第二节 脂溶性维生素
维生素A、维生素D、维生素E、维生素K为脂溶性维生素，易溶于脂类及有机溶剂，在肠道随脂类物质吸收，在血液中与脂蛋白或特异性载体蛋白结合而运输。脂溶性维生素在体内能够储存，主要储存于肝和脂肪组织，故长期缺乏才会引起相应缺乏症，而摄入过多也能够引起中毒。
一、维生素A
（一）化学结构与活性形式
维生素A又称视黄醇（retinol）、抗眼干燥病维生素，是含有β-白芷酮环的不饱和一元醇。维生素A有两种，维生素A1（视黄醇）和维生素A2（3-脱氢视黄醇）。维生素A遇热或光而易被氧化。
维生素A主要来源于动物性食物，如肝、肉类、蛋黄、奶、鱼肝油等；植物中不含维生素A，但红、橙、黄色蔬菜和水果中含有丰富的β-胡萝卜素。β-胡萝卜素在加氧酶催化下可以转化为两分子视黄醇，故β-胡萝卜素称为维生素A原（图5-1）。在体内维生素A可氧化生成为视黄醛、视黄酸，视黄醇、视黄醛和视黄酸是维生素A的活性形式。
图5-1 维生素A和维生素A原
（二）生理功能
1．维生素A参与构成视觉细胞内感光物质
维生素A是构成视觉细胞中视紫红质的组成成分。视紫红质由视蛋白和11-顺视黄醛组成。当弱光照射到视网膜的视杆细胞时，11-顺视黄醛转变为全反视黄醛，视蛋白变构，通过与受体结合产生视觉冲动，之后视紫红质分解为视蛋白和全反视黄醛；分解产生的全反视黄醛还原转变为全反视黄醇，全反视黄醇在异构酶作用下可转变为11-顺视黄醇，11-顺视黄醇在11-顺视黄醇脱氢酶作用下又可转变为11-顺视黄醛；11-顺视黄醛可以重新与视蛋白合成视紫红质，从而形成一个视循环（图5-2）。
图5-2 视循环示意图
机体缺乏维生素A时，11-顺视黄醛补充不足，视紫红质合成减少，对弱光的敏感性降低，暗适应时间延长，严重时出现“夜盲症”。
2．维生素A参与维持上皮细胞的正常形态与功能
维生素A能促进上皮细胞的正常生长与分化，促进黏蛋白、透明质酸等细胞外基质的分泌，视黄醇、视黄酸还参与糖蛋白、蛋白聚糖的合成，维持上皮细胞的正常形态与功能。缺乏维生素A可引起皮肤、黏膜的上皮细胞过度角质化，表现为皮肤粗糙，毛囊角质化，眼部可出现泪腺萎缩、泪液分泌减少、角膜干燥，称为眼干燥病，因此维生素A又称为抗干眼病维生素。
3．维生素A促进儿童生长发育
维生素A通过调控基因表达对人体生长发育、细胞分化发挥重要作用。缺乏时，儿童可出现生长缓慢、发育不良。
4．维生素A还具有抗氧化及一定的抗癌作用
维生素A具有还原性，可清除氧自由基，控制细胞膜脂质过氧化，是良好的抗氧化剂。维生素A还可以诱导肿瘤细胞分化和凋亡，抑制肿瘤生长。
脂溶性的维生素A可以在体内蓄积，过量摄入可引起中毒。多见于婴幼儿预防治疗佝偻病时不合理使用鱼肝油。
二、维生素D
（一）化学结构与活性形式
维生素D又称钙化醇、抗佝偻病维生素，是类固醇的衍生物。维生素D有维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆钙化醇）两种。维生素D3主要存在于肝、蛋黄、鱼肝油等动物性食物中，人体皮下储存的7-脱氢胆固醇在紫外线照射下可以转化为维生素D3，7-脱氢胆固醇又称为维生素D3原。植物中含有麦角固醇，在紫外线照射下可转变为维生素D2，麦角固醇是维生素D2的维生素原。
维生素D3经过肝的羟化作用生成25-（OH）-D3，25-（OH）-D3进一步在肾羟化生成1，25-（OH）2-D3，1，25-（OH）2-D3是维生素D的活性形式（图5-3）。
图5-3 维生素D及其活性形式
（二）生理功能
1，25-（OH）2-D3具有类固醇激素样作用，通过作用于胞内受体调节相关基因表达，可促进小肠钙磷的吸收和肾对钙磷的重吸收，维持血钙、血磷的正常水平，同时促进骨盐的沉积，维持骨、牙的正常生长与更新。维生素D缺乏时，儿童易患佝偻病，成人可发生骨质软化，老人易发生骨质疏松。因此，维生素D又称抗佝偻病维生素。
长期摄入维生素D过多也可引起中毒，表现为软组织钙化、高钙血症及高血压等。
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手足搐搦症
维生素D缺乏初期，甲状旁腺代偿不足，或者补充维生素D初期使骨骼钙化加速，血钙沉积到骨骼过多，使血钙过低会出现小儿惊厥和手足搐搦，称为手足搐搦症。发作时神志清，腕部屈曲，手指伸直，拇指内收足踝部跖屈，足前部内收，两眼凝视、惊跳或部分面肌抽动，一般不发热，甚至会出现喉痉挛引起窒息。
三、维生素E
（一）化学本质和活性形式
维生素E又称生育酚（tocopherol），主要来自植物油和种子胚芽中，天然维生素E有多种，差异仅在于其侧链R1、R2、R3上（图5-4）。维生素E为淡黄色油状物，无氧条件下稳定，在空气中极易被氧化。
图5-4 维生素E结构
（二）生理功能
1．维生素E是体内最重要的脂溶性抗氧化物质
维生素E能保护生物膜不被氧化，从而维护生物膜的结构与功能，对延缓衰老也有一定作用。
2．维生素E与动物的生殖功能有关
动物缺乏维生素E会引起生殖器官受损甚至不孕。人类尚未发现维生素E缺乏所致的不孕症。临床上常用维生素E治疗先兆流产和习惯性流产。
3．维生素E可调节基因表达和细胞信号转导
维生素E可调控脂类代谢相关基因表达，调节脂类代谢，降低血浆低密度脂蛋白；影响细胞黏附和炎症相关基因表达和相关的信号转导过程，发挥抗炎、调节免疫功能的作用；维生素E还可以影响细胞周期调节相关基因，抑制细胞增殖。因此，维生素E对预防和治疗冠心病、肿瘤和延缓衰老有一定作用。
4．维生素E可促进血红素合成
维生素E能提高δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA）合成酶和ALA脱水酶的活性，促进血红素的合成。
四、维生素K
（一）化学本质和活性形式
维生素K因其功能与凝血酶原的合成有关，故又称凝血维生素。维生素K为2-甲基-1，4萘醌的衍生物，天然存在维生素K1和维生素K2两种，二者差别在于其侧链R的不同（图5-5）。维生素K1可以从多肝、鱼、肉和绿色植物中提取，维生素K2由肠道细菌代谢产生。目前临床常用的为人工合成的维生素K，主要有维生素K3和维生素K4。
图5-5 维生素K结构通式
（二）生理功能
1．维生素K的主要功能为促进凝血
凝血因子Ⅱ、凝血因子Ⅶ、凝血因子Ⅸ、凝血因子Ⅹ，抗凝血因子蛋白C和蛋白S需经γ-谷氨酰羧化酶的催化才能变为活性形式，而维生素K为γ-谷氨酰羧化酶的辅酶。维生素K缺乏可引起凝血时间延长或出血病症。
维生素K有还原型和环氧化物型两种形式，二者之间可以互相转化。环氧化物酶催化还原形式的维生素K变为环氧化物形式，环氧化物形式在还原酶的催化下变为还原形式。γ-谷氨酰羧化酶需要的辅酶为还原形式。新双羟香豆素是还原酶的抑制剂，抑制环氧化物形式变为还原形式，进而抑制凝血酶原的合成，故临床上新双羟香豆素作为抗凝血药使用。
2．维生素K对骨代谢也有重要作用
骨中的骨钙蛋白和骨基质Gla蛋白均为维生素K依赖蛋白，需要维生素K的参与才能发挥功能。
★ 考点提示：脂溶性维生素的功能与缺乏症