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均溶于脂类及脂溶剂，不溶于水，故称为脂溶性维生素。在食物中常与脂类共存，其吸收与脂类的吸收有关。因此，脂类物质吸收不良，脂溶性维生素吸收也相应减少，从而引起维生素缺乏症。当膳食摄入量超过机体需要时，维生素可以在机体内储存，但若长期摄入量过多，可引起维生素中毒。
一、维生素A
（一）化学本质、性质和来源
维生素A的化学本质是含有β－白芷酮环的不饱和一元伯醇，天然的维生素A有维生素A1（视黄醇，图5－1）和维生素A2（3－脱氢视黄醇，图5－2）两种形式。
图5－1 维生素A1（视黄醇）
图5－2 维生素A2（3－脱氢视黄醇）
维生素A的化学性质活泼，易被氧化而失去活性，紫外线照射也可使之破坏，故维生素A应放置在棕色瓶内保存。
维生素A的来源有两条途径。一条是来自动物性食品的维生素A，这一类维生素A是能够直接被人体利用的维生素，主要存在于动物肝脏中，如维生素A1存在于海水鱼肝中，维生素A2存在于淡水鱼肝中，还有奶和禽蛋中也含有丰富的维生素A。另一条是来自植物性食物中的维生素A原，其中最重要的是在体内可以转变成维生素A的β－胡萝卜素，它在菠菜、苜蓿、豌豆苗、红心甜菜、胡萝卜、青椒、南瓜等有色蔬菜中含量较多。
（二）生理功能及缺乏症
1．构成视紫红质
人类感受暗光的物质称为视紫红质，它是由维生素A1转变成的11－顺视黄醛和视蛋白结合而成。当在暗处感受弱光时，视紫红质中的11－顺视黄醛会迅速发生异构化作用转变成全反型视黄醛，因与视蛋白分离而失色，并在这一光异构化过程中因引起视网膜杆状细胞膜钙离子通道通透性的改变而引发神经冲动，从而产生视觉。当人们从光线强的地方进入暗处时，起初看不清物体，稍微等一会儿才能看清，原因就是在暗光下视紫红质的合成加强，使视杆细胞内的视紫红质含量增多，而眼睛对弱光的感光性取决于视紫红质的浓度，所以人们在弱光下稍停片刻后才能看清物体。
当维生素A缺乏时，11－顺视黄醛得不到足够的补充，视紫红质合成减少，对暗光敏感度降低，在暗处就不能很好地辨别物体，以至于暗适应时间延长，从而引起夜盲症。
2．维持上皮细胞的完整和健全
维生素A是上皮细胞完整的必需物质，与上皮组织中的黏多糖的合成密切相关。因此，当维生素A缺乏时，上皮组织中的黏多糖的合成受阻，从而引起分泌黏液的功能降低，使得皮肤及各器官（如呼吸道、腺体等）的上皮组织干燥、增生和角质化等，皮肤外观症状为弹性下降、干燥、粗糙、毛囊角质化、失去光泽等。在眼部的病变是角膜和结膜表皮细胞退变，泪液分泌减少，泪腺萎缩，从而失去抵抗细菌入侵的功能，易产生干眼病。所以维生素A又称为抗干眼病维生素。
3．其他作用
流行病学研究表明，食物中维生素A的摄入量与癌症的发生率呈负相关。动物实验也表明摄入维生素A有减轻致癌物质的作用。有人认为这与维生素A能增强机体免疫力有关。实验已证明视黄醇及代谢物能抑制癌基因的表达，胡萝卜素可以直接清除自由基，是有效的抗氧化剂，而且临床上已经证明，多食含β－胡萝卜素的食物可以降低吸烟者肺癌的发生率。
4．维生素A中毒
摄入维生素A过多，超出视黄醇结合蛋白的结合能力，可引起维生素A中毒。目前多见于1～2岁的婴幼儿。主要表现有毛发易脱、皮肤干燥、瘙痒、烦躁、厌食、肝大及出血等症状。
二、维生素D
（一）化学本质、性质和来源
维生素D为类固醇衍生物，又称为抗佝偻病维生素。它含有环戊烷多氢菲结构。其中，维生素D2（麦角钙化醇，图5－3）和维生素D3（胆钙化醇，图5－4）最为重要。
植物油和酵母中含有的麦角固醇不能被人体吸收，但在日光或紫外线照射下转变为可被人体吸收的维生素D2，称为维生素D2原。人体皮下的7－脱氢胆固醇，在紫外线的照射下可以转变为维生素D3，称为维生素D3原，维生素D3原是人体内维生素D的主要来源。维生素D在小肠吸收后，和乳糜微粒一起经淋巴入血，在血液中与维生素D结合蛋白（DBP）结合后运至肝。一般来说，人体通过皮肤合成的维生素D3能够满足机体的需要。因此，多进行日光浴和户外活动可预防佝偻病的发生。
图5－3 维生素D2
图5－4 维生素D3
在体内维生素D的活性形式是1，25－（OH）2－D3，维生素D3需在肝内先羟化生成25－（OH）－D3，然后经肾羟化生成1，25－（OH）2－D3后才能发挥作用。
维生素D为无色针状晶体，对光比较敏感，化学性质一般较稳定，耐热性强，对氧、酸及碱较稳定，不易破坏。
鱼肝油、肝、蛋、奶等动物性食品是维生素D的主要来源。孕妇在选择鱼肝油和维生素D强化食物时，一定要遵照医生的嘱咐，不可过量，以免引起中毒。
（二）生理功能及缺乏症
1，25－（OH）2－D3可促进肠道黏膜合成钙结合蛋白，使小肠对钙和磷的吸收增加。同时1，25－（OH）2－D3可促进肾小管细胞对钙、磷的重吸收，从而提高血钙、血磷的浓度，这是成骨作用的必要条件。维生素D还具有促进成骨细胞形成和促进钙在骨质中沉积成磷酸钙、碳酸钙等骨盐的作用，有助于骨骼和牙齿的形成。维生素D、降钙素、甲状旁腺素等在体内共同调节，以维持机体钙、磷的平衡。
若缺乏维生素D，婴幼儿会出现佝偻病，成年人则会发生软骨病。因此，在临床工作中，应注意小儿毛发、骨骼发育的情况，出现缺钙症状时，应及时适量补充维生素D。维生素D摄入量过多时则会发生中毒，表现为高血钙、高钙尿症、高血压及软组织钙化等。
三、维生素E
（一）化学本质、性质和来源
维生素E包括生育酚和生育三烯酚两类（图5－5、图5－6），每类又分α、β、γ和δ四种，其中以α－生育酚生理作用最强。其化学结构为苯骈二氢吡喃的衍生物结构。
维生素E在无氧条件下具有较强的耐热性，对酸稳定，对碱不稳定，但对氧极为敏感，易于自身氧化，因此，可以保护其他易被氧化的物质，常用于食品添加剂中，以保护脂类或维生素A不饱和脂肪酸被氧化。值得注意的是，冷冻储存食物时，生育酚容易丢失。
图5－5 生育酚
图5－6 生育三烯酚
维生素E在植物中广泛存在，其中以豆油、玉米油、麦胚油等含量最多，蔬菜和豆类中含量也比较丰富。
（二）生理功能及缺乏症
1．抗氧化作用
维生素E是体内重要的抗氧化剂，具有较强的清除自由基的能力，能保护生物膜中的不饱和脂肪酸，避免其过氧化反应，以维持生物膜的正常流动性，从而保护生物膜的结构和功能。
2．与动物的生殖功能关系密切
实验证明，维生素E对动物（如鼠和昆虫）的生殖功能很重要，在动物体内缺乏维生素E时会导致不育，但人类尚未发现因维生素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．能促进血红素的合成
维生素E能提高血红素合成过程中的关键酶δ－氨基－γ－酮戊酸（ALA）脱水酶和ALA合成酶的活性，从而促进血红素的合成。新生儿缺乏维生素E可引起贫血。
4．其他作用
维生素E在体内能调节前列腺素和血栓素的形成，因而可抑制血小板凝集。另外，维生素E还能维持骨骼肌、心肌、周围血管和脑细胞的正常结构和功能，在预防和治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病、肿瘤和延缓衰老等方面具有一定的作用。
四、维生素K
（一）化学本质、性质和来源
维生素K又称为凝血维生素，其化学本质是具有异戊烯类侧链的2－甲基－1，4－萘醌的衍生物。自然界中发现的有两种形式，即维生素K1和维生素K2（图5－7、图5－8），维生素K1主要存在于绿叶蔬菜中，而维生素K2是人体肠道细菌的代谢产物。临床上应用的是人工合成的2－甲基－1，4－萘醌，即维生素K3（图5－9），和4－亚氨基－2－甲基萘醌，即维生素K4（图5－10）。它们的生物活性高于维生素K1和维生素K2。
维生素K的耐热较强，但容易被光照和碱破坏。
牛肝、鱼肝油、蛋黄、乳酪、优酪乳、海藻、紫花苜蓿、菠菜、甘蓝菜、莴苣、花椰菜、豌豆、香菜等绿叶蔬菜中含有丰富的维生素K。
图5－7 维生素K1
图5－8 维生素K2
图5－9 维生素K3
图5－10 维生素K4
（二）生理功能及缺乏症
维生素K能加快血液凝固，其生化机制源于维生素K是γ－谷氨酰羧化酶的辅酶。血液中凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ及抗凝血因子C和蛋白因子S在肝脏初合成时为无活性前体，这些无活性的凝血因子前体转化为有活性且需要其分子中4～6个谷氨酸残基在γ－谷氨酰羧化酶的催化下羧化生成的γ－羧基谷氨酸（Gla），Gla有很强的结合钙离子的能力，Ca2＋起桥联作用，一侧与γ－羧基谷氨酸连接，另一侧与磷脂相连，由此形成的多酶复合体是凝血反应的基础。当维生素K缺乏时，凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的活化过程受阻，影响血液凝固，导致凝血时间延长，严重时可出现肌肉或胃肠出血。
在自然界中，维生素K的来源途径广泛，以绿色食物为最，再加上人体自身可产生一定量的维生素K，因此，一般情况下人体不会出现维生素K缺乏症。然而，当机体膳食中缺乏绿色蔬菜或者长期服用抗生素使肠道细菌生长受到抑制时，可能会发生维生素K缺乏症。由于新生儿缺乏肠道细菌，加上吸收不良，会暂时出现维生素K缺乏症。
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