《药学维生素》PPT课件.ppt

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1、维 生 素 Vitamins,第一节 概述一、维生素(vitamin,vit)的定义维持人体正常生理功能所必需的，在体内不能合成或合成不足的,必须由食物供给的一类微量的小分子有机化合物。,二、维生素的命名与分类（一）维生素的命名 1.发现的先后：A、B、C、D、E、K.2.化学结构特点：视黄醇、硫胺素、维生素B2 3.生理功能及治疗作用：抗干眼病、抗赖皮病 4.结构相近、生物活性相同：B1、B2、B6、B12,（二）维生素的分类脂溶性维生素(lipaid-soluble vitamin)如：VitA、D、E、K2.水溶性维生素(water-soluble vitamin)如：VitB族、Vit

2、C,三、维生素的需要量,1.人群调查验证：如:维生素A2.实验研究 如：水溶性维生素,四、维生素缺乏病的原因 1.维生素的摄入量不足 加工、烹饪方法的不当 2.吸收障碍 3.维生素需要量增加而补充相对不足 4.长期服用某些药物 长期服用广谱抗生素，导致K2、B6、B12等 缺乏,第二节 脂溶性维生素,特点：1.不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂。2.在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收。3.吸收的脂溶性Vit A在血液中与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输。4.在体内有一定的储存：主要在肝脏5.摄入过多，引起中毒。,脂溶性维生素的种类：维生素A(视黄醇 retinol)维生素D(钙化醇 calc

3、iferol)维生素E(生育酚 tocopherol)维生素K(凝血维生素),含有-白芷酮环的二十碳多烯醇。,一、维生素A（抗干眼病维生素）,维生素A2:3-脱氢视黄醇,维生素A1:视黄醇(retinol),A1 哺乳动物和海产鱼肝脏中。A2 淡水鱼肝脏中，生理效用仅及A1的40%。化学结构:维生素A2在-白芷酮环上比A1多一 个双键。,维生素A2:3-脱氢视黄醇,维生素A1:视黄醇(retinol),维生素A的侧链含有4个双键，故可形成多种顺反异构体，其中较重要的天然的维生素为全反型(All-trans)。,维生素A原,-维生素A原-维生素A原：最为重要 吸收率：1/3 转化率：1/2-维生

4、素A原,-胡萝卜素A、B环相同的反向对称结构主要在小肠粘膜转变为维生素A，一部分也可在肝脏中进行。,-胡萝卜素加双氧酶,（二）生化作用及缺乏症 视黄醇、视黄醛、视黄酸是Vit A的活性形式,1.构成视觉细胞内感光物质视觉细胞内感光物质:暗光/弱光：视网膜杆状细胞-视紫红质 视红质 强光：视网膜锥状细胞-视蓝质 视青质,暗适应：足够的视紫红质再生后，才能看清物体夜盲症：当维生素A缺乏时，视紫红质合成减少，视网膜对弱光敏感性降低，暗适应能力减弱。,2.参与细胞膜糖蛋白的合成。关键物质：全反式视黄酸和9-顺视黄酸 视黄酸：维持上皮组织的发育和分化。干眼病（xerophthalmia）：泪腺萎缩3.促

5、进生长发育 视黄醛和视黄酸对胚胎发育也是必要的。4.防癌作用5.维生素A过量可引起中毒。头痛、恶心、共济失调 皮肤干燥、脱屑、脱发,成人需要量：1mg 长期过量摄入（超过需要量的10-20倍）可引起中毒。摄入成人需要量的100倍，可引起急性中毒。富含维生素A的食物：肝脏、蛋黄、奶油全乳、胡萝卜、番茄,二、维生素 D(抗佝偻病维生素),(一)化学本质及性质 Vit D3(胆钙化醇）：鱼油、蛋黄、肝 种类 Vit D2(麦角钙化醇）：酵母、植物油 Vit D3 在血液中的运输：与维生素 D 结合蛋白（Vitamin D binding protein,DBP)相结合而运输。,Vit D2原：麦角固

6、醇 麦角固醇 紫外线 Vit D2Vit D3原：7-脱氢胆固醇 胆固醇 7-脱氢胆固醇(皮下）紫外线 VitD3活化形式:1,25-二羟胆钙化醇 肝微粒体-25羟化酶 肾小管上皮细胞线粒体-1-羟化酶 24-羟化酶,（二）生理功能及缺乏症,1.调节血钙水平是1,25-(OH)2D3的重要作用。促进小肠粘膜对钙、磷的吸收。2.促进成骨及破骨细胞的形成，促使骨骼的重建 缺乏 小儿：佝偻病（rickets）成人：软骨病(osteomalacia)3.1,25-(OH)2D3 具有影响细胞分化的功能。1,25-(OH)2D3 促进胰岛-细胞分泌胰岛素。抑制肿瘤细胞增殖和促进分化。4.维生素 D 过量

7、可引起中毒。高钙血症、高钙尿症、高血压、软组织钙化。,三、维生素E,（一）化学本质及性质 维生素 E 是生育酚类化合物。-生育酚的分布最广，生理效用最强。,1.维生素 E 是体内最重要的脂溶性抗氧化剂。对抗生物膜上脂质过氧化产生的自由基；保护骨骼肌、心肌、血管细胞膜生物膜的结构与功能。2.与动物的生殖功能和精子生成有关3.预防衰老 改善皮肤弹性，使性腺萎缩减弱，提高免疫力。,（二）生化作用及缺乏症,3.维生素 E 能提高血红素合成的关键酶氨基酮戊酸（ALA）合酶和ALA脱水酶的活性，从而促进血红素合成。新生儿缺乏：贫血4.维生素E 缺乏并不多见。可治疗先兆流产及习惯性流产。,四、维生素K（凝血

8、维生素）,（一）化学本质：2-甲基1，4奈醌的衍生物,Vit K1:叶绿醌(phylloquinone),深绿色蔬菜中较多 Vit K2:肠道细菌的产物 Vit K3:人工合成的水溶性甲萘醌，可口服或注射 作用最强（天然Vit K的三倍),但毒性较大 Vit K4:4-亚氨基，2-甲基萘醌,(二)生化作用及缺乏症1.维生素K 具有促进凝血作用。促进凝血因子（、）的合成。-羧化酶（维生素K是辅助因子）2.维生素K 缺乏可引起出血。新生儿可能引起 Vit K 的缺乏；无肠道细菌 长期抗生素/肠道灭菌药可能引起Vit K 缺乏。,第三节 水溶性维生素,共同特点：1.易溶于水，故易随尿液排出，一般不发

9、生中毒现象。2.体内不易储存，必须经常从食物中摄取。3.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B1(硫胺素)维生素B2(核黄素)维生素PP(尼克酸和尼克酰胺)维生素B6(吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺)泛酸(遍多酸)生物素 硫辛酸 叶酸维生素C,B族维生素的共同特点：1.在自然界常共同存在，最丰富的来源是酵母和 肝脏；2.从低等的微生物到高等动物和人类都需要它们 作为营养素；3.同其他维生素比较，B族维生素作为酶的辅基而 发挥其调节物质代谢作用，了解得更为清楚；4.从化学结构上看，除个别例外，大都含氮；5.从性质上看此类维生素大多易溶于水，对酸稳 定，

10、易被碱破坏。,（一）化学本质及性质 含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环（二）生理功能及缺乏症 Vit B1在糖代谢中具有重要作用-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是磷酸戊糖 循环中转酮醇酶的辅酶缺乏：脚气病-末梢神经炎、心力衰竭、肌肉萎 缩；消化液分泌减少，胃蠕动变慢，食欲 不振；多见于酒精中毒者富含食物：种子的外皮破坏因素：在酸性环境中稳定，碱性环境中破坏.,一、维生素B1（硫胺素),（一）FAD和FMN是维生素B2的活性形式 在碱性溶液中受光照射时极易破坏，因此 维生素B2应贮于褐色容器，避光保存。FMN：黄素单核苷酸 活性形式 FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸 作用：参与体内生物氧化过程。,二、维生素B2(

11、核黄素),FAD和FMN,（二）生化作用及缺乏症,缺乏症:口角炎、舌炎、阴囊炎及角膜血管增生和巩膜充血等。幼儿缺乏它则生长迟缓。但这些症状目前还难以用它参与黄酶的作用来解释，其机理尚不清楚。,三、维生素PP(抗赖皮病因子),1.维生素PP即抗癞皮病因子，又名预防癞皮病因子(pellagra preventing factor)它包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺(烟酰胺)，均为吡啶衍生物。2.尼克酸在人体内可从色氨酸代谢产生并可转变成尼克酰胺。由色氨酸转变为维生素PP的量有限，不能满足机体的需要，所以仍需从食物中供给。3.尼克酰胺是构成辅酶(NAD+)和辅酶(NADP+)的成分，这两种辅酶结构中的尼

12、克酰胺部分具有可逆地加氢和脱氢的特性，在生物氧化过程中起着递氢体的作用。,NAD+和NADP+,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,（二）生化作用及缺乏症,不需氧脱氢酶的辅酶缺乏症:癞皮病，其特征是体表暴露部分出现对称性皮炎，此外还有消化不良，精神不安等症状，严重时可出现顽固性腹泻和精神失常。但是这些症状与维生素PP在代谢中所起的作用有何联系，目前尚不十分清楚。,Pellagra,四、维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺,（一）维生素B6的磷酸酯是其活性形式,（二）生化作用及缺乏症,在机体组织内维生素B6多以其磷酸酯的形式存在，参与氨基酸的转氨、某些氨基酸的脱羧以及半胱氨酸的脱巯

13、基作用。转氨酶，脱羧酶，能促进谷氨酸脱羧，氨基丁酸的合成小儿惊厥、妊娠呕吐。ALA合成酶的辅酶糖原磷酸化酶的组成成分。动物缺乏维生素B6亦可发生与癞皮病类似的皮肤炎。在人类尚未发现单纯的维生素B6缺乏症。,五、泛酸,泛酸，N-（，-二羟，-二甲基丁酰）-丙氨酸泛酸在机体组织内是与巯基乙胺、焦磷酸及3-磷酸腺苷结合成为辅酶A而起作用的。因其活性基为SH故常用CoA-SH表示之。,（二）生化作用及缺乏症,在体内辅酶A及ACP（酰基载体蛋白）构成酰基转移酶的辅酶。主要参与糖和脂肪的代谢。脚灼热综合症,六、生物素,生物素的结构包括含硫的噻吩环、尿素及戊酸,（二）生化作用及缺乏症,生物素与羧化反应有关在

14、组织内生物素的侧链中，戊酸的羧基与酶蛋白分子中的赖氨酸残基上的-氨基通过酰胺键牢固结合，形成羧基生物素酶复合物，称为生物胞素（biocytin)。可将活化的羧基转移给相应的作用物。,七、叶酸,叶酸由蝶酸(pteroic acid)和谷氨酸结合构成。在动物组织中以肝脏含叶酸最丰富。食物中的叶酸多以含5分子或7分子谷氨酸的结合型存在，在肠道中受消化酶的作用水解为游离型而被吸收。若缺乏此种消化酶则可因吸收障碍而致叶酸缺乏。小肠粘膜、肝及骨髓等组织含有叶酸还原酶，在NADPH和维生素C的参与下，可催化此种转变。,（二）生化作用及缺乏症,四氢叶酸参与体内“一碳基团”的转移，是一碳基团转移酶系统的辅酶。四

15、氢叶酸在体内嘌呤和嘧啶的合成上起重要作用。N5，N10-甲炔四氢叶酸(N5，N10=CH-FH4)和N10-甲酰四氢叶酸(N10-CHOFH4)可参与嘌呤核苷酸的合成，其中甲炔基(=CH-)和甲酰基(-CHO)分别成为嘌呤碱中第8位和第2位上两个碳原子的来源。在尿嘧啶脱氧核苷酸(d-UMP)转变成胸腺嘧啶脱氧核苷酸(d-TMP)的过程中，N5，10-甲烯四氢叶酸(N5，N10-CH2-FH4)可供给甲烯基(-CH2-)而形成胸腺嘧啶中的甲基。,dUMP dTMP,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,蛋氨酸循环,NADPH+H+,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,AR,H2O,

16、FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,ATP PPi,Pi,R RCH3,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,SAM,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,同型半胱氨酸,蛋氨酸,B12,N5 CH3 FH4,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,NADP+,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,嘌呤C2,嘌呤C8,FH2,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C8,N5,N10CH2FH4,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C2,N5,N10=CHFH4,嘌呤C2,N10CHOFH4,甘 丝 色 组,FH4,SAH

17、,体内缺乏叶酸时，“一碳基团”的转移发生障碍，核苷酸特别是胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成减少，以致骨髓中幼红细胞DNA的合成受到影响，细胞分裂增殖的速度明显下降。此时血红蛋白的合成虽也有所减弱，但影响较小。幼红细胞可因分裂障碍而使细胞增大，形成巨幼红细胞(megaloblast)。由这种巨幼红细胞产生的成熟红细胞，其平均体积也较正常大，可在周围血液中见到，所以叶酸缺乏引起的贫血属于巨幼细胞性大红细胞性贫血(megaloblastic macrocytic anemia)。因白细胞分裂增殖同样需要叶酸，故叶酸缺乏时，尚可见周围血液中粒细胞减少，且粒细胞的体积也偏大，核分叶增多。,叶酸拮抗药种类很多，其

18、中氨蝶呤(aminopterin)及氨甲蝶呤(methotrexate简写MTX)在结构上与叶酸相似，都是叶酸还原酶的强抑制剂，常用作抗癌药。,八、维生素B12,维生素B12的两种辅酶形式一一甲基钴胺和5脱氧腺苷钴胺在代谢中的作用各不相同。,（二）生化作用及缺乏症,维生素B12广泛存在于动物性食品中，人体对它的需要量甚少，而体内贮存量很充裕，所以因摄入不足而致维生素B12缺乏者在临床上比较少见。维生素B12的吸收与内因子(intrinsic factor简写IF)密切相关。维生素B12必须与内因子结合后才能被小肠吸收。这一方面是由于维生素B12的吸收部位在回肠下段，只有维生素B12与内因子结合

19、成IFB12复合物才能被肠粘膜上的受体接纳；另一方面二者的结合有相互保护的作用；内因子保护维生素B12不被肠道细菌所破坏；维生素B12保护内因子不被消化液中的酶所水解。某些疾病如萎缩性胃炎、胃全切除的病人或者先天缺乏内因子，均可因维生素B12的吸收障碍而致维生素B12的缺乏。对这类病人只有采取注射的方式给予维生素B12才有效。,甲基钴胺(CH3B12)参与体内甲基移换反应和叶酸代谢，是N5甲基四氢叶酶甲基移换酶的辅酶。此酶催化N5 CH3FH4和同型半胱氨酸之间不可逆的甲基移换反应，产生四氢叶酸和蛋氨酸。体内B12参与生成蛋氨酸的反应和dTMP合成反应。体内的N5，N10-CH2-FH4来源于

20、N5-CH3FH4还原。由dUMP甲基化生成dTMP时，只能利用N5，N10-CH2-FH4供给甲基，而不能利用N5-CH3FH4。因此，必须通过上述甲基移换反应使FH4“再生”，从而保证dTMP的不断合成。甲基钴胺的作用是促进叶酸的周转利用，以利于胸腺嘧啶脱氧核苷酸和DNA的合成，如果缺乏维生素B12，则叶酸陷入N5CH3FH4这个“陷井”而难以被机体再利用，犹如缺乏叶酸一样，所以维生素B12缺乏所引起的贫血，同缺乏叶酸一样，也是巨幼细胞性大红细胞贫血。,dUMP dTMP,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,蛋氨酸循环,NADPH+H+,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,

21、AR,H2O,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,ATP PPi,Pi,R RCH3,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,SAM,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,B12,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,同型半胱氨酸,蛋氨酸,B12,N5 CH3 FH4,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,氨甲蝶呤,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,NADP+,嘌呤C2,嘌呤C8,FU,嘌呤C2,嘌呤C8,FH2,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C8,N5,N10CH2FH4,嘌呤C2,嘌呤C8,嘌呤C2,嘌呤C2,N5,N10=CHFH4,嘌呤C2,N10CHOFH4,甘 丝 色 组,

22、FH4,SAH,参与体内丙酸的代谢。在体内L-甲基丙二酰CoA与脂肪酸合成中的丙二酰CoA结构相似。,(5dAB12),丙酰CoA,促进蛋氨酸的再利用。蛋氨酸经活化后可作为甲基供体促进胆碱和磷脂的合成，有利于肝脏的代谢。所以临床上把叶酸和维生素B12作为治疗肝脏病的辅助药物,九、维生素C,抗坏血酸(ascorbic acid)，特点是具有可解离出H+的烯醇式羟基，因而其水溶液有较强的酸性。维生素C可脱氢而被氧化，有很强的还原性，氧化型维生素C(脱氢抗坏血酸)还可接受氢而被还原。维生素C含有不对称碳原子，自然界存在的、有生理活性的是L型抗坏血酸。维生素C在体内分解可以产生草酸和苏阿糖酸。,在酸性

23、水溶液(pH4)中较为稳定，在中性及碱性溶液中易被破坏，有微量金属离子(如Cu2+、Fe3+等)存在时，更易被氧化分解；加热或受光照射也可使维生素C分解。植物组织中尚含有抗坏血酸氧化酶，能催化抗坏血酸氧化分解，失去活性，所以蔬菜和水果贮存过久，其中维生素C可遭到破坏而使其营养价值降低。大多数动物能够利用葡萄糖以合成维生素C，但是人类、灵长类动物和豚鼠由于体内缺少合成维生素C的酶类，所以不能合成维生素C，而必须依赖食物供给。食物中的维生素C可迅速自胃肠道吸收，吸收后的维生素C广泛分布于机体各组织，以肾上腺中含量最高。但是维生素C在体内贮存甚少，必须经常由食物供给。,已知维生素C参与体内代谢功能主

24、要有以下几个方面（一）参与体内的羟化反应1.胶元的合成2.类固醇的羟化3.芳香族氨基酸的羟化4.有机药物或毒物的羟化（二）还原作用1.保护巯基和使巯基再生2.促进铁的吸收和利用3.促进叶酸转变为四氢叶酸4.抗体的生成,1.胶元的合成多肽链中的脯氨酸(Pro)和赖氨酸(Lys)残基需要分别被羟化成为羟脯氨酸和羟赖氨酸残基。维生素C是此种羟化反应必需的辅助因素之一，因为在羟化反应中，不仅需要相应的羟化酶，而且还需要O2、Fe2+和-酮戊二酸等，维生素C有助于维持Fe2+的还原状态，并能激活羟化酶。当维生素C缺乏时，胶原和细胞间质合成障碍，毛细管壁脆性增大，通透性增强，轻微创伤或压力即可使毛细血管破

25、裂，引起出血现象，临床上称为坏血病(scurvy)。,（一）参与体内的羟化反应,2.类固醇的羟化正常情况下，体内胆固醇约有80%转变为胆酸后排出，在胆固醇转变为胆酸前，需先将环状部分羟化(7-羟化作用，参看胆固醇代谢)，而后侧链断裂，最终生成胆酸，缺乏维生素C则此种羟化过程受阻，胆固醇转变成胆酸的作用下降，肝中胆固醇堆积，而血中胆固醇浓度增高。临床上用大量维生素C可降低血中胆固醇，其机理可能在于维生素C促进胆固醇向胆酸转变。此外，肾上腺皮质激素合成加强时，皮质中维生素C含量显著下降，这可能是皮质激素合成过程中某些羟化步骤需消耗维生素C。,（一）参与体内的羟化反应,3.芳香族氨基酸的羟化苯丙氨酸

26、(Phe)羟化为酪氨酸(Tyr)，酪氨酸转变为儿茶酚胺(catecholamine)或分解为尿黑酸等过程中许多羟化步骤均需有维生素C的参加。色氨酸(Trp)转变为5羟色胺(5HT)时也需要维生素C。4.有机药物或毒物的羟化重要的生物转化反应，缺乏维生素C时，此种羟化反应明显下降，药物或毒物的代谢显著减慢，给予维生素C后，催化此类羟化反应的酶系活性升高，促进药物或毒物的代谢转变，因而有增强解毒的作用。,（一）参与体内的羟化反应,1.保护巯基和使巯基再生 许多含巯基的酶当其在体内发挥催化作用时需要有自由的S H，而维生素C能使酶分子中SH保持在还原状态，从而保持酶有一定的活性，维生素C还可使氧化型

27、的谷光甘肽(GSSG)还原为还原型的谷胱甘肽(GSH)，使SH得以再生，从而保证谷胱甘肽的功能。,（二）还原作用,脂性过氧化物可使各种细胞膜，尤其是溶酶体膜破裂，释放出各种水解酶类，致使组织自溶，造成严重后果，还原型谷胱甘肽在谷胱甘肽过氧化酶的催化下可使脂性过氧化物还原，从而消除其对组织细胞的破坏作用，而GSH便氧化成GSSG，在谷胱甘肽还原酶催化下，维生素C也可使GSSG还原成GSH，从而使后者不断得到补充。,（二）还原作用,某些含巯基的酶在金属中毒(如铅中毒)时被抑制，给以大量维生素C往往可以缓解其毒性。据认为，金属离子能与体内巯基酶类的S H结合，使其失活，以致代谢障碍而中毒。维生素C可

28、以将GSSG还原为GSH，后者可与金属离子结合而排出体外，所以维生素C能保护含巯基的酶，具有解毒作用。,（二）还原作用,2.促进铁的吸收和利用 维生素C能使难吸收的Fe3+还原成易吸收的Fe3+，促进铁的吸收，它还能促使体内的Fe3+还原，有利于血红素的合成。此外，维生素C还有直接还原高铁血红蛋白(MHb)的作用。3.促进叶酸转变为四氢叶酸 由此可见，维生素C对缺铁性贫血和巨幼细胞性贫血的治疗都可起辅助作用。4.抗体的生成 抗体分子中含有相当数量的双S键，所以抗体的合成需要足够量的半胱氨酸，体内高浓度的维生素C可以把胱氨酸还原成半胱氨酸，有利于抗体的合成。维生素C增强机体的免疫功能不限于促进抗体的合成，它还能增强白细胞对流感病毒的反应性以及促进H2O2在粒细胞中的杀菌作用等。,十、硫辛酸,6，8二硫辛酸，能还原成二氢硫辛酸，为硫辛酸乙酰基转移酶的辅酶。抗脂肪肝和降低血胆固醇的作用进行氧化还原反应，可保护巯基酶免受重金属离子的毒害。,Food Sources of Vitamin C,But these foods are also rich in vitamin C.,