营养学/维生素B6

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临床营养学

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5.9.1 结构与性质

维生素B6(VB6)有三种形式:吡哆醇(Pyridoxine,PN),吡哆醛(Pyridoxal,PAPL)和吡哆胺(Pyridoxamine,PM)。这三种形式通过酶可互相转换。PL及PM磷酸化后变化辅酶磷酸吡哆醛(PLP)及磷酸吡哆胺(PMP),其结构式如图5-28)。

维生素B6及其辅酶的结构式


图5-28 维生素B6及其辅酶的结构式

人、大鼠、小鼠、鸡、狗、火鸡等甚至有些微生物都需要维生素B6,牛马等由于肠道中能合成,不需要外界供给。吡哆醇为人工合成的产品,在植物中也有,分子量为205.6,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。在动物体内,多以辅酶PLP及PMP的形式存在。有些类似物,如4-脱氧吡哆醇则有抗维生素B6的作用。

5.9.2 代谢

维生素B6的各形式在体内的变化如下:

Gpase18u.jpg


PN、PL、PM的磷酸体均由PL激酶ATP:Pyridoxal-5'-phosphotranferase,PL Kinase)所催化,但其在各组织中如肝、脑及红细胞中最适PH金属离子需要量及分子量均不一样。PNP(PMP)氧化酶(Pyridoxic Acid,PA)为代谢最终产物,由尿中排出,在肝中PL由醛氧化酶催化形成,在其他组织中由需要NAD的醛脱氨酶催化而形成。

(1)消化与吸收 食物中维生素B6为PLP、PMP、PN在小肠腔内必须由非特异性磷解酶(nospecific phosphohYdrolase)分解PLP、PMP为PL,PM。吸收形式为PL、PM及PN。在人体观察中,给予饥饿的人以PN、PL、PM,在给予PN后0.5~3h达到高峰,剂量小(0.5~4mg)时,血浆维生素B6水平在3~5h后又恢复到近似饥饿时水平。服用PL后血浆维生素B6水平及尿中PA升高较快,但PM吸收代谢都较PN,PL要慢一些。而摄入PLP剂量大(如10mg)时,血浆维生素B6及PLP在24h内继续上升,维持在高水平上。

(2)运输与代谢 PN运输至小肠粘膜并到血流中,也可在肠粘膜中合成PNP,约为剂量30.6%,血流中PN可扩散到肌肉中,然后磷酸化约占剂量的10.4%~15.7%。在人体给以PN后,血浆PL可以增加12倍,血浆中PLP虽占血浆中维生素B6的60%,但与蛋白相结合,不易为其他细胞所利用。血浆中PL与白蛋白结合不牢固,为运输的形式,能被组织摄取与清除,并氧化为PA。PN及PL通过扩散进入到红细胞中,并为激酶磷酸化。人的红细胞可将PNP氧化PLP,其他动物如大鼠无此功能。PN在超过红细胞PL激酶饱合浓度时,可在3~5min进入到红细胞中,细胞内的浓度与培养基浓度一致。PL在浓度超过红细胞磷酸激酶的浓度时,进入红细胞的量增加,使其浓度比培养基中要高这是由于PL与血红蛋白α-链中末端缬氨酸相结合,所以PL在红细胞中积累,它在红细胞中的浓度可为血浆中之4~5倍。红细胞中的PL可能也是一种运输方式。

肝也是维生素B6代谢活跃的组织。PN为肝细胞纳入后,相继为PL激酶及PNP氧化酶作用而生成PLP,然后再经磷解作用而转变为PL,进入循环系统中,运至有磷酸激酶的组织形成PLP。

在脑切片及分离脉络丛中,没有PN,均是磷酸化合物、脉络丛为运输PN从血到脑脊液的场所。在维生素B6缺乏的动物(大鼠)PL激酶有所下降,饲料5周的大鼠肝中,PL肝激酶下降50%而脑中仅下降14%。这也说明维生素B6神经系统的重要性。

(3)储存 维生素B6在血流中可扩散到肌肉中而磷酸化,若PN剂量增加,肌肉中PN占剂量的百分数增加,而PNP的百分数减少。在肌肉中未发现PNP氧化到PLP。在大鼠60%维生素B6在肌肉中,其中75~95%与糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)相联系。此酶占肌肉可溶性蛋白之5%,可能为维生素B6的储存场所。通过肌肉蛋白的转换,将维生素B6分解出来以满足最低需要量。

(4)排出 维生素B6的主要代谢产物PA,可代表维生素B6摄取入量的20~40%,尿中PA只可为摄入量的指标。而不能代表体内的储存。尿中除PA外,尚有小量的PN、PL等。给以生理剂量时,在3h内大部分以PA排出。PN在肾小管中积累,当PN浓度较大时,可由肾排出。因此PN剂量10mg时,尿中PA占剂量的百分数减低,但PN的排出增多。PL不易被肾排除,也不易被肾纳入,纳入后以磷酸化形式积累。但人口服大剂量(100mg)PL、PM、PN后,在36h内大部分原物从尿中排出。

5.9.3 生理功用

含有维生素B6的辅酶主要与代谢有关,现已知有60多种酶需要维生素B6。将其主要功用分述如下。

(1)氨基转换作用 转氨酶主要为谷草转氨酶谷丙转氨酶。转氨酶中都有PLP为辅酶。

转氨酶在动物心、禽、肾、睾丸及肝中含量都很高,大多数转氨酶需要α-酮戊二酸作为氨基的受体。因此,不同转氨酶对相偶联的两个底物之一,即α-酮戊二酸或谷氨酸是有特异性的,而对另一个底物(即被脱氨氨基酸)无严格的特异性。某种酶对某些氨基酸有较大的催化作用,但对其他氨基酸也有一定作用。酶的命名就是根据具有最大被催化能力的氨基酸而定的。例如,在动物组织中占优势的转氨酶是门冬氨酸转氨酶,除以门冬氨酸的作为酸为供体,α-酮戊二酸为受体。转氨酶反应都是逆的。在生物体内,转氨作用紧接进行氨基酸的氧化分解,可促氨基酸转氨作用向一个方向进行。

(2)脱羧基作用 氨基酸脱酸形成伯胺,脱酸酶的专一性很高,一种氨基酸脱羧酶只对一种1-氨基酸起作用。氨基酸脱酶中,除组氨酸脱酶不需要辅酶外,各种脱酸羧酶都以PLP为辅酶。这些脱羧作用对于哺乳类的组织很重要。有引起神经递质的形成有赖于他的作用。如芳香族1-氨基酸脱羧酶参与酪、组、多巴色氨酸的脱羧,形成相应的胺,如酪胺组胺多巴胺、5-羧色胺半胱亚磺酸脱羧变成牛磺酸。谷氨酸在中枢神经系统脱羧形成γ-氨基丁酸

色氨酸的代谢途径有二:一是在转氨酶的影响下分别变成犬尿酸黄尿酸,二是在犬尿酸还原酶作用下,变成邻氨苯甲酸及3-羧邻氨苯甲酸与丙氨酸,再变成尼克酸。在代谢途径中有种B族维生素参与反应,与维生素B6有关者数处(图5-29)。但当维生素B6缺乏时,对各种反应影响程度不同,但对尼克酸不易生成的反应较大,对黄尿酸生成影响较少。所以B6缺乏时,尼克酸不易生成,尿中黄尿酸排出增多。

(3)侧链分解作用羟基苏氨酸丝氨酸可分解为甘氨酸及乙醛或甲醛,催化此反应的酶为丝氨酸转羧甲基酶,该酶能够催化丝氨酸或苏氨酸两种氨基酸发生生醇醛分裂反应。该酶辅酶PLP。

5.9.4 来源

维生素B6可在肠中由细菌合成,但不能满足需要。他在食物中分布较广,肉、谷类、硬果、水果和蔬菜中都有。植物中以PN为主,动物体中PLP与PMP。肉为维生素B6较丰富的来源,乳中B6的含量反映母体维生素B6的营养水平,母亲每日取量2.5mg时,可使乳中维生素B6的量为0.2mg。在全麦中维生素B6,85%的含量在研磨粉加工中损失,若将维生素B6强化到白面包中,其生物效用要比全麦粉中者高一些,因全麦粉中者从大便排出较多。膨化谷物中维生素B6生物效用较低,烹调过程中也有损失,在热血加工及储存过程中,他的生物效用减低,可能只有40~50%的生物活性。这是由于在这些过程中PLP与酶蛋白赖氨酸所形成的希夫碱被还原而形成ξ-吡哆酰赖氨酸(ξ-pyridoxyllysine),使其生物效用减低。一些常见食品中维生素B6含量列于麦5-17中。

色氨酸的分解代谢


图5-29 色氨酸的分解代谢

5.9.5 需要量

(1)缺乏症象 维生素B6为氨基酸、糖及脂类代谢上的辅酶,促进合成一些神经递质如儿茶酚胺、5-羧色胺。大鼠维生素B6缺乏可以导致生长不良、肌肉萎缩脂肪肝惊厥贫血生殖系统功能破坏、水肿肾上腺增大。也影响维生素B6的孕妇,影响子代脑细胞的发展。

婴儿给以维生素B6缺乏膳数月后,生长停止,尿中无PA,PN也很低,。有惊厥贫血现象,色氨酸转变为尼克酸能力丧失。给以维生素B6后,转变为尼克酸能力恢复较慢,其他现象快消失。

有50病例用4-脱氧吡哆醇(维生素B6拮抗剂),造成维生素B6缺乏,首先在眼、鼻、口部,逐渐发展到脸前额,眉毛及耳后出现皮脂溢出,有时会阴阴囊部也有此现象。在胸部及其他潮湿部位有擦烂,类似癞皮症的皮炎也间或出现在颈、前臂、肘及臀部。唇干舌炎口炎症状与尼克酸缺乏症状相类似。其中有3人周围神经失调,首先是感官,然后运动功能失调。有些人精神状态不正常、淡漠、啫睡、敏感。摄食维生素B6缺乏膳者,其性格易激动,有抑制感,舌乳头肥大。口炎,鼻腔皮脂溢出。

在一些动物试验中,出现于皮肤的缺乏象与缺乏必需脂肪酸者相似,但二者之关系尚不明了。高脂膳可以推迟维生素B6缺乏症象的出现,高蛋白饲料更易诱导出典型的皮肤症象及死亡。

表5-17 一些食物中维生素B6含量μg.100g可食部-1

食物 维生素B6 食物 维生素B6 食物 维生素B6
肉类: 肉肝(生) 840)840 谷类: 面包 40 蔬菜: 菜花 210210
牛腿肉(生) 330330 全麦面包 180 洋白菜 160160
牛肾(生) 430430 米(强化) 170 生菜 5555
牛心 250 面粉(强化) 170 豌豆 160
猪腰 350 黄豆粉(脱 脂) 60 土豆 250
猪肝 650 水果: 苹果 724 土豆 218
火腿 320 香蕉 30 南瓜 82
小牛肉 340 510 萝卜缨(冻) 100
羊腿肉(生) 275 樱桃 54 80
鱼: 大比目鱼(生) 430 44 560
金枪鱼(罐头) 425 葡萄 34 玉米(罐头) 200
鲑鱼(罐头) 300 80 菠菜(冻) 150
禽: 鸡肉(生) 325 60 西红柿 100
白肉 683 19 干果: 153
鸡蛋: 全蛋 110 波萝 7414 桃干 100
蛋白 2 杨梅 55 葡萄干 240
蛋黄 300 甜瓜 86
牛乳 脱脂牛乳 40 坚果: 杏仁 100
牛乳 42 花生 400
乳粉 300 核桃仁 730
脱脂乳 360 饮料: 啤洒 60
人乳 20 40

(2)营养评价指标

①测定红细胞内需要PLP的酶,如谷草酰乙酸转氨酶(EGOT)或谷丙酮酸转氨酶(EGPT),后者的活力仅为前者的1/10。用外加PLP及不加PLP之比值作为指数来评价维生素B6营养情况:

EGOT指数=EGOT+PLP/EGOT-PLP

②测定维生素B6各类型间的转换所需的酶。如肝脑中PL激酶,磷解酶及PN氧化酶,其中仅PL激酶在维生素B6缺乏时有所降低。

③测定血浆中PLP水平,他与肌肉中PLP之量平行,可代表维生素B6储存情况。虽然由于分析技术的发展可以测定血中维生素B6但尚在动物试验阶段。

④色氨酸负试验 摄入2~5g1-色氨酸正常人尿中黄尿酸不增加,维生素B6缺乏者尿黄尿酸排出量增加。摄入5g色氨酸后,6h尿中黄尿酸如大于25mg为维生素B6不足的表现。

⑤尿中PA测定 尿中PA因年龄与性别而异、成人(男性)排出PA之量相当于摄入量的40~50%。青年女性约占摄入量的25~35%。青春期前的女孩排出量占摄入量的2.5~6%。

维生素B6的营养评价指标列于表5-18。

(3)需要量 美国提出供应量标准成人为2mg,孕妇与乳母为2.5mg,婴儿0.3~0.4mg,人工哺乳者0.4mg,男女孩7~9岁时为1.25mg,但使各组织达到饱和的剂量不同。大鼠下列组织达到饱和时的剂量,以每公斤饲料中含量计:肌肉2.4mg,肝4.8mg,乳腺和牛乳9.6mg。

表5-18 成人维生素B6营养状况评价

边缘状态 可接受状况
色氨酸负荷试验
尿中黄尿酸mg.d-1 >50 <25
尿中犬尿氨酸mg.d-1 >50 <10
尿中3-OH犬尿氨酸mg.d-1 >50 <25
吡啶-2-3-二羧酸μm.d-1 >50 <25
尿中排出量 <0.5 >或=0.8
4-PAa mg.d-1
血中测定
EGPT指数 〈1.25 >或=1.25
EPGT指数 〈1.5 >或=1.5
血浆维生素B6mg.d-1 〈25 >或=50

影响维生素B6需要量的因素有下列几种:

①膳食组成的影响:蛋白质摄取量高,维生素B6需要量也增多,如摄取100g蛋白质,每日应摄取1.75~2mg,低蛋白时为 1.25~1.50mg。

激素的影响:口服雌激素避孕药可以导致15~20%服药者的色氨酸代谢不正常,说明维生素B6=可以使75%色氨酸代谢不正常者恢复正常,给以30mg者,可以全部纠正。但给以正常供应量2mg维生素B6,血浆PLP,红细胞转氨酶正常。所以认为雌激素抑制色氨酸代谢中的犬尿氨酸酶。高甲状腺素者维生素B6辅酶活力减低,维生素B6需要量也增多。

③药物的影响:使用异烟肼治疗肺结核时,发生周围神经炎,补充维生素B6可以预防。环丝氨酸(抗结核药)所引起的神经上的不正常,尿中维生素B6排出量增多,大剂量维生素B6可以预防。

怀孕:在妊娠后期,妇女的PLP浓度比未怀孕者要低,色氨酸代谢物从尿中排出增多,血浆PLP在怀孕一周后增加,在分娩时降低水平,哺乳期仍然很低,可用每日~5mg剂量纠正之。

⑤年龄:年龄可能导致维生素B6代谢上的变化,使组织中维生素B6水平偏低。小白鼠试验证明老年的动物PLP的磷酸活力增加,使肝中PLP减少。

酒精的影响:嗜酒者血液中维生素B6水平低。大鼠试验证明不拘维生素B6摄取量多少,酒精使血浆及肝中PLP水平降低。

(4)临床应用  癫痫(Seicure)可能由于在中枢神经系统中,PLP对于谷氨酸脱氨酶的脱辅基酶蛋白不能结合,使γ-氨基丁酸(GABA)减少,GABA为中枢神经系统递质抑制剂。早期给以大剂量维生素B6(10~25mmg),可以治疗。婴儿由于母亲维生素B6摄取量不足,奶中维生素B6缺少,或者人工哺乳者在加工及储存过程中,食品中维生素B6破坏等情况都可引起婴儿癫痫发作,可用2mg维生素B6治疗之。镰状红细胞也可以用大剂量维生素B6防治。缺铁性贫血症患者,给以2.5mg或更多的维生素B6,有利于血红素至少及红细胞的形式,但不能使之完全恢复正常。用左旋多巴胺治疗帕金森病若同时服用维生素B6,可减轻其副作用。亦有用于治疗怀孕期的呕吐恶心,在有些情况如黄嘌呤尿胱硫醚尿、高胱氨酸尿高草酸尿、脉络丛及视网膜的环形萎缩(gyrate atrophy),有时给以维生素B6有效。

一般说来维生素B6毒性很小,每斤体重1gPN对狗、大鼠及兔子都无不良影响。PM毒性虽大,一般为PN2倍,但仍属于毒性很小的物质。但根据最近的报道,狗服用大剂量PN后,感觉神经传导的速率减慢,背侧神经佷的个别纤维髓磷脂损失,病人服用大剂量(每日服用2~6g,持续时间为4~40月)有共济失调,远侧肢体的位置与震动感觉功能损失,腱反射消失等感觉神经病。关于大剂量维生素B6的毒性问题值得进一步观察。

参看

32 尼克酸 | 叶酸 32
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