水溶性维生素包括B族维生素和维生素C。水溶性维生素在体内没有非功能性单纯的储存形式,可以利用负荷试验对水溶性维生素的营养状况进行鉴定。水溶性维生素一般无毒性,缺乏时出现症状较快。
(一)维生素B1
1.理化特性 维生素B1(又称硫胺素),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,它在紫外光下呈蓝色荧光,可以利用此特性来检测生物组织中的维生素B1含量。
2.维生素B1生理功能 维生素B1在维持神经、肌肉特别是心肌的正常功能,以及维持正常食欲、胃肠蠕动和消化液分泌方面有重要作用。维生素Bl的此种功能与硫胺素是体内酮酸氧化脱羧反应和磷酸戊糖循环中转酮基酶的辅酶及直接激活神经细胞的氯离子通道、控制神经传导的启动有关。维生素B1尚有抑制胆碱酯酶的作用,胆碱酯酶能催化神经递质乙酰胆碱水解。
3.营养水平评定
(1)尿负荷试验:被测者于清晨口服维生素B15mg,然后收集4小时以内尿液,测定其中维生素Bl含量:<100μg为营养缺乏;100~200μg为不足;>200μg为正常;>400μg为充裕。
(2)空腹一次尿中维生素B1和肌酐含量测定:两者比值<27为不足;27~65为降低;66~129为适宜;≥130为过高。
(3)红细胞转羟乙醛酶活力测定:这是测定维生素Bl营养状况的特异指标,若TPP(硫胺素焦磷酸酯)效应>16%,即表示维生素B1缺乏。
4.维生素B1缺乏症 维生素B1缺乏的初期症状表现为疲乏、淡漠、食欲差、恶心、忧郁、急躁、沮丧、下肢麻木和心电图异常。一般可分为以下几类。
(1)干性脚气病:以多发性神经炎症为主,出现上行性周围神经炎,表现为指(趾)麻木,肌肉酸痛、压痛,尤以腓肠肌为甚。
(2)湿性脚气病:以下肢水肿和心脏症状为主。
(3)混合型脚气病:严重缺乏者可同时出现神经和心血管系统症状。
5.食物来源和参考摄入量 维生素B1的主要来源是谷类、豆类、干果、酵母、绿色蔬菜、动物内脏及瘦肉,蛋类中含量亦较多。维生素B1含量较高的食物有动物内脏如肝、肾、脑等,在肉类中,猪肉含量比较丰富。
维生素B1的需要量与机体热能总摄入量成正比,故维生素B1的供给量以每4.2兆焦(MJ)(1000kcal)热能供给多少来表示,据此,我国的推荐维生素B1供给量为0.5mg/4.2MJ。成年男性每日推荐摄入量为1.4mg,女性为1.3mg。
(二)维生素B2
1.理化特性 维生素B2是由核醇与异咯嗪结合构成的,由于异咯嗪是一种黄色色素,所以维生素B2(又称为核黄素)。为橘黄色针状结晶,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应储于褐色容器,避光保存。
2.维生素B2生理功能 维生素B2是机体各种黄素酶的辅酶部分,在生物氧化过程中广泛地起着递氢作用;参与机体内三大生热营养素的代谢过程,与热能代谢直接相关。具体如下:①促进生长;②维护皮肤和黏膜的完整性;③促进蛋白质、脂肪、糖类的代谢;④激活维生素B6,参与烟酰胺的形成。
3.营养水平评定
(1)测定细胞中维生素B2含量:这是评定维生素B2营养水平的良好指标,含量<140μg/L为缺乏,>200μg/L为良好。
(2)尿负荷试验:口服5mg维生素B2后,4小时尿液中排出维生素B2量<350μg为不足。
(3)维生素B2肌酐比值(μg/g):比值<27为不足;27~79为低下;80~269为适宜;>270为充裕。
(4)谷胱甘肽还原酶活性测定:酶还原活性系数(AC)>1.2,表示组织中维生素B2不足。
4.维生素B2缺乏症 机体缺乏维生素B2则出现能量和物质代谢的紊乱,包括口腔和生殖器的炎症。常见的临床表现有:口角炎,唇炎,舌炎,脂溢性皮炎,阴囊炎,眼部症状。也可引起生长受阻、生殖力下降。受孕早期缺乏维生素B2,可能出现唇裂、白内障等先天畸形现象。
5.食物来源和参考摄入量 肠中细菌可以合成维生素B2,但数量不多,主要依赖食物中供给。动物性食物,尤以肝、心、肾中丰富,奶、蛋类食品中含量也不少;植物性食品除绿色蔬菜和豆类外一般含量都不高。
维生素B2需要量与能量代谢有直接关系。不同的劳动强度、不同的年龄段、性别及生理状况,维生素B2的需要量都不同。中国营养学会推荐的维生素B2摄入量为:成年男性1.4mg/d,成年女性1.2mg/d,孕妇1.7mg/d,乳母1.7mg/d。
(三)烟酸(尼克酸)
1.理化特性 烟酸即抗癞皮病因子。它包括烟酸(尼克酸)和烟酰胺(尼克酰胺),均为吡啶衍生物。烟酸和烟酰胺的性质都较稳定,在普通烹调温度中非常稳定,在酸性或碱性溶液中也不会有很多损失。
2.烟酸生理功能 烟酸是构成辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的重要成分,两者均为脱氢酶的辅酶,在生物氧化过程中,起到传递氢原子的作用,如果没有烟酸,人体就不能利用糖类、脂肪和蛋白质来产生能量,也无法合成蛋白质和脂肪;对维持皮肤、神经和消化系统正常功能起着重要作用;还有扩张血管作用。
3.营养水平评定
(1)测定烟酰胺代谢产物排出量:从尿中排出的形式主要为N’-甲基尼克酰胺(N'-Me)和2-吡啶酮-甲基尼克酰胺(2-吡啶酮),两者排出的总量>5mg为正常,若N’-Me为0.5~0.8mg、2-吡啶酮<1mg为缺乏,并很快出现临床症状。国外用2-吡啶酮/N’-Me比值来评定烟酰胺的营养水平,比值>1.3为正常,<1为缺乏。
(2)尿负荷试验:给受检者以标准膳食,此膳食提供烟酰胺10mg和色氨酸1000mg,收集24小时尿液,测定尿中N'-Me和2-吡啶酮含量,营养水平较好者两种代谢产物的总量为7.0~37mg,癞皮病患者其总量<3mg。
4.烟酸缺乏症
烟酸缺乏病,又称癞皮病,多发生在以玉米为主食的地区,这是因为玉米或高粱中的烟酸是结合型的,不能被人体吸收利用。过去相当一段时间内,新疆南部居民以玉米为主食,又无加碱食用的习惯,副食品供应不足,故发生过癞皮病流行,部分地区居民患病率高达50%。经长期防治,加之生活水平的提高,目前此病已基本得到控制。
癞皮病的典型症状是皮炎(dermatitis)、腹泻(diarrhoea)及痴呆(dementia),即所谓“三D”症状。皮炎多呈对称性,分布于身体暴露和易受摩擦部位,表现多样化,有红肿、水疱、粗糙、脱屑、角化过度、色素沉着等。一般症状则包括失眠、消瘦、乏力、记忆力减退、耳鸣、眩晕等。烟酸缺乏很可能伴有其他水溶性维生素或蛋白质能量不足。
5.食物来源和参考摄入量 烟酸在食物中分布较广泛,豆类、粮食、肝、肾、瘦肉、鱼、酵母中含量较多。在发生癞皮病的地区可推广种植含色氨酸多的新品种玉米,或在玉米面中加碱使其中结合型烟酸释放出来以利吸收。
烟酸的推荐摄入量:成年人按每4.2兆焦(1000kcal)热能需5mg计算,约为14mg/d。
(四)维生素B6
1.理化特性 维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺3种化合物,在体内它们可以相互转化。吡哆醇为人工合成的产品,在植物中也含有,系白色板状结晶,溶于水,在酸性溶液中稳定,在碱性溶液中易被光所破坏。
2.维生素B6生理功能 含有维生素B6的辅酶主要与代谢有关,其主要功能有氨基转换作用、脱羧基作用和侧链分解作用。
3.机体营养状况评价
(1)色氨酸负荷试验:按0.1g/kg(体重)口服色氨酸,测定24小时尿中黄尿酸排除量,两者相除即得黄尿酸指数。正常范围为0~1.5。
(2)血浆磷酸吡哆醛含量:正常情况下,血浆含量在14.6~72.9nmol/L(3.6~18ng/m1)。由于蛋白质摄入增加,碱性磷酸酶升高,吸烟以及年龄的增长都可导致该指标的降低,所以在解释测定结果时应考虑这些因素的影响。
(3)红细胞转氨酶指数:如谷草酰乙酸转氨酶指数或谷丙酸转氨酶指数以及血浆高半胱氨酸含量等。
4.维生素B6缺乏症 临床上可见有口炎、口唇干裂、舌炎,易激怒、抑郁以及人格改变等;体液和细胞介导的免疫功能受损,迟发过敏反应减弱;可发现高半胱氨酸血症和黄尿酸尿症,偶有小细胞贫血。
5.食物来源和参考摄入量 维生素B6可在肠中由细菌合成,但不能满足需要。维生素B6普遍存在于动植物性食物中,肉类、蔬菜、水果、坚果类及谷物都含有一定量的维生素B6。食物中维生素B6利用率约为75%,谷类加工与食物储存、烹调过程均可使维生素B6丢失;过多纤维素也会影响维生素B6的吸收利用。
由于维生素B6与氨基酸代谢关系甚为密切,因此,膳食蛋白质的摄入量多少将直接影响到维生素B6的需要量。我国营养学会提出的适宜摄入量为成年人1.2mg。老年人为1.5mg,孕妇乳母为1.9mg。
(五)叶酸
1.理化特性 叶酸亦称蝶酰谷氨酸,由蝶酸和谷氨酸结合构成,在植物绿叶中含量丰富故名。为黄色结晶,不溶于冷水,但其钠盐很容易溶解。在动物组织中以肝含叶酸最丰富。
2.叶酸生理功能 叶酸是一种重要的B族维生素,最初是于20世纪40年代从菠菜中分离提取而得名。由于叶酸在膳食中的重要性逐渐被认识,特别是叶酸与出生性缺陷、心血管病及肿瘤的研究逐步深入,它已成为极其重要的微量营养素。叶酸在体内必须转变成四氢叶酸(FH4或THFA)才有生理活性。小肠黏膜、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。四氢叶酸可携带一碳基团,它是一碳基团转移的中间物。与嘌呤的合成、胸腺嘧啶核苷酸的合成、丝氨酸与甘氨酸的转变有关。
3.机体营养状况的评价
(1)血清叶酸水平:是评价叶酸营养状况的普遍采用的方法。正常值范围7.5~15nmol/L。但是血清叶酸水平易受叶酸摄入量的变化和影响叶酸代谢的其他因素的干扰。
(2)红细胞叶酸含量:高于血清叶酸含量的10倍以上,在一定程度上反映叶酸的储备水平。正常值范围318~362nmol/L。但在维生素B12缺乏时也会导致红细胞叶酸水平的下降。因此,最好同时测定血清、红细胞叶酸含量及反映维生素Bl2营养状况的指标,进行综合分析。
(3)血浆同型半胱氨酸:评价叶酸营养状况的生物化学试验方法。
4.叶酸缺乏症 叶酸缺乏时首先影响细胞增殖速度较快的组织。红细胞为体内更新速度较快的细胞,平均寿命为120天。叶酸缺乏时,骨髓中幼红细胞分裂增殖速度慢,成熟受阻,不成熟的红细胞增多,同时引起血红蛋白的合成减少,表现为巨红细胞性贫血,这种形态上的改变,可能由于叶酸盐缺乏影响核酸代谢,尤其是对胸腺嘧啶合成的影响所致。
怀孕早期缺乏叶酸是引起胎儿神经管畸形的主要原因。神经管畸形是一种常见的先天性畸形,包括无脑儿和脊柱裂。无脑儿一般出生后短时间内死亡,脊柱裂则造成终身残疾。
叶酸缺乏可引起同型半胱氨酸血症。高浓度同型半胱氨酸可对血管内皮细胞产生损害,并可激活血小板的黏附和聚集,因而被认为可能是心血管疾病的危险因素。充足的叶酸摄入对心血管病的发生有一定的预防作用。
5.食物来源和参考摄入量 叶酸盐在自然界广泛存在,动植物中都有。肝、肾、绿叶蔬菜、土豆、麦麸等含量丰富,在烹调中及暴露于空气及光中易被破坏。在长时间烹调或做罐头的过程中,可破坏50%~95%。
中国居民膳食叶酸推荐摄入量成年人为每天400μg,孕妇为600μg,乳母为500μg。
(六)维生素B12
1.理化特性 维生素B12又称氰钴胺,为钴胺素类化合物。红色结晶,能溶解在水中,溶液为中性,在pH为4.5~5时最稳定。其活性可为重金属及氧化还原剂所破坏,但短期高温消毒破坏较少。
2.维生素B12生理功能 人及哺乳动物体内,在甲基丙二酸与琥珀酸的异构作用和高半胱氨酸甲基化变成蛋氨酸(甲硫氨酸)这2种生化反应过程中需要维生素Bl2作为辅酶。
维生素B12缺乏可引起巨红细胞型贫血及神经系统的疾病。神经系统的症状,起初为隐性的,先由周围神经开始,手指有刺痛感,后发展至脊柱后侧及大脑,出现记忆力减退,易激动,嗅味觉不正常,运动也不正常等,其主要原因为神经脱髓鞘。这个作用与已知的生化功能尚无明确的联系。
3.食物来源和参考摄入量 植物性食品中维生素B12含量甚少,豆类根瘤菌可合成一些。肉及乳中较多,人结肠中的微生物可以合成维生素B12,但不能吸收,随粪便排出体外。维生素B12主要来源于动物性食物,如动物内脏、畜禽肉类、鱼类、海产品、蛋奶类。我国推荐维生素B12的适宜摄入量为:0~6个月0.4μg/d;6~12个月0.5μg/d;1~4岁0.9μg/d;4~11岁1.2μg/d;11~14岁1.8μg/d;14岁以上及成年人2.4μg/d;孕妇2.6/μg/d;乳母2.8μg/d。
(七)维生素C
1.理化特性 维生素C(又名抗坏血酸),水溶性,不易溶于乙醇,不溶于脂溶剂中。维生素C脱氢,转化为脱氢维生素C。维生素C在酸性水溶液(pH<4)中较为稳定。
2.维生素C生理功能 维生素C在体内的生理功能如下。
(1)维生素C作为还原剂,在体内可使亚铁保持还原状态,增进其吸收、转移、储存和利用。
(2)维生素C促使双巯键(-S-S-)还原为巯基(-SH),巯基在体内与其他抗氧化物质一起清除自由基。
(3)维生素C参与四氢叶酸的一碳单位转移和防止维生素A、维生素E及不饱和脂肪酸的氧化,阻止体内的氧化损伤过程。
(4)维生素C可激活羟化酶,使脯氨酸和赖氨酸羟化形成胶原蛋白。维生素C不足,将影响胶原合成,造成创伤愈合延迟,血管壁脆性增加。
(5)维生素C可促进肝内胆固醇转变为能溶于水的胆酸盐而增加排出,降低血胆固醇含量。
(6)肾上腺皮质激素的合成与释放也需要维生素C的参与。
3.营养水平评定
(1)尿负荷试验:口服500mg维生素C后,4小时尿液中排出量>3mg为正常,1~3mg为不足,<1mg为缺乏。
(2)测定白细胞中维生素C的含量:白细胞中维生素C的含量<2mg/100g为营养不足。
4.维生素C缺乏病 人类缺乏维生素C可引起坏血病,表现为毛细血管脆性增加,牙龈肿胀与出血,牙松动、脱落、皮肤出现瘀点与瘀斑,关节出血可形成血肿、鼻出血、便血、月经过多。还能影响骨骼正常钙化,出现伤口愈合不良、免疫力减退、肿瘤扩散等。我国北方地区新鲜水果蔬菜比南方少,故维生素C缺乏病较之南方更为多见。
5.食物来源和参考摄入量 维生素C主要来源于新鲜蔬菜和水果,水果中以酸枣、山楂、柑橘、草莓、野蔷薇果、猕猴桃等含量高;蔬菜中以辣椒含量最多,其他蔬菜也含有较多的维生素C,蔬菜中的叶部比茎部含量高,新叶比老叶高,有光合作用的叶部含量最高。干的豆类种子不含维生素C,但其种子发芽后则可产生维生素C。
新鲜植物中维生素C较多,由于植物中的有机酸及其他抗氧化剂可以保护它免于被破坏,但在烹调与储存过程中容易损失维生素C,如新鲜土豆中维生素C含量较多,储存4个月后,仅剩1/2量,绿叶蔬菜更易损失,菠菜储存2天后,损失2/3。
维生素C的每日推荐摄入量为:成年人、老年人皆为100mg,孕妇、乳母130mg。
(姚应水)
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