维生素是维持人和动物机体健康所必须的一类营养素，本质为低分子有机化合物，它们不能在体内合成，或者所合成的量难以满足机体的 需要，所以必须由食物供给。维生素的每日需要量甚少（常以毫克或微克计），它们既不是构成机体组织的原料，也不是体内供能的物质，然而 在调节物质代谢、促进生长发育和维持生理功能等方面却发挥着重要作用，如果长期缺乏某种维生素，就会导致疾病(avitaminosis), 维生素的种类很多，通常按其溶解性分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。 脂溶性维生素包括： 维生素A(视黄醇retinol) 维生素D(钙化醇calciferol) 维生素E(生育酚tocopherol) 维生素K(凝血维生素) 水溶性维生素包括： 维生素B复合体，其中有： 维生素BI(硫胺素thiamine) 维生素B2(核黄素riboflavin) 维生素Pp(尼克酸及尼克酰胺nicotinic acid and nicotinamide) 维生素B6(吡哆醇pyndoxine及其醛、胺衍生物) 泛酸（遍多酸pantothenic acid) 生物素(biotin) 硫辛酸((lipoic acid) 叶酸(folic acid) 维生素BI2(钴胺素cobalamin) 维生素C(抗坏血酸ascorbic acid) 维生素P(通透性维生素) 第一节脂溶性维生素 脂溶性维生素中以维生素A和D在营养上更为重要，缺少他们将分别引起维生素A或D缺乏病。维生素E缺乏病仅在动物实验时观察到，至 于维生素K,因肠道细菌可以合成它，所以人类维生素K缺乏病多系吸收障碍或因长期使用抗生素或维生素K的代谢拮抗药(metabolic antagonists)所致。 一、化学特点 1维生素A 维生素A是由阝-白芷酮环和两分子2.甲基丁二烯构成的不饱和一元醇。一般所说维生素A系指A1而言，存在于哺乳动物和咸水鱼肝脏中。 在淡水鱼肝油中尚发现另一种维生素A,称为A2,其生理效用仅及A1的40%。从化学结构上比较，维生素A2在B-白芷酮环上比A1多一个双 袋 CH,OH CHOH 视黄醇（维生兼A,) 3一税氢视黄的（维生素A】 (全反型) (余反甜】 维生素A的侧链含有4个双链，故可形成多种顺反异构体，其中较重要的有全反型(AⅡ-trans)和-顺型(11-cis)。视黄醇在体内可被氧化成 视黄醛(retinal),此反应是可逆的。 CH.OH CHO 11-网视黄醉 11一硕机黄帝 视黄醛进一部被氧化则成视黄酸(retinoicacid),但此反应在体内是不可逆的。 视黄醇是黄色片状结晶，通常与脂肪酸形成酯存在于食物中。不论是维生素A1或A2都可与三氯化锑起反应，呈现深兰色。这种性质可用 于测定维生素A。 维生素的化学性质活泼，易被空气氧化而失去生理作用，紫外线照射亦可使之破坏，故维生素A的制剂应装在棕色瓶内避光贮存。 维生素A只存在于动物性食品（肝、蛋、肉）中，但是在很多植物性食品如胡萝卜、红辣椒、菠菜、芥菜等有色蔬菜中也含有具有维生素A效 能的物质，例如各种类胡萝卜素(carotenoid),其中最重要者为B-胡萝卜素(B-carotene)
维生素是维持人和动物机体健康所必须的一类营养素，本质为低分子有机化合物，它们不能在体内合成，或者所合成的量难以满足机体的 需要，所以必须由食物供给。维生素的每日需要量甚少(常以毫克或微克计)，它们既不是构成机体组织的原料，也不是体内供能的物质，然而 在调节物质代谢、促进生长发育和维持生理功能等方面却发挥着重要作用，如果长期缺乏某种维生素，就会导致疾病(avitaminosis)。 维生素的种类很多，通常按其溶解性分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。 脂溶性维生素包括： 维生素A(视黄醇retinol) 维生素D(钙化醇calciferol) 维生素E(生育酚tocopherol) 维生素K(凝血维生素) 水溶性维生素包括： 维生素B复合体，其中有： 维生素B1(硫胺素thiamine) 维生素B2(核黄素riboflavin) 维生素PP(尼克酸及尼克酰胺nicotinic acid and nicotinamide) 维生素B6(吡哆醇pyndoxine及其醛、胺衍生物) 泛酸(遍多酸pantothenic acid) 生物素(biotin) 硫辛酸(lipoic acid) 叶酸(folic acid) 维生素B12(钴胺素cobalamin) 维生素C(抗坏血酸ascorbic acid) 维生素P(通透性维生素) 第一节 脂溶性维生素 脂溶性维生素中以维生素A和D在营养上更为重要，缺少他们将分别引起维生素A或D缺乏病。维生素E缺乏病仅在动物实验时观察到，至 于维生素K，因肠道细菌可以合成它，所以人类维生素K缺乏病多系吸收障碍或因长期使用抗生素或维生素K的代谢拮抗药(metabolic antagonists)所致。 一、化学特点 1.维生素A 维生素A是由β-白芷酮环和两分子2-甲基丁二烯构成的不饱和一元醇。一般所说维生素A系指A1而言，存在于哺乳动物和咸水鱼肝脏中。 在淡水鱼肝油中尚发现另一种维生素A，称为A2，其生理效用仅及A1的40%。从化学结构上比较，维生素A2在β-白芷酮环上比A1多一个双 键。 维生素A的侧链含有4个双链，故可形成多种顺反异构体，其中较重要的有全反型(AⅡ-trans)和Ⅱ-顺型（11-cis)。视黄醇在体内可被氧化成 视黄醛(retinal)，此反应是可逆的。 视黄醛进一部被氧化则成视黄酸(retinoicacid)，但此反应在体内是不可逆的。 视黄醇是黄色片状结晶，通常与脂肪酸形成酯存在于食物中。不论是维生素A1或A2都可与三氯化锑起反应，呈现深兰色。这种性质可用 于测定维生素A。 维生素A的化学性质活泼，易被空气氧化而失去生理作用，紫外线照射亦可使之破坏，故维生素A的制剂应装在棕色瓶内避光贮存。 维生素A只存在于动物性食品(肝、蛋、肉)中，但是在很多植物性食品如胡萝卜、红辣椒、菠菜、芥菜等有色蔬菜中也含有具有维生素A效 能的物质，例如各种类胡萝卜素(carotenoid)，其中最重要者为β-胡萝卜素(β-carotene)
以 一胡罗卜素 B-胡萝卜素可被小肠粘膜或肝脏中的加氧酶(B-胡萝卜素-15,15'.加氧酶)作用转变成为视黄醇，所以又称做维生素A元(provitamin A)。尽 管理论上1分子B-胡萝卜素可以生成2分子维生素A,但由于胡萝卜素的吸收不良，转变有限，所以实际上6微克β-胡萝卜素才具有1微克维生素 A的生物活性。 食物中的维生素A酯在小肠受酯酶的作用而水解，所产生的脂肪酸和维生素A进入小肠上皮细胞后又重新合成维生素A酯，并掺入乳糜微 粒，通过淋巴转运，贮存于肝脏。肝脏中的维生素A可应机体需要向血中释放。血浆中的维生素A是非酯化型的。它与视黄醇结合蛋白(RBP)结 合而被转运。食物中的类胡萝卜素经小肠吸收后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此种转变。 2.维生素D 维生素D系固醇类的衍生物，人体内维生素D主要是由7-脱氢胆固醇经紫外线照射而转变，称为维生素D3或胆钙化醇(cholecalciferol)。植 物中的麦角固醇经紫外线照射后可产生另一种维生素D,称为维生素D2或钙化醇。 两种维生素D具有同样的生理作用。人体主要从动物食品中获取一定量的维生素D3(它常与维生素A共同存在)，而植物中的麦角固醇除非 经过紫外线照射（转变为维生素D2),否则很难被人体吸收利用。然而，正常成人所需要的维生素D主要来源于7-脱氢胆固醇的转变。7-脱氢胆 固醇存在于皮肤内，它可由胆固醇脱氢产生，也可直接由乙酰CoA合成。人体每日可合成维生素D3200?00国际单位(1国际单位=0.025微克维生 素D3),因此只要充分接受阳光照射，即完全可以满足生理需要。 不论维生素D2或D3,本身都没有明显的生理活性，它们必须在体内进行一定的代谢转化，才能生成活性的化合物，即活性维生素D。(参 阅第十八章) 果外裁 麦角翩醇 情、肪→乙酰CnA 维 生素】 脱氢 外线 7-脱氢胆固胖 HO 姓生景D, 图3-1维生素D2和D3的生成 维生素D2及D3均为无色针状结晶，易溶于脂肪和有机溶剂，除对光敏感外，化学性质一般较稳定。 3.维生素E 维生素E又称为生育酚，已经发现的生育酚有α、B、Y和δ四种，其中以α-生育酚的生理效用最强。它们都是苯骈二氢吡喃的衍生物。α生 育酚的结构如下： H CH HC- CH,-(CH,-CH,-CH-CH.)H CH, 维生赏E任一生青影) 维生素E为油状物，具有特异的紫外吸收光谱(295m波长处)，在无氧状况下能耐高热，并对酸和碱有一定抗力，但对氧却十分敏感，是一 种有效的抗氧化剂。维生素E被氧化后即失效。 4.维生素K
β-胡萝卜素可被小肠粘膜或肝脏中的加氧酶(β-胡萝卜素-15，15′-加氧酶)作用转变成为视黄醇，所以又称做维生素A元(provitamin A)。尽 管理论上1分子β-胡萝卜素可以生成2分子维生素A，但由于胡萝卜素的吸收不良，转变有限，所以实际上6微克β-胡萝卜素才具有1微克维生素 A的生物活性。 食物中的维生素A酯在小肠受酯酶的作用而水解，所产生的脂肪酸和维生素A进入小肠上皮细胞后又重新合成维生素A酯，并掺入乳糜微 粒，通过淋巴转运，贮存于肝脏。肝脏中的维生素A可应机体需要向血中释放。血浆中的维生素A是非酯化型的。它与视黄醇结合蛋白(RBP)结 合而被转运。食物中的类胡萝卜素经小肠吸收后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此种转变。 2.维生素D 维生素D系固醇类的衍生物，人体内维生素D主要是由7-脱氢胆固醇经紫外线照射而转变，称为维生素D3或胆钙化醇(cholecalciferol)。植 物中的麦角固醇经紫外线照射后可产生另一种维生素D，称为维生素D2或钙化醇。 两种维生素D具有同样的生理作用。人体主要从动物食品中获取一定量的维生素D3(它常与维生素A共同存在)，而植物中的麦角固醇除非 经过紫外线照射(转变为维生素D2)，否则很难被人体吸收利用。然而，正常成人所需要的维生素D主要来源于7-脱氢胆固醇的转变。7-脱氢胆 固醇存在于皮肤内，它可由胆固醇脱氢产生，也可直接由乙酰CoA合成。人体每日可合成维生素D3200?00国际单位(1国际单位=0.025微克维生 素D3)，因此只要充分接受阳光照射，即完全可以满足生理需要。 不论维生素D2或D3，本身都没有明显的生理活性，它们必须在体内进行一定的代谢转化，才能生成活性的化合物，即活性维生素D。(参 阅第十八章) 图3-1 维生素D2和D3的生成 维生素D2及D3均为无色针状结晶，易溶于脂肪和有机溶剂，除对光敏感外，化学性质一般较稳定。 3.维生素E 维生素E又称为生育酚，已经发现的生育酚有α、β、γ和δ四种，其中以α-生育酚的生理效用最强。它们都是苯骈二氢吡喃的衍生物。α-生 育酚的结构如下： 维生素E为油状物，具有特异的紫外吸收光谱(295nm波长处)，在无氧状况下能耐高热，并对酸和碱有一定抗力，但对氧却十分敏感，是一 种有效的抗氧化剂。维生素E被氧化后即失效。 4.维生素K
维生素K是2.甲基1,4萘醌的衍生物，自然界已发现的有两种，存于绿叶植物中者为维生素K1,肠道细菌合成者为维生素K2,它们的结 构如下。？ CH, CH, CH, 9H, CH-CH=C-CHL-(CIL,-CH,-CH-CH),-CH-CH,-CH-CH, 维生素K CH, CH, CH CH,-(CH-C-CH,-CH);-CH-c-CH, 维生素K 1,4-萘醌即具有维生素K的作用，尤以2甲基1,4-萘醌的作用最强，为天然维生素K效力的三倍，但其毒性较大。2甲基1,4萘醌又称 维生素K3,水溶性，可以人工合成，现在药用维生素K多为其还原性衍生物或亚硫酸钠盐。 二、生理作用 1.维生素A维生素A的生理作用主要表现在以下三个方面。 (I)构成视网膜的感光物质，即视色素。已知维生素A的缺乏主要影响暗视觉，与暗视觉有关的是视网膜杆状细胞中所含的视紫红质(visual purple,又名rhodopsin)。视紫红质是由维生纱A的醛衍生物（视黄醛）与蛋白质结合生成的、视蛋白与视黄醛的结合要求后者具有一定的构型，体 内只有11顺位的视黄醛才能与视蛋白结合，此种结合反应需要消耗能量并且只在暗处进行，因为视紫红质遇光则易分解。视紫红质对弱光非 常敏感，甚至一个光量子即可诱发它的光化学反应，导致其最终分解成视蛋白和全反位视黄醛。 视紫红质 前光视紫红质 ↓ 光视紫红质 ↓ 间视紫红质1 间视紫红质Ⅱ 视蛋白+全反位视黄醛 因为在此过程中视紫红质分解而退色，所以又叫做“漂白”(bleaching)、视紫红质的漂白是放能反应，通过视杆细胞外段特有的结构，能量 转换为神经冲动，引起视觉。由于视紫红质的分解，残留在视网膜内的视紫红质的量甚少，若不及时再合成，则视网膜就不能再感受弱光的刺 激，此时在光线弱的暗处就看不见物体了。然而，由视紫红质分解所产生的全反位视黄醛可以经还原、异构转变为11-顺位视黄醇，并进一步 又氧化成11-顺视黄醛。这样，在暗处11-顺视黄醛又可与视蛋白结合再生成视紫红质，如下图所示。 视紫红历 、视蛋白 11-顺型祝黄醛，异构脚我兰光全反型视黄醛 NADH H NAD' 】一项型视黄醇。 全反型视黄醇 异构酶 、血浆维 生素A+ 一肝维生素A 图3-2视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系 人们从强光下转而进入暗处，起初看不清物体，但稍停一会儿，由于在暗处视紫红质的合成增多，分解减少，杆细胞内视紫红质含量逐渐 积累，对弱光的感受性加强，便又能看清物体，这一过程称为暗适应(dark adaptation)。从上图可以看出，当维生素A缺乏时，I1-顺视黄醛得 不到足够的补充，杆细胞内视紫红质的合成减弱，暗适应的能力下降，可致夜盲(nightblindness),祖国医学称此症状为“雀目
维生素K是2-甲基1，4-萘醌的衍生物，自然界已发现的有两种，存于绿叶植物中者为维生素K1，肠道细菌合成者为维生素K2，它们的结 构如下。? 1，4-萘醌即具有维生素K的作用，尤以2-甲基1，4-萘醌的作用最强，为天然维生素K效力的三倍，但其毒性较大。2-甲基1，4-萘醌又称 维生素K3，水溶性，可以人工合成，现在药用维生素K多为其还原性衍生物或亚硫酸钠盐。 二、生理作用 1.维生素A 维生素A的生理作用主要表现在以下三个方面。 (1)构成视网膜的感光物质，即视色素。已知维生素A的缺乏主要影响暗视觉，与暗视觉有关的是视网膜杆状细胞中所含的视紫红质(visual purple,又名rhodopsin)。视紫红质是由维生纱A的醛衍生物(视黄醛)与蛋白质结合生成的、视蛋白与视黄醛的结合要求后者具有一定的构型，体 内只有11-顺位的视黄醛才能与视蛋白结合，此种结合反应需要消耗能量并且只在暗处进行，因为视紫红质遇光则易分解。视紫红质对弱光非 常敏感，甚至一个光量子即可诱发它的光化学反应，导致其最终分解成视蛋白和全反位视黄醛。 视紫红质 ↓ 前光视紫红质 ↓ 光视紫红质 ↓ 间视紫红质Ⅰ ↓ 间视紫红质Ⅱ ↓ 视蛋白+全反位视黄醛 因为在此过程中视紫红质分解而退色，所以又叫做“漂白”(bleaching)、视紫红质的漂白是放能反应，通过视杆细胞外段特有的结构，能量 转换为神经冲动，引起视觉。由于视紫红质的分解，残留在视网膜内的视紫红质的量甚少，若不及时再合成，则视网膜就不能再感受弱光的刺 激，此时在光线弱的暗处就看不见物体了。然而，由视紫红质分解所产生的全反位视黄醛可以经还原、异构转变为11-顺位视黄醇，并进一步 又氧化成11-顺视黄醛。这样，在暗处11-顺视黄醛又可与视蛋白结合再生成视紫红质，如下图所示。 图3-2 视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系 人们从强光下转而进入暗处，起初看不清物体，但稍停一会儿，由于在暗处视紫红质的合成增多，分解减少，杆细胞内视紫红质含量逐渐 积累，对弱光的感受性加强，便又能看清物体，这一过程称为暗适应(dark adaptation)。从上图可以看出，当维生素A缺乏时，11-顺视黄醛得 不到足够的补充，杆细胞内视紫红质的合成减弱，暗适应的能力下降，可致夜盲(nightblindness)，祖国医学称此症状为“雀目
(2)维持上皮结构的完整与健全 维生素A是维持一切上皮组织健全所必需的物质，缺乏时上皮干燥、增生及角化，其中以眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖系统等的上 皮影响最为显著。在眼部，由于泪腺上皮角化，泪液分泌受阻，以致角膜、结合膜干燥产生干眼病(xerophthalmia),所以维生素A又称为抗干 眼病维生素。皮脂腺及汗腺角化时，皮肤干燥，毛囊周围角化过度，发生毛囊丘疹与毛发脱落。由于上皮组织的不健全，机体抵抗微生物侵袭 的能力降低，容易感染疾病。 (3)促进生长、发育 缺乏维生素A时，儿童可出现生长停顿、骨酪成长不良和发育受阻。在缺乏维生素A的雌性大鼠则出现排卵减少，影响生殖。 维生素A如何维持上皮组织的健全和促进儿童和幼小动物的生长、发育其机理尚未完全阐明。近年来的研究表明，维生素A(视黄醇)及其衍 生物视黄酸可影响上皮细胞的分化过程。缺乏维生素A则培养中的上皮细胞趋向于分化为复层鳞状上皮，而向培养基中添加维生素则减弱此 种表型的表达，刺激粘液分泌上皮的形成。再从分子机制上探讨则发现维生素A具有类固醇激素样的作用，通过与细胞内受体结合，形成复合 物转位于细胞核内，启动某种基因的转录和促进某种蛋白质的合成（参看代谢调节一章）。此种作用已在角质细胞的角蛋白合成和胚胎癌细胞的 IV型胶原蛋白合成中得到证实。视黄酸还有促进胚胎的正常发育和分化以及对抗促癌剂(promoters)的作用。然而，有人认为维生素A的抗癌作 用不在于它的对基因表达的调整，而是与它对细胞表面的作用有关。已知维生素A可促进糖蛋白的合成，特别是作为细胞表面受体的糖蛋白和 纤维粘连蛋白(fibronectir)的合成。癌变细胞其表面因缺乏纤维粘连蛋白而丧失正常粘附能力，此缺陷可被维生素A所逆转。维生素A还使细胞 表面上的EGF受体（上皮生长因子受体）数目增加，通过促进EGF与细胞的结合而促进生长。 2.维生素D 维生素D能促进小肠对食物中钙和磷的吸收，维持血中钙和磷的正常含量，促进骨和齿的钙化作用，详见第18章钙磷代谢。 3.维生素E 维生素E与动物生殖机能有关，唯性动物缺少维生素E则失去正常生育能力，一般虽能受孕，但由于子宫机能障碍，易引起胎儿死亡及吸 收、导致流产。在雄性动物缺少维生素E则罩丸生殖上皮发生退行性变，伴有输精管菱缩，精子退化，尾部消失，丧失活动力。在人类单纯由 于缺少维生素E而发生的病尚属罕见，但在临床上它可作为药物使用，治疗某些习惯性流产，有时能收到一定效果。 实验研究表明，维生素E有稳定不饱和脂肪酸的作用，缺少维生素E则体内脂肪组织中的不和脂肪酸易于被过氧化物氧化而聚合，此种过氧 化物聚合物一方面使得皮下脂肪熔点升高，刺激组织引起病变，形成硬皮症，另一方面它对神经、肌肉及血管等组织亦起着有害作用，动物缺 少维生素E则其横纹肌菱缩或瘫痪，肌纤维甚至可以坏死。维生素E对脂肪代谢和肌肉代谢的调节作用是与它本身的化学性质相关的。因为维生 素E对氧非常敏感，是一种强有力的抗氧化剂，可以降低组织的氧化速度。当它与不饱和脂肪酸共存时则可防止后者被过氧化物氧化。同样， 肠道内或肝脏内的维生素A亦可因维生素E之存在而减少其被氧化破坏。维生素E的此种抗氧化剂作用常应用来保存维生素A制剂和各种食用油 脂。 此外，维生素E尚能促进与生物氧化有关的辅酶Q(参与第6章)的合成。 4.维生素K 维生素K可以促进肝脏合成多种凝血因子，因而促进血液凝固，详见第14章。 第二节水溶性维生素 一、维生素B复合体 维生素B复合体是一个大家族（维生素B族），至少包括十余种维生素。其共同特点是：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要素；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，大都含氨：⑤从性质上看此类维生素大多易溶于水，对酸稳定，易被碱破坏。 除上述共性外，各个维生素尚有其特点，为了叙述方便，现将B族中各个维生素按其化学特点和生理作用归纳为以下三组。 (一)硫胺素、硫辛酸、生物素及泛酸 硫胺素（即维生素B1)因其结构中有含$的噻唑环与含氨基的嘧啶环故名，其纯品大多以盐酸盐或硫酸盐的形式存在。盐酸硫胺素为白色结 晶，有特殊香味，在水中溶解度较大，在碱性溶液中加热极易分解破坏，而在酸性溶液中虽加热到120℃也不被破坏。氧化剂及还原剂均可使 其失去作用，硫胺素经氧化后转变为脱氢硫胺素（又称硫色素thiochrome),它在紫外光下呈兰色荧光，可以利用此特性来检测生物组织中的维 生素B1或进行定量测定。？
(2)维持上皮结构的完整与健全 维生素A是维持一切上皮组织健全所必需的物质，缺乏时上皮干燥、增生及角化，其中以眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖系统等的上 皮影响最为显著。在眼部，由于泪腺上皮角化，泪液分泌受阻，以致角膜、结合膜干燥产生干眼病(xerophthalmia)，所以维生素A又称为抗干 眼病维生素。皮脂腺及汗腺角化时，皮肤干燥，毛囊周围角化过度，发生毛囊丘疹与毛发脱落。由于上皮组织的不健全，机体抵抗微生物侵袭 的能力降低，容易感染疾病。 (3)促进生长、发育 缺乏维生素A时，儿童可出现生长停顿、骨骼成长不良和发育受阻。在缺乏维生素A的雌性大鼠则出现排卵减少，影响生殖。 维生素A如何维持上皮组织的健全和促进儿童和幼小动物的生长、发育其机理尚未完全阐明。近年来的研究表明，维生素A(视黄醇)及其衍 生物视黄酸可影响上皮细胞的分化过程。缺乏维生素A则培养中的上皮细胞趋向于分化为复层鳞状上皮，而向培养基中添加维生素A则减弱此 种表型的表达，刺激粘液分泌上皮的形成。再从分子机制上探讨则发现维生素A具有类固醇激素样的作用，通过与细胞内受体结合，形成复合 物转位于细胞核内，启动某种基因的转录和促进某种蛋白质的合成(参看代谢调节一章)。此种作用已在角质细胞的角蛋白合成和胚胎癌细胞的 Ⅳ型胶原蛋白合成中得到证实。视黄酸还有促进胚胎的正常发育和分化以及对抗促癌剂(promoters)的作用。然而，有人认为维生素A的抗癌作 用不在于它的对基因表达的调整，而是与它对细胞表面的作用有关。已知维生素A可促进糖蛋白的合成，特别是作为细胞表面受体的糖蛋白和 纤维粘连蛋白(fibronectin)的合成。癌变细胞其表面因缺乏纤维粘连蛋白而丧失正常粘附能力，此缺陷可被维生素A所逆转。维生素A还使细胞 表面上的EGF受体(上皮生长因子受体)数目增加，通过促进EGF与细胞的结合而促进生长。 2.维生素D 维生素D能促进小肠对食物中钙和磷的吸收，维持血中钙和磷的正常含量，促进骨和齿的钙化作用，详见第18章钙磷代谢。 3.维生素E 维生素E与动物生殖机能有关，雌性动物缺少维生素E则失去正常生育能力，一般虽能受孕，但由于子宫机能障碍，易引起胎儿死亡及吸 收、导致流产。在雄性动物缺少维生素E则睾丸生殖上皮发生退行性变，伴有输精管萎缩，精子退化，尾部消失，丧失活动力。在人类单纯由 于缺少维生素E而发生的病尚属罕见，但在临床上它可作为药物使用，治疗某些习惯性流产，有时能收到一定效果。 实验研究表明，维生素E有稳定不饱和脂肪酸的作用，缺少维生素E则体内脂肪组织中的不和脂肪酸易于被过氧化物氧化而聚合，此种过氧 化物聚合物一方面使得皮下脂肪熔点升高，刺激组织引起病变，形成硬皮症，另一方面它对神经、肌肉及血管等组织亦起着有害作用，动物缺 少维生素E则其横纹肌萎缩或瘫痪，肌纤维甚至可以坏死。维生素E对脂肪代谢和肌肉代谢的调节作用是与它本身的化学性质相关的。因为维生 素E对氧非常敏感，是一种强有力的抗氧化剂，可以降低组织的氧化速度。当它与不饱和脂肪酸共存时则可防止后者被过氧化物氧化。同样， 肠道内或肝脏内的维生素A亦可因维生素E之存在而减少其被氧化破坏。维生素E的此种抗氧化剂作用常应用来保存维生素A制剂和各种食用油 脂。 此外，维生素E尚能促进与生物氧化有关的辅酶Q(参与第6章)的合成。 4.维生素K 维生素K可以促进肝脏合成多种凝血因子，因而促进血液凝固，详见第14章。 第二节 水溶性维生素 一、维生素B复合体 维生素B复合体是一个大家族(维生素B族)，至少包括十余种维生素。其共同特点是：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要素；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，易被碱破坏。 除上述共性外，各个维生素尚有其特点，为了叙述方便，现将B族中各个维生素按其化学特点和生理作用归纳为以下三组。 (一)硫胺素、硫辛酸、生物素及泛酸 硫胺素(即维生素B1)因其结构中有含S的噻唑环与含氨基的嘧啶环故名，其纯品大多以盐酸盐或硫酸盐的形式存在。盐酸硫胺素为白色结 晶，有特殊香味，在水中溶解度较大，在碱性溶液中加热极易分解破坏，而在酸性溶液中虽加热到120℃也不被破坏。氧化剂及还原剂均可使 其失去作用，硫胺素经氧化后转变为脱氢硫胺素(又称硫色素thiochrome)，它在紫外光下呈兰色荧光，可以利用此特性来检测生物组织中的维 生素B1或进行定量测定。?
CH -C-CH -2H -NH·HCNC -CH,-CH.,OH 盐破硫胺 CH.CHL.OH 疏色素 维生素B1易被小肠吸收，在肝脏中维生素B1被磷酸化成为焦磷酸硫胺素(TPP,又称辅羧酶)，它是体内催化-酮酸氧化脱羧的辅酶，也是 磷酸戊糖循环中转酮基酶的辅酶（参看糖代谢）。当维生素B1缺乏时，由于TPP合成不足，丙酮酸的氧化脱羧发生障碍，导致糖的氧化利用受 阻。在正常情况下，神经组织的能量来源主要靠糖的氧化供给，所以维生素B1缺乏首先影响神经组织的能量供应，并伴有丙酮酸及乳酸等在神 经组织中的堆积，出现手足麻木、四肢无力等多发性周围神经炎的症状。严重者引起心跳加快、心脏扩大和心力衰竭，临床上称为脚气病 (beriberi),因此又称维生素BI为抗脚气病维生素。 维生素Bl尚有抑制胆碱酯酶(choline esterase)的作用，胆碱酯酶能催化神经递质·乙酰胆碱(acetylcholine))水解，而乙酰胆碱与神经传导有 关。因此，缺乏维生素B1时，由于胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱水解加速，使神经传导受到影响，可造成胃肠蠕动缓慢、消化液分泌减少、食 欲不振和消化不良等症状。反之，给以维生素B1,则可增加食欲、促进消化。？ 硫辛酸学名6.8-二硫辛酸，其结构式如下： CH2 CH2 CH -(CH2)-COOH 硫辛酸 硫辛酸分子内含双$键，故常用 表示之。 生物素的结构包括含硫的噻吩环、尿素及戊酸三部分，如下式 0 HN NH HC CH H2C- -CH-(CH2)-COOH S 生物素 泛酸系由-丙氨酸与羟基丁酸结合而构成，因其广泛存在于动植物组织故名泛酸或遍多酸。 CH3 CH2-C-CH-CO-NH-CH2-CH2-CO0H OH CH3 OH 泛酸，N.(a,二羟，B,B-二甲基丁酰)B-丙氨酸 泛酸在机体组织内是与疏基乙胺、焦磷酸及3'磷酸腺苷结合成为辅酶A而起作用的。辅酶A的结构如下，因其活性基为奎H故常用C0A?SH 表示之
维生素B1易被小肠吸收，在肝脏中维生素B1被磷酸化成为焦磷酸硫胺素(TPP，又称辅羧酶)，它是体内催化a-酮酸氧化脱羧的辅酶，也是 磷酸戊糖循环中转酮基酶的辅酶(参看糖代谢)。当维生素B1缺乏时，由于TPP合成不足，丙酮酸的氧化脱羧发生障碍，导致糖的氧化利用受 阻。在正常情况下，神经组织的能量来源主要靠糖的氧化供给，所以维生素B1缺乏首先影响神经组织的能量供应，并伴有丙酮酸及乳酸等在神 经组织中的堆积，出现手足麻木、四肢无力等多发性周围神经炎的症状。严重者引起心跳加快、心脏扩大和心力衰竭，临床上称为脚气病 (beriberi)，因此又称维生素B1为抗脚气病维生素。 维生素B1尚有抑制胆碱酯酶(choline esterase)的作用，胆碱酯酶能催化神经递质－乙酰胆碱(acetylcholine)水解，而乙酰胆碱与神经传导有 关。因此，缺乏维生素B1时，由于胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱水解加速，使神经传导受到影响，可造成胃肠蠕动缓慢、消化液分泌减少、食 欲不振和消化不良等症状。反之，给以维生素B1，则可增加食欲、促进消化。? 硫辛酸学名6.8-二硫辛酸，其结构式如下： 硫辛酸分子内含双S键，故常用 表示之。 生物素的结构包括含硫的噻吩环、尿素及戊酸三部分，如下式 泛酸系由β-丙氨酸与羟基丁酸结合而构成，因其广泛存在于动植物组织故名泛酸或遍多酸。 泛酸，N-（α，r-二羟，β，β-二甲基丁酰）β-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。辅酶A的结构如下，因其活性基为桽H故常用CoA?SH 表示之
泛酸 日一克乙胺 H O-CH,-C-CH-CO-NH-CHCH,-CO-NH-CH,CH,-SH CH,OH HO-P=O OH OH-P=O HO P=0 -CH 一种酸腺苷 钠南A 由上可见，硫胺素、硫辛酸、生物素和泛酸这四种维生素在化学结构上有着共同特点，前三者本身结构含S,后者本身虽不含$，但由它构 成的辅酶A却是含$的，这些维生素主要参与糖和脂肪的代谢，硫胺素和硫辛酸与氧化脱羧反应有关，生物素与羧化反应有关，而泛酸则通过 构成辅酶A而参与酰基化反应。在这些维生素参与的代谢变化中，含$的活性基也显示着特殊的功能。关于它们在代谢中的作用详见糖代谢和 脂代谢有关章节。 (二)维生素B2、维生素PP和维生素B6 维生素B2是由核醇(ribitol)与异咯嗪(iso?alloxazine)结合构成的，由于异咯嗪是一种黄色色素，所以维生素B2又称为核黄素。维生素B2为 桔黄色针状结晶，溶于水呈绿色荧光，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。 维生素B2分子中的异咯嗪，其第1和第10位氨原子可反复接受和放出氢，因而具有可逆的氧化还原特性，这一特点与它的主要生理功能相 CH,OH CH,OH (CHOH) (CHOH) H 1, H 92 +2州 H.C -2H H.C NH 核黄案（黄色】 还原型核黄家（无色） 核黄素在体内经磷酸化作用可生成黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),它们分别构成各种黄酶的辅酶参与体内生物氧化过 程，其结构式和作用特点详见第6章。 维生素B2缺乏时，主要表现为口角炎、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。 维生素PP即抗癞皮病因子，又名预防癞皮病因子(pellagrapreventing factor))它包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺（烟酰胺），均为吡啶衍生物。 COOH C0-N2 尼克酸 尼克酸胺 尼克酸和尼克酰胺的性质都较稳定，不易被酸、碱及热破坏。动物组织中大多以尼克酰胺的形式存在，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。一般饮食条件下，很少缺乏维生 素PP,玉米中缺乏色氨酸和尼克酸，长期单食玉米则有可能发生维生素PP缺乏病·癞（糙）皮病(pellagra)。若将各种杂糖合理搭配，可防止此 病的发生。 尼克酰胺是构成辅酶I(NAD+)和辅酶(NADP+)的成分，这两种辅酶结构中的尼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（它们的结构和作用参看生物氧化一章）。 维生素PP缺乏时，主要表现为癞皮病，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。 维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺三种化合物，在体内它们可以相互转变
由上可见，硫胺素、硫辛酸、生物素和泛酸这四种维生素在化学结构上有着共同特点，前三者本身结构含S，后者本身虽不含S，但由它构 成的辅酶A却是含S的，这些维生素主要参与糖和脂肪的代谢，硫胺素和硫辛酸与氧化脱羧反应有关，生物素与羧化反应有关，而泛酸则通过 构成辅酶A而参与酰基化反应。在这些维生素参与的代谢变化中，含S的活性基也显示着特殊的功能。关于它们在代谢中的作用详见糖代谢和 脂代谢有关章节。 (二)维生素B2、维生素PP和维生素B6 维生素B2是由核醇(ribitol)与异咯嗪(iso?alloxazine)结合构成的，由于异咯嗪是一种黄色色素，所以维生素B2又称为核黄素。维生素B2为 桔黄色针状结晶，溶于水呈绿色荧光，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。 维生素B2分子中的异咯嗪，其第1和第10位氮原子可反复接受和放出氢，因而具有可逆的氧化还原特性，这一特点与它的主要生理功能相 关。 核黄素在体内经磷酸化作用可生成黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)，它们分别构成各种黄酶的辅酶参与体内生物氧化过 程，其结构式和作用特点详见第6章。 维生素B2缺乏时，主要表现为口角炎、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。 维生素PP即抗癞皮病因子，又名预防癞皮病因子(pellagrapreventing factor)它包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺(烟酰胺)，均为吡啶衍生物。 尼克酸和尼克酰胺的性质都较稳定，不易被酸、碱及热破坏。动物组织中大多以尼克酰胺的形式存在，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。一般饮食条件下，很少缺乏维生 素PP，玉米中缺乏色氨酸和尼克酸，长期单食玉米则有可能发生维生素PP缺乏病－癞（糙)皮病(pellagra)。若将各种杂糖合理搭配，可防止此 病的发生。 尼克酰胺是构成辅酶Ⅰ(NAD+)和辅酶Ⅱ(NADP+)的成分，这两种辅酶结构中的尼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(它们的结构和作用参看生物氧化一章)。 维生素PP缺乏时，主要表现为癞皮病，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。 维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺三种化合物，在体内它们可以相互转变
CH20H CHO CH2NH2 HO- CH2OH [0] OH- CH2OH +N业 HO- CH2OH H3C- 吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺 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基作用（参看第7章）。 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。 维生素B2、维生素PP和维生素B6常共同存在，在营养上亦有共同特点，即当其缺乏都表现为皮肤炎症。然而从在代谢中的作用来看，前 二者共同参与生物氧化过程，维生素B6则主要参与氨基酸的代谢。 (三)叶酸和维生素B12 叶酸由蝶酸(pteroicacid)和谷氨酸结合构成，在植物绿叶中含量丰富故名。在动物组织中以肝脏含叶酸最丰富。 OH N- 8-cH-cH,-000H HN-C COOH 2-氨基一4-羟邪 对氨基苯甲酸 -6一甲基课岭啶 酸 谷氨酸 叶酸（蝶酰谷氨酸，游寓型】 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。 叶酸在体内必须转变成四氢叶酸(FH4或THFA)才有生理活性。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。 OH N NADPH 维生素C CH-CH,-R HN CH. 叶酸 7,8-二氢叶酸(FH,) OH NADPH 金生素C C-CH,-R CH 5.67,8-四氧叶酸FH) R一代表叶酸结构中除蝶咬以外的部分 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。因此，四氢叶酸在体内原呤和密啶的合成上起重要作用。例如N5, N10.甲炔四氢叶酸(N5,N0=CH?FH4)和N10-甲酰四氢叶酸(N10-CHO-FH4)可参与原呤核苷酸的合成，其中甲炔基(=CH-)和甲酰基(-CHO)分 别成为原呤碱中第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)转变成胸腺密啶脱氧核苷酸(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（参看核酸代谢）. 由此可见，叶酸与核苷酸的合成有密切关系，当体内缺乏叶酸时，“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。 人类肠道细菌能合成叶酸，故一般不发生缺乏症，但当吸收不良、代谢失常或组织需要过多，以及长期使用肠道抑菌药物或叶酸拮抗药等 状况下，则可造成叶酸缺乏。叶酸拮抗药种类很多，其中氨蝶呤(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
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基作用(参看第7章)。 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。 维生素B2、维生素PP和维生素B6常共同存在，在营养上亦有共同特点，即当其缺乏都表现为皮肤炎症。然而从在代谢中的作用来看，前 二者共同参与生物氧化过程，维生素B6则主要参与氨基酸的代谢。 (三)叶酸和维生素B12 叶酸由蝶酸(pteroicacid)和谷氨酸结合构成，在植物绿叶中含量丰富故名。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。 叶酸在体内必须转变成四氢叶酸(FH4或THFA)才有生理活性。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。 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。因此，四氢叶酸在体内嘌呤和嘧啶的合成上起重要作用。例如N5， N10-甲炔四氢叶酸(N5，N0=CH?FH4)和N10-甲酰四氢叶酸(N10-CHO·FH4)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(参看核酸代谢)。 由此可见，叶酸与核苷酸的合成有密切关系，当体内缺乏叶酸时，“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。 人类肠道细菌能合成叶酸，故一般不发生缺乏症，但当吸收不良、代谢失常或组织需要过多，以及长期使用肠道抑菌药物或叶酸拮抗药等 状况下，则可造成叶酸缺乏。叶酸拮抗药种类很多，其中氨蝶呤(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
NH CH,-NH- CO-NH-CH-CH,-CH,-COOH COOH 氨槃吟 NH, CH, CO-NH-CH-CH;CH;COOH COOH 氢甲蝶岭 维生素B12结构复杂，因其分子中含有金属钴和许多酰氨基，故又称为钴胺素。 维生素B12分子中的钴（可以是一价、二价或三价的）能与·CN、·OH、·CH3或5'·脱氧腺苷等基团相连，分别称为氰钴胺、羟钴胺、甲 基钴胺和5'~脱氧腺苷钴胺，后者又称为辅酶B12。其实，甲基钴胺也是维生素B?12的辅酶形式。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。 甲基钴胺(CH3·B12)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?CH3·FH4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。 CH:一SH CH,-S CHa CH: N-CH2·FH,+ CH, NCH,·FH,+CH-NH:CH,·Be 甲多移换用 -FH,+CII-NH, COOH COOH 同型半胱氨酸 蛋氨酸 养科异曦型 CH CH,OH 图3-3维生素B12的结构 N5-CH3-FH3来源于N5,N10-CH2-FH4的还原（参看蛋白质代谢一章中“一碳基团”的代谢），此还原反应在体内也是不可逆的。由dUMP甲 基化生成dTMP时，只能利用N6,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. 蛋氨除 同型华跳氨酸 CH,·B 叶酸·H→， -,NH,-PH+N-H,·PH 丝氮酸甘氮酸 HO dTMP dUMP DNA 图3.4维生素B12和叶酸代谢以及与DNA合成的关系
维生素B12结构复杂，因其分子中含有金属钴和许多酰氨基，故又称为钴胺素。 维生素B12分子中的钴(可以是一价、二价或三价的)能与－CN、－OH、－CH3或5′－脱氧腺苷等基团相连，分别称为氰钴胺、羟钴胺、甲 基钴胺和5′－脱氧腺苷钴胺，后者又称为辅酶B12。其实，甲基钴胺也是维生素B?12的辅酶形式。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。 甲基钴胺(CH3·B12)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?CH3·FH4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。 图3-3 维生素B12的结构 N5-CH3-FH3来源于N5，N10-CH2-FH4的还原(参看蛋白质代谢一章中“一碳基团”的代谢)，此还原反应在体内也是不可逆的。由dUMP甲 基化生成dTMP时，只能利用N6，N10-CH2-FH4供给甲基，而不能利用N5-CH3·FH4。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。 图3-4 维生素B12和叶酸代谢以及与DNA合成的关系
由上图可见，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N5· CH3~FH4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B?12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。 上述以CH3·B12作辅酶的甲基移换反应不仅促进FH4的再利用，而且还促进蛋氨酸的再利用（蛋氨酸→同型半胱氨酸→蛋氨酸，参看氨基酸 的代谢)。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，除了考虑到它们的促核酸与蛋白质合成作用外，还考虑到它们有保护肝脏，防止发生脂肪肝的作用。 5'~脱氧腺苷钴胺(5”·dAB12)是甲基丙二酰辅酶A变位酶的辅酶，参与体内丙酸的代谢。 体内某些氨基酸、奇数碳脂肪酸和胆固醇分解代谢中可产生丙酰C0A。正常情况下，丙酰COA经羧化生成甲基丙二酰C0A,后者再受甲基 丙二酰CoA变位酶和辅酶B12(即5'-dA·B12)的作用转变为琥珀酰CoA,最后进入三羧酸循环而被氧化利用（参看糖代谢）。 CH CH, CH-CO~SCoA +C02 CH,-CO SCoA 丙酰CoA 玻化的 CH-CO~SCoA 3-A.B 变位酵 CH, COOH COOH 甲基丙二酰CoA 琥珀陈CoA 当维生素B12缺乏时，由于这些代谢途径受阻，将导致甲基丙二酰COA和丙酰COA的堆积，结果引起甲基丙二酰COA水解，产生甲基丙二 酸由尿排出。所以维生素B12缺乏病人尿中出现甲基丙二酸，这可作为一个很灵敏的诊断指标。据分析，患者脑脊液中甲基丙二酸的浓度大于 血浆中浓度，表明代谢障碍主要发生在神经组织。另外，同位素示踪实验发现，堆积的丙酰C0八掺入到病变的神经髓鞘，构成异常的奇数碳脂 防酸(15C和17C),这可能与神经髓鞘的退行性变有关。因为5'·dA·B12所参与的代谢途径与叶酸无关，所以维生素B12缺乏患者除了造血系 统的症状与叶酸缺乏相似外，尚有其独特的神经症状。维生素B?12缺乏引起丙酸C0A代谢障碍可用下列图解表示。 氨基酸（异充氨酸、苏氮酸等）、 变位 起圆醇侧链 、搜化 丙酰C6A 甲基丙二戢C0A →就珀最CoA 奇数碳脂防酸 5-dA"B 缺乏 掺人健附，构成异常奇数甲基丙二酸 TCA循环 碳脂防酸 由尿排出 皱鞘病变 神经症状 图3-5维生素B12缺乏对丙酰CoA-代谢的影响 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（每日仅需2？微克），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。但是维生素BI2的吸收与正常胃粘膜分泌的一种糖蛋白密切相关，这种糖蛋白叫做内因子(intrinsic factor简写IF)。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B?12的吸收部位在回肠下段，只有维生素B12与内因子结合成IF-B12 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。 二、维素素C和P 维生素C又名抗坏血酸(ascorbic acid),它是含有内脂结构的多元醇类，其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dehydroascorbic acid)还可接受氢而被还原。 维生素C含有不对称碳原子，具有光学异构体，自然界存在的、有生理活性的是L·型抗坏血酸。 维生素C在酸性水溶液(pH<4)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Cu++、Fε+++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。此外，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。 O=C HO-C +2 HO HO-CH HO-CH CH,OH CH,OH 抗红血酸 脱氢抗坏血破 (维生案C) (氧化类维生素C) 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
由上图可见，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N5－ CH3·FH4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B?12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。 上述以CH3·B12作辅酶的甲基移换反应不仅促进FH4的再利用，而且还促进蛋氨酸的再利用(蛋氨酸→同型半胱氨酸→蛋氨酸，参看氨基酸 的代谢)。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，除了考虑到它们的促核酸与蛋白质合成作用外，还考虑到它们有保护肝脏，防止发生脂肪肝的作用。 5′－脱氧腺苷钴胺(5′－dA·B12)是甲基丙二酰辅酶A变位酶的辅酶，参与体内丙酸的代谢。 体内某些氨基酸、奇数碳脂肪酸和胆固醇分解代谢中可产生丙酰CoA。正常情况下，丙酰COA经羧化生成甲基丙二酰CoA，后者再受甲基 丙二酰CoA变位酶和辅酶B12(即5′－dA·B12)的作用转变为琥珀酰CoA，最后进入三羧酸循环而被氧化利用(参看糖代谢)。 当维生素B12缺乏时，由于这些代谢途径受阻，将导致甲基丙二酰COA和丙酰COA的堆积，结果引起甲基丙二酰COA水解，产生甲基丙二 酸由尿排出。所以维生素B12缺乏病人尿中出现甲基丙二酸，这可作为一个很灵敏的诊断指标。据分析，患者脑脊液中甲基丙二酸的浓度大于 血浆中浓度，表明代谢障碍主要发生在神经组织。另外，同位素示踪实验发现，堆积的丙酰CoA掺入到病变的神经髓鞘，构成异常的奇数碳脂 肪酸(15C和17C)，这可能与神经髓鞘的退行性变有关。因为5′－dA－B12所参与的代谢途径与叶酸无关，所以维生素B12缺乏患者除了造血系 统的症状与叶酸缺乏相似外，尚有其独特的神经症状。维生素B?12缺乏引起丙酸CoA代谢障碍可用下列图解表示。 图3-5 维生素B12缺乏对丙酰CoA-代谢的影响 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(每日仅需2?微克)，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。但是维生素B12的吸收与正常胃粘膜分泌的一种糖蛋白密切相关，这种糖蛋白叫做内因子(intrinsic factor简写IF)。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B?12的吸收部位在回肠下段，只有维生素B12与内因子结合成IF－B12 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。 二、维素素C和P 维生素C又名抗坏血酸(ascorbic acid)，它是含有内脂结构的多元醇类，其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dehydroascorbic acid)还可接受氢而被还原。 维生素C含有不对称碳原子，具有光学异构体，自然界存在的、有生理活性的是L－型抗坏血酸。 维生素C在酸性水溶液(pH＜4)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Cu++、Fe+++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。此外，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。维生素C在体内分解可以产生草酸和苏阿糖酸(threonic acid). COOH COOH HO 2] +H,0 [ol, COOH草酸 +2 0= COOH HC HC-OH HO-CH HO-CH HO-C HO-CH CHOH CH.OH CHOH CHOH 抗坏血酸 税氢抗杯血酸 二䦛古洛糖酸 L一苏阿糖破 维生素C具有广泛的生理作用，除了防治坏血病外，临床上还有许多应用，从感冒到癌症，维生素℃是应用最多的一种维生素。但是其作用 机理有些还不十分清楚，从使用的剂量来看，有越来越大的趋势，已超出了维生素的概念，而是作为保健药物使用了。 已知维生素C参与体内代谢功能主要有以下几个方面。 (一)参与体内的羟化反应 维生素C对于许多物质的羟化反应都有重要作用，而羟化反应又是体内许多重要化合物的合成或分解的必经步骤，例如胶元的生成、类固 醇的合成与转变，以及许多有机药物或毒物的生物转化等，都需要羟化作用才能完成。 1.胶元的合成 当胶元(collancg)合成时，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（详见第十五章）。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02、下ε+和a-酮戊二酸等，维生素C有助 于维持Fe++的还原状态，并能激活羟化酶. 胶原是细胞间质的重要成分，因此，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 可使毛细血管破裂，引起出血现象，临床上称为坏血病(scurvy). 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(7α？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。 因此，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。 3芳香族氨基酸的羟化 苯丙氨酸(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。 又如色氨酸(Tp)转变为5·羟色胺(5·HT)时也需要维生素C(参看氨基酸代谢和神经组织生化等章节)，儿茶酚胺和5·羟色胺都是重要的神经 递质，它们在调节神经活动方面有重要作用。 4.有机药物或毒物的羟化 药物或毒物在内质网上的羟化过程，是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（参看肝脏生化一章中生物转化作 用)。 (二)还原作用 维生素C在体内作为重要的还原剂而起作用，主要有以下几个方面。 1.保护疏基和使巯基再生 已知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蛮H,而维生素C能使酶分子中·$H保持在还原状态，从而保持酶有一定的 活性，维生素C还可使氧化型的谷光甘肽(G·S·S·G)还原为还原型的谷胱甘肽(G·SH),使·SH得以再生，从而保证谷胱甘肽的功能。例如 不饱和脂酸易被氧化成脂性过氧化物，后者可使各种细胞膜，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G·SH便氧化成G-S·S~G,在 谷胱甘肽还原酶催化下，维生素C也可使G·S·S·G还原成G·SH,从而使后者不断得到补充。 维生素C G-S-S G ,不惚和脂防酸 (还原型) (1) 2 维生素C 420-SH 脂性过氧化物 (氧化型) 图36维生素C与谷胱甘肽拉化还原反应的关系 (1):G-SH还原酶(2)：G-SH过氧化酶 再如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，金属离子能与体内疏基酶类的奎H 结合，使其失活，以致代谢障碍而中毒。维生素C可以将G·S·S·G还原为G·SH,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
体内贮存甚少，必须经常由食物供给。维生素C在体内分解可以产生草酸和苏阿糖酸(threonic acid)。 维生素C具有广泛的生理作用，除了防治坏血病外，临床上还有许多应用，从感冒到癌症，维生素C是应用最多的一种维生素。但是其作用 机理有些还不十分清楚，从使用的剂量来看，有越来越大的趋势，已超出了维生素的概念，而是作为保健药物使用了。 已知维生素C参与体内代谢功能主要有以下几个方面。 (一)参与体内的羟化反应 维生素C对于许多物质的羟化反应都有重要作用，而羟化反应又是体内许多重要化合物的合成或分解的必经步骤，例如胶元的生成、类固 醇的合成与转变，以及许多有机药物或毒物的生物转化等，都需要羟化作用才能完成。 1.胶元的合成 当胶元(collancg)合成时，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(详见第十五章)。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、Fe++和a-酮戊二酸等，维生素C有助 于维持Fe++的还原状态，并能激活羟化酶。 胶原是细胞间质的重要成分，因此，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 可使毛细血管破裂，引起出血现象，临床上称为坏血病(scurvy)。 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(7α?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。 因此，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。 3.芳香族氨基酸的羟化 苯丙氨酸(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。 又如色氨酸(Trp)转变为5－羟色胺(5－HT)时也需要维生素C(参看氨基酸代谢和神经组织生化等章节)，儿茶酚胺和5－羟色胺都是重要的神经 递质，它们在调节神经活动方面有重要作用。 4.有机药物或毒物的羟化 药物或毒物在内质网上的羟化过程，是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(参看肝脏生化一章中生物转化作 用)。 (二)还原作用 维生素C在体内作为重要的还原剂而起作用，主要有以下几个方面。 1.保护巯基和使巯基再生 已知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桽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还可使氧化型的谷光甘肽(G－S－S－G)还原为还原型的谷胱甘肽(G－SH)，使－SH得以再生，从而保证谷胱甘肽的功能。例如 不饱和脂酸易被氧化成脂性过氧化物，后者可使各种细胞膜，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G－SH便氧化成G－S－S－G，在 谷胱甘肽还原酶催化下，维生素C也可使G－S－S－G还原成G－SH，从而使后者不断得到补充。 图3-6 维生素C与谷胱甘肽拉化还原反应的关系 (1)：G-SH还原酶(2)：G-SH过氧化酶 再如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桽H 结合，使其失活，以致代谢障碍而中毒。维生素C可以将G－S－S－G还原为G－SH，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