生素A上升不明顯，補充300μg，血漿維生素A略有上升，補充600μg者，明顯上升，補充胡蘿卜素1200μg，血漿維生素A略有上升，補充2400μg上升較快，暗適應恢復的劑量比漿水平上升的劑量要小，視網膜電圖恢復正常的劑量要更大一些，若攝入同等的劑量。則恢復時間要延長一些（表5-6）。

我國曾將維生素A血漿水平低的男青年56人（血漿30～65IU），分成7組，每組8人，分別給以400，2000，3100，3500，3800，4500，5500IU等不同劑量維生素A。試驗期為11周，觀察血漿維生素A、暗適應及生理盲點的變化，每日攝入2000～3000IU者，血漿維生素A水平略有上升，但未達到100～120IU%，3500～5000IU者，在9周時使血漿維生素A達到100IU%，11周時維持在107～130IU%，這次試驗未觀察到暗適應的變化，但在試驗初期，幾乎所有試驗對象都有生理盲點擴大的現象，攝取量為400IU者，生理盲點繼續擴大，一次1，000，000IU大劑量，24h內恢復正常。攝取量2000～3000IU兩組，至11周時恢復正常，攝取量3500IU以上的各組，至5～9周時大都恢復正常。因此，維生素A供應量為3500IU時，不僅能使血漿維生素A達到正常，而且生理盲點也正常。上述三次人體試驗的地區、人種、工作不同，但其維生素A正常需要量均為1200～1300μg。

表5-5 美軍維生素A缺乏癥狀與相應的血漿濃度

表5－6 美軍維生素A需要量

①血漿30μg%以上肝儲存量為中等水平。維生素A代謝率為570～1250μg。

5.2.6　臨床應用

維生素A除用以防治缺乏病外，尚用以治療皮膚角化，并對某些癌有預防作用。

（1）維生素A與皮膚病維生素A可抑制皮膚角化，維生素A酸也有這種功能，但它不儲存于肝內，運輸不需要RBP，可進入組織中，迅速代謝，很快從體內消失，毒性較少。所以用維生素A酸及其衍生物治療毛囊角化、痤瘡等。β-順式維生素A及芳香族維生素A酸衍生物（如Etretinate）療效分別為全反式維生素A酸的2.5及10倍。β-順式維生素A酸用以抑制皮脂形成治療痤瘡有效。用Etretinate治療牛皮癬及其他衍生物可迅速達到上皮真皮。

（2）維生素A癌維生素A可維持正常上皮組織的分化，維生素A缺乏的某些組織的形態變化與某些上皮組織癌癥的早期病變（癌前期）相近，都是上皮組織鱗狀變形。因此，維生素A可能在這一階段中，對癌細胞起回轉修復作用。維生素A缺乏，可能增加某些靶組織對致癌物質的敏感性。維生素A只在癌前期起作用，到第三期癌出現后已無效。大鼠的試驗證實上述說法。

攝取大量的維生素A，儲存于肝，血液中含量受到RBP的 限制，到靶組織之量有限。預防癌變也多用維生素A酸。現在正研制無毒或毒性較小而又能作用于靶組織的維生素A酸衍生物：①β-紫羅蘭酮環的改變，β變為α，或變為二甲基乙酰戊烯環。如3甲基甲氧基環已烯環酸即Etretinate，可以有效地減低吸煙者的氣管組織變形，膀胱癌復發病也減低；②側鏈上的改變，9，11，13共軛雙鍵為維生素A活性必要部分，必須保留。順式異構體有活性，β-順式維生素A酸最先臨床應用于防治膀胱癌呼吸道癌，但他的毒性比維生素A酸酯或維生素A乙基酰胺要大；③末端極性基團的改變，維生素A甲酯或丁酯毒性低，活性高，肝中積累少，而在乳腺中較多，可用以預防乳腺癌的誘導，但尚未用于人體。

維生素A對免疫系統也有影響，他不但對疾病抵抗力有關。而且對一病毒引起的癌也有預防作用。小鼠黑瘤癌細胞移植給小鼠，未補充維生素A者，75%在3～5周內發展成瘤，而補充維生素A（每日5000IU，共補充5日者僅5%有瘤。關于這方面工作也在進行。

維生素A對癌預防作用可能由于它與核作用使基因改變。維生素A靶細胞中有維生素A或維生素A酸結合蛋白（CRBP，CRABP）,維生素A或維生素A酸與之結合后，可能被攜帶運輸至細胞核從而改變基因，影響細胞分化。CRBP在腎、肝、小腸、肺、脾、眼及睪丸中較多，而血清、腦、肌肉、脂肪、心臟中較中少。CRABP在胚胎及未分化的組織中多，有些癌組織中，CRABP的量比正常組織中者要多。組織中CRBP及CRABP之量決定維生素A或維生素A酸及其衍生物的生物作用。不同癌組織對維生素A及其衍生敏感性可能取決于細胞中CRABP之不同。

維生素A及胡蘿卜素也試用于輔助治療。癌在切除、放療及化療后，可使癌細胞水平降至低水平。維生素A或胡蘿卜素對殘余的癌細胞的分裂起到抑制作用，從而減少復發率或延長潛伏期。

（3）胡蘿卜素與癌 流行病學調查中發現肺癌的發病率與胡蘿卜素攝取量有相反關系，對于胃癌及前列腺癌也有相似的結果。美國麻省調查66歲以上的老人在5年內的死亡率，發現胡蘿卜素攝取量多者，癌的危險性少些。

口腔粘膜細胞在煙、酒、X照射及咀嚼檳榔等刺激下，易有微核細胞（micronuclei cell）,這種細胞是DNA損傷染色體破碎的標記，可能發展為癌前期的病變，如果給以維生素A及胡蘿卜與檳榔咀嚼者，可以減低這種細胞的百分率，補充的時間愈長，減少的愈多。

在小鼠試驗中，大劑量β-胡蘿卜素可抑制2甲基苯蒽誘導的皮膚致癌作用，有些類胡蘿卜素無此作用。

一般認為，胡蘿卜素在小腸及肝中轉變為維生素A，腎中僅有少量的可轉變。但最近小鼠的試驗給以β-胡蘿卜素后，肺及皮膚中可積累維生素A，所以有可能β-胡蘿卜至少轉變為維生素A后才起作用。有些人認為胡蘿卜素能熄滅單線態氧（Singlet O[XB]2[/XB]）或捕捉自由基，這種單線態氧的反應性強，對機體有副作用，動植物代謝中產生，植物中類胡蘿卜素有熄滅光合作用下產生的這類有害物質。胡蘿卜素的抗癌作用可能由于這些作用。

胡蘿卜素大量攝取后，除在皮膚脂肪積累使基呈黃色外，尚未發現有其他毒性。

5.3　維生素D

5.3.1　結構與性質

維生素D（VD）是環戊烷多氫菲類化合物，可由維生素D原（ProvitaminD）經紫外線270~300nm激活形成。動物皮下7-脫氫膽固醇，酵母細胞中的麥角固醇都是維生素D原，經紫外線激活分別轉化為維生素D[XB]3[/XB]及維生素D[XB]2[/XB]量少，但人工照射者多為此型（圖5-6）。維生素D的最大吸收峰為265nm，比較穩定，溶解于有機溶媒中，光與酸促進異構作用，應儲存在氮氣、無光與無酸的冷環境中，油溶液加抗氧化劑后穩定，水溶液由于有溶解的氧不穩定。雙鍵系統還原也可損失其生物效用。

圖5-6 麥解固醇及7-脫氫基膽固醇在紫外線作用下轉變為維生素D[XB]2[/XB]及維生素D[XB]3[/XB]

5.3.2　代謝

從食物中得來的維生素D，與脂肪一起吸收，吸收部位主要在空腸與回腸。膽汁幫助其吸收。脂肪吸收受干擾時，如慢性胰腺炎、脂肪痢及膽道阻塞都會影響他的吸收。吸收的維生素D與乳糜微粒相結合，由淋巴系統運輸，但也可與維生素D運輸蛋白（α-球蛋白部分）相結合在血漿中運輸。有些與β-脂蛋白相結合，口服維生素D與乳糜微粒結合，比從皮膚中來的與蛋白結合者易于分解。

當維生素D運到肝臟中，在微粒體中經單氧酶系統作用，將其25位羥基化形成25（OH）D(25-hydroxy vitamin D[XB]3[/XB])(圖5-7)，肝外的其他組織也可吸取維生素D及25-（OH）D[XB]3[/XB]，因此組織中維生素D及25（OH）D[XB]3[/XB]及其總量比血漿中多，如果靶組織需要，可將其釋放出來，他們在脂肪組織中最多，釋放速度最慢，當體重減輕，脂肪減少時，他們也可釋放出來。靜脈注射維生素D，較快的由血漿進入到組織中。血漿中25（OH）D[XB]3[/XB]在注射后1～3天達到高峰，其濃度可達到20～40ng·ml[SB]-1[/SB],最高可達80ng·ml[SB]-1[/SB]。濃度與攝入量有一定的關系，小于4 ng·ml[SB]-1[/SB],臨床上可發生佝僂病及骨質軟化。25（OH）D[XB]3[/XB]在腎線粒體單氧酶作用下（酶系統包括細胞色素P[XB]450[/XB]、鐵硫蛋白及黃素蛋白），經羧基化，轉變為1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB](1,25-dihydroxy vxtamin D),他是維生素D的生物作用形式，現將其作為激素。其作用方式與其他固醇類激素相似。在靶組織中都有其受體，1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]與受體形成復合物內，與細胞核或染色體相結合，通過DNA轉錄作用合成信使RNA（mRNA），并轉譯為蛋白質，1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]在血漿中由分子量為52，00的蛋白質輸送至靶組織（如小腸、骨、腎等），在這些組織中既有1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的受體，又有需要VD的鈣結合蛋白（Calcium binding Protein,CaBP）,說明1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的影響。最近，報道胰臟內有1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]及CaBP，二者均存在于分泌胰島素的β細胞內，在維生素D空竭情況下，可以阻止胰島素的分泌，也有人證明1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]對于干細胞的生長與分化有關。

圖5-7 25-（OH）D[XB]3[/XB]及1a；25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的結構式

在腎中1位羧基化酶與24位羧基化酶相抑制，為血鈣水平所控制。在正常血鈣濃度下（9.5mg%）腎中1α羧基化酶與24位羧基化酶都有活力，所以既能合成1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]也能合成24，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]，血清鈣低時，刺激1位羧基化酶，鈣多時抑制此酶。由此以調節1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]合成之量。1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]合成量多，24，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]合成量少，除血鈣外，尚有其他因素影響1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]如甲狀旁腺素（Parthormone,PTH）、降鈣素（Calcitonin,CT）、催乳激素都可使其增多。腎為2個羧基化的主要組織，但在體外試驗已證明骨、胎盤、腸及蛋黃均有此功能。

1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的分解代謝與24，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的途徑相類似。24位羧基化后可進一步氧化成24位氧絡物，然后23位羧基化，側鏈分裂。26-C，27-C可氧化CO[XB]2[/XB]水溶性代謝物有維生素D[XB]3[/XB]-23羧酸(Calcitroic acid)，也可產生內酯及酸酯，維生素D的分解代謝主要場所在肝內，并將其代謝物排入到膽汁中，口服維生素D比從皮膚中得來的易于分解。25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]及1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]也可以葡糖苷酸形式通過膽肝形成肝腸循環或從大便中排出。口服生理劑量48h后，30%的劑量從大便中排出，僅2-～4%從尿中排出。

5.3.3　生理功用

（1）維持血清鈣磷濃度的穩定 血鈣濃度低時，誘導甲狀旁腺素分泌，將其釋放至腎及骨細胞。在腎中PTH除刺激1位羧化酶與抑制24位羧基化酶外，還促使磷從尿中排出，鈣在腎小管中再吸收。在骨中PTH與1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]協同作用，將鈣從骨中動員出來。在小腸中1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]促進鈣的吸收。從這三條途徑使血鈣恢復到正常水平，又反饋控制PTH的分泌及1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的合成。在血鈣高時刺激甲狀腺C細胞，產生降鈣素，阻止鈣從骨中動員出來，并促使鈣及磷從尿中排出。小腸吸收磷為主動吸收，需要能量，鈉、葡萄糖、1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]及血清磷低時（8mg%以下），刺激1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的合成，促進小腸對鈣、磷的吸收。由于PTH不參加反應，所以鈣從尿中排出而磷不排出，從而使血鈣略有上升，而磷上升較多，使血磷恢復正常值。

（2）促進懷孕及哺乳期輸送鈣到子體 1位羧基化酶除受血清中鈣磷濃度及膳食中鈣磷供給量的影響外，還受激 素的影響，停經后的婦女1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]濃度減低，易有骨質軟化等癥狀。

在懷孕期間1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]血漿濃度上升，哺乳期繼續上升，斷乳后母體逐漸恢復到正常水平。24，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]之水平與之相反，懷孕期下降，斷乳后恢復到正常。胎盤也有1位羧基化酶，在懷孕期間無腎動物也能合成1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]。乳腺也是1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的靶組織，對乳中鈣的水平直接關系，懷孕及哺乳期間母親可從自身的骨中將鈣輸出以維持胎兒嬰兒正常生長，維生素D供應充足者，在斷乳后，又可重新獲得鈣，維生素D缺乏者，這種恢復能力較差。

（3）1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]作用機理 1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]對小腸作用為誘導合成CaBP.1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]與小腸細胞的受體形成復合體進入細胞核染色體上，促使CaBP的信使RNA(mRNA)的合成，此mRNA在胞漿內轉錄為CaBP。這種蛋白促使鈣離子通過微絨毛刷狀緣（microvillus brush border），積累于腸細胞的線粒體或其他部位。通過Na[SB]+[/SB]將Ca[SB]2+[/SB]擠出基底-外側膜外(basal-lataaral mebrace)。1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]對腎小管Ca[SB]2+[/SB]的再吸收作用與在小腸中是一樣的。1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]也可以在低血漿鈣及膳食中鈣缺乏時，將鈣從骨中動員出來，但在骨中未發現有CaBP,1，24,25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]可以促進小腸吸收鈣，但不能從骨中將鈣動員出來，所以1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]對骨的作用機理與對小腸者是不同的，但目前還不清楚。

骨的礦物化作用的機理尚未闡明，補充1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]給缺乏維生素D的動物及人體，都不能有助于骨中礦物質的沉積。動物體內雖然分離出許多維生素D代謝產物但迄今尚未找出對骨的礦物化有明顯作用者。在現階段中只了解到維生素D促進鈣磷的吸收，又可將鈣磷從骨中動員出來，使血漿鈣、磷達到正常值，促使骨的礦物化，并不斷更新。

5.4.3　需要量

（1）維生素D的營養指標血清中堿性磷酸酶增加比維生素D缺乏的臨床癥狀出現要早一些，他的增加幅度也與維生素D缺乏的程序有關，但是他是非特異性的（表5-7）。血清中Ca與P的乘積（mg%）,正常值為36～40。佝僂病及骨質軟化患者的乘積在30以下。

表5-7 正常人及病人血清堿性磷酸酶、鈣、磷濃度

靜脈注射1mg維生素D后,測定其血清磷值,隔5天后再測定饑餓時血清磷值,若其值增加,則可為維生素D缺乏的指標。口服磷酸鈉鹽24h后，血漿Ca值減低。腕部骨骺部增大也是一個簡單診斷佝僂病的方法。

現在用同位素蛋白結合方法測定25-(OH)D[XB]3[/XB]，或1，25（OH）D[XB]3[/XB]，正常人血中25-(OH)D[XB]3[/XB]濃度為15.2±5.6ng·ml[SB]-1[/SB]，若小于4ng·ml[SB]-1[/SB]，臨床上易有佝僂病及骨質軟化。1，25（OH）D[XB]3[/XB]血漿正常。水平為3～6ng·ml[SB]-1[/SB]，但由于這方面工作不多，其正常低限與最理想水平尚未確定。

（2）維生素D需要量由于日光照射皮膚可產生維生素D，從外界應予補充量受日光照射的影響，宇身航員未得到日光照射1～3個月之久，每天給以維生素D或25（OH）D[XB]3[/XB]10ug可以維持血漿25（OH）D[XB]3[/XB]的正常水平。從出生到青春期供應量為10ug（400IU）孕婦乳母10ug。在整個生命過程中，鈣磷進行動態平衡，骨骼不斷進行重建，成人也需要一定量的維生素D約為5ug。

5.3.5　來源

魚肝油、牛奶、蛋黃等動物性食品中有維生素D[XB]3[/XB]，蕈及麥角中維生素D[XB]2[/XB]，皮膚中7-脫氫膽固醇經紫外線照射變為維生素D[XB]3[/XB]前體（Previtamin D[XB]3[/XB]），然后在一定溫度下異構為維生素D[XB]3[/XB]，這一過程比較緩慢，37℃時維生素D[XB]3[/XB]可達80%，溫度低時轉換率小些。皮膚中維生素D[XB]3[/XB]與前體仍繼續異構為維生素D[XB]3[/XB]為機體所利用。因其轉變過程緩慢，不致產生毒性，血漿25（OH）維生素D[XB]3[/XB]不超過80%，溫度低時轉換率小些。皮膚中維生素D­[XB]3[/XB]與前體呈一定的平衡。血漿中有維生素D[XB]3[/XB]結合蛋白，可將維生素D[XB]3[/XB]從皮膚中帶到血流中，這種蛋白不與前體結合。為了獲得新的平衡，前體不斷地變成維生素D[XB]3[/XB]。停止照射后，皮膚中儲存的前體仍繼續異構為維生素D[XB]3[/XB]為機體所利用。因其轉變過程緩慢，不致產生毒性，血漿25（OH）維生素D[XB]3[/XB]不超過80ng·ml[SB]-1[/SB]，攝取大劑量者可上升到400 ng·ml[SB]-1[/SB]，易產生毒性。

5.3.6　臨床應用及大劑量的毒性

維生素D除防治維生素D[XB]3[/XB]缺乏病外1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]可防治下列病癥：①腎性骨病，腎功能不全缺少1位羥基化酶，體內不能合成1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]必須從體外攝取；②難治療抗維生素D[XB]3[/XB]佝僂病，由于遺傳因素，磷從腎排出過多；③甲狀旁腺素缺少癥，患者不能在低血漿Ca時產生1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]；④抗維生素D的佝僂病，維生素D供應正常但仍有佝僂病，由于代謝上的缺陷，不能1位羧基化；⑤癲癇病人使用苯巴比妥可能導致骨病。也可用25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]的生理劑量為1μg/天。此劑量也可作為治療劑量。

維生素D中毒劑量與生理劑量相差不多，嬰兒服用50μg（200IU）或更少一些可以導致血鈣過多，腎功能不全。成人中毒劑量個體差異較大，有人口服2000IU中毒現象，口服5000IU者易中毒，口服量不能超過800IU。用維生素D治療時，要檢查血鈣水平，如血鈣正常不致中毒，輕度中毒有嘔吐，食欲不振等現象，重者可致死亡。維生素D毒性可由于血流中25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]水平高代替1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]與蛋白受體結合，因此1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]不能進入細胞，也不能起控制鈣的吸收及動員骨鈣的作用，因此血鈣水平高，而使腎、心臟及主動脈鈣化，治療維生素D過多時可用低鈣膳及動員骨鈣的作用，因此血鈣水平高，而使腎、心臟及主動脈鈣化，治療維生素D過多時可用低鈣膳及糖皮質激素以減低血清鈣的水平。

中毒時尿中排出Ca量過多比血鈣過高發生較早，尿鈣過高易形成腎結石。

維生素D及25（OH）D[XB]3[/XB]可以儲存，維生素D儲存時間一般為1～4個月，有的可達18個月之久。維生素D代謝物也可產生中毒現象，但由于其生物半衰期短，中毒時間也較短，25（OH）D[XB]3[/XB]可達數周，1，25（OH）[XB]2[/XB]OH[XB]3[/XB]僅有數日。

5.4　維生素E

5.4.1　維生素E的結構與性質

維生素E（VitaminE，VE）是生育酚（Tocpherol,T）與三烯生育酚（Tocotrienol,T3）的總稱。自然界共有8種化合物，都有一個色滿醇基及植醇的側鏈。G-3與T的區別在于前者側鏈3｀，7｀及11位有雙鍵，由于色滿醇基上的甲基位置及數目之不同而有不同類型，生理活性也不同。對動物的生物活性以α-T為最高（表5-8及5-9），在體外對亞油酸抗氧化作用以δ型為最高，α型最小。在維生素E分子中有三個不對稱的C，可以形成光學異構體，消旋式的生物活性僅為dα型之半。色滿醇上的OH基可用NH[XB]2[/XB]代替，與相應型的維生素E有相同的生物活性。以CH-NH[XB]2[/XB]代替OH，其β或γ型的衍生物的生物活性與α型相同，色滿醇環上三個甲基是生物活性所必需的，甲基數量少，活性低，但基位置不是主要的。

圖5-8 8種自然界的維生素E的構造

表5-8 不同類型的維生素E及其衍生物的生物活性（以α-維生素E為100%）

表5-9 各種α-維生素E及其酯的生物活性

維生素E氧化為氫醌或醌，為光熱及Fe[SB]3+[/SB],Cu[SB]2+[/SB]所促進，在酸性溶液中或無氧情況下較穩定。酯式比游離式穩定。市售產品多為維生素E酯。烹調加工，食用油精制，面粉漂白過程中都有破壞，食物經輻射也有損失，但在低溫度或真空下進行可減少損失。

5.4.2　代謝

維生素E及基酯的吸收率僅占攝入量的20～40%，酯在消化道內一部分水解為游離式，一部分仍為酯式。攝自變量時（以mg計）吸收率減低。各類型的維生素E在吸收上雖無新差別，但細胞可將其區分。如αγ-維生素E與γ-維生素E的吸收率類似，但組織儲留γ-維生素E量有限。所以γ-維生素E的生物活性約為α-維生素E的10%，但也有認為是35%。

維生素E的吸收與脂肪一樣，影響脂肪吸收因素影響維生素E的吸收。他是由β脂蛋白運輸的。血漿中脂類量與維生素E濃度有相應的關系。組織中維生素E納入量隨攝取量的對數而變化，這點與其他維生素不同。其他維生素在各種組織中（除肝外）都有一定的閾值。組織上的維生素E為游離式，他在腎上腺、腦下垂體、睪丸及血小板中濃度最大。多烯脂肪酸量多的器官維生素E也較多，血漿濃度隨脂類量而變化，但血小板濃度承受劑量而改變與類脂含量無關系。所以，以血小板濃度隨脂類量而變化，但血小板濃度隨劑量而改變與類脂含量無關系。所以，以血小板濃度作為營養指標比血漿中都準確，脂肪組織、肝及肌肉為維生素E最大的儲存場所，在細胞內的分布，在肝中以線粒體內膜最多，肌肉中以肌漿網狀膜為最多，紅細胞中多在膜上，并為α型（表5-10）。由于攝取不同類型的維生素E，血漿中維生素E反映攝取情況，除α型外尚有其他型者。吃母乳的嬰兒血漿中有α、γ二種類型，人式哺乳者有α、γ、δ三種類型。喂維生素E缺乏的膳食，血漿及肝中的維生素E容易空竭，其次則為骨骼骼肌及心肌內的，脂肪組織中的消耗最慢。體內可能有二種不同的代謝庫，一種容易被動用，一種不容易損失，細胞膜上者可能屬于后者。

表5-10 人體組織中α-維生素E含量

維生素E氧化產物維生素E醌或氫醌可以預防或治療大鼠維生素E缺乏所致的生殖能力損害及營養性肌肉萎縮，維生素E內酯沒有生物效用，與葡萄糖苷酸結合從尿中排出。

5.4.3　生理功用

（1）維生素E缺乏的癥狀根據大鼠的試驗維生素E缺乏雄鼠睪丸不能生成精子，雌鼠卵不能植入子宮內，胎兒被吸收。維生素E缺乏動物，肌肉易病變，可有肌酸尿，肌肉麻痹，草食動物非常敏感，心肌易麻痹，突然死亡。早產或新生兒維生素E水平低，紅細胞溶血試驗敏感，維生素E缺乏動物紅細胞存活時間短，長期缺乏的猴子有貧血現象。

維生素E缺乏大鼠的心臟、肌肉及睪丸不但有組織的病理病變，而且酶也有改變，三種組織中的肌酸磷酸激酶，肌肉及心臟中乳酸脫氫酶、谷草轉氨酶及肌肉中丙酮酸激酶及谷丙轉氨酶都降低而血漿中上述酶及酸性磷酸酶增加，可能由于這些酶從受損害的組織流入到血漿中所致，上述三種組織變化較肝明顯。

（2）生化功能

①抗氧化作用：維生素E為細胞膜（或細胞器膜）上的主要抗氧化劑。細胞膜由蛋白質與脂類組成。蛋白分子嵌入磷脂基質之中，離子極性物質向外，除結構蛋白外，膜的表面尚有結合較松的外周蛋白，這兩種蛋白都與酶有關。維生素E在膜上色，滿醇部分在外而側鏈在內，與不飽和脂肪酸[尤其是花生四烯酸（20：4酸）]作用，側鏈4｀，8｀位甲基陷入脂肪酸系統所生成的自由基與之起作用，從而保護膜上的多烯脂酸免受自由基的攻擊，維持了膜的完整性。

需要NADPH的氧化酶生成超氧化物，在超氧岐化酶（Superoxide dismutase,SOD）作用下，與膜上及其附近的H[SB]+[/SB]作用下生成H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]，H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]分布于膜及胞漿內。在胞漿內谷胱甘肽過氧化酶（Glutathione Peroxidase,GSH-Px）將H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]分解。在膜上H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]與O[XB]3[/XB]形成羧基自由基，維生素E氧化成醌，又藉谷胱甘肽將其還原為維生素E。維生素E缺乏或自由基過多時，維生素E用竭后，膜上多烯脂肪酸才受自由基的攻擊。維生素E與上述酶（還包括過氧化氫酶，但這種酶在H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]濃度低時，效果很小）構成了體內抗氧化系統。在維生素E缺乏動物，其他酶可能活力增加。

電鏡觀察，肌肉及心肌線粒體膜的破裂為維生素E缺乏的初期病變。正常細胞膜用四氧化餓固定，膜為二道黑中間亮的構造。維生素E者線粒體及內質網膜喪失明暗對比，補充維生素E后，可以恢復。從功能上也證明維生素E與細胞膜的關系。維生素E缺乏者的紅細胞膜易破裂有溶血現象，一些酶由于膜的破壞，由組織流入血漿中。

維生素E的一些功能可由其他抗氧化劑所替代。

②對脂類代謝的影響：維生素E缺乏動物體內抗氧化功能減少，肝臟及血漿中脂類過氧化作用加強，尤以肝臟為甚，脂類代謝也有改變。維生素E缺乏大鼠甘油三酯（TG）在肝中增加73%，血漿中增加35%，膽固醇在肝及血漿中均增加，磷脂含量無變化。組成的脂肪酸也有改變。維生素E缺乏動物肝中單烯酸增加，在磷脂中亞油酸明顯減少，C20：4酸增加，尤以TG增加的多，在血漿中都是油酸增加，亞油酸減少。維生素E缺乏大鼠肝內質網膜的脂肪酸碳鏈延長及脫氫作用增強，但如補充維生素E可在48h后恢復正常。

關于動脈壁脂類與維生素E關系，近年來也有研究。維生素E缺乏動物不論加以膽固醇與否動脈壁脂類過氧化物增加。補充維生素E者，動脈粥樣硬化發病率及廣泛性均較維生素E缺乏或補充其他抗氧化劑者為低。但在人體試驗中，對血脂高者尚無報道，對血脂正常者，每日給以600IU維生素E8～16周，血漿脂類無變化。

③對衰老的影響：血及組織中脂類過氧化物水平隨年齡而增加，維生素E缺乏動物也有類似的現象，腦、心肌、肌纖維中褐脂質（Lipofusin）比同年齡補充維生素E者要多。有些作者從維生素E對氮代謝影響闡述維生素E對衰老的作用。大鼠喂以不同水平維生素E83周。高維生素E體重增加到70周，睪丸也比對照組大，并推遲退化時間。N貯留9周時最多，22周起逐漸減少，66周時N損失量大于攝取量。但高維生素E者N排出量比低者要少。血漿總蛋白從9周到44周逐漸增加。高維生素E者比低者多9～16%，以后血漿總蛋白逐漸減低。試驗末，高維生素E者為低者之121%。維生素E可能減緩動物成熟后蛋白質分解代謝的速度。有些老年病學者認為衰老的過程是自由基對脂類、DNA及蛋白質損害的積累，所以主張給以大劑量維生素E以減緩衰老過程。

④對前列腺素類化合物（Prostaglandin,PG）的影響：維生素E的功能如抗血小板聚集及肌肉退化可能都與PG有關。關于這方面工作尚在進行中，還未闡明。維生素E缺乏動物血小板合成PG增多，肌肉及睪丸等組織中合成又減少。每日劑量400～1200IU，維生素E也可減少人的膠原蛋白所誘導的血小板聚集。維生素E與其醌有同樣效用。維生素E可能對血栓病人有好處，臨床給予大劑量維生素E使血小板維生素E值為正常值3倍并減輕血小板聚集作用。PG是由C20：4酸藉脂類氧化酶作用形成羥基C20：4酸，再通過環氧化酶作用而合成。維生素E能抑制環氧化酶作用，因此，維生素E缺乏動物產生較多的PG（如凝血噁烷等）使血小板聚集作用加強，但也有人認為維生素E抑制脂類氧化酶作用，使C20：4酸變成羧基，20：4酸減少。

肌肉也是對維生素E營養狀況敏感的組織。維生素E缺乏動物環氧化酶受到抑制，PGE[XB]2[/XB]及PGF[XB]2[/XB]合成減少，可能為肌肉發生病變及C20：4酸增多的原因。口服維生素E48h后PG合成能力、磷酸肌酸激酶活力恢復較慢，口服5日后才恢復。

⑤對眼睛的影響：視網膜色素上皮組織對維生素E營養狀況特別敏感。維生素E缺乏大鼠色素上皮細胞多烯脂肪酸減少，脂類過氧化物積累，溶酶體數目增多，視網膜電流減少，光受體外段的遠端的圓盤小泡化（Vesiculation），吃維生素E缺乏飼料6個月，再加以大量維生素E，視網膜細胞膜的損壞可以修復，色素上皮細胞仍有褐脂質積累。但吃終生E缺乏飼料一年左右，光受體內外段均消失，形態上的改變就不能修復。維生素A或E缺乏均使大鼠視網膜桿狀細胞損失，二者均缺乏時比僅缺乏一種時損失更嚴重。

大劑量維生素E可以減少高O[XB]2[/XB]對機體的損害，減輕眼晶體纖維化。早產兒呼吸困難常給以O[XB]2[/XB]，可能產生眼晶體后纖維組織形成（RLF），注射維生素E可預防。

⑥對環境污染的抗擊作用：許多環境毒素可產生自由基，維生素E可減少其毒性。城市空氣中NO[XB]2[/XB]及O[XB]3[/XB]易使肺損傷。大鼠NO[XB]2[/XB]暴露后，缺E組除肺維生素E量下降外，其他指標如肺重，蛋白質、脂類及抗擊自由基酶系統活力均增加。補充維生素E者肺維生素E上升，其他指標無改變。缺E組無多余維生素可輸送至肺。必須動用其他抗擊自由基酶系統。

維生素E對半乳糖胺或CCl[XB]4[/XB]所導致肝損傷的脂質過氧化也有一定的抑制作用，對甲基汞及鉛中毒有一定上的解毒作用。

維生素E的抗癌作用在動物試驗尚未肯定。但維生素E可破壞亞硝基離子，在酸性情況下反應快。在胃中維生素E對阻斷亞硝胺的生成比維生素C更有效。

5.4.4　來源

維生素E廣泛存在于植物食品中，動物性食品以dα型為主，植物油（橄欖油及椰子油了除外）的維生素E含量較多，與亞油酸等多烯脂肪酸含量相平行。維生素E為多烯脂肪酸的抗氧化劑，但維生素E在各種植物油中類型不同，α型較少，如豆油僅占8～10%。常見食品的α-維生素E含量及油中各類型的維生素E分別列入表5-11及表5-12中。

影響食物中維生素E含量的因素很多，食物成分表的數字不能代表某個樣品的數字。如牛奶因季節不同，含量也不同。維生素E不穩定，在儲存烹調過程中都有損失，炸土豆片在室溫中儲存2周，損失48%。植物油在儲存過程中損失較少，精制及烹調時損失較多。面粉漂白也可以破壞維生素E，食物加熱又與氧接觸，維生素E損失較多。

表5-11 食品中α-維生素E270的含量（μg·g[SB]-1[/SB]）

表5-12 植物油中維生素E的含量（μg·g[SB]-1[/SB]）

5.4.5　需要量

（1）營養評價指標

①紅細胞溶血試驗：紅細胞與2～2.4%H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]保溫后，溶血出來的血紅蛋白量與蒸餾水保溫所溶出者相比較，用百分數來表示，其值與血漿維生素E水平有一定的關系。

②血漿及紅細胞的維生素E測定：紅細胞中維生素E的正常平均值為230±13μg%,血漿為984±914μg%。紅細胞的維生素E變化較小。血漿的維生素E水平低于0.5mg%為缺乏。但血漿值與總脂類相關。血脂低時，血漿維生素E低，維生素E可能并不缺乏。現在用血中維生素E與脂類比例來表示維生素E的營養情況，即每克脂類維生素E的含量不得少于0.8mg。常用的維生素E營養評價指標列在麥5-13。

（2）影響需要量的因素

①維生素C與維生素E的關系：維生素C與維生素E都有抗氧化作用，但維生素E為脂溶性者，防止生物膜的脂類過氧化更有效。二者有協同作用。缺E者若補充維生素C可使血漿維生素E水平升高，但不能減少脂類氧化及紅細胞溶血作用及GSH水平。維生素C慢性缺乏豚鼠組織中維生素E水平降低50%，上述結果說明維生素C可節約維生素E。但大劑量維生素C作用與之相反，可以減低維生素E抗氧化能力。喂以0.41IU維生素E的豚鼠每日補充2或10mg維生素C，高維生素C組紅細胞溶血及肝脂類過氧化作用加強，血漿維生素E及紅細胞GSH減少。喂0.8IU紅細胞溶血及脂肪過氧化作用不受影響，說明大劑量維生素C能減低體內抗氧化的能力，相應地提高維生素E需要量。

表5-13 維生素E營養評價指標

②膳食中PUFA的含量：膳食中維生素E與PUFA比值應為0.4～0.5。

③硒及蛋氨酸可以節約維生素E。

④藥物的影響：女性避孕藥及阿斯比林都增加E需要量。

⑤早產兒：人乳的維生素E含量為2～5IU·kg[SB]-1[/SB]。新生兒經母乳喂養2～3周后，達到成人水平。早產兒出生時維生素E水平低，由于通過胎盤達到胎兒的維生素E量有限，早產兒消化系統不健全，維生素E不易吸收，因而缺乏維生素E而致貧血。這種貧血使用鐵劑反而加重，必須補充維生素E鐵才有效。早產兒從第10天應開始補給維生素E，可給以乳劑以利吸收或注射。

（3）供應量 美國提出供應量列于表5-14。有些人認為每日供應15IU為低水平，主張每日供應30或45IU。

表5-14 美國家研究委員會（NRG）提出供應量

5.4.6　臨床應用及大劑量的毒性

（1）臨床應用

①脂肪吸收不良的患者也影響維生素E吸收，口服無效，應注射維生素E。

②早產兒呼吸困難，常給予氧治療，應注射維生素E，劑量為每斤體重15mg維生素E醋酸酯。

③間歇性跛行患者：每日給300IU維生素E可增加肌肉中維生素E含量，改善肢體血流。

④預防血栓形成：每日給予1200IU或更多，使血小板中維生素E為正常值的3倍，因而減少血小板聚集，可以預防血栓形成。也有報告大劑量維生素E增加HDL中的膽固醇。

⑤減緩自由基對機體的損害：有人主張給以大劑量維生素E以減緩衰老的過程。維生素E可減輕或預防O[XB]2[/XB]、O[XB]3[/XB][XB]、[/XB]NO[XB]2[/XB]、CCL[XB]4[/XB]及酒精對機體的損害。

（2）大劑量的毒性 在動物試驗中，大劑量維生素E抑制生長，干擾甲狀腺功能，肝脂類增加。維生素E也可干擾血液凝固，較易發生在輕度維生素E缺乏動物。維生素E代謝產物（αE醌）與維生素K結構相類似，可能提高維生素K的需要量，常發生在雄鼠身上，而雌鼠不易發生，流血部位多在消化及泌尿道、爪及觸須窩部，補充維生素K1～3日即可制止，凝血酶原時間也延長。

人體使用大劑量維生素E尚未發現有中毒癥狀。有10，000例每日攝取200IU共四周，5000例每日口服1000IU達11年之久均無中毒現象，僅有61例有輕度副作用如消化道不適、皮炎及疲勞。又有28例日服100～800IU3年之久，血液檢查，血液凝固，肝腎、肌肉甲狀腺功能均正常，無不良影響。

5.5　維生素K

5.5.1　結構與性質

維生素K（VK）有三種形式。在植物中者為葉綠醌（Phylloquinone,VK[XB]1[/XB]），在動物中分離出維生素K[XB]2[/XB](Menaquinone,VK[XB]2[/XB])，其側鏈上的異戊二烯鏈的數目不等，許多細菌產物屬于這一類型，又可簡稱為MK[XB]n[/XB]，n代表異戊二烯鏈的數目。M[XB]4[/XB][XB]，5，7[/XB]與維生素K[XB]1[/XB]生物活性相等。MK[XB]1[/XB]只有維生素K[XB]1[/XB]的1%活性，MK[XB]10[/XB]也只有30～49%的活性。維生素K[XB]3[/XB]（Menadione）是人式合成產物，在哺乳類及鳥類體內可變成MK[XB]4[/XB]。維生素K[XB]1[/XB],維生素K[XB]2[/XB]，維生素K[XB]3[/XB]的結構如圖5-9。維生素K[XB]1[/XB]可以人工合成，但自然界中者為l型，人工合成者可為消旋者，二者的活性是一樣的，。維生素K[XB]3[/XB]的3位硫醚衍生物也生物活性。維生素K的衍生物如維生素K[XB]3[/XB]磷酸酯、琥珀維生素或亞硫酸氫鹽，均為水溶性的，可作為腸外用的制劑。上述三種類型的維生素K都易為堿及光所破壞。有些衍生物如甲基萘氫醌乙酸酯有較高的維生素K活性，并對光不敏感。維生素K[XB]3[/XB]或維生素K[XB]1[/XB]的2，3位環氧化合物，雖不溶于水，但對光不生敏感，在體內可變為相應的維生素K。

圖5-9 維生素K[XB]1[/XB]、K[XB]2[/XB]、K[XB]3[/XB]的結構式

5.5.2　代謝

雜食物的維生素K有從食物中來的，也有從腸道細菌合成的。維生素K[XB]1[/XB]和維生素K[XB]2[/XB]的吸收與其他脂溶性維生素一樣，需要膽汁、胰液，并與乳糜微粒相結合，由淋巴系統運輸。吸收量約攝入量的10～70%。人或動物口服生理或藥理劑量的維生素K[XB]1[/XB]，20min后血漿中已出現維生素K[XB]1[/XB],2h達到高峰。在48～72h內血漿濃度按指數下降至1～5ng·ml[SB]-1[/SB]。在這段時間，他從乳糜微粒轉移至β脂蛋白中，運輸至肝內，與VLDL相結合，并通過LDL至各組織。肝為VK的主要靶組織，注射維生素K1h后，50%劑量在肝內，口服VK2h后，20%劑量在肝內，24h降至最低值，而腎、心臟、皮膚及肌肉之量在24h內增加到最高值而后下降。大鼠肝中維生素K含量約為8～44ng·g[SB]-1[/SB]，如肝的濃度低于4.5 ng·g[SB]-1[/SB],凝血酶原時間延長，維生素K總體庫比較小，約50～100μg，轉換率快，總體庫每2.5h可轉換一次。他的代謝物為維生素K短鏈及氧化代謝物形成γ-內酯，還可與葡糖苷酸結合，在人體維生素K的側鏈可以進行β或ω氧化形成6`-羧基酸及其γ-內酯或進一步分解為4`-羧基酸，還有少量的環氧代謝物，這些代謝物與葡糖苷酸相結合，存在于腸肝循環中，或從尿中排出。

維生素K[XB]3[/XB]在動物肝微粒體內轉變為MK[XB]4[/XB]，但產量很少，僅為攝取量的0.05~1。0%。維生素K[XB]3[/XB]主要代謝產物為雙氫維生素K[XB]3[/XB]葡糖苷酸的硫酸酯。

5.5.3　生理功用

（1）維生素K為谷氨酸γ-羧基化酶系統中的必需因素。γ-羧基谷氨酸（γ-Carboxyglutamic Acid,Gla）的合成在細胞微粒體內進行，需要含有谷氨酸的肽鏈作為基質，并需要氧及二氧化碳及維生素K氫醌（維生素KH[XB]2[/XB]）。在這個作用中維生素的變化可用維生素K-維生素K2，3環氧化合物（維生素K-2，3epoxide,VKO）循環來表示。γ-羧基化作用的底物有人工合成的五肽鏈及天然內源性蛋白（如凝血酶原），人工合成者以苯丙-亮-谷-谷-亮反應力最強，其他如苯丙-亮-谷-纈及苯丙-亮-谷-谷-異亮也有作用。人工合成者與內源蛋白之間有競爭，當五肽鏈存在時，內源蛋白的γ-羧基化的開始速度減少，內源蛋白存在時推遲五肽鏈γ-羧基化的時間。

γ-羧基谷氨酸（γ-CacbocyglutamicAcid,Gala）的蛋白質或肽名字形成后，與Gla相鄰的羧基具有與鈣及磷脂結合的特性。

Gla蛋白質可以在他生成場所或輸出到靶組織中發生作用。Gla蛋白分解的最終產物為游離式的Gla及含Gla的肽鏈，在尿中排出。正常人尿中排出量為44±11μmol·g[SB]-1[/SB]肌酐，兒童排出較多，5歲時約為100μmol·g[SB]-1[/SB]肌酐，以后排出量逐漸下降，至15歲時降到成人水平，使用抗凝劑者，尿中Gla水平僅為24μmol·g[SB]-1[/SB]肌酐，凝血酶原時間比正常者升高2～3倍，Gla的總排出量25%，不受抗凝劑的影響，可代表骨中骨鈣蛋白（osteocalcin）的轉換。有些疾病Gla的排出也有變化。例如多數骨質疏松病人，尿中Gla的排出比正常人增加50%，相當于骨的轉換率之3倍。皮膚炎與硬皮病患者尿中排出也增加。

（2）VK與血液凝固的關系血液凝固是從組織損傷和血小板破壞后引起的一系列的酶促鏈式反應。血液凝固過程中一些酶原（proenzyme）的合成與維生素K有關，亦即在他們的合成中需要谷氨酸γ-羧基化。這些酶原除因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ及Ⅹ外，最近還發現了蛋白C、S、M，Z。這四種新發現的蛋白，他們的1～40氨基酸排列順序與凝血酶原同源。蛋白C干擾血液凝固，并促進血纖維蛋白的溶解，在體外活化的蛋白C可以使因子Ⅴ及Ⅷ滅活，蛋白S可以加強蛋白C的活力，他有10個Gla。蛋白M可以促進凝血酶原轉變為凝血酶。蛋白Z有13個Gla。對些蛋白了解得還很少，需要進一步的研究。

凝血酶原的合成，先在肝細胞粗內質網膜上的形成新生成肽鏈，然后再進行一些谷氨酸的γ-羧基化和糖基化。在凝血酶原的NH[XB]2[/XB]末端的7，8，15，17，20，21，26，30，332位置的谷氨酸γ-羧基化變成Gla。33位后的谷氨酸不轉變為Gla。這種γ-羧基化的特殊選擇并不是由氨基酸的排列順序所致，而是由于蛋白前體在膜上的位置與構形所致。1分子的正常凝血酶原與10～12Ca[SB]2+[/SB]相結合，未γ-羧基化者只能與一個分子Ca[SB]2+[/SB]結合。

（3）維生素K與骨基質中含Gla蛋白（Bone Gla Protein,BGP）的關系 骨基質有幾種含Gla的蛋白，主要為BGP與Ca結合者叫做骨鈣蛋白，在骨細胞內合成，分泌到血液或組織，然后到骨基質中，占骨中總蛋白垢1～2%，為非膠原蛋白的10～20%。骨鈣蛋白出現在骨礦物化之前，骨密度增加，他也增加。他有2個鈣結合點，鈣離子為0.8mmol·L[SB]-1[/SB]可以使其半飽和，其他二價正離子如鎂、鍶、鋇也能與之結合，但鈣離子結合能力最強，他的作用在調節鈣在骨基質中沉積，與羧磷灰石（hydroxy apatite）的核心起作用。也有跡象說明BGP的合成為1，25（OH）[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]所調節。BGP可能調節1，25（OH）[XB]2[/XB]D的破骨作用，使其作用緩慢。在一些骨的疾病中，血漿中BGP水平上升，這說明他可能促進骨的重建及鈣的動員。

懷孕早期如母親服用維生素K拮抗劑，其胎兒骨骼發生流血現象，這一現象說明，在胎兒生長過程中，需要維生素K的骨骼系統發育比血流凝固系統要早一些，從母體將鈣運輸至胎兒這一過程對維生素K拮抗劑敏感，可能干擾了胎盤中γ-羧基化蛋白的合成。

（4）其他 腎小管細胞有含Gla的蛋白質，為其總蛋白的0.2～0.7%。他是與膜結合的蛋白，也與鈣離結合。鈣在腎小管細胞內的再吸收與之有關。其他組織如牙質、胎盤、睪丸、胰、脾、肺、乳腺等都含Gla蛋白質，功用不明。有些組織如肌肉、心臟及淋巴細胞中尚未發現。在有些疾病如腎結石（尤其是草酸鈣及磷灰石結石）含有Gla的蛋白質、正常主動脈及脂肪條紋及纖維斑塊中沒有含Gla的蛋白質，而動脈硬化鈣化斑塊中含有Gla的蛋白質。

5.5.4　來源

人類維生素K的來源有二方面：一方面從腸道細菌合成，占50～60%。VK在回腸內吸收，細菌必須在回腸內合成，才能為人體所利用，有些抗生素抑制上述消化道的細菌生長，影響維生素K的攝入。另一方面從食物中來，占40～50%，綠葉蔬菜含量高，其次是奶及肉類，水果及谷類含量低。食物中維生素K的含量列于表5-15。

5.5.5　需要量

（1）營養評價指標①凝血酶原時間，用新鮮血加到一定量的促凝血酶原激酶溶液中，觀察其凝固時間，約為25～40s；②凝固時間：新鮮血凝固時間及形成凝塊的時間。正常人血凝固時間約10min。

表5-15 食物中維生素K的含量（（μg·100g[SB]-1[/SB]）

（2）需要量約為2μg·kg[SB]-1[/SB]體重[SB]-1[/SB]，大鼠為10μg·kg[SB]-1[/SB]體重或0.1μg·g食物[SB]-1[/SB]，無菌大鼠需要量為25μg·kg體重[SB]-1[/SB]。

5.5.6　臨床應用

除新生嬰兒外，人類原發性VK缺乏較為罕見。新生兒在出生最初幾日內無細菌，在胎兒期胎盤不易運輸脂類，凝血酶原常有低的現象，數周后方可上升至正常值，如果低至正常值的10%，新生兒將有出血性疾病。水溶性及脂溶性的維生素K制劑，都能有效地恢復凝血酶原至正常水平，控制其出血。有些老年人也有維生素K缺乏，出現凝血酶原時間長的現象。

預防血栓使用雙羧香豆素過量時，凝血酶原也減少，可靜脈注射藥理劑量（以mg計的維生素K，使凝血酶原在數分鐘內開始合成，24h達到正常水平。但水溶性維生素K[XB]3[/XB]的衍生物轉變為活化型維生素K的速度太慢，效果不好。在靜脈營養中，輸注射液加入了抗生素，阻凝維生素K在腸道內合成，病人的需要維生素K的凝血因子在4周內降低至正常值的20%。在輸注液中應加入維生素K0.03～1.5μg·kg體重[SB]-1[/SB]。膽道阻塞時維生素K吸收減少，也可產生維生素K缺乏，口服或經消化道補給時，必須與膽鹽同時供給，有些肝病，由于功能不全凝血因子合成減少，補給維生素K對凝血作用無效。

5.6　維生素B1

5.6.1　結構與性質

維生素B[XB]1[/XB]又稱硫胺素（Thiamine VB[XB]1[/XB]）,在室溫下與中性亞硫酸鈉溶液中分解嘧啶和噻唑兩部分（圖5-10）。它與焦磷酸生成硫胺素焦磷酸（Thiamine pyrophosphate,TPP），即羧化輔酶（cocarboxylase）,這個反應需要ATP參加，結構式見圖5-11。TPP參與糖代謝中α酮酸的氧化脫羧作用。

圖5-10 維生素B[XB]1[/XB]經Na[XB]2[/XB]SO[XB]3[/XB]分解為嘧啶和噻唑

圖5-11 羧化輔酶（TPP）的結構式

圖5-12 硫色素分子式

維生素B[XB]1[/XB]鹽酸鹽1g先溶于1ml水中，可在酒精中形成1%溶液，不溶于其他有機溶媒中。PH7時水溶液的紫外線吸收高峰為235，267nm，相當于嘧啶及噻唑兩部分。在PH1時，只有1個高峰在247nm處，在260mn處有一個肩，也相當于這二個組成部分。在高溫時，尤其在堿性溶液中，非常容易破壞，但在PH5以下易破壞。在堿性溶液中，在氧化劑（如高鐵氰酸鉀）可將維生素B[XB]1[/XB]氧化為硫色素（Thiochrome），據此可用以測定VB[XB]1[/XB]（圖5-12）。

人工合成的VB[XB]1[/XB]衍生物有丙基硫胺素二硫化物（Thiamin propyl disulfite,TPD）及4氫糖醛二硫硫胺素（thiamin tetrahydrofurfural disulfide TTFDD），不溶于水，被硫胺素酶破壞較少。口服后，血、組織及腦脊髓液中維生素B[XB]1[/XB]的水平較服用維生素B[XB]1[/XB]時要高甚至可高10倍。在消化道中也易吸收。因此這些衍生物常在臨床上應用。有些衍生物如吡啶硫胺素（pyrithiamino）及氧代硫胺素有抗維生素B[XB]1[/XB]作用，前者使大腦中維生素B[XB]1[/XB]易于空竭，后者可導致除神經系統外其他系統的維生素B[XB]1[/XB]缺乏癥狀。

5.6.2　代謝

維生素B[XB]1[/XB]在小腸中吸收，濃度高時為擴散，低時為主動吸收，需要鈉離子及ATP，缺乏鈉離子及ATP酶可抑制其吸收。低水平時吸收約57.5%，高時約26.2%。維生素B[XB]1[/XB]進入到小腸細胞磷酸化成酯，從小腸細胞出去，也需要正常濃度的鈉離子及ATP酶。葉酸缺乏可影響維生素B[XB]1[/XB]的吸收。

體內約有維生素B[XB]1[/XB]30mg，50%在肌肉中，骨骼、心、肝、腎及腦中較多，體內維生素B[XB]1[/XB]的80%為TPP，10%為硫胺素三磷酸（TTP），還有一些硫胺素單磷酸及維生素B[XB]1[/XB]。體內有三種酶參與形成上述的硫胺素磷酸化合物：硫胺素焦磷酸催化硫胺素與ATP作用形成TPP；TPP-ATP磷酸轉移酶催化TPP+ATP→TPP；及硫胺素焦磷酸酶參與TPP→TMP的反應。

大鼠及人尿中有許多硫胺素代謝物，已知結構者僅6種，其中2-甲基4-氨基5嘧啶羧酸，4-甲基噻唑5-醋酸及硫胺素醋酸為最主要者。在大鼠中經酒精脫氫酶的作用，可以將硫胺素及噻唑氧化到相應的要酸。

5.6.3　生理功能

（1）硫胺素焦磷酸為羧化酶的輔酶，其作用機理如圖5-13。

①在微生物中，丙酮酸脫羧變為乙醛而放出CO[XB]2[/XB]。

②乙酰羧基酸的合成：乙酰羧基酸為合成支鏈氨基酸（纈氨酸，異亮氨酸等）的中間體。

③作為磷酸戊糖旁路中轉酮酶的輔酶 糖的無氧酵解及有氧氧化是動物體內糖分解代謝的主要途徑，但還有一部分經磷酸戊糖旁路代謝，在肝中他只占酵解及氧化途徑的8%。其特點是通過脫氫與脫羧反應生成CO[XB]2[/XB]及磷酸甘油醛及6-磷酸果糖，后二者仍進入酵解途徑，其過程為葡萄糖磷酸化變為6-磷酸葡萄糖（G-6-P），在G-6-P脫氫酶的催化下，脫氫與水化合成6-磷酸葡糖酸，再經脫氫與脫羧等反應生成5-磷酸核酮酸，又轉變為5-磷酸木酮糖及5-磷酸核糖，通過轉酮糖酶（需要TPP，Mg[SB]2+[/SB]）將酮糖上的二碳單位轉移到另一個醛糖的1-C上，這個反應是可逆的，在這個循環上形成7C、6C、5C及4C磷酸單糖。

圖5-13 維生素B[XB]1[/XB]焦磷酸羧化酶的作用機制

圖5-14 磷酸戊糖途徑

這個代謝的主要生理功能是產生核糖及NADPH。它是由葡萄糖產生5-磷酸核糖的唯一途徑。在這個代謝中二脫氫酶（6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6-磷酶葡糖酸脫氫酶）都是以NADP為輔酶，還原為NADPH。它為體內許多反應的供氫體，如脂肪酸、膽固醇、類固醇的合成都需要它，所以在上述反應比較旺盛的脂肪組織、哺乳期乳腺、腎上腺皮質、睪丸及肝臟等，這種代謝也比較旺盛。遺傳性6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏的病人，不能進行磷酸戊糖旁路循環，NADPH缺乏與GSH量低下，紅細胞很易破壞而發生溶血性貧血。

④α酮脫氫酶（如丙酮酸、α-酮戊二酸）系統中的輔酶，這類酶系統分三步作用（圖5-15）。

圖5-15 -酮脫氫酶的作用

A 形成“活性醛”中間物，基質為α-酮酸與酶[XB]1[/XB]（α-酮脫氫酶以硫胺素焦磷酸為輔酶）作用，脫羧后形成中間物。丙酶酸與酶作用的中間物為2-（羧乙基）硫胺素焦磷酸，α-酮戊二酸的中間物為2-（1，3羧基丙基）硫胺素焦磷酸。

B 將上述中間物轉移至酶[XB]2[/XB]的硫辛酸上。

C 將酰基轉移至輔酶A上，而雙氫硫辛酸被酶[XB]3[/XB]脫氫形成硫辛酸。

（2）硫胺在神經生理上的作用 一個神經沖動可以使維生素B[XB]1[/XB]磷酸化合物去磷酸，并使其在膜上位移，Na[SB]+[/SB]得以自由通過膜，但有神經生理活性的維生素B[XB]1[/XB]衍生物是焦磷酸衍生物還是三磷酸衍生物，現在尚不能肯定，對大腦功能作用，可能由于對5-羧色胺的納入及磷脂合成有影響。

（3）硫胺素與心臟功能的關系 維生素B[XB]1[/XB]缺乏引起心臟功能失調不是直接的作用，可能由于維生素B[XB]1[/XB]缺乏使血流入到組織之量增多，使心臟輸出增加負擔過重，或由于維生素B[XB]1[/XB]缺乏，心肌能量代謝不全。

5.6.4　豬牛肉、肝、腎等，全麥、糙米、新鮮蔬菜，豆類等富含維生素B[XB]1[/XB]但是食物中有些因子可使維生素B[XB]1[/XB]構造改變，活力減低。這種抗維生素B[XB]1[/XB]的因子分二種：一種易被熱破壞，如硫胺素酶Ⅰ及Ⅱ，前者在淡水魚及貝類內臟內，催化硫胺素的分解。后者存于某些生物中，催化維生素B[XB]1[/XB]的分解，對熱穩定的抗維生素B[XB]1[/XB]因子存在于植物中，它可能與3，4雙羧基肉桂酸和單寧酸有關。低維生素B[XB]1[/XB]攝取量的人群，如果多吃些抗B[XB]1[/XB]因子，可導致維生素B[XB]1[/XB]缺乏。

谷類在除去麩皮與糖的過程中，維生素B[XB]1[/XB]損失很多，國外對精加工后的面粉都強化維生素與礦物質使其量相當于粗制品，這點應引起我國食品工業部門及消費者的注意，烹調加堿可使維生素B[XB]1[/XB]損失。

5.6.5　需要量

評定維生素B[XB]1[/XB]營養狀況的指標一般以尿中排出量為準，可以用每克肌酐排出的維生素B[XB]1[/XB]表示之。紅細胞的轉酮酶以維生素B[XB]1[/XB]為輔酶，也用以測定人體的維生素B[XB]1[/XB]營養狀態。

成人維生素B[XB]1[/XB]需要量為1.26～1.47mg·1000Kj[SB]-1[/SB]，在這種攝取量的情況下，每日尿排出量為40～90ug,若攝取量增加到2.1mg·1000Kj[SB]-1[/SB],每日尿排出量為100ug或以上。若攝取量減低到0.84 mg·1000Kj[SB]-1[/SB],尿排出量為5～25ug。腳氣病患者可低至0～15ug或以上。我國及美國提出供應量為2.1mg·1000Kj[SB]-1[/SB]。老人利用硫胺素的效率較低，所以為4.2 mg·1000Kj[SB]-1[/SB]。男性成人每日1.2～1.5mg，女1.0～1.1mg,孕婦與乳母將其供應量增加0.3mg,兒童供應量0～6個月0.3mg，6個月～1周歲0.5mg,1～3周歲0.7mg,4～6歲0.9mg，7～10歲1.2mg，男11～14歲1.4mg,女11～14歲1.2mg。飲酒過量者維生素B[XB]1[/XB]需要量增加，動物試驗說明維生素B[XB]1[/XB]缺乏者，酒精自由飲用量增加，長期飲酒者可以導致不良飲食習慣或者干擾腸對維生素B[XB]1[/XB]的吸收。

5.6.6　臨床應用

單純維生素B[XB]1[/XB]缺乏可用生理劑量治療。有些先天性代謝上需要維生素B[XB]1[/XB]的疾病需要用藥理劑量，如需要維生素B[XB]1[/XB]的巨紅細胞貧血，乳酸尿（肝中丙酮酸脫羧酶活力低），支鏈酮酸尿（支鏈酮酸脫氫酶活力低）及亞急性壞死性腦脊髓病）（神經系統中缺乏TTP）。在這些病的治療中，用不溶于水的維生素B[XB]1[/XB]衍生物（如TPD，TTFD）比用維生素B[XB]1[/XB]的效果要好。

靜脈注射過量維生素B[XB]1[/XB]可因呼吸中樞壓抑而致死，其致死量每公斤體重：小鼠125mg，大鼠250mg，兔子300mg，狗350mg。靜脈、皮下及口服致死量這比例為1：6：40。猴子注射每公斤體重600mg時，可產生中毒現象。人口服大劑量維生素B[XB]1[/XB]，未發生過中 毒癥象。皮下、肌肉、脊椎、靜脈內每日注射正常量的1～200倍時，亦未發生中毒現象。但有些人接受大劑量后，發生過敏性休克。

5.7　維生素B2

5.7.1　結構及性質

維生素B[XB]2[/XB]又名核黃素（Riboflavin,VB[XB]2[/XB]），它是核醇與7，8-二甲基異略嗪的縮合物（圖5-1`6）；為黃褐色針狀結晶，溶解度較小，在27.5℃時溶解度為12mg%。核黃素5-磷酸較易溶解，二者在堿性溶性液及光照下均易分解，其熒光由于三位亞氨基。光分解側鏈可得光色素、光黃素及甲酰甲基黃素。在消化道內，腸內微生物也可將其分解為甲酰甲基黃素等（圖5-170。

圖5-16 維生素B[XB]2[/XB]結構式

植物能合成核黃素，動物一般不能合成，必須由食物供給，但在哺乳動物腸道中的微生物可以合成并為動物吸收，但其量甚微，不能滿足需要。

核黃素的輔酶有二種形式；即黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）（圖 5-18）。

5.7.2　代謝

核黃素或其輔酶在食物中與蛋白質結合形成復合物——黃素蛋白，從乳、蛋中得來后，經消化道內蛋白酶、焦磷酸酶水解為核黃素。有些黃素蛋白釋放出8α-氨基酸（半胱氨酸或組氨酸）核黃素可以吸收，但無生物效用。

人在小腸近端吸收核黃素。正常人吸收迅速，吸收量與劑量成比例，直到攝取量為25mg時都很穩定。核黃素與其他食品一起攝入，增加其吸收。腸胃道功能紊亂及膽管阻塞都可導致吸收不良。維生素B[XB]2[/XB]在大腸內也可吸收、吸收的機理因劑量大小而異，低劑量時為主動吸收，需要Na[SB]+[/SB]。在劑量為0.2ugmol時，有最大的吸收率，大劑量時為擴散吸收。

圖5-17 核黃素5-磷酸的分解產物

維生素B[XB]2[/XB]都是以輔酶形式存在于血、組織及體液中，從血流到組織（如肝）細胞中，游離式的核黃素，才能透過細胞膜到細胞內。核黃素類似物如半乳糖黃素及核黃黃素，可能阻止維生B[XB]2[/XB]在黃素激酶（Flavokinase）作用下，轉變為FMN。這種激酶存于許多細胞漿內，但在肝及小腸內的活力特別高。黃素激酶作用時需要ATP及二價陽離子，它也作于維生素B[XB]2[/XB]的類似物，氨基酸的衍生物為干擾劑。維生素B[XB]2[/XB]除掉側鏈后生成物，如光黃素都是干擾劑。

FAD是由FMN通過FAD合成酶作用形成的。此酶廣泛存在于組織的胞漿內，也需要ATP二價陽離子，FMN及其類似物都可作為底物、異核黃素干擾其活力，對FMN及FAD有拮抗作用。維生素B[XB]2[/XB]缺乏及甲狀腺過多時，FAD合成酶活力增加。

水解FMN及FAD的酶廣泛存在各組織中。FMN磷酶在堿性或酸性中都能作用，在肝中酸性磷酸對FMN的作用較強，在維生素B[XB]2[/XB]缺乏時，并不影響FMN磷酸酶的活力。FAD焦磷酸酶也能促使FAD水解。它在肝病病人的血清中升高。

維生素B[XB]2[/XB]經腎小球濾過，可在腎小管中再吸收。在血清維生素B[XB]2[/XB]濃度低時，尿排出量較少，為一常數。但血清維生素B[XB]2[/XB]達到1μg·ml[SB]-1[/SB]時，排出增多。維生素B[XB]2[/XB]攝取量愈小，體內儲存百分率愈大。給予大鼠55μg[SB]14[/SB]C-一維生素B[XB]2[/XB]，10%的[SB]14[/SB]C從尿中排出，3%在大便中排出，1%從呼吸道以CO[XB]2[/XB]形式排出。但如劑量增加（15μg·ml[SB]-1[/SB]飼料），10%[SB]14[/SB]C從便中排出。所以核黃素主要從尿中以游離式排出。腸道細菌分解的僅為一小部分，而且環狀部比較穩定，僅側鏈分解。維生素B[XB]2[/XB]在體內的轉換率與劑量大小有關，大鼠正常劑量時，每日排出15～20μg維生素B[XB]2[/XB]，生物半壽期為16日，劑量大時排出多，生物半壽期也短。

大鼠皮下注射6倍正常劑量的標記維生素B[XB]2[/XB]，1h后，腎、小腸及肝有最高放射活性。腹腔注射后，其分泌情況與皮下注射者一樣，但肝中之量非常高。FMN在腸中合成，FAD在腎中及肝中合成。其合成放射活性維生素B[XB]2[/XB]＞FMN＞FAD，說明了合成的次序。如腹腔內注射中等劑量，量高放射活性在肝及腎中，其次為腸，再次為其他組織，而血中最低。在肝中主要為FAD。皮下注射正常劑量，1.5h后，肝中有17%的放射活性。其中80%為FAD。

圖5-18 核黃素嘌呤二核苷酸（FAD）

5.7.3　生理功能

維生素B[XB]2[/XB]是維持動物正常生長所必需的因素，嚴重缺乏時生長停頓。有些局部損害，如在口角處因維生素B[XB]2[/XB]的缺乏而發生糜爛。在懷孕時，如維生素B[XB]2[/XB]缺乏，可致畸胎，但在人類尚未發生這種情況。動物試驗證明有些白內障與維生素B[XB]2[/XB]缺乏有關，可用FAD預防。

維生素B[XB]2[/XB]主要功能是構成體內許多黃素酶中的輔酶（FMN，FAD）。這些酶為電子傳遞系統中的氧化酶及脫氫酶（圖5-19），前者將還原型的輔酶與分子氧直接起作用，生成過氧化氫，作用較快。后者所催化的反應是從底物上將一雙氫原子直接遞給FMN或FAD，形成還原型的FMNH[XB]2[/XB]或FADH[XB]2[/XB]，它們的脫氫仍需呼吸鏈上的其他因素，不能直接被分子氧所氧化，作用緩慢。在緩慢。在呼吸鏈上FMNH或FADH氧化能力比NADPH要強一引起，它可以直接與氧作用，而NAPH只能間接與氧作用。FMN或FAD常常是接受NADPH遞給的氫使其變成FMNH或FADH。

圖5-19 黃素酶的作用

黃素蛋白處于氧化狀態時，在波長370及450nm處，有較寬的吸收峰；處于還原態時，在450nm的峰消失。有些黃素蛋白除含黃核苷酸外，還含有金屬離子（如鐵、鉬、鋅），也是這些酶所需要的。

圖5-20 琥珀酸脫氫酶中的組氨酸

FMN或FAD與酶蛋白結合，一般是通過 8位上的亞甲基與酶蛋白上的半胱酸、組氧酸或氨酸相聯結。（圖5-20）。維生素B[XB]2[/XB]輔酶有三種功能形式圖5-21。

（1）以維生素B[XB]2[/XB]為輔酶的氧化酶可分為下列類型：

① 黃素接受電子后又被氧化形成H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]如葡萄糖氧化酶。

圖5-21 維生素B[XB]2[/XB]輔酶三種功能形式

D-葡萄糖+O[XB]2[/XB]→D-葡萄糖內酯+H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]

② 形成底物-酶復合體并繼續繼續形成中間體，直到與O[XB]2[/XB]作用后，此底物脫氫與復合體分開，如d,1-氨基酸氧化酶。中間體可能為輔酶與底物相偶聯，與O[XB]2[/XB]作用后，亞氨基酸水解為α-酮酸及氨，并生成氧化型的酶及H[XB]2[/XB]0[XB]2[/XB]。

③黃嘌呤氧化酶更為復雜，有二個活動點，一個活動點有1個Mo原子與二個Fe-S中心，Fe-S中心為了維持Mo在氧化狀態，另一活動點為FAD分子。底物首先與氧化Mo（6價）作用，再與FAD作用形成FADH[XB]2[/XB]形成FADH[XB]2[/XB]，最后與氧化作用形成H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]。

黃嘌呤+H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]+O[XB]2[/XB]→尿酸+H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]

④混合功能氧化酶（黃素單氧化酶），如此類酶催化氧分子中的一個氧原子到底物中去另一個原子形成水。如底物本身供給電子以水者叫做內部黃素氧化酶，其反應式如下：其中-XH可為-OH或-NH[XB]2[/XB]。

如果由NADPH（或NADH）作為還原劑以形成水者，叫做外部黃素氧化酶，一些芳香族化合物的羧基化（如肝犬尿氨酸羧化酶）需要此酶，反應式如下：

AH+NAD（P）H+H[SB]+[/SB]+O[XB]2[/XB]→A-OH+H[XB]2[/XB]O+NAD（P）[SB]+[/SB]（AH為底物）

實際上這些羧基化酶的輔酶（核黃素部分）先氧化為氧化型者，則與NAD（P）H作用又還原為還原型者。

⑤微粒體混合功能氨氧化酶，此酶在肝微粒體中，其底物為半胱胺，氧化為胱胺，除黃素蛋白外，還需要NADPH及氧的參加，此反應產生-S-S-以合成蛋白的雙硫鍵。

（2）維生素B[XB]2[/XB]脫氫酶。無金屬黃素蛋白的脫氫酶，包括有二氫硫辛酰胺脫氫酶（dihydro lipoamide dehydrogenase）、麥胱甘肽還原酶（glutathione reduetase）、硫氧還蛋白還原酶（thioredoxin reductase）、NADH-細胞色素b[XB]3[/XB]還原酶（NADH-cyutochrome b[XB]2[/XB]reductase）及NAD（P）H-細胞色素P[XB]450[/XB]還原酶（NAD（P）H-cytoehrome P-450reductase）前三者為NAD（P）雙硫氧化原酶系統（圖5-22）。

NADH-細胞色b[XB]3[/XB]還原酶催化NADH的H轉移至FAD而形成FADH[XB]2[/XB]再將電子轉移到氧化型細胞色素b[XB]3[/XB]上將其還原，NADPH-細胞色素P[XB]450[/XB]還原酶電子供體為NADPH，但還有一分子FAD及一個分子FMN，微粒體中NADPH-細胞色素C還原酶包括2個分子FAD。

圖5-22 FAD-雙硫氧化還原酶系統

含金屬的黃素蛋白脫氫酶數量很多，包括呼吸鏈中含有NAD（P）H的脫氫酶，其中研究較多者為NADH脫氫酶及琥珀酸脫氫酶，因其與氧化磷酸化有聯系。琥珀酸脫氫酶與FAD及2個Fe-S中心偶聯，再與輔酶Q相聯。NADH-輔酶Q脫氫酶每個FMN有4個Fe-S中心，每個中心有2～4個鐵原子，NADH還原黃素蛋白，然后將電子傳遞到離NAD相近Fe-S中心，再傳遞到與輔酶Q相近的Fe-S中心，最后傳遞到輔酶Q上。

另外在線粒體中有溶解的FAD蛋白，它把酰基CoA脫氫酶的氧化作用與輔酶Q的還原聯系起來。這種FAD蛋白叫做電子傳遞蛋白（electron-transferring flavoprotein,ETF）。

5.7.4　來源

腸中細菌可以合成維生素B[XB]2[/XB]，但為量不多，主要尚須依賴食物中供給。牛奶、雞蛋含維生素B[XB]2[/XB]比較豐富，綠色蔬菜中也有，但植物性食品的維生素B[XB]2[/XB]含量不高。我國以植物性食品為主，維生素B[XB]2[/XB]攝取量偏低。維生素B[XB]2[/XB]熱較穩定，但在光的影響下，易于破壞。牛奶中的維生素B[XB]2[/XB]暴露在光中，在不正常味道發生前，光分解就已發生。放置在光中4h，維生素B[XB]2[/XB]損失約71%，烹調損失較小，但如將烹調水廢棄，溶于水的維生素B[XB]2[/XB]遭到損失。將維生素B[XB]2[/XB]混入食物中，在儲藏過程也比較穩定。在室溫中，充氨密封條件下，儲存1～2年，還能保存50%以上。

5.7.5　需要量

（1）營養評價指標 一般仍以尿中維生素B[XB]2[/XB]排出量、紅細胞維生素B[XB]2[/XB]含量及紅細胞麥胱甘胱還原酶活力等為維生素B[XB]2[/XB]的營養指標，其中較為靈敏者為紅細胞麥胱甘肽還原酶。大鼠肝及器官中都有磷吡哆胺氧化酶（pyridoxamine 5'-phosphate oxidase），如大鼠缺乏維生素B[XB]2[/XB]，此酶活力有改變，缺乏4周時達到嚴重缺乏程度，此酶活力也降至最低值，這個指標仍在動物試驗階段。

（2）需要量 從我國維生素B[XB]2[/XB]需要量的試驗結果來看，每日攝取量0.70～1.16mg者，試驗期共計10周，舌面乳頭漸趨扁平、光滑甚或萎縮，但無其他缺乏癥象。攝取量12.53mg組，尿排出量上升，根據其轉折點計算相當1.2mg攝取量，所以以此為最低需要量，1.5mg為適宜要量。這與Horwitt綜合其他作者之結果是一致的。他認為每日攝取量的0.8～0.9mg2年之久，并無缺乏癥象的出現，從尿排出量來看，攝取量1.2mg,維生素B[XB]2[/XB]在組織中可能有少量儲存。攝取量0.55～1.10mg·d[SB]-1[/SB]尿中維生素B[XB]2[/XB]排出量為攝取量的10%，每日攝取量1.3mg或更高時，排出量大于20%。

維生素B[XB]2[/XB]的需要量與熱量及勞動強度沒有關系，但與蛋白質需要量有關系，生長迅速，創傷恢復，懷孕與哺乳期蛋白質需要增加，維生素B[XB]2[/XB]需要量也增加。供應量嬰兒每日0.4～0.6mg,兒童0.6～1.2mg，成人1.3～1.7mg，孕婦及乳母1.8～2.0mg。治療劑量為一次6mg或一次2mg·d[SB]-1[/SB],每日3次，由于維生素B[XB]2[/XB]不易溶解，如期望治療效果快一些，可用肌肉注射25mg維生素B[XB]2[/XB]。為了預防我國維生素B[XB]2[/XB]缺乏，以維生素B[XB]2[/XB]月桂酸酯150mg（相當于75mg維生素B[XB]2[/XB]）油針劑肌肉注射，由于釋放緩慢，注射一次可維持成人維生素B[XB]2[/XB]正常達2～3月之久。

5.8　尼克酸

5.8.1　結構與性質

尼克酸亦名煙酸，具有生理活性的衍生物為尼克酰胺，亦名煙酰胺（nicotinamide），結構式如圖5-23。尼克酸為不吸水的較穩定的白色結晶，在230℃升華，能溶于水及溶于水及酒精中，25℃時，1g能溶于60ml水或80ml酒精中，不溶于乙醚中。尼克酸很容易變成尼克酰胺，它比尼克酸更易溶解，1g可溶于1ml水或1.5ml酒精中，在乙醚中也能溶解。

圖5-23 尼克酸尼克酰胺結構式

5.8.2　代謝

尼克酰胺通過ATP作用形成NAD或NADP。在尿中排出的尼克酰胺甚少，主要排出其代謝產物N‘-甲尼克酰胺及N’甲-2吡酮-5-甲酰胺。前者約占正常人的排出量的20～30%，后者為40～60%。血清中尼克酰胺含量甚微，僅為0.5μg·ml[SB]-1[/SB],紅、白細胞中含量較多，全血為30μg·ml[SB]-1[/SB],紅細胞為90μg·ml[SB]-1[/SB],白細胞為70μg·ml[SB]-1[/SB]。

5.8.3　生理功能

尼克酰胺為輔酰Ⅰ及輔酶Ⅱ的組成成分。輔酶Ⅰ為尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD[SB]＋[/SB]或DPN[SB]＋[/SB]），輔酶Ⅱ為尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP[SB]＋[/SB]或TPN[SB]＋[/SB]）(圖5-24)。它們都是脫氫酶的輔酶，氫的傳遞通過在尼克酰胺4位上增加一個氫原子。在立體上又分為A、B二個部位，某些尼克酰胺脫氫酶具有立體專一性（圖5-25）。其立體專一性表現為兩個方面：一方面只對一種立體異構體的底物有催化作用，如乳酸脫氫酶脫氫酶只作用于乳酸。另一方NAD[SB]＋[/SB]或NAP[SB]＋[/SB]被酶還原時，氫原子只在一個特定的方向加到吡啶環的第四位碳原子上，有的加到A側，有的加到B側。

圖5-24 輔酶Ⅰ及Ⅱ的結構

需要輔酶Ⅰ、Ⅱ的脫氫酶有數百種，這些脫氫酶從底物中提取一個氫，二個電子，其結構通過X光衍射圖看出脫氫酶與NAD[SB]＋[/SB]及底物的結構。圖5-26表明乳酸脫氫酶與NAD[SB]＋[/SB]及底物的關系。底物乳酸給NAD[SB]＋[/SB]一個H，底物的羥基與酶的精氨酸（171）的胍基相連，而在組氨酸（195）中OH基中提取一個質子。其他脫氫酶的構象與之相同。

圖5-25 尼克酰胺4位C上聯結H的主體構造：A，B二個位置

圖5-26 乳酸脫氫酶乳酸及NAD[SB]＋[/SB]的交互作用

以NAD[SB]＋[/SB]為輔酶的脫氫酶主要參與呼吸作用，即參與從底物到氧的電子傳遞作用的中間環節。而以NADP[SB]＋[/SB]為輔酶脫氫酶類，主要將分解代謝中間物上的電子轉移到生物合成反應中所需要電子的中間物上。

NAD[SB]＋[/SB]（或NADP[SB]＋[/SB]）參與的脫氫作用下列幾種類型：

（1） 底物由醇變成醛或酮

（2） 加陰離子A[SB]-[/SB]到醛而脫氫

谷氨酸脫酶是谷氨酸脫氨的第一步，形成α-亞氨基戊二酸。

谷氨酸 α-亞氨基戊二酸α-酮戊酸

（4）由不飽和合鍵（——C——C——）到飽和鍵。由7-脫氫膽固醇轉變為膽固醇，7α-H[SB]＋[/SB]從NADPH而來，而8β氫從介質而來。在膽固醇合成中，固醇載體蛋白將在胞液中形成的鯊烯轉運至微粒體環化成羊毛脂固醇，再轉變為鏈固醇。鏈固醇轉變為膽固醇需要由NADPH供給25位氫，從介質中供給24位H[SB]＋[/SB]。

鏈固醇（又名24-脫氫膽固醇 膽固醇

（5）二硫鍵轉為二硫醇鍵；許多酶催化這個反應，輔酶Ⅰ、Ⅱ為H[SB]＋[/SB]的供體或受體。如胱氨酸還原酶的作用為NADH[XB]2[/XB]+1-胱氨酸→NAD[SB]＋[/SB]C+2-半胱酸。麥胱甘肽還原酶的作用為NAD（P）——H[XB]2[/XB]氧化麥胱甘肽→NAD（P）+2G還原型麥胱甘肽。

在α-酮酸脫氫酶系統中，硫辛酸脫氫酶通過NADPH[SB]＋[/SB]與黃素蛋白作用，將H轉移。

（6）苯丙氨酸通過苯氨酸4-單加氧酶（即苯氨酸羧化酶）的作用，變成酪氨酸。這個酶可作為單加氧酶可作為單加氧酶或混合功能加氧酶的代表，它的作用是將氧分子中的一個氧原子加到苯丙氨酸上形成對羧基，另一個氧原子還原成水。還原劑是NADPH，反應分兩步進行：

NADPH+H[SB]＋[/SB]+二氫生物蝶呤→NADPH[SB]＋[/SB]+四氫生物蝶呤。

圖5-27 色氨酸轉變為尼克酸的途徑

1-苯丙氨酸+四氫生物蝶呤+O[XB]2[/XB]→1-酪氨酸+二氫生物蝶呤+H[XB]2[/XB]O。

5.8.4　來源

尼克酸或尼克酰胺的來源除食物含有者外，尚可由色氨酸在體內轉變為酰犬尿氨酸到犬尿氨酸，再由1-犬尿酸水解酶分解犬尿酸或黃尿酸為3-羧氨基苯四酸，然后在5磷酸核糖焦磷酸存在下，由哺乳類肝的酶系統變成尼克酸。一般說來，60mg色氨酸相當于1mg尼克酸。食物中尼克酸的當量為尼克酸及色氨酸轉換為尼克酸之和（表5-16）。但轉換能力因人而異，晚期孕婦轉換能力3倍于正常婦女。雌激素可刺激色氨酸氧化酶，它是色氨酸轉為尼克酸過程中的速率限制酶，因此孕婦及口服藥者轉換能力較強。

表5-16食物中尼克酸當理(mg·1000Kj[SB]-1[/SB])

谷類中有結合型的尼克酸，不能利用。可分為二種結合物：①與肽鏈（分子量12，000～13，000）結合；②與碳水化物結合成復合體（分子量為370）。麩皮中有這種結合型的尼克酸（niacytin）,用堿提取（或堿水解）和谷物，其尼克酸測定值較酸性或中性提取液的高20%，谷類通過培育新品種可使色氨酸增加，也可使其成為尼克酸來源。我國已培育出高色氨酸品種的玉米可治療尼克酸缺乏引起的瘌皮病。

大劑量的亮氨酸可使癩皮病發生。Jowar（一種食物）尼克酸及色氨酸量不少，但因亮氨酸量大，也可使癩皮病發生。在大鼠的酪蛋白飼料中，若增加亮氨酸，尿中吡啶-2-3-二羧酸增加，可能影響色氨酸向尼克酸的轉變。正常人的正常膳食中增加亮氨酸可以增加尿中吡啶二羧酸，而四基尼克酸胺及-6吡啶酮的排出量減少。

5.8.5　需要量及臨床應用

尼克酸供應量為27.7mg·100KJ[SB]-1[/SB]。嬰兒0～6個月為33.6 mg·100KJ[SB]-1[/SB],2/3來源于色氨酸，一般75g蛋白有尼克酸當量NE15mg，6個月～青年時期為27.7mg·100KJ[SB]-1[/SB]，孕婦增加2mg，乳母增加4mg。

尼可酸缺乏癥可用生理劑量治療。尼克酸及尼克酸胺對治療及預防癩皮病有相同效果，但在藥理上及毒性上二者不完全相同。尼克酸3g以上有藥理作用，可使血中膽固醇、β-脂蛋白及甘油三酯量減低。可能由于減少從脂肪組織中動員出來脂肪酸，而增加肌肉或心肌的肝糖原的利用。因此長期使用易有糖尿病，對肝不利。它能導致組胺的釋放，可使血管擴張，臉紅為主要的副作用。如果在給藥前15min給以抗組胺藥，可以抑制臉紅。尼克酸可以增加血清尿酸水平，每日3g劑量長達5年，可以使血清尿酸超過8mg%。在大劑量時，尼克酸與尿酸竟爭排出，由于血清尿酸增加，所以大劑量尼克酸攝取者易患急性痛風癥。

5.9　維生素B6

5.9.1　結構與性質

維生素B[XB]6[/XB]（VB[XB]6[/XB]）有三種形式：吡哆醇（Pyridoxine,PN）,吡哆醛(Pyridoxal，PA或PL)和吡哆胺（Pyridoxamine,PM）。這三種形式通過酶可互相轉換。PL及PM磷酸化后變化輔酶，磷酸吡哆醛（PLP）及磷酸吡哆胺（PMP），其結構式如圖5-28）。

圖5-28 維生素B[XB]6[/XB]及其輔酶的結構式

人、大鼠、小鼠、雞、狗、火雞等甚至有些微生物都需要維生素B[XB]6[/XB]，牛馬等由于腸道中能合成，不需要外界供給。吡哆醇為人工合成的產品，在植物中也有，分子量為205.6，系白色板狀結晶，溶于水，在酸性溶液中穩定，在堿性溶液中易被光所破壞。在動物體內，多以輔酶PLP及PMP的形式存在。有些類似物，如4-脫氧吡哆醇則有抗維生素B[XB]6[/XB]的作用。

5.9.2　代謝

維生素B[XB]6[/XB]的各形式在體內的變化如下：

PN、PL、PM的磷酸體均由PL激酶（ATP：Pyridoxal-5'-phosphotranferase,PL Kinase）所催化，但其在各組織中如肝、腦及紅細胞中最適PH金屬離子需要量及分子量均不一樣。PNP（PMP）氧化酶(Pyridoxic Acid,PA)為代謝最終產物，由尿中排出，在肝中PL由醛氧化酶催化形成，在其他組織中由需要NAD的醛脫氨酶催化而形成。

（1）消化與吸收 食物中維生素B[XB]6[/XB]為PLP、PMP、PN在小腸腔內必須由非特異性磷解酶（nospecific phosphohYdrolase）分解PLP、PMP為PL，PM。吸收形式為PL、PM及PN。在人體觀察中，給予饑餓的人以PN、PL、PM，在給予PN后0.5～3h達到高峰，劑量小（0.5～4mg）時，血漿維生素B[XB]6[/XB]水平在3～5h后又恢復到近似饑餓時水平。服用PL后血漿維生素B[XB]6[/XB]水平及尿中PA升高較快，但PM吸收代謝都較PN，PL要慢一些。而攝入PLP劑量大（如10mg)時，血漿維生素B[XB]6[/XB]及PLP在24h內繼續上升，維持在高水平上。

（2）運輸與代謝 PN運輸至小腸粘膜并到血流中，也可在腸粘膜中合成PNP，約為劑量30.6%，血流中PN可擴散到肌肉中，然后磷酸化約占劑量的10.4%～15.7%。在人體給以PN后，血漿PL可以增加12倍，血漿中PLP雖占血漿中維生素B[XB]6[/XB]的60%，但與蛋白相結合，不易為其他細胞所利用。血漿中PL與白蛋白結合不牢固，為運輸的形式，能被組織攝取與清除，并氧化為PA。PN及PL通過擴散進入到紅細胞中，并為激酶磷酸化。人的紅細胞可將PNP氧化PLP，其他動物如大鼠無此功能。PN在超過紅細胞PL激酶飽合濃度時，可在3～5min進入到紅細胞中，細胞內的濃度與培養基濃度一致。PL在濃度超過紅細胞磷酸激酶的濃度時，進入紅細胞的量增加，使其濃度比培養基中要高這是由于PL與血紅蛋白α-鏈中末端纈氨酸相結合，所以PL在紅細胞中積累，它在紅細胞中的濃度可為血漿中之4～5倍。紅細胞中的PL可能也是一種運輸方式。

肝也是維生素B[XB]6[/XB]代謝活躍的組織。PN為肝細胞納入后，相繼為PL激酶及PNP氧化酶作用而生成PLP，然后再經磷解作用而轉變為PL，進入循環系統中，運至有磷酸激酶的組織形成PLP。

在腦切片及分離脈絡叢中，沒有PN，均是磷酸化合物、脈絡叢為運輸PN從血到腦脊液的場所。在維生素B[XB]6[/XB]缺乏的動物（大鼠）PL激酶有所下降，飼料5周的大鼠肝中，PL肝激酶下降50%而腦中僅下降14%。這也說明維生素B[XB]6[/XB]對神經系統的重要性。

（3）儲存 維生素B[XB]6[/XB]在血流中可擴散到肌肉中而磷酸化，若PN劑量增加，肌肉中PN占劑量的百分數增加，而PNP的百分數減少。在肌肉中未發現PNP氧化到PLP。在大鼠60%維生素B[XB]6[/XB]在肌肉中，其中75～95%與糖原磷酸化酶（Glycogenphosphorylase）相聯系。此酶占肌肉可溶性蛋白之5%，可能為維生素B[XB]6[/XB]的儲存場所。通過肌肉蛋白的轉換，將維生素B[XB]6[/XB]分解出來以滿足最低需要量。

（4）排出 維生素B[XB]6[/XB]的主要代謝產物PA，可代表維生素B[XB]6[/XB]攝取入量的20～40%，尿中PA只可為攝入量的指標。而不能代表體內的儲存。尿中除PA外，尚有小量的PN、PL等。給以生理劑量時，在3h內大部分以PA排出。PN在腎小管中積累，當PN濃度較大時，可由腎排出。因此PN劑量10mg時，尿中PA占劑量的百分數減低，但PN的排出增多。PL不易被腎排除，也不易被腎納入，納入后以磷酸化形式積累。但人口服大劑量（100mg）PL、PM、PN后，在36h內大部分原物從尿中排出。

5.9.3　生理功用

含有維生素B[XB]6[/XB]的輔酶主要與代謝有關，現已知有60多種酶需要維生素B[XB]6[/XB]。將其主要功用分述如下。

（1）氨基轉換作用 轉氨酶主要為谷草轉氨酶與谷丙轉氨酶。轉氨酶中都有PLP為輔酶。

轉氨酶在動物心、禽、腎、睪丸及肝中含量都很高，大多數轉氨酶需要α-酮戊二酸作為氨基的受體。因此，不同轉氨酶對相偶聯的兩個底物之一，即α-酮戊二酸或谷氨酸是有特異性的，而對另一個底物（即被脫氨的氨基酸）無嚴格的特異性。某種酶對某些氨基酸有較大的催化作用，但對其他氨基酸也有一定作用。酶的命名就是根據具有最大被催化能力的氨基酸而定的。例如，在動物組織中占優勢的轉氨酶是門冬氨酸轉氨酶，除以門冬氨酸的作為酸為供體，α-酮戊二酸為受體。轉氨酶反應都是逆的。在生物體內，轉氨作用緊接進行氨基酸的氧化分解，可促氨基酸轉氨作用向一個方向進行。

（2）脫羧基作用 氨基酸脫酸形成伯胺，脫酸酶的專一性很高，一種氨基酸脫羧酶只對一種1-氨基酸起作用。氨基酸脫酶中，除組氨酸脫酶不需要輔酶外，各種脫酸羧酶都以PLP為輔酶。這些脫羧作用對于哺乳類的組織很重要。有引起神經遞質的形成有賴于他的作用。如芳香族1-氨基酸脫羧酶參與酪、組、多巴，色氨酸的脫羧，形成相應的胺，如酪胺、組胺、多巴胺、5-羧色胺。半胱亞磺酸脫羧變成牛磺酸。谷氨酸在中樞神經系統脫羧形成γ-氨基丁酸。

色氨酸的代謝途徑有二：一是在轉氨酶的影響下分別變成犬尿酸和黃尿酸，二是在犬尿酸還原酶作用下，變成鄰氨苯甲酸及3-羧鄰氨苯甲酸與丙氨酸，再變成尼克酸。在代謝途徑中有種B族維生素參與反應，與維生素B[XB]6[/XB]有關者數處（圖5-29）。但當維生素B[XB]6[/XB]缺乏時，對各種反應影響程度不同，但對尼克酸不易生成的反應較大，對黃尿酸生成影響較少。所以B[XB]6[/XB]缺乏時，尼克酸不易生成，尿中黃尿酸排出增多。

（3）側鏈分解作用 含羥基的蘇氨酸或絲氨酸可分解為甘氨酸及乙醛或甲醛，催化此反應的酶為絲氨酸轉羧甲基酶，該酶能夠催化絲氨酸或蘇氨酸兩種氨基酸發生生醇醛分裂反應。該酶輔酶PLP。

5.9.4　來源

維生素B[XB]6[/XB]可在腸中由細菌合成，但不能滿足需要。他在食物中分布較廣，肉、谷類、硬果、水果和蔬菜中都有。植物中以PN為主，動物體中PLP與PMP。肉為維生素B[XB]6[/XB]較豐富的來源，乳中B[XB]6[/XB]的含量反映母體維生素B[XB]6[/XB]的營養水平，母親每日攝取量2.5mg時，可使乳中維生素B[XB]6[/XB]的量為0.2mg。在全麥中維生素B[XB]6[/XB],85%的含量在研磨粉加工中損失，若將維生素B[XB]6[/XB]強化到白面包中，其生物效用要比全麥粉中者高一些，因全麥粉中者從大便排出較多。膨化谷物中維生素B[XB]6[/XB]生物效用較低，烹調過程中也有損失，在熱血加工及儲存過程中，他的生物效用減低，可能只有40～50%的生物活性。這是由于在這些過程中PLP與酶蛋白的賴氨酸所形成的希夫堿被還原而形成ξ-吡哆酰賴氨酸（ξ-pyridoxyllysine），使其生物效用減低。一些常見食品中維生素B[XB]6[/XB]含量列于麥5-17中。

圖5-29 色氨酸的分解代謝

5.9.5　需要量

（1）缺乏癥象 維生素B[XB]6[/XB]為氨基酸、糖及脂類代謝上的輔酶，促進合成一些神經遞質如兒茶酚胺、5-羧色胺。大鼠維生素B[XB]6[/XB]缺乏可以導致生長不良、肌肉萎縮、脂肪肝、驚厥、貧血、生殖系統功能破壞、水腫及腎上腺增大。也影響維生素B[XB]6[/XB]的孕婦，影響子代腦細胞的發展。

嬰兒給以維生素B[XB]6[/XB]缺乏膳數月后，生長停止，尿中無PA，PN也很低，。有驚厥貧血現象，色氨酸轉變為尼克酸能力喪失。給以維生素B[XB]6[/XB]后，轉變為尼克酸能力恢復較慢，其他現象快消失。

有50病例用4-脫氧吡哆醇（維生素B[XB]6[/XB]拮抗劑），造成維生素B[XB]6[/XB]缺乏，首先在眼、鼻、口部，逐漸發展到臉前額，眉毛及耳后出現皮脂溢出，有時會陰及陰囊部也有此現象。在胸部及其他潮濕部位有擦爛，類似癩皮癥的皮炎也間或出現在頸、前臂、肘及臀部。唇干、舌炎、口炎的癥狀與尼克酸缺乏癥狀相類似。其中有3人周圍神經失調，首先是感官，然后運動功能失調。有些人精神狀態不正常、淡漠、啫睡、敏感。攝食維生素B[XB]6[/XB]缺乏膳者，其性格易激動，有抑制感，舌乳頭肥大。口炎，鼻腔皮脂溢出。

在一些動物試驗中，出現于皮膚的缺乏象與缺乏必需脂肪酸者相似，但二者之關系尚不明了。高脂膳可以推遲維生素B[XB]6[/XB]缺乏癥象的出現，高蛋白飼料更易誘導出典型的皮膚癥象及死亡。

表5-17 一些食物中維生素B[XB]6[/XB]含量μg·100g可食部[SB]-1[/SB]

（2）營養評價指標

①測定紅細胞內需要PLP的酶，如谷草酰乙酸轉氨酶（EGOT）或谷丙酮酸轉氨酶（EGPT），后者的活力僅為前者的1/10。用外加PLP及不加PLP之比值作為指數來評價維生素B[XB]6[/XB]營養情況：

EGOT指數=EGOT+PLP/EGOT-PLP

②測定維生素B[XB]6[/XB]各類型間的轉換所需的酶。如肝腦中PL激酶，磷解酶及PN氧化酶，其中僅PL激酶在維生素B[XB]6[/XB]缺乏時有所降低。

③測定血漿中PLP水平，他與肌肉中PLP之量平行，可代表維生素B[XB]6[/XB]儲存情況。雖然由于分析技術的發展可以測定血中維生素B[XB]6[/XB]但尚在動物試驗階段。

④色氨酸負試驗 攝入2～5g1-色氨酸正常人尿中黃尿酸不增加，維生素B[XB]6[/XB]缺乏者尿黃尿酸排出量增加。攝入5g色氨酸后，6h尿中黃尿酸如大于25mg為維生素B[XB]6[/XB]不足的表現。

⑤尿中PA測定 尿中PA因年齡與性別而異、成人（男性）排出PA之量相當于攝入量的40～50%。青年女性約占攝入量的25～35%。青春期前的女孩排出量占攝入量的2.5～6%。

維生素B[XB]6[/XB]的營養評價指標列于表5-18。

（3）需要量 美國提出供應量標準成人為2mg，孕婦與乳母為2.5mg,嬰兒0.3～0.4mg,人工哺乳者0.4mg,男女孩7～9歲時為1.25mg，但使各組織達到飽和的劑量不同。大鼠下列組織達到飽和時的劑量，以每公斤飼料中含量計：肌肉2.4mg，肝4.8mg,乳腺和牛乳9.6mg。

表5-18 成人維生素B[XB]6[/XB]營養狀況評價

影響維生素B[XB]6[/XB]需要量的因素有下列幾種：

①膳食組成的影響：蛋白質攝取量高，維生素B[XB]6[/XB]需要量也增多，如攝取100g蛋白質，每日應攝取1.75～2mg，低蛋白時為 1.25～1.50mg。

②激素的影響：口服雌激素類避孕藥可以導致15～20%服藥者的色氨酸代謝不正常，說明維生素B[XB]6=[/XB]可以使75%色氨酸代謝不正常者恢復正常，給以30mg者，可以全部糾正。但給以正常供應量2mg維生素B[XB]6[/XB]，血漿PLP，紅細胞轉氨酶正常。所以認為雌激素抑制色氨酸代謝中的犬尿氨酸酶。高甲狀腺素者維生素B[XB]6[/XB]輔酶活力減低，維生素B[XB]6[/XB]需要量也增多。

③藥物的影響：使用異煙肼治療肺結核時，發生周圍神經炎，補充維生素B[XB]6[/XB]可以預防。環絲氨酸（抗結核藥）所引起的神經上的不正常，尿中維生素B[XB]6[/XB]排出量增多，大劑量維生素B[XB]6[/XB]可以預防。

④懷孕：在妊娠后期，婦女的PLP濃度比未懷孕者要低，色氨酸代謝物從尿中排出增多，血漿PLP在懷孕一周后增加，在分娩時降低水平，哺乳期仍然很低，可用每日2～5mg劑量糾正之。

⑤年齡：年齡可能導致維生素B[XB]6[/XB]代謝上的變化，使組織中維生素B[XB]6[/XB]水平偏低。小白鼠試驗證明老年的動物PLP的磷酸活力增加，使肝中PLP減少。

⑥酒精的影響：嗜酒者血液中維生素B[XB]6[/XB]水平低。大鼠試驗證明不拘維生素B[XB]6[/XB]攝取量多少，酒精使血漿及肝中PLP水平降低。

（4）臨床應用　 癲癇（Seicure）可能由于在中樞神經系統中，PLP對于谷氨酸脫氨酶的脫輔基酶蛋白不能結合，使γ-氨基丁酸（GABA）減少，GABA為中樞神經系統遞質的抑制劑。早期給以大劑量維生素B[XB]6[/XB]（10～25mmg），可以治療。嬰兒由于母親維生素B[XB]6[/XB]攝取量不足，奶中維生素B[XB]6[/XB]缺少，或者人工哺乳者在加工及儲存過程中，食品中維生素B[XB]6[/XB]破壞等情況都可引起嬰兒癲癇發作，可用2mg維生素B[XB]6[/XB]治療之。鐮狀紅細胞也可以用大劑量維生素B[XB]6[/XB]防治。缺鐵性貧血癥患者，給以2.5mg或更多的維生素B[XB]6[/XB]，有利于血紅素至少及紅細胞的形式，但不能使之完全恢復正常。用左旋多巴胺治療帕金森病若同時服用維生素B[XB]6[/XB]，可減輕其副作用。亦有用于治療懷孕期的嘔吐、惡心，在有些情況如黃嘌呤尿、胱硫醚尿、高胱氨酸尿、高草酸尿、脈絡叢及視網膜的環形萎縮（gyrate atrophy），有時給以維生素B[XB]6[/XB]有效。

一般說來維生素B[XB]6[/XB]毒性很小，每斤體重1gPN對狗、大鼠及兔子都無不良影響。PM毒性雖大，一般為PN2倍，但仍屬于毒性很小的物質。但根據最近的報道，狗服用大劑量PN后，感覺神經傳導的速率減慢，背側神經佷的個別纖維的髓磷脂損失，病人服用大劑量（每日服用2～6g，持續時間為4～40月）有共濟失調，遠側肢體的位置與震動感覺功能損失，腱反射消失等感覺神經病。關于大劑量維生素B[XB]6[/XB]的毒性問題值得進一步觀察。

5.10　葉酸

5.10.1　結構與性質

葉酸亦稱蝶酰谷氨酸，他的結構式如圖5-30。為黃色結晶，不溶于冷水，但其鈉鹽很容易溶解。在PH4以下被分解為其組成物：蝶啶（pteridine）、對氨基苯甲酸及谷氨酸。在PH5以上比較穩定。他不存在于自然界中也無生物活性；但為具有生物活性的葉酸鹽（floate）的前體。從病毒到人都需要葉酸鹽，它是-碳化合物轉移的中間體。將葉酸鹽必須有下列三點：①將吡嗪環還原為二氫及四氫葉酸兩種形式。二氫葉酸（dihydro　 folate,fh[XB]2[/XB]）在哺乳類動物中組織中的二氫葉酸還原酶作用，在NADPH參與下，還原為四氫葉酸（teetahydrofolate,THFP）；②將谷氨酸的數目增多，可增到7個；③在N[SB]5[/SB]或N[SB]10[/SB]處聯結1-C基團。有些葉酸鹽類似物如氨基蝶呤、氨甲蝶呤等能與二氫葉還原酶發生不可逆的結合，阻止了四氫葉酸的生成，從而抑制了1-C基團的轉移。

圖5-30　葉酸和四氫葉酸的結構式

5.10.2　代謝

食物中葉酸鹽為谷氨酸結合型者，在消化道內被上皮細胞溶酶體結合分解成單谷氨酸，再還原至THFA，才被小腸吸收。在血及組織液中主要為N[SB]5[/SB]-甲基THFA。在細胞內者以多谷氨酸形式貯存。體內儲存約5～10mg，其中一半儲存于肝內，但通過細胞壁運輸時，被血漿或組織中結合酶所分解。血清中有兩種葉酸鹽結合蛋白，一種結合量大但親和性較小；另一種結合最小但親和性大。前者為白蛋白，后者為β-球蛋白。血清中結合蛋白對氧化型葉酸鹽（FH[XB]2[/XB]）的親和力較還原型者（THFA）要大，可能由于把氧化型的運輸至肝內加以還原。血清中葉酸鹽含量男女成人兒童之間無區別，但孕婦中結合能力增加，血清葉酸鹽含量較高。新生兒的血清結合能力高，血清及紅細胞中葉酸鹽水平都是最高的。

體內的葉酸鹽與細胞中蛋白結合，或在細胞膜上，或在細胞內。

（1）細胞膜上結合蛋白 小腸上皮細胞膜，脈絡膜，肝、腎細胞膜上都有這種蛋白。腎中結合蛋白可能與腎小管葉酸再吸收有關。腹腔注射[[SB]3[/SB]H]葉酸鹽后0.5h，放射性在核及微粒體膜上，但稍長時間后，大多數葉酸鹽與細胞漿及線粒體的蛋白相結合，葉酸鹽為還原型及含多谷氨酸，這個現象說明葉酸首先與質膜上的蛋白相結合，而進入到細胞內。

在腦脈絡叢的質膜中，也有可以與葉酸結合的蛋白。他與N[SB]5[/SB]-甲基THFA）與蛋白相結合。在肝中也有結合蛋白，主要在肝的線粒體及胞漿部分。胞漿部分的蛋白用交鏈葡萄聚糖膠G-150柱層析法分成三部分，即FBP-CⅠ、FBP-DⅡ及FBP-CⅢ。線粒體部為MFBP。結合的葉酸為多谷氨酸者的，未結合者為單谷氨酸者。FBP-CⅡ部分在肝中最多，其次為腎。葉酸鹽供應不足時，其蛋白量不減，未結合之葉酸鹽減少較多，結合者減少較少。MFBP，進一步用DEAE-纖維素層析法可分成二部分：一部分與2甲基甘氨酸脫氫酶相結合；另一部分與四基甘氨酸脫氫酶相結合。但是否參與這些酶的反應，尚待進一步探討。

葉酸鹽在尿中及膽汁中排出。排出物在尿中主要為乙酰氨基苯甲酰谷氨酸（Acetamidcbenzoyglutamicacid）,但也觀察到注射標記的葉酸鹽后，大部分放射活力從膽汁中由不具有生物活性的物質排出，其性質尚不明了。

5.10.3　生理功用

THFA可攜1C基團，他是1C基團轉移的中間物。

（1）絲氨酸與甘氨酸的轉變　絲氨酸通過轉羥甲基酶作用，將β碳原子轉移至THFA上，并脫去一分子水，形成亞甲基THFA及甘氨酸，這個反應為可逆的，也可由甘氨酸合成絲氨酸。

（2）組氨酸中間代謝上的作用　組氨酸中間代謝產物N-亞氨甲基谷氨酸與THFA作用，生成N[SB]5[/SB]-亞氨甲THFA及谷氨酸。

（3）高半胱氨酸與N[SB]5[/SB]-甲基THFA作用合成蛋氨酸及THFA，在此反應中需要維生素B[XB]12[/XB]參加，先將N[SB]5[/SB]-甲基THFA高半胱氨酸轉移酶上，然后再轉移到高半胱氨酸上合成蛋氨酸，同時將N[SB]5[/SB]甲基THFA變成了THFA。

（14）嘌呤的合成　從5-磷酸核糖焦磷酸起始，經過一系列酶促反應生成嘌呤核苷酸，其中有些步驟需要THFA衍生物將1-C基團轉移，即嘌呤的2，8位C來源于THFA衍生物所攜帶的1-C基團。

（5）胸腺嘧啶核苷酸的合成　胸腺嘧啶核酸由尿嘧啶核苷酸，通過胸腺嘧啶核苷酸合成酶（thymidytesynthetase）作用，以維生素[SB]5[/SB][SB]，[/SB][SB]10[/SB]亞甲基THFA為甲基供體轉變而來。這個反應中所生成的FH[XB]2[/XB]，為FH[XB]2[/XB]還原酶催化，由NADPH供給氫，還原為THFA。

葉酸鹽的缺乏導致巨紅細胞性貧血，這種形態上的改變，可能由于葉酸鹽缺乏影響核酸代謝，尤其是對胸腺嘧啶合成的影響所致。胸腺核苷酸為DNA合成的關鍵。細胞中有胸腺嘧啶激酶，可使細胞攝入已形成的胸腺嘧啶。這一途徑對重新利用細胞破壞后分解出來的胸腺嘧啶提供可能性，但為胸腺嘧啶核苷酸的合成所抑制。若將脫氧尿嘧啶加入到正常骨髓細胞培養基中，由于可以合成胸腺嘧啶，因而抑制了已有的胸腺嘧啶納到DNA。巨紅細胞性貧血病人不能由尿嘧啶合成胸腺嘧啶，因此，不能抑制已有的有胸腺嘧啶的納入。這個試驗說明了正常人的骨髓細胞功能與患者不同，以及葉酸鹽缺乏所導致的巨紅細胞貧血的可能發病機理。

5.10.4　來源

葉酸鹽在自然界廣泛存在，動物物中都有。肝、腎、綠葉蔬菜、土豆、麥麩等含量豐富，但在自然界中為多谷氨結合型者。在烹調中及暴露于空氣及光中易被破壞。在長時間烹調或作罐頭的過程中，可破壞50～95%。牛乳可用巴氏消毒法毒后，含量約為168.9nmol/L,但煮沸1min，損失2/3。加入維生素C鈉鹽可以預防破壞，亦有利于葉酸的還原。

5.10.5　需要量

葉酸趙最低需要量為50μg，嬰兒50μg，1～3歲100μg、4～6歲200μg，7～10歲300μg、孕婦800μg。FAO/WHO提出供應量為：成人200μg（完全吸收情況下）、嬰兒50μg、兒童100μg、孕婦400μg、乳母6～8倍。出生時紅細胞中葉酸衍生物濃度最高，早產嬰兒沒有正常新生兒高。在懷孕最后幾周內及哺乳期從母體運輸至胎兒的量增多，乳中也有葉酸鹽結合蛋白，有利于葉酸鹽從母親血液中輸入至乳中，在乳中葉酸鹽與蛋白結合，使其不易為腸道細菌所利用，便于嬰兒吸收。所以妊娠末期，乳母需要量增加，生長期兒童及青春期葉酸需要量都增加。

由于葉酸供應不足，妊娠末期產娠早期易有巨紅細胞型貧血。某些藥物及葉酸類似物如抗癌藥4-氨基-N[SB]10[/SB]-甲基-葉酸（methotrexate,MTX）及抗瘧藥2，4-二氨基-5-（氯苯基）-6-乙基嘧啶（pyrimethamine）,都對葉酸鹽有拮抗作用。美國禁止使用大劑量葉酸，不得超過400μg。由于他雖可以治療維生素B[XB]12[/XB]的神經疾患，為了避免大量葉酸可以掩蓋維生素B[XB]12[/XB]之不足，所以不主張用大量的葉酸。

5.11　維生素B12

5.11.1　結構與性質

維生素B[XB]12[/XB]（VB[XB]12[/XB]）為鈷胺素（Cobalamin）類化合物，他的分子中有4個還原性吡咯環聯結在一起，這種構叫做咕啉，他與核苷酸（二甲基苯異咪唑）及核糖相聯，另一方面與D-1-氨基-2-丙醇相連，鈷與核苷酸之N相偶聯（圖5-31）。化學上稱氰鈷胺素為維生素B[XB]12[/XB]，除CN后稱鈷胺至少。CN可為其他基團代替，成為不同類型的鈷胺素。一般稱對哺乳類有生理作用的為鈷胺素，稱對哺乳類及微生物都有作用的為維生素B[XB]12[/XB]。本文中維生素B[XB]12[/XB]泛稱此類物。

氰鈷胺至少自然界很少，為人工合成產品，可從其他類型轉換而來。他是紅色結晶，其活力為重金屬及氧化還原劑所破壞，但在短期高壓消毒（12℃）不被破壞，能溶解在1：80水中，溶液為中性，在PH4.5～5時最穩定。

輔酶B[XB]12[/XB]（即5‘-脫氧腺鉗鈷胺素）（圖5-32）及甲基B[XB]12[/XB]（甲基鈷胺素）為哺乳類（人類）組織中最主要的輔酶形式。前者在線粒體內，后者在胞漿內，為合成蛋氨酸所必需者。它們對光不穩定，光解后形成水鈷胺素。在氰存在下變成氰鈷胺素，維生素B[XB]12[/XB]、B[XB]12a[/XB]、B[XB]12b[/XB]、B[XB]12c[/XB]都可治療維生素B[XB]12[/XB]的缺乏。

圖5-31　氰鈷胺素分子式（CN可以其他基團代替）

圖5-32　輔酶B [XB]12[/XB]分子式

5.11.2　代謝

食物中維生素B[XB]12[/XB]與蛋白質結合，在胃酸與胃蛋白酶作用下釋放出來，又與胃中R蛋白結合，在PH2與8情況下，維生素B[XB]12[/XB]與R蛋白親和力要比與內因子（Intrinsicfactor,IF）的親和力分別大50與3倍。因此，維生素B[XB]12[/XB]不能從與R蛋白結合轉至IF結合。在小腸中維生素B[XB]12[/XB]-R復合物分解，在10min內維生素B[XB]12[/XB]轉移與IF結合。在小腸中維生素B[XB]12[/XB]與IF結合。R蛋白不但在胃中有，唾液、膽汁及其他人體液中也有。IF與胃粘膜壁細胞內質網系統相聯系，維生素B[XB]12[/XB]-IF對蛋白酶很穩定。有及豬的每gIF可結合30μg維生素b [XB]12[/XB]進入腸細胞內，在細胞表面游離的IF又可與維生素B[XB]12[/XB]結合。但有人認為IF也進入細胞內。

維生素B[XB]12[/XB]從腸細胞排出到門靜脈與血漿中結合蛋白結合。人血漿中有三種維生素B[XB]12[/XB]運輸蛋ⅠⅡⅢ（即transcobalaminⅠ、Ⅱ、Ⅲ；TCⅠ、TCⅡ、TCⅢ）。TCⅠ即血漿R蛋白，血漿中80～100%的維生素B[XB]12[/XB]與之結合。TCⅡ在肝中合成，1molTCⅡ與1mol維生素B[XB]12[/XB]或其類似物相結合，血漿中只有10～20%的維生素B[XB]12[/XB]與之結合，它的主要作用是將維生素B[XB]12[/XB]從腸運輸至其他組織，如肝、腎、能髓、紅細胞、胎盤等。在這些靶組織上有他的受點，將TCⅡ-維生素B[XB]12[/XB]包入，在溶酶體內將其分解，但有人認為分解的場所為溶酶體膜或胞漿內。

TCⅠ及TCⅢ的功用可能一方面保護維生素B[XB]12[/XB]不為細菌所用，另一方面可能將維生素B[XB]12[/XB]類似物如類咕啉及鈷胺酰胺從水消化道及體內清除出去。在體內清除是將TCⅠ（或TCⅢ）-維生素B[XB]12[/XB]類似物的復合體進入到肝細胞的溶酶體內將其分解，然后維生素B[XB]12[/XB]類似物由肝排出至膽汁中，其再吸收可能性不大，因IF與維生素B[XB]12[/XB]類似物結合能力比較弱。

維生素B[XB]12[/XB]消化吸收與運輸，需要多種因至少參加，因此較易發生維生素B[XB]12[/XB]缺乏。①從食物中攝取量不夠，尤其長期素食者維生素B[XB]12[/XB]很容易缺乏；②胃酸過少，不能分解食物中蛋白-維生素B[XB]12[/XB]復合體；③胃切除太多，沒有足夠胃粘膜產生足夠的IF；④胰蛋白酶量不足以分解R蛋白-維生素B[XB]12[/XB]復合體，以致IF與維生素B[XB]12[/XB]結合減少；⑤回腸疾病，IF-維生素B[XB]12[/XB]復合體的受體減少，影響吸收；及⑥TCⅡ運輸蛋白缺乏，影響體內運輸。

5.11.3　生理功能

1）在人及哺乳動物中有二種生化反應需要維生素B[XB]12[/XB]作為輔酶。

（1）甲基丙二酸與琥珀酸的異構作用

這一反應為可逆的，由甲基丙二酸CoA變位酶催化，其輔酶為輔酶B[XB]12[/XB]，使分子內部重新排列。甲基丙二酸-CoA，可從丙酸、異亮氨酸、纈氨酸而來。甲基丙二酸變為琥珀酸CoA后，可進入到代謝途徑。維生素B[XB]12[/XB]缺乏者，尿中甲基丙二酸排出量增多。

（2）高半胱氨酸甲基化變成甲硫氨酸（蛋氨酸）　高半胱氨酸在N[SB]5[/SB]-CH[XB]3[/XB]THFA及高半胱氨酸甲基轉移酶作用下，接受甲基變成蛋氨酸。在這個酶系統中，甲基B[XB]12[/XB]為輔助因子，還需要δ腺甘蛋氨酸及NADH。甲基從[SB]5[/SB]N-甲基THFA轉移至維生素B[XB]12[/XB]，再轉移至高半胱氨酸上而奕為甲硫氨酸。

2）維生素B[XB]12[/XB]缺乏癥與生化功能的關系　維生素B[XB]12[/XB]缺乏并不是為巨紅細胞型貧血及神經系統的疾患。神經系統的癥狀，起初為隱性的，先由周圍神經開始，手指有刺痛感，后發展至脊柱后側及大腦，記憶力右減退，易激動，嗅味覺不正常，運動也不正常等等。其主要原因為神經脫髓鞘。這個作用與已知的生化功能尚無明確的聯系。

維生素B[XB]12[/XB]缺乏的另一癥象為巨紅細胞型分血。缺乏維生素B[XB]12[/XB]的貧血與缺乏葉酸者是一樣的。現在用“甲基THFA陷阱”假說來解釋，在高半胱氨酸轉變為蛋氨酸的反應中，N[SB]5[/SB]-甲基THFA，將甲基轉移出去，變成THFA，這個反應需要維生素B[XB]12[/XB]參加，如果維生素B[XB]12[/XB]缺乏，這個反應不能進行，N[SB]5[/SB]-CH[XB]3[/XB]THFA不能轉變為THFA，而且N[SB]5[/SB]-CH[XB]3[/XB]THFA為體內THFA的主要儲存形式，所以導致葉酸（THFA）功能性的缺乏，不能形成其他THFA衍生物以攜帶1-C基團，而影響體的一些代謝，如嘌呤及胸腺嘧啶核苷酸的合成及組氨酸的代謝等。

維生素B[XB]12[/XB]缺乏時的生化上變化也證實了“甲基THFA陷阱”假說，①惡性貧血而消化道無疾患，葉酸攝取量正常的病人，血漿N[SB]5[/SB]-CH[XB]3[/XB]THFA水平高，可用維生素B[XB]12[/XB]來糾正；②維生素B[XB]12[/XB]缺乏病人血清中N[SB]5[/SB]-CH[XB]3[/XB]THFA清除率慢，而其他葉酸衍生物清除速率快，以上兩點都說明缺乏維生素B[XB]12[/XB]，N[SB]5[/SB]-CH[XB]3[/XB]THFA轉變為THFA的反應不能順利進行；③維生素B[XB]12[/XB]缺乏病人，給予大劑量組氨酸后，尿中亞胺甲基谷氨酸排出量比正常者要多，這是由于亞胺基THFA的合成受阻而影響組氨酸代謝，所以其中間代謝產物從尿中排出；④尿中5-氨基咪唑-4-甲酰胺，維生素B[XB]12[/XB]缺乏病人增多，他是合成次黃嘌呤核苷酸的中間產物，需要進一步甲酰化才能變成次黃嘌呤，維生素B[XB]12[/XB]缺乏，THFA減少，不能進行甲酰化，所以上述變化與葉酸缺乏是一致的。

5.11.4　來源

植物性食品中維生素B[XB]12[/XB]含量甚少，豆類根瘤菌可合成一些。肉及乳中較多，人結腸中的微生物可以合成維生素B[XB]12[/XB]，但不能吸收，在糞便中排出。素食者可能從微生物污染的食物及水中獲得一些。食物中維生素B[XB]12[/XB]主要為輔酶B[XB]12[/XB]或甲基B[XB]12[/XB]，而且與蛋白質相結合，對熱穩定，在堿性中不穩定，在維生素C存在于也不穩定。牛乳經巴氏消毒法損失7%，煮2～5min損失30%，119～129℃消毒13min損失77%，但快速消毒（143℃）僅損失10%。

5.11.5　需要量

維生素B[XB]12[/XB]體內儲存量為1～10ng，其中50～90%存于肝內。輔酶B[XB]12[/XB]為主要儲存形式，甲基B[XB]12[/XB]為運輸形式。體內儲存的維生素B[XB]12[/XB]，可維持不攝取維生素b [XB]12[/XB]者的健康達3～6年之久。

最低需要量為維持正常機體的正常功能的必須的外源攝入量。維生素B[XB]12[/XB]最低需要量為0.1μg·d[SB]-1[/SB]。

最低需要量（單位·d[SB]-1[/SB]）=（體內可利用的儲存量）/停止攝取后到發生缺乏的時間）（日），

美國供應量，成人、兒童、孕婦分別為3、2、4μg（估計食物中維生素B[XB]12[/XB]有50%被吸收），FAO提出供應量成人為2μg，1～3歲0.9μg，4～9歲1.5μg，10歲以上2μg，孕婦3～4μg，乳母2.5μg，嬰兒（人工喂養）0.3μg。

5.12　維生素C

5.12.1　結構與性質

維生素C又名抗壞血酸（Ascorbic　acid,VC）,為水溶性的，不易溶于乙醇，不溶于脂溶劑中。維生素C在抗壞血酸作用下脫氫，轉化為脫氫抗壞血酸（DHVC）（圖5-33）。

圖5-33　維生素C的構造式及其氧化還原

許多動物能合成維生素C。人、猴及豚鼠不能合成，需要從外界攝取，它很容易氧化，加熱、暴露于空氣中，堿性溶液及金屬離子Cu[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]、Fe[SB]3[/SB][SB]＋[/SB],都能加速其氧化。維生素C氧化為DHVC，這一反應為可逆的，因此在體內形成氧化還原系統，然后再由DHVC氧化到二酮古洛糖酸(dikotogulonicacicd),草酸等。

5.12.2　代謝

維生素C在體內的保存率與劑量有關，劑量有關，劑量愈小，在體內保存率愈高，可以完全不從尿排出。攝取100mg,可以完全保留在體內。180mg時保留76%，1.5g,保留50%，大劑量時未被吸收者殘留在腸內，影響滲透壓，可引起腹瀉。維生素C已飽和者注射1g維生素C，收集24h尿，測定其生物半衰期為337h，24h內排出劑量的83%，其中84%為維生素C，其他為維生素C硫酸酯及草酸。在正常情況下，維生素C體庫為1500mg，其大小不隨身體大小而變化，分布在體內水溶液部分，以腎上腺、胰、脾、唾液及睪丸的濃度最高。維生素C缺乏時，濃度下降，豚鼠每日給予25及250mg維生素C，腎上腺及腦下垂體濃度上升，其他組織濃度不變，有些報告也認為組織及眼球維生素C，腎上腺及腦下垂體濃度上升，其他組織濃度不變，有些報告也認為腦組織及眼球維生素C濃度劑量上升，在腦中以濃度為最高。

當大量的維生素C攝入后，體庫飽和，從尿中的排出，在血漿維生素C濃度低時，腎小管可將其吸收，血漿濃度升高到1.4mg%，腎小管不再吸收，以防止血漿濃度再上升，從尿中排出。Ginter認為最大的體庫，應為所有組織達到飽和狀態，每日300～600mg，即可達到這種水平，體庫存為5g。尿中主要排出物除維生素C、DHVC外，尚有維生素C通過血腦屏障礙有關，游離維生素C能不迅速通過。人類維生素C的排出途徑主要為尿，大便中維生素C及通過呼吸道（以CO[XB]2[/XB]形式）排出均甚少。豚鼠但從尿中排出，也可從腸道及呼吸道中排出，說明豚鼠可以將維生素C完全氧化分解。

5.12.3　生理功能

（1）氧化還原作用　在生物體內，維生素C/DHVC的氧化還原反應與巰基（——SH）/雙硫鍵（——S——S）系統相聯系。因此維生素C可使體內——SH水平提高。維生素C在體內可能有清除自由基的作用，有些化學物質對機體的損害，都涉及到自由基的作用，如氧、臭氧、二氧化氮、灑精、四氯化碳及抗癌藥中的阿拉霉素對心臟的損傷。維生素C作為體內水溶性的抗氧化劑，可與脂溶性抗氧化劑有協同作用，可能在防止脂類過氧化作用上起一定的作用、人眼晶體在光的作用下，也可產生O[XB]2[/XB]的自由基，可能為白內障產生的原因。這些自由基在正常情況下為體內抗氧化劑如維生素C、麥胱甘肽所清除、所以大量的維生素C可以阻止這種過氧化作用的破壞。

（2）維生素C對結締組織的影響　維生素C對結締組織中膠原蛋白及基質中酸性粘多糖的合成都有影響。

①維生素C與膠原蛋白合成的關系：成纖維細胞合成的肽鏈中，部分脯氨酸及賴氨酸須分別經脯氨酸羧化酶及賴氨酸羧化酶的作用轉變為羧脯氨酸及羧賴氨酸，這類酶需要α-酮戊二酸、氧、Fe[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]等因素的參加，維生素C不參與反應，它能使酶Fe[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]復合體中的鐵保持2價。維生素C缺乏對快速生長的膠原組織，如傷口命愈合等有明顯的影響。

②維生素C與膠原蛋白合成的關系：維生素C對透明質酸有氧化還原解聚作用。維生素C作用為分解透明質酸與蛋白質結合的大分子，因而增加皮膚的滲透性。維生素C也是影響硫酸軟骨至少的形成，兔子喂以膽固醇飼料后，注射維生素C者主動脈基質中硫酸肝素及硫酸軟骨素-4，都比注射生理鹽水者要高，維生素C硫酸酯可能與體內硫酸化有關。

（3）維生素C與某些藥物代謝的關系

①維生素C對肝微粒體酶系統的影響；一些脂溶性藥物在肝微粒體酶系統作用下，進行羧基化及去四基化，成為極性化合物后，易于從膽汁及尿中排出解毒。有機氯殺蟲劑能透發微粒體酶活力。但此酶系統對維生素營養情況反應比較敏銳。維生素C缺乏的程度尚未達到體重下降時，微粒體中羥基化酶系統的活力已下降，其中以細胞色素還原酶的減少最多，約減85%，補充維生素C后，組織中維生素C量在較短時間內恢復正常，但酶活力恢復較慢。

②對組胺的作用：維生素C影響組胺的分解代謝，因此有去組胺的作用。當喂豚鼠以無維生素C飽粒時，組織中維生素C水平降低而組胺水平上升。缺乏維生素C10～12日，組胺水平達到高峰，并維持此量，但若給以一次維生素C5mg·100g體重[SB]-1[/SB]的劑量，可使組胺下降到正常水平。在一些應激情況下[如給以某種藥物，毒素，冷（6±1℃）、熱（39±1℃）環境，懷孕及燒傷等]，若不給以維生素C，血中組胺上升（約為110～160ng·ml[SB]-1[/SB]）,但給予維生素C5mg·100g體重[SB]-1[/SB]，組胺水平不上升（70ng/ml）。組胺有一定血管擴張作用，因而可增加血管的滲透作用。

③防止聯苯胺、萘胺及亞硝鹽的致癌作用：合成4-氨基聯苯胺及2-萘胺的工人易患膀胱癌。因而懷疑這些物質的代謝產物，如鄰羧或羥胺基的化合物，在尿中可能為膀胱的致癌物質，食物中色氨酸某些代謝產物，移植于小鼠膀胱中，也容易生癌。這些代謝物質容易氧化生成致癌物質，但若同時有一定量維生素C存在時，可以阻止其氧化。例如將羧基β苯胺的飽和溶液保溫2h，可迅速氧化，但與20mg%維生素C一起保溫，可以防止其氧化。如每人每日攝取量300mg時，尿中維生素C含量為4～Ｃ5mg%，可防止這些代謝物氧化。

眾所周知，亞硝胺對動物有致癌作用，加工臘腸添加亞硝酸鹽以使其色紅，食物中的硝酸鹽經過微生物作用可產生亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可以與仲或叔胺作用，在胃中形成亞硝胺，這類物質有致癌作用。在食物添加劑及殺劑中常含有這些胺類。維生素C可與胺競爭，與亞硝酸鹽作用，因而阻止亞硝胺的產生。但它須與亞硝酸鹽同時存在于胃中，其濃度唯分子量計，應為亞硝酸鹽的2倍。

④與芳香族氨基酸代謝的關系：酪氨酸為非必需的氨基酸，可以由苯丙氨酸羥化轉變而來。這個羧化過程中需要四氫喋啶參加，但逐漸氧化失去作用，維生素C及NADPH將其還原，恢復其作用。

酪氧酸在分解代謝中，先經氨基轉換酶作用變成對羧基丙酮酸，再變為尿黑酸，在些過程中有羧基化步驟，需要β-羧基丙酮酸氧化酶及其他因素，如O[XB]2[/XB]、α-酮戊二酸、Fe[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]。維生素C為維持Fe[SB]2[/SB]還原為狀態。酪氨酸量少，維生素C缺乏時也可以進行分解代謝，但酪氨酸大量時，則需要維生素C。

體內一些具體生理作用的兒茶酚胺，由酪氨酸轉變而來，酪氨酸羧基化變為多巴，然后去羧基變成多巴胺，再羧化為去甲基腎上腺素，再甲基化變化腎上腺素。維生素C營養狀況與這些羧基化作用有關。維生素C攝取正常量時，其酪氨酸羧化酶（腎上腺、肝、腦中者）的活力約為缺乏組織的2～4倍。但在體外試驗維生素C不能促進其活力。維生素C促進酪氨酸及色氨酸的羧基化作用與促進苯丙氨酸羧基化的作用機理是一樣的。都是把在羧基化過程中，被氧化的喋啶還原成四氫喋啶。多巴胺轉變成去甲腎上腺素需要的多巴-β-羧化酶。氧、維生素C、延胡索酸為輔助因素。多巴-β羧化酶是一個含銅蛋白，銅必須為Cu[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]，而在羧基化過程中Cu[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]→Cu[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]，維生素C將基還原成Cu[SB]2[/SB][SB]＋。[/SB]。

⑤維生素C對環磷腺苷（cAMP）的作用：維生素C可使cAMP值增高，由于它能抑制磷酸二酯酶的作用，維生素C與cAMP有相似的結構，兩者可競爭磷酸二酯酶上的作用點。如果二者所占的位置已達飽和，則互相競爭。當維生素C血漿濃度達到10[SB]-4[/SB]mol（相當于2mg%），能阻止化酶對cAMP的分解作用。cAMP與cAMP結構也相似，也有競爭作用，所以維生素C增加時，占用了一部分磷酸二酯的作用點，以致cAMP與cAMP也競爭，而有拮抗作用。

（4）維生素C對心血管系統的作用　心肌維生素C含量很少，但血管豐富，維生素C可由白細胞供給，心肌梗塞病人，在發作后12h內，白細胞中維生素C降到低水平。大劑量注射維生素C可降低急性克山病人的死亡率。將患過心肌梗塞病人（40人）分成三組，一組不補充維生素C，第二組補充1g維生素C，第三組補充2g維生素C，試驗期計共計6個月。第二組血清維生素C上升，但血纖維蛋白溶解能力及血中脂類無改變。第三組血脂類無改變。第三組血清維生素C上升96%，血維生素溶解能力增加45%，血小板聚集指數下降27%，膽固醇下降12%，β-脂蛋白（LDL）下降，HDL上升。但停止供應后，又恢復到以前的水平。國內外一些作者都觀察到長期維生素C供應不足，雖可豚鼠體重，但在主動脈及心臟動脈壁有明顯粥樣硬化病變。有些作者還觀察到這些缺乏動物，血、肝及皮膚內膽固醇的含量都顯著高于維生素C正常供應者，飼以高脂（膽固醇）飼料的豚鼠的組織中，膽固醇的含量也以維生素C缺乏都多，而給大劑量維生素C者（每日50mg）較低。因此，認為維生素C影響膽固醇的7位羧基化，使其轉變為膽酸的能力減少，不能阻止膽固醇分解及排出，而使其在體內積累。但有些文獻報告使用大劑量維生素C不能降低血膽固醇。

5.12.4　來源

新鮮植物中維生素C較多，由于植物中的有機酸及其他抗氧化劑可以保護它免于破壞。在烹調與儲存過程中容易損失，新鮮土豆，維生素C含量較多，儲存4個月，僅剩4個月，僅剩1/2量，綠葉蔬菜更易損失，菠菜儲存2日后，損失2/3。中國的烹調方法，其保存率在50～70%。其酯類衍生物比較穩定。6位棕櫚酸酯用于抗油脂氧化。維生素C磷酸酯雖為水溶性者，在中性及堿性溶液中穩定，不被Cu[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]、Fe[SB]2[/SB][SB]＋[/SB]等離子所破壞，甚至在烘烤過程中也不被破壞，又無毒性，具有與維生素C相同的生物的活性，可作為強化食品用。

維生素C以藥片方式補充的效果比從膳食中攝取者的效果要差一些，組織中維生素C濃度要小一些。由于組織對維生素C攝取量有限，多次服用的效果比一次口服同樣劑量的效果要好。

5.12.5　需要量及大劑量的副作用

根據英國的試驗維生素C最低需要量為每日10mg，可預防壞雨血病的發生，但對于供應量的意見分歧較大。有人認為體庫為1500mg，每日轉換率為3%，供應量應為45mg。我國曾對56名維生素C營養情況不良青年進行10周不同維生素C劑量的補充，測定血漿、白細胞及尿維生素C濃度。根據這三個指標，供應量為70mg，可以保證機體維生素C營養比較充裕，血漿維生素C約為0.8mg%，白細胞維生素C28mg以上，尿排出量不高，機體能充分利用，浪費較少。

由于上述的維生素C的一引起生理功能，臨床上有時使用大劑量維生素C。人體服用后，副作用不大。有人認為草酸為維生素C代謝的產物，從尿中排出，可能與鈣生成草酸鈣而形成尿結石，但維生素C攝取量低于4g時，尿中草酸量并不增加、此或由于維生素C排出量增多時，使尿的酸性增加，則草酸鈣溶解度易形成這二種結石，也易激發痛風。在體外試驗時未加鹽酸，尚不能說明胃中的情況。在各類型的維生素B[XB]12[/XB]中，只有水鈷胺素可被維生素C破壞，但它在生物體內含量不多，所以維生素C對維生素B[XB]12[/XB]影響，在體內不很大。但在某些疾病時，水鈷胺素為儲存的主要形式，維生素C可能對維生素B[XB]12[/XB]有不利的影響。動物吃高糖飼料時，大劑量維生素C使血。尿及肝中DHVC含量明顯增加，可導致動物死亡。大量注射DHVC，使胰島上的β-細胞退化，血糖增高。吃高谷類膳的人，給予大劑量維生素C后，也可使血中DHVC增加。膳食中以蛋白質代替一部分糖時（如15%酪蛋白膳），則無此現象，所以吃普通膳食時，無此副作用。

大劑量維生素C可能增加機體對維生素E的需要量。人服用5～10g維生素C時，不能吸收，由便排出，以致惡心嘔吐。聚驟然停服大劑量，體內代謝仍停留在高水平，較快地將儲存量用光。若母鼠在懷孕及哺乳期都給予大劑量維生素C，子鼠斷乳后，喂無維生素C飼料，維生素C缺乏癥狀及死亡的出現時間比一般豚鼠要早一些。所以若停服維生素C或減低劑量時，應當逐漸地減少，使機體有適應過程。

5.13　泛酸與生物素

B族維生素中尚有泛酸及生物素，它們具有很重要的生理功能，但由于來源廣泛，人體未發現有典型的缺乏病例。

5.13.1　泛酸

泛酸是丙氨酸藉肽鍵與α，γ-二羧-β-β-二甲基丁酸縮合而成，它是輔酶A（CoA）及酰基載體蛋白（acyl　carrier　protein,ACP）的組成部分。機體內的泛酸，幾乎都用以組成輔酶A及ACP的輔基，其構造式如圖5-34。

圖5-34　泛酸分子式

輔酶A參與糖、脂類及蛋白質的代謝。在糖代謝中丙酮酸轉變為乙酰輔酶A，由此可合成脂酸，或與草酰乙酸形成檸檬酸進入三羧酸循環。12種氨基酸（丙、甘、絲、蘇、半胱、苯丙、亮、酪、賴、色、蘇及異亮氨酸）的碳鏈分解代謝都形成乙酰輔酶A。

脂肪酸分解與合成都需要輔酶A參加，在脂肪酸合成時，ACP與其他脂肪酸合成所需要的酶形成一個或幾個復合體。這個體系以ACP為中心，其長的磷酸泛酰巰基乙胺側鏈，儼然是一擺臂，把一個酶3分子中脂酰基轉運到下一個酶分子上。

5.13.2　生物素

自然界的生物素有α、β二種，二者生理功能相同，在常溫下穩定，但在高溫和氧化劑作用下，可使其失去活性，它的化學結構如圖5-35。生物素側鏈的羧基與酶的賴氨酸的ε-NH[XB]2[/XB]相結合，作為羧基轉移酶及脫羧酶的輔酶（圖5-36）。

圖5-35　生物素

圖5-36　生物素-酶與羧基生物素-酶參與羧基轉移作用

受羧基的基團必須接受羧基的基團必須與另一羧基相鄰。

這些羧化酶在哺乳動物代謝上有其重要性。例如，在脂肪酸合成的步聚中，乙酰-CoA轉變為丙二酰-CoA需要乙酰輔酰A羧化酶。某些氨基酸代謝后生成丙酸，通過丙酰-CoA羧化酶余下而產生琥珀酸，再進行分解代謝。丙酮酸羧化酶不但能形成草酰乙酸進入三羧酸循環，而且還可合成門冬氨酸及形成磷酸烯醇丙酮酸以進行糖原異生。

羧基轉移酶及脫羧酶的作用如下：

生物素來源廣泛，腸道細菌也能合成，因此人類并未發現缺乏癥。已報告的實例，生物素缺乏是人為誘發或攝入大量生蛋清的結果。在蛋清中含有一種堿性蛋白質，稱為抗生物素蛋白，它與生物結合成為一種非常穩定，但無活性，難吸收的化合物。蛋清經加熱后，這種抗生素蛋白被破壞，不能與生物素結合。

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