维生素
一、维生素的概念和分类
维生素(vitamin)又名维他命，是维持人体正常代谢功能不可缺少的微量有机化合物。
维生素不是构成机体组织和细胞的成分，也不会产生能量，它的作用主要是调节物质代谢、促进生长发育和维持生理功能；
大多数的维生素机体不能合成或合成量不足，必须从食物中获得；
维生素通常以维生素原（维生素前体）的形式存在于食物中；
人体对维生素的需要量很小，日需要量常以毫克(g)或微克(μg)计，但如果机体长期缺乏某种维生素就会导致相应的维生素缺乏症。
维生素按照在油脂中和水中的溶解性不同可以大致分为两类：脂溶性维生素和水溶性维生素，然后将功能相近的归为一族，如A族、B族、C族等。在一族里含有多种维生素时，再按其结构标上 1、2、3等数字。
脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。
水溶性维生素包括维生素B1、维生素B2、烟酸和烟酰胺、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B12、维生素C、维生素P等。
二、脂溶性维生素
维生素D在甾族化合物#（三）7-脱氢胆固醇和麦角固醇介绍。这里只介绍维生素A、维生素E和维生素K。脂溶性维生素在体内的排泄较慢，摄入量过多会在体内蓄积而导致中毒。
（一）维生素A
维生素A分子中的双键为全反式构型。有维生素A1(视黄醇,retinol)和维生素A2(脱氢视黄醇)。从化学结构上比较，维生素A2在环上比A1多一个双键，其生理活性仅为维生素A1的40%。一般维生素A是指维生素A1。
维生素A对人体有非常重要的生理作用，主要表现在：
- 参与视色素的合成；
- 维持黏膜及上皮组织细胞的正常功能；
- 是重要的自由基清除剂；
- 促进人体的生长、发育，提高机体免疫力。
机体如果长期缺乏维生素A，可引起夜盲、眼干燥症及角膜软化症。但若过量摄入维生素A会出现恶心、头痛、皮疹等中毒症状。
维生素A存在于动物性食品如肝、蛋、奶中，尤以海洋鱼类的鱼肝油中含有最为丰富。存在于植物性食品如胡萝卜、红辣椒、菠菜等有色蔬菜和动物性食品中的各种类胡萝卜素，在体内可部分地转化为维生素A，其中最重要的为[200 学习/202 有机化学/第03篇 生物有机化合物/第15章 脂类/第4节 萜类化合物/萜类化合物#（四）胡萝卜素|β-胡萝卜素]。
（二）维生素E
维生素E是与生殖功能有关的一类维生素，又称生育酚(tocopherol)。天然存在的维生素E为几种生育酚的混合物，主要以α-生育酚为主，且其生理活性也最高。α-生育酚结构式如下：
维生素E遇光色泽变深，对氧敏感，易被氧化，故在体内可保护其他可被氧化的物质（如不饱和脂肪酸，维生素A)，是一种有效的天然抗氧化剂。维生素E对人体的生理功效主要表现在：
- 参与多种酶活动，维持和促进生殖功能，提高机体免疫功能；
- 具有抗氧化、抗衰老作用；
- 降低血清胆固醇水平，防止动脉粥样硬化。
因为不少食物中含维生素E，故几乎没有发现维生素E缺乏引起的疾病。维生素E主要存在于植物油、麦胚、硬果、种子类、豆类及其他谷类中。肉、鱼类等动物食品、水果和蔬菜中含量少。
（三）维生素K
维生素K是2-甲基-1,4-萘醌的衍生物，包括维生素K1、维生素K2、维生素K3和维生素K4，这些衍生物的区别在于3位上取代基的不同。维生素K具有凝血功能，又称为凝血维生素。
维生素K的生理功能主要是加速血液凝固，促进肝脏合成凝血酶原所必需的因子。维生素K缺乏会引起凝血功能障碍，出现全身多部位出血，甚至颅内出血、死亡。新生儿的维生素K往往不足。婴儿维生素K缺乏是儿童死于颅内出血主要原因之一。 #生理
健康成人一般不会出现原发性维生素K缺乏。维生素K主要存在于菠菜、卷心菜等深绿色蔬菜中，动物的肉、蛋、奶以及富含乳酸菌的食品中含量也较丰富。
三、水溶性维生素
水溶性维生素包括B族维生素和维生素C、维生素P等。B族维生素包括维生素B1、维生素B2、烟酸和烟酰胺、泛酸、维生素B6、生物素、叶酸和维生素B12等。
（一）维生素B1
维生素B1又称硫胺素(thiamine)。从结构上看，它含有一个嘧啶环，并通过一个亚甲基和一个噻唑环相连。它在体内的辅酶形式为硫胺素焦磷酸(thiamine pyrophosphate,TPP)。
维生素B1的生理功能体现在：
- 参与糖的代谢，促进能量代谢，
- 维持神经与消化系统的正常功能。
维生素B1长期摄入不足会出现周围神经炎、水肿、心肌变性等。还会引起情绪急躁、精神惶恐、健忘等。
含维生素B1丰富的食物有谷类、豆类、酵母、干果、动物内脏、蛋类、瘦肉、乳类、蔬菜和水果等。
（二）维生素B2
维生素B2又称核黄素(riboflavin)，为含有核糖醇侧链的异咯嗪（或苯并蝶啶）衍生物。
维生素B2在生物体内氧化还原过程中起传递氢的作用，能广泛参与体内各种氧化还原反应。因此维生素B2能促进糖、脂肪和蛋白质的代谢，对维持皮肤、黏膜、视觉的正常功能均有一定的作用。 #生化
维生素B2缺乏时，主要表现为口角炎、舌炎、口腔炎、眼结膜炎、脂溢性皮炎和视觉模糊等症状。核黄素含量较高的食物有奶类及其制品、动物肝肾、蛋黄、鱼、胡萝卜、香菇、紫菜、芹菜、柑、橘等。
（三）烟酸和烟酰胺
烟酸和烟酰胺又称为维生素PP(即预防癞皮病因子)，抗糙皮病维生素。
烟酰胺是构成辅酶I(NAD)和辅酶Ⅱ(NADP)的成分，它们都是脱氢酶的辅酶。在体内参与葡萄糖的降解、脂类代谢、丙酮酸代谢、戊糖合成以及高能磷酸键的形成等。
#生化
烟酸缺乏会患癞皮病，表现为皮炎、腹泻和痴呆。但大剂量的烟酸对人体有一定的伤害，可引起糖尿病、肝损害以及消化性溃疡等。富含烟酸的食物有动物肝脏与肾脏、瘦肉、鱼、卵、麦制品、花生、梨、枣、无花果等。
（四）泛酸
泛酸(pantothenic acid)由β-丙氨酸与2,4-二羟基-3,3-二甲基丁酸结合而成。
泛酸是辅酶A的组成部分。人体中各种氨基酸、脂肪、糖等代谢转化中产生的乙酸都是通过乙酰辅酶A进入代谢过程，并得以氧化分解。 #生化
泛酸轻度缺乏可致疲乏、食欲差、消化不良、易感染等症状，重度缺乏则会引起肌肉协调性差、肌肉痉挛、胃肠痉挛、脚部灼痛感。泛酸广泛分布于肉类、动物肾脏与心脏、谷类、麦芽与麸子、绿叶蔬菜、啤酒酵母、坚果、糖蜜等食物中。
（五）维生素B6
维生素B6又称抗皮炎维生素是吡啶的衍生物，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。
维生素B6与氨基酸代谢密切相关，作为辅酶参与氨基酸的转氨基、脱羧和消旋等反应。缺乏维生素B6可表现为呕吐、中枢神经兴奋等症状。 #生化
维生素B6广泛分布在牛乳、肉、肝、蛋黄、谷物和蔬菜等许多食物中。人体肠道菌群可大量合成维生素B6。
（六）生物素
生物素(biotin)分子中包括氢化噻吩并咪唑啉酮和戊酸。
生物素是许多羧化酶的辅基，是脂肪和蛋白质正常代谢不可缺少的物质。动物缺乏生物素时，发育缓慢、皮肤损伤、体内蛋白质和脂肪代谢紊乱。
生物素广泛分布在牛奶、水果、啤酒酵母、牛肝、蛋黄、动物肾脏、糙米等食物中。人体肠道细菌能合成生物素供人体需要。
（七）叶酸
叶酸(folic acid)因在植物绿叶中含量丰富而得名。它是由6-甲基-2-氨基-4-羟基蝶啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸三部分构成。
叶酸是200 学习/201 细胞生物学/第02章 细胞与分子基础/第2节 细胞的分子基础/生物大分子/蛋白质和200 学习/201 细胞生物学/第02章 细胞与分子基础/第2节 细胞的分子基础/生物大分子/核酸合成的必需因子，在细胞分裂和增殖中起重要作用。
叶酸参与血红蛋白结构中卟啉基的形成、红细胞和白细胞的快速增生、体内多种氨基酸的转化、大脑中长链脂防酸（如DHA）的代谢、肌酸和肾上腺素的合成、胆碱的合成等。 #生化
一般食物中虽然叶酸含量很丰富，但烹饪过程，特别是将食物置于水中烹煮过久，能将大部分叶酸破坏，因此叶酸是最容易缺乏的维生素之一。
婴儿、孕妇缺乏叶酸会引起贫血。孕妇在怀孕早期如缺乏叶酸，婴儿畸形的可能性较大。膳食中缺乏叶酸易引起动脉硬化、诱发结肠癌和乳腺癌等。
叶酸在许多食物中都存在，绿色蔬菜中尤为丰富，动物的肝、肾中含量也很多。在谷物、肉类、蛋类中含量少些。人类肠道微生物可合成部分叶酸。
（八）维生素B12
维生素B12结构复杂，含有类似于卟吩的环系，但其中两个吡咯环之间少了一个次甲基。由于分子中含有钴元素，因此维生素B12又称为钴胺素。它是唯一含有金属元素的维生素。
维生素B12可促进红细胞的发育和成熟，使机体造血功能处于正常状态，预防恶性贫血；促进糖、脂肪和蛋白质代谢及促进蛋白质、核酸的生物合成。
维生素B12严重缺乏会导致恶性贫血及精神抑郁、记忆力下降等神经系统疾病。人类维生素B12的来源主要是动物性食品（如内脏、肉类、贝壳类、蛋类、牛奶及奶制品）。维生素B12也可由多种微生物合成，但在植物中含量极少。
（九）维生素C
维生素C又名抗坏血酸(ascorbic acid)，是含有烯二醇结构的糖酸内酯。天然的有生理活性的维生素C是L-构型，D-异构体的活性仅为L-异构体的10%。
维生素C中两个烯醇式羟基极易被氧化，产物是去氢抗坏血酸。维生素C和维生素E一样是很好的天然抗氧化剂。维生素C可阻止生物体内由自由基引起的氧化反应。维生素C可防治坏血病，保护牙齿、骨骼，增加血管壁弹性。
维生素C是最容易缺乏的维生素之一。缺乏维生素C有可能导致患坏血病，表现为疲劳、倦怠、容易感冒。典型症状是牙龈出血、牙床溃烂、牙齿松动，毛细血管脆性增加。维生素C主要存在于新鲜水果和蔬菜中。
（十）维生素P
维生素P，也叫芦丁(rutin)，又称通透性维生素。最初由柠檬中分离出来，由芸香糖和黄酮两部分构成。
维生素P的主要功能是保持血管壁的强度；调整毛细血管的吸收能力；增强人体细胞的黏附力；增强维生素C的活性。
富含维生素P的食物有柑橘类（柠檬、橙、葡萄柚）、杏、荞麦粉、黑莓、樱桃等。