第三节 水溶性维生素

水溶性维生素在体内无储存，当血中浓度超过肾阈值时，即从尿中排出。因此必须从膳食中不断供应，也少有中毒现象出现。水溶性维生素包括B族维生素和维生素C。B族维生素在体内主要构成辅酶的成分而参与物质代谢。

一、维生素B1

（一）化学本质及来源

维生素B1又称抗脚气病维生素。是由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环所组成，故又称为硫胺素。维生素B1主要存在于种子外皮及胚芽中，米糠、麦麸、黄豆、瘦肉等含量丰富。维生素B1耐热，酸性溶液中稳定，碱性条件中加热破坏。维生素B1极易溶于水，故淘米时不宜多洗，以免损失维生素B1。

（二）生物化学功用及缺乏症

维生素B1在小肠吸收后，经血液运至肝，转变为焦磷酸硫胺素（TPP）, TPP是维生素B1在体内的活性形式。

1.TPP是α-酮酸氧化脱羧酶系的辅酶 α-酮酸脱氢酶复合体催化α-酮酸的氧化脱羧反应，如丙酮酸和α-酮戊二酸的氧化脱羧反应，该反应是糖彻底氧化供能的关键步骤。在正常情况下，神经组织所需能量主要靠糖氧化供给。当维生素B1缺乏时，体内TPP含量减少，α-酮酸氧化脱羧反应受阻，导致体内能量供应不足，尤其是神经组织能量供应受到影响，并伴有丙酮酸、乳酸在神经组织堆积，可出现神经肌肉兴奋性异常和心肌代谢功能紊乱，表现为多发性神经炎，典型的缺乏病为脚气病。

2．抑制胆碱酯酶的活性 维生素B1还可抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆碱的水解。乙酰胆碱是神经传导递质，当维生素B1缺乏时，由于胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱水解加速，使神经正常传导受到影响，致胃肠蠕动缓慢，消化液分泌减少，引起食欲不振、消化不良等消化功能障碍。

二、维生素B2

（一）化学本质及来源

维生素B2又称核黄素，是核醇和6,7-二甲基异咯嗪的缩合物。核黄素的异咯嗪环上N1和N10之间有两个活泼的双键，可反复接受或释放氢，具有可逆的氧化还原性质。维生素B2耐热，在酸性环境中较为稳定，在碱性溶液不耐热，对光极为敏感，所以在烹调食物时不宜加碱。维生素B2广泛存在于动物性和植物性食物中，以肝、肾、心、乳、蛋黄和豆类中含量较多。

（二）生物化学功用及缺乏症

维生素B2进入人体后转变成黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。FMN和FAD是核黄素的活性形式，是黄酶的辅基，在体内生物氧化过程中起递氢作用。

当维生素B2缺乏时，常见症状是睑缘炎、唇炎、口角炎、舌炎和阴囊炎等。维生素B2缺乏常与其他B族维生素缺乏症同时发生。

三、维生素PP

（一）化学本质及来源

维生素PP又称抗癞皮病维生素，是吡啶的衍生物。它包括尼克酸（又称烟酸）和尼克酰胺（又称烟酰胺）两种，在体内尼克酸很容易转变为具有生物活性的尼克酰胺。维生素PP性质稳定，不易被酸、碱和加热破坏。维生素PP存在于多种食物中，以酵母、花生、豆类和瘦肉中含量丰富。肝可利用色氨酸合成尼克酸，但其含量甚微，仍需由食物供给。

（二）生物化学功用及缺乏症

在体内，尼克酰胺与核糖、磷酸、腺嘌呤组成尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）, NAD+或NADP+是多种不需氧脱氢酶的辅酶，在生物氧化过程中起传递氢的作用。

缺乏维生素PP时，体内NAD+、NADP+含量降低，代谢物不能进行正常氧化，引起代谢障碍，所以易患癞皮病，表现为皮肤暴露部位出现对称性皮炎、胃肠炎及神经炎，严重者可出现痴呆。以玉米为主食的地区易患维生素PP缺乏症，因为玉米中色氨酸含量贫乏。

四、维生素B6

（一）化学本质及来源

维生素B6是吡啶的衍生物，包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺。在体内吡哆醇可以转变为吡哆醛和吡哆胺。维生素B6在酸中较为稳定，但易为碱破坏，中性环境中易被光破坏。高温下可迅速被破坏。维生素B6在动植物中分布广泛，蛋黄、鱼类、肉类、乳汁、豆类、谷类、种子外皮及绿叶蔬菜中含量丰富。

（二）生物化学功用及缺乏症

维生素B6在体内经磷酸化生成磷酸吡哆醛及磷酸吡哆胺，二者是转氨酶的辅酶，在氨基酸代谢中起传递氨基的作用。

磷酸吡哆醛还是某些氨基酸脱羧酶的辅酶，可促进谷氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸。后者对中枢神经系统有抑制作用，临床上常用维生素B6治疗婴儿惊厥和妊娠呕吐。

磷酸吡哆醛是ALA合酶的辅酶，ALA合酶是血红素合成的限速酶，缺乏维生素B6可引起小红细胞性贫血。

因异烟肼易与吡哆醛结合成异烟腙而从尿中排出，导致维生素B6缺乏，故长期服用异烟肼进行抗结核治疗时，还应加服维生素B6。

五、生物素

（一）化学本质及来源

生物素是由噻吩和尿素相结合的骈环并带有戊酸侧链的化合物。耐酸而不耐碱，常温稳定，高温和氧化剂可使其失活。生物素在动植物界广泛存在，肝、肾、牛奶、蛋黄和酵母中含量最丰富，其次为菜花、坚果和豆类。人肠道细菌也能合成生物素，故很少出现缺乏症。

（二）生物化学功用及缺乏症

生物素是体内多种羧化酶的辅酶。在羧化反应中，生物素可与CO2结合，起着CO2载体的作用。

生物素对某些微生物如酵母菌、细菌等的生长有强烈的促进作用。

生鸡蛋清中含有一种抗生物素蛋白，它能与生物素结合成为一种稳定、无活性并难以吸收的化合物，如大量食用生鸡蛋，可导致人体生物素缺乏症。主要表现为疲乏、恶心、食欲不振、皮炎及脱屑性红皮病。

六、泛酸

（一）化学本质及来源

泛酸又称遍多酸，因广泛存在于生物界而得名。肉、蛋、奶、鱼类和谷物，均含有一定量的泛酸。泛酸在中性溶液中对热、氧化剂和还原剂稳定，但易被酸碱破坏。

（二）生物化学功用及缺乏症

人体内的泛酸，与巯基乙胺和3′-磷酸腺苷5′-焦磷酸结合，组成辅酶A（CoA-SH）。辅酶A是酰基转移酶的辅酶，起转移酰基的作用。

泛酸在体内广泛参与糖、脂类和蛋白质代谢及肝的生物转化作用。

食物中富含泛酸，一般很少有泛酸缺乏症。但在治疗其他B族维生素缺乏症时，同时给予适量的泛酸常可提高疗效。

七、叶酸

（一）化学本质及来源

叶酸又称碟酰谷氨酸，由蝶呤啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸结合而成。由于在植物的绿叶中含量丰富，故名叶酸。在酸性溶液中不稳定，在中性及碱性溶液中耐热，对光照敏感。叶酸主要存在于新鲜绿叶蔬菜、肝、肾和酵母中，其次为乳类、肉类和鱼类。

（二）生物化学功用及缺乏症

叶酸进入人体后，在小肠、肝或组织中被二氢叶酸还原酶还原为二氢叶酸（FH2），再进一步还原生成四氢叶酸（FH4）。FH4是叶酸的活性形式，是一碳单位转移酶的辅酶。作为一碳单位的载体参与体内多种物质，如胆碱、蛋氨酸、嘌呤和胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成。当叶酸缺乏时，DNA合成受到抑制，骨髓幼红细胞中DNA合成减少，红细胞分裂速度降低，细胞体积增大，细胞核内染色质疏松，造成巨幼红细胞性贫血。

慢性酒精中毒时和抑制二氢叶酸还原酶的药物（如甲氨喋呤，甲氧苄氨嘧啶和干扰叶酸吸收的药物如某些抗惊厥药，口服避孕药）都能降低叶酸的血浆浓度，引起叶酸缺乏。还有在妊娠哺乳期间，都可导致体内叶酸需求增多，应适当补充叶酸。

八、维生素B12

（一）化学本质及来源

维生素B12又称钴胺素，是唯一含金属元素（钴）的维生素。植物中几乎完全找不到维生素B12，主要来源于动物性食物，以肝中含量最丰富。虽属B族维生素，却能贮藏在肝脏，用尽贮藏量后，经过半年以上才会出现缺乏症状。人体维生素B12需要量极少，只要正常饮食，就不会缺乏。临床上内因子和胃酸缺乏的病人，可导致维生素B12缺乏。少数吸收不良的人及素食者也须特别注意维生素B12缺乏。

（二）生物化学功用及缺乏症

维生素B12以甲基钴胺素（CH3-B12）的形式作为转甲基酶的辅酶，参与甲基的形成和转移。N5-甲基四氢叶酸是甲基的供应者，当转甲基酶的酶蛋白与钴胺素结合后，N5-甲基四氢叶酸即将其甲基转移给钴胺素，生成的甲基钴胺素将同型半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸，四氢叶酸即释出。可见，维生素可B12提高四氢叶酸的利用率。当维生素B12缺乏时，一方面不利于蛋氨酸的生成，而同型半胱氨酸堆积可造成同型半胱氨酸尿症。另一方面转甲基反应受阻，N5-甲基四氢叶酸堆积，使四氢叶酸的利用率降低，从而引起巨幼红细胞性贫血。

5′-脱氧腺苷钴胺素是L-甲基丙二酰CoA变位酶的辅酶。该酶催化L-甲基丙二酰CoA变为琥珀酰CoA。当维生素B12缺乏时，L-甲基丙二酸单酰辅酶A堆积，而后者结构又与体内脂肪酸合成的中间产物丙二酸单酰辅酶A相似，因而可以干扰体内脂肪酸的正常合成。脂肪酸合成的异常使神经髓鞘质变性退化。故缺乏维生素B12时，常有神经疾患。

九、维生素C

（一）化学本质及来源

维生素C又称抗坏血酸，是含有6个碳原子的多羟酸性化合物。其分子中C2及C3位上的烯醇式羟基容易释出H +，而具有酸性。这种特殊的烯醇式结构也使它容易释放氢原子，并使许多物质还原，故维生素C属于较强的还原剂。维生素C为无色片状结晶，有酸味。容易为加热或氧化剂所破坏，在pH值低于5.5的酸性环境下较稳定。维生素C广泛存在于新鲜蔬菜、水果中，尤以番茄、青椒、柑橘、鲜枣中含量丰富。植物组织中含有抗坏血酸氧化酶，能将维生素C氧化成无活性的二酮古洛糖酸，故新鲜水果存放过久，维生素便遭破坏。

（二）生物化学功用及缺乏症

1．促进胶原蛋白的合成 维生素C是胶原脯氨酸羟化酶和胶原赖氨酸羟化酶的辅助因子。胶原是体内结缔组织、骨、血管、韧带等的重要组成成分。当维生素C缺乏，可引起毛细血管脆性增加、牙齿易松动、易骨折及伤口不易愈合等。

2．参与胆固醇的代谢 维生素C是催化胆固醇转变为7α-羟胆固醇反应的7α-羟化酶的辅酶，促进胆固醇转变为胆汁酸进行排泄。

3．保护巯基作用 它能使巯基酶的—SH维持还原状态，使之不被氧化，以保持酶的活性。铅等重金属离子能与巯基酶的—SH结合，使其失活以致代谢障碍而中毒。维生素C可使氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽，还原型谷胱甘肽可与铅、砷等重金属离子结合排出体外，故维生素C具有解毒功能。维生素C的抗氧化作用还可以抵御自由基对细胞的伤害，保护细胞膜的正常功能。

4．改善铁和叶酸的利用 维生素C能使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁的吸收，提高铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。维生素C还能促进叶酸转变为具有生理活性的四氢叶酸。

5．增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力 人体受到异常的刺激，如剧痛、寒冷、缺氧、精神强刺激，会引发抵御异常刺激的紧张状态。该状态伴有交感神经兴奋、肾上腺髓质和皮质激素分泌增多。肾上腺髓质所分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素是由酪氨酸转化而来，在此过程需要维生素C的参与。维生素C可增强中性粒细胞的趋化性和变形能力，提高杀菌能力。

复习思考题

1．何谓维生素？如何进行分类？每类包括哪些维生素？在酶促反应中有何功能？

2．试述患维生素缺乏症的主要原因。

（沈红元）