维生素D和维生素A,E,K都是脂溶性的维生素,它们不溶于水,用脂溶剂可将其和其他脂类物质一起从动植物组织中提取出来,所以它们被视为脂类物质。它们共同的特点是可以储存在人体内的脂肪组织中,也就是具有可蓄积的特点。
1.维生素D
维生素D,实际上是所有的具有与胆钙化醇相同生物活性的甾醇(类固醇)的总称。1926年德国化学家温道斯(Adolf Windaus)发现了阳光能将一种甾醇——麦角固醇转变为维生素D,因此他获得了1928年的诺贝尔化学奖。维生素D的前体物质在动物和植物组织中都存在,分别为7-脱氢胆固醇和麦角固醇,7脱氢胆固醇还存在于哺乳动物皮肤中。两者在日光或紫外线的照射下分别转化为维生素D3(胆钙化醇)和维生素D2(麦角钙化醇),D2比D3多一个甲基和一个双键,它们统称为维生素D(见图4-46)。
图4-46 维生素D2和D3
7-脱氢胆固醇与胆固醇的不同之处在于,缺少通常连接在胆固醇分子第7个碳原子上的氢原子。这是一种相对稳定的脂类,它可存留在皮肤里,当暴露在阳光下时,太阳光的能量足以断裂7-脱氢胆固醇结构上的一个“环”,就形成了维生素D3。蘑菇中含有的麦角固醇是植物性甾醇,含量很高,经紫外线照射后就会形成维生素D2,又叫骨化醇。以上过程如图4-47所示。
图4-47 维生素D的合成
纯维生素D为白色结晶状,它是维生素家族中最稳定的成员,不怕热,不怕光,在中性及碱性溶液中能耐高温和氧化,在酸性条件下则逐渐被分解破坏。在一般食物烹调加工中不会损失,但脂肪酸败坏时可引起维生素D的破坏。维生素D只溶解于脂肪和脂溶剂中,不溶于水,所以食物中必须有适量的脂肪,使维生素D溶解于其中,才能被机体有效地吸收和利用。
在人体中,维生素D主要储存于脂肪组织和骨骼肌中,在肝、大脑、肺、脾、骨和皮肤中也有少量。在自然界中,维生素D主要存在于肝、乳、蛋黄、鱼肝油等动物性食品中。此外,经常晒太阳就可以获得维生素D。
维生素D的生理功能主要与钙和磷的代谢相关,其主要作用是能促进小肠对钙、磷的吸收,促进钙、磷周转、骨质更新,有利于钙和磷沉积于骨骼的有机基质中,促进骨和软骨组织的钙化,同时它还能够促进破骨细胞生成,产生骨溶,动员骨骼中的钙、磷在需要时游离出来,维持血液中钙、磷浓度的恒定,在肾脏中促进钙、磷的重吸收,减少钙、磷的丢失。维生素D还可防止血液中氨基酸的丢失。当维生素D缺乏时,尿中的氨基酸排出量也增高。
成年人缺乏维生素D可患软骨病,这是因骨内储存的钙和磷消耗而得不到足够补充所引起。此病常出现在一些钙量摄入低,日晒太少(因此自身合成维生素D的机会少),并经历多次怀孕和授乳的妇女中,在妊娠、哺乳和老年人群中最常见,主要表现为骨软化、变形、易发生骨折等。婴儿和儿童软骨病人,往往由于低血钙而痉挛。在怀孕、哺乳期,维生素D的摄入量更需适当增加。缺乏维生素D时,发育期儿童易患佝偻病(即骨软化症),成年人也会得佝偻病。如果钙只能从骨骼中而不能有效地从肠和肾脏再循环中获取,腿部和脊柱的骨骼就会发生软化,甚至可以使一个二十多岁、身材很高、骨骼发育健全的年轻女士,经过几次怀孕后到30岁时就会变成罗圈腿和驼背。
维生素D是一种类固醇,其作用类似于其他类固醇激素。它是我们已知的仅有的一种可以转化成激素的维生素,还是唯一一个人体自身可以合成的维生素。世界上大多数人都是依靠晒太阳来维持体内适量的维生素D含量的。当紫外线照射到皮肤中的7-脱氢胆固醇时,胆固醇就会转换为维生素D3而直接被血液吸收。随后肝和肾脏就能逐渐将其转换为维生素D3的活性形式——1,25-二羟维生素D3,而后才能发挥生理作用。影响肝或肾脏的疾病可能会影响这个过程,从而产生维生素D缺乏症状。
事实上,合成维生素D并不需要用太多时间进行日光浴,只要走出门外,甚至穿着较薄的衣服都足够了。研究指出,15分钟的日照和2000毫克的维生素D补充剂效果相当。但应注意的是,爱清洁的人如频繁用肥皂洗澡,尤其是如每日使用肥皂冲凉多次,会使皮肤凭借阳光的紫外线而合成的脂溶性维生素D丧失大部分。另外,使用防晒剂也会阻止皮肤合成维生素D。根据美国科学家的试验,防晒剂会吸收掉合成所需波长的紫外线。
维生素D非常重要,然而另一方面,维生素D在所有维生素中潜在的毒性又是最大的。长期过量摄入合成片剂会引起食欲减退、恶心和呕吐,维生素D对中枢神经系统的作用还可能导致一种严重的心理压抑。如果连续过量摄入维生素D还会将血液中各种矿物质的水平提高到一个危险的界限,迫使钙沉积在如心脏和肾脏这样的软组织中。钙沉积在关键器官可能会引起其功能失常,对健康和生命带来严重的后果。服用维生素D补品是很容易发生摄入过量的,因为无法估计身体组织为该维生素所能建立的储备。摄入维生素D达到标准量的5倍就会引发幼儿和成年人的维生素D中毒症状,长期摄入过多的维生素D(超过每天125微克),将引起高血钙和高尿钙,造成食欲减退、口渴、恶心、呕吐、便秘、腹泻交替出现,严重者将因肾钙化、心脏和大动脉钙化而死亡。美国曾报道,有些人饮用某种牛奶后发生维生素D中毒,其中两人死亡,经查明原因是牛奶厂商在牛奶中添加的维生素D高达标准需求量500倍。
维生素D除了调节体内钙、磷代谢和平衡,维持骨骼健康等功能外,近几年国外研究发现,不仅骨组织,许多其他组织或细胞如胰岛细胞、血管内皮细胞以及脂肪组织等都与维生素D有关,探讨维生素D的新功能已成为近几年的国际研究热点,已发现的有能抑制多种组织细胞增殖、分化和发挥免疫调节、改善糖代谢等多种生物学功能。
2.维生素A
与甾醇不同,维生素A,E,K是一类由碳、氢、氧元素组成的有着较长碳链的化合物,碳链上的单个碳氢化合物组件由称为“异戊二烯单位”的结构组成。异戊二烯的分子式是C5H8,但通常认为异戊二烯单位不一定要有烯键(双键),主要看分子结构的基本骨架(碳架)是否由如图4-48所示的结构构成。维生素A,E,K的分子式如图4-49所示。
图4-48 异戊二烯和异戊二烯单位
早在1929年,英国生物化学家穆尔(Thomas Moore)就证明了用含有胡萝卜素的饲料喂养大鼠,其肝内就会储存维生素A。1937年,美国化学家霍姆斯(Harry Nicholls Holmes)和戈贝特(Ruth Elizabeth Corbet)从鱼肝油中得到了维生素A的晶体。维生素A和D的作用一样,有点像激素,可引导细胞将一种物质转化为另一种物质,或储存,或释放。应当说维生素A又是功能最多的一种维生素,其功能涵盖方方面面,包括视觉、免疫、皮肤的维护、骨骼和身体生长、细胞的正常发育以及生育等等。
首先,维生素A是视觉维生素,它又称视黄醇,是一个具有脂环(闭合的碳环,但不含苯环)的不饱和一元醇,包括维生素A1,A2两种(见图4-50)。视黄醇储存在肝脏中,由肝脏进入血液,然后进入细胞内。在细胞需要的时候,视黄醇可被转化为另外两种活性形式:视黄醛和视黄酸。
图4-50 维生素A1和维生素A2
维生素A1(视黄醇)是一种几乎无色(淡黄色)的脂溶性物,主要存在于海鱼的肝脏中。维生素A2的结构是在环中3号位上多了一个双键,主要存在于淡水鱼的肝脏中。维生素A不溶于水,因此蒸煮提取时也不损失。在空气中和日光下其醇、醛、酸形式可通过氧化而迅速破坏。缺乏维生素A,会引起皮肤上皮和角膜疾患及夜盲症。维生素A能使上皮细胞分泌黏液,缺乏时泪液分泌减少、发生干眼病,引起机体不同组织上皮干燥、毛囊角化、增生,指甲多纹、无光泽,头发干燥易脱落。另外,维生素A缺乏时,免疫功能低下,儿童生长发育迟缓。
尽管目前对皮肤和角膜损伤(角化病和干眼症)的生化机制尚不清楚,但维生素A在眼视网膜中的生理功能却早已被人们熟知。视网膜是眼的感光部分,结构十分复杂,由五层细胞组成,如图4-51所示。第一层是视细胞,有圆柱状的视柱细胞(视杆细胞)和圆锥状的视锥细胞两种。视柱细胞只能分辨光线的强弱,不能辨别颜色。但视柱细胞对光的敏感性很强,能在光照很弱的环境中工作,行使黄昏视觉或暗视觉。在强光下,它反而失去功能。视锥细胞能分辨颜色,还能分辨物体的细节。但视锥细胞必须在光亮的环境中工作。
图4-51 人眼视网膜的结构
人同时具有视杆细胞和视锥细胞,既能在夜晚视物,白天又有色觉。但有些动物就没有这么幸运了。比如猫头鹰只有视杆细胞,而没有视锥细胞,所以它在夜间视觉敏锐,而到白天却视力很差,也没有色觉。鸽子和鸡却相反,只有视锥细胞,没有视杆细胞,所以是天生的夜盲。
人眼的视网膜上,有1.3亿个杆状的视杆细胞,用以感觉弱光和黑白视像;有700万个锥体状的视锥细胞,用以感觉强光和彩色视像。视锥细胞集中于视轴所对应的凹陷处(中央凹)附近,这是色觉最好、分辨率最高的部位。
视杆细胞遍布于整个视网膜。科学家指出,当夜间一只萤火虫从眼前飞过时,立即就会引起视杆细胞产生复杂的化学变化。这是因为在视杆细胞中,含有感光物质:视紫红色素(或叫视紫质)。它是蛋白质(视蛋白)和视黄醛(维生素A的衍生物)的复合体。当视紫质受到萤火虫微弱的亮光照射时,即会使这一复合体分子分解成氧化型维生素A(即反视黄醛)和视蛋白,这一过程也就是使视紫红色素分子褪色(漂白),随即产生一股仅有几十万分之一伏的微弱电流,传入与视网膜相连的视神经中,视神经再以约500千米每小时的速度将信号传入大脑。大脑分析这传入的信号后马上作出判断:这是萤火虫。整个电化学过程仅费时千分之二秒。然后反视黄醛(褪色的视紫质)分子又部分分解为视黄醛,再重新与视蛋白结合成视紫红色素,不过每次发生反应时都有少量维生素A遭到破坏,要由血液提供足够的新鲜维生素A进行补充。补给量低时,就造成夜盲。在夜间,看到亮光一闪过后,眼睛重新恢复视力就会出现一段滞后现象,这种暗视觉恢复滞后的现象就称之为夜盲症,它表明维生素A的缺乏。视杆细胞不能再合成足够的视紫红质时,微光夜视的视觉就被损伤。
图4-52解释了维生素A在眼视网膜中的生理功能,这一研究是由沃尔德(George Wald)完成的,他因此获得了1967年的诺贝尔生理学和医学奖。沃尔德的主要贡献就是首次(1938年)成功地确定了视色素——视紫红质在光照下的化学变化以及与维生素A的关系,以后又准确地描述了三种不同类型视锥细胞的吸收光谱。
图4-52 维生素A在眼视网膜中的生理功能
视锥细胞中含有红、绿、蓝三种原色色素,但每个视锥细胞中仅含有其中一种色素。人在注视彩色物体时,这些视锥细胞就会分别产生电化学变化,刺激大脑。大脑则像调色板一样把三原色调和起来,从而产生五彩缤纷的色觉。如果这些电化学变化稍有差池,一个或多个视锥细胞蛋白氨基酸序列上的缺陷,就会导致不同程度的色弱或色盲。
在发展中国家,儿童致盲的最重要原因是维生素A缺乏。联合国教科文组织估计:在欧洲和亚洲,每年有100多万儿童因缺乏维生素A而死亡。世界卫生组织统计,处于维生素A缺乏危险中的儿童有2.3亿之多。
科学家因此想到,如果能在稻米中增加维生素A,就能让人们在食用稻米的同时起到补充维生素A的效果。瑞士和德国的科学家于是把来自两种黄水仙及两种细菌的四种基因转移到水稻中,使稻米中也可以产生足够的β-胡萝卜素。如今,研究成功的金色大米已在世界上推广。在位于菲律宾Los Banos的GMO研究中心,科学家研究的转基因大米的新品种能有效增加产量并提高营养价值,可以提高每天维生素A的摄入量并可避免缺乏维生素A所导致的失明和死亡。但反对者认为金色大米并没有进行健康危害和环境影响的评估,所以它遭受到绿色和平组织的强烈抗议。2012年,有关金色大米的试验也在中国引起了很大风波。
缺乏维生素A,除了会造成夜盲症、干眼病外,细胞分化和成熟过程也会受到影响,造成很多细胞不能成熟。如果是黏膜上皮中的杯形细胞(为黏液分泌细胞),则不能合成保护黏液,最终会死亡。
维生素A还能促进糖蛋白的合成。细胞膜表面的蛋白主要是糖蛋白,免疫球蛋白也是糖蛋白,维生素A摄入不足就会影响人体免疫功能,使人体抵抗力下降。身体的许多防御感染系统都依赖于适量、充足的维生素A的供给,因此维生素A还有一个“抗感染维生素”的美称。
维生素A还可以帮助骨骼生长。儿童如停止生长就表明体内维生素A状况已恶化,对这样的儿童迅速补充维生素A是当务之急。但必须注意,如果补充过量又会产生严重后果。曾有一位母亲就因缺乏科学常识而又爱女心切,让漂亮女儿服用了过多的鱼肝油,鱼肝油中主要成分维生素D和维生素A过量引起了骨骺过早闭合,结果下肢长骨很早就停止了发育,身高受到了严重影响。
维生素A的前体物质胡萝卜素呈深红色,其溶液显淡黄或橘黄色,最早发现存在于胡萝卜中,因此与其类似的这种色素就总称为类胡萝卜素。已知的类胡萝卜素达300种以上,颜色从黄、橙、红以至紫色都有。肝脏能将胡萝卜素转化成维生素A。来自于植物的许多食物都含有β-胡萝卜素,有些呈现亮橙色,色素越深,胡萝卜素含量就越高。胡萝卜、甜土豆、南瓜、芒果、甜瓜和杏都是胡萝卜素的丰富来源,黄色的甜薯也有较高的胡萝卜素含量,是胡萝卜的两倍。一些暗绿色的蔬菜,例如菠菜及其他青菜和花椰菜等,它们的颜色来自叶绿素和β-胡萝卜素。橙色和绿色的色素混合在一起使蔬菜呈现一种较深的暗绿色。胡萝卜素和类胡萝卜素的溶解度和稳定性与维生素A相似。从结构上可以看出(见图4-53),胡萝卜素在双加氧酶的作用下,可以很容易地转变为两分子的视黄醛,再继续在还原酶的作用下,即可转变成视黄醇。
图4-53 胡萝卜素和叶黄素的结构
烹调中胡萝卜素比较稳定,并且食物的加工和热处理有助于植物细胞内胡萝卜素的释放,提高其吸收率。但在长时间的高温下,特别是在有氧和紫外线照射的条件下,维生素A的损失也会有明显的增加。过量的视黄醇是有毒的,β-胡萝卜素则不然,它转换到视黄醇的效率不高,会发生损耗,不足以引起中毒症状。但如果β-胡萝卜素实在食用得太多,就会聚集在皮下脂肪中使皮肤呈现一种鲜黄色。
胡萝卜素色素呈深红色,这是因为它的分子里有着许多共轭双键(CC—CC,共轭是指两个双键共用一个单键)的缘故。化合物的共轭双键越多,吸收的光的波长就越长(见表4-5),这从这些化合物的紫外可见光谱图上就可以看得很清楚。图4-54中这几种类胡萝卜素分别是从吸收紫色光开始,一直到吸收蓝绿光,因此它们本身所显示的颜色就为吸收光的互补色,也就是从黄色逐渐变向红色。
表4-5 共轭双键的数目决定吸收波长的大小
续 表
图4-54 三种类胡萝卜素(番茄红素、γ-胡萝卜素、β-胡萝卜素)典型吸收光谱图
与胡萝卜素结构类似的还有叶黄素、虾青素、虾红素、番茄红素等多烯色素(见图4-55),统称为类胡萝卜素,是高度不饱和化合物(多烯),含有一系列共轭双键和甲基支链。色素的颜色随着共轭双键的数目而变动。共轭双键的数目越多,颜色越移向红色。
叶黄素是存在于植物体内的一种黄色多烯色素,与叶绿素共存,只有在秋天叶绿素被破坏后,方显其黄色。在自然界中叶黄素又与玉米黄素共同存在,是构成玉米、蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要组分,也是构成人眼视网膜黄斑区域的主要色素。人类眼睛含有的叶黄素和玉米黄素,必须靠含叶黄素和玉米黄素的食物来补充,若缺乏这两种色素,眼睛就会失明。虾青素是广泛存在于甲壳类动物和腔肠动物体中的一种多烯色素,在动物体内与蛋白质结合而存在,能因氧化作用而生成虾红素。番茄红素则是胡萝卜素的异构体,存在于番茄、西瓜及其他一些果实中,为洋红色结晶。
图4-55 叶黄素、虾青素、虾红素、番茄红素
近年来的一些研究证明维生素A及其衍生物有防癌作用,β-胡萝卜素及类胡萝卜素都具有抗癌作用。据调查,在一些食道癌、前列腺癌和胃癌等疾病的多发地区,那些经常食用番茄的人,要比其他人癌症发病率低。原因之一很可能就是由于番茄红素是一种具有抗氧化活性的色素。在试管实验中,番茄红素可以抑制癌细胞的增殖。石榴、番木瓜、杨葡萄、番茄和西瓜等水果都含有较多的番茄红素,因而显示红色。大多数天然类胡萝卜素都可以看作是番茄红素的衍生物。一些研究发现,身体组织中胡萝卜素少的人群很容易得癌。研究人员测量血清中的胡萝卜素,还发现其含量除以基础代谢速率(SMR)与生命的寿限(LPS)之间有着很好的相关性(见图4-56)。
维生素A在动物的肝脏、蛋类和奶类中含量较多,它的每日安全用量是300微克。动物尤其是野生动物的肝脏中富含维生素A,食用过多的动物肝脏是会维生素A中毒的。科学家在研究以后证实,肝会储存及累积维生素A等物质。某些动物,像哈士奇雪橇犬、海豹、北极熊以及部分鱼类的肝都含有相当高的维生素A。如果较多吃下这些肝,将会有危险,并且可能丧命。
维生素A还是一种强烈的人类胚胎致畸源。当它大剂量应用时,通过胎盘被动扩散可引起胎儿的泌尿生殖器、心脏及中枢神经系统多发畸形。在美国,曾合成了一种维生素A的同分异构体(13-顺式视黄酸),于1982年9月开始应用,不到两年时间,就导致了一场人间悲剧:69名孕妇服用该药,24例流产,21例先天性畸形,24例表观正常,可其中一部分婴儿在出生后7周便不明原因地死亡。
值得注意的是,最新的流行病学调查发现,人为补充β-胡萝卜素合成制剂会增加得肺癌的风险。复旦大学公共卫生学院俞顺章教授曾指出,在过去20多年中,中外科学家做了大量试验,得到了许多出乎意料的结果,人们心目中的“健康卫士”反而有可能促发某些癌症。科学家在芬兰给2.8万名吸烟者服用8年一定剂量的β-胡萝卜素和维生素E制剂后发现,该人群中肺癌的发病率反而上升了8%,心脏病的上升了11%,白内障的上升了20%。而美国一项针对吸烟人群的科学试验发现,长期服用较多的β 胡萝卜素和维生素A制剂,反会使肺癌发病率上升28%。
图4-56 灵长类和啮齿类动物血清中胡萝卜素与寿限的相关性
这就告诉我们:吸收维生素A应该从食物中去获得,除非是患病,一般不宜长期服用维生素A制剂。另外,对于一些维生素A含量特别高的动物肝脏,也不能多吃。“饮食有度,远离药物”,这应是一条基本的健康原则。
3.维生素E
维生素E可以说是遍布人体全身各处的一种维生素,它能防止人体组织受到氧化的破坏,最早是在1922年由美国化学家伊文斯(H.M.Evans)发现的。他发现雄性白鼠的生育能力下降及雌性白鼠易于流产都与缺乏一种神秘的化合物有关,这种神秘物质是一种脂溶性物质。起初这个化合物被命名为生育酚,并发现此种物质在谷类、蔬菜、大豆中,特别是在小麦胚芽中含量最丰富。以后,该化合物被命名为维生素E,并最终发现了它是个大家族,有着4种不同的生育酚化合物,分别命名为α,β,γ,δ-生育酚,另外还有α,β,γ,δ-生育三烯酚,这其中以α-生育酚的生物活性最高。α,β,γ,δ-生育酚四者之间的不同之处是环状结构上的甲基数目和位置不同(见图4-57)。
图4-57 维生素E的结构式
人们最初知道维生素E对实验动物的正常生殖机能(有抗不孕的功效)和肌肉活动是不可缺少的,后来才知道它因为有着酚的结构(酚类化合物易被氧化),所以在人体内有着良好的抗氧化性,可使细胞免受氧自由基的损害,还能保持红细胞的完整性,促进细胞合成以及保护白细胞,增强免疫作用。由于维生素E为脂溶性,存在于细胞膜中,因此能直接保护细胞膜。低维生素E膳食可引起红血球脆性、红细胞数量减少以及缩短红细胞的生存时间。在发生溶血性贫血的病人血液中,维生素E含量是很低的。临床上维生素E就可用于治疗溶血性贫血。维生素E还是辅酶Q合成的辅助因子,也与血红蛋白的合成有关。
缺乏维生素E,还会导致动脉粥样硬化、白内障等疾病;会使男性性功能低下,前列腺肥大;还影响精子的生成和繁殖能力。
由于维生素E是有效的抗氧化剂,因此它在体内还可以保护维生素C、维生素A和胡萝卜素不被氧化和失活,同时,亦能防止其他脂肪以及细胞膜遭酸败和破坏。在高压氧舱中,病人处在高氧浓度下,此时维生素E也能保护肺部细胞的细胞膜不受氧伤害。大剂量维生素E可以减少高压氧对机体的损害,减轻眼晶体纤维化。
人的衰老与组织中脂褐质(会形成老年斑)的堆积呈直接的比例关系,缺乏维生素E的动物这种色素的堆积也比正常者高。维生素E的抗氧化性可以减少脂褐质的生成,因此可能会使衰老过程减慢,但尚未有确切的证据证明维生素E可以延长寿命。
维生素E的抗癌作用在动物试验中尚未确定。但维生素E可破坏亚硝基离子,在胃中阻断亚硝胺生成要比维生素C更有效。维生素C与维生素E两者都有抗氧化作用,但维生素E为脂溶性,其防止生物膜的脂类过氧化作用更突出。两者有协同作用,不过大剂量的维生素C反而会降低维生素E的抗氧化能力。维生素E也能使维生素A免于氧化破坏,并能促使胡萝卜素转变为维生素A。因此,临床上维生素E和维生素A同时应用,对治疗维生素A缺乏病有协同作用,而且还能减少维生素A引起的皮肤干燥和中毒等副作用,改善皮肤的弹性,使皮肤光滑。维生素E对维生素K有拮抗作用,并且能够抑制血小板的凝聚,降低血液凝固性。
维生素E大剂量服用时可促进毛细血管增生,改善外周血液循环,维持毛细血管的正常通透性,最明显的是促使血液循环改善,皮肤温度升高,对寒冷的防御作用增强。因而临床上可用维生素E治疗冻疮、下肢溃疡、紫癜性皮肤病以及有血管变化的结缔组织病。
天然的维生素E广泛存在于植物的绿色部分以及禾本科种子的胚芽里,尤其在植物油中含量丰富。肉、奶油、乳、蛋及鱼肝油中也有存在。天然的维生素E是不稳定的,在储存与烹调加工中可发生明显的破坏,植物油中的维生素E含量会因加热而明显降低。
如同维生素A一样,值得注意的是,2008年《美国呼吸与重症护理医学杂志》3月刊报道,维生素E制剂不但不能防止肺癌,反而可能会增加使用者患肺癌的风险。美国的研究人员通过对近8万名研究对象为期4年的跟踪调查发现,没有任何一种维生素补充剂对肺癌的预防有积极的意义。数据表明,大量使用维生素E,日服用量每增加100毫克,肺癌的患病率随之增加7%。每日服用400毫克维生素E补充剂的人10年后患肺癌的概率比不使用维生素的人将上升28%。
2011年10月,美国克利夫兰诊所的研究人员公布的一份研究报告还显示,在一项有3.5万名中年男性(来自美国、加拿大和波多黎各)参与的试验中(对他们的跟踪时间最短为7年,最长为12年),通过随机分派每日服用维生素E补充剂的结果显示,患前列腺癌的风险会显著增加。
近年来,在大量服用维生素片剂的美国及欧洲,开始认识到了回归天然食品的重要性,这就是为什么国外在维生素的研究上近年来已屡屡掀起几次大争论的缘故。
4.维生素K
维生素K是血液凝聚所必需的,1929年由丹麦化学家达姆(Hennrik Dam)从动物肝中发现并提取。美国科学家多伊西(K.Edward Doisy)在1939年合成了维生素K,并确定了它的结构。他们两人分享了1943年的诺贝尔生理学和医学奖奖金。
维生素K按其化学结构是一种萘醌(见图4-58)的衍生物。在缺乏维生素K时,肝细胞不能合成血浆蛋白凝血酶原和其他一些正常凝血所需要的凝血因子,所以表现为凝血障碍。由于维生素K缺乏,凝血时间延长,可发生内出血。此外,维生素K还参与细胞氧化还原过程,是呼吸链的成员之一。
图4-58 1,4萘醌
维生素K是脂溶性维生素,一般有三种形式(见图4-59)。在植物中的为维生素K1,最初是从苜蓿叶中提炼出来的;从动物中分离出的为维生素K2;维生素K3则是人工合成的产物,在体内可转变为相应的维生素K。
图4-59 维生素K的结构式
维生素K1和K2的吸收与其他脂溶性维生素一样,需要胆汁、胰液,其吸收量约为摄入量的10%~70%。维生素K的储存部位是肝、皮肤及肌肉。
人类维生素K的来源有两方面:一方面是从肠道细菌合成获得,占50%~60%;另一方面是从食物中来,占40%~50%。人体缺少维生素K,往往是因缺少胆汁,使肠道吸收脂溶性维生素发生障碍引起的。同时,长期服用广谱抗生素,会破坏肠道内合成维生素的菌群,新生婴儿因肠道中细菌还很少,有时就会发生维生素K缺乏症。在食物中,绿叶蔬菜的维生素K含量高,其次是动物内脏、肉类与奶类,而水果及谷类中含量低。注意经常摄食蔬菜的人们,每日从食物中摄入的量就可以满足需要。长期膳食不正常或胆道梗阻、腹泻的人,需要经注射或口服补充维生素K。
维生素K具备帮助凝血的作用,还能帮助身体产生一种叫成骨素(又叫血浆骨钙素)的蛋白质。成骨素可以增强骨密质,减低骨折骨裂的机会。有研究表明,血液中维生素K含量高的人,成骨素含量也相应比较高。每天补充250毫克维生素K的人,盆底骨折的发病率要显著低于每天只补充50毫克维生素K的人。身体内维生素K含量过低,还会损伤关节软骨,造成骨关节炎。在一个对600名男女受试者的检测中发现,血中维生素K含量高的人,就不容易生膝关节炎。另外还有数据表明,维生素K可以保护皮肤的弹性纤维,防止皮肤老化。
目前科学家还不能确定人体每天到底需要多少维生素K,因为维生素K虽然是脂溶性的,但人体本身很难将其储存在体内。所以,有些专家认为应该平时不断补充维生素K,才能使体内不至于缺乏。
在我们的食物中,花(椰)菜、菠菜和一些深色的绿叶蔬菜中维生素K的含量都比较高,所以多吃这些蔬菜对骨质疏松者和糖尿病人都有好处。《美国临床营养学杂志》在2010年发表的一项研究报告显示,从食品中摄入较多维生素K的人与那些很少吃含维生素K食品的人比起来,他们患癌症和死于癌症的风险可能更低,特别是在肺癌或前列腺癌上。
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