视黄醇

視黃醇(INN:retinol)俗稱“A醇”,是视黄醇酯的水解代谢产物,属于维生素A1的醇形式。视黄醇或其他形式的维生素A家族均为脂溶性维生素,是人体必需的13种维生素之一,為人體的視覺、細胞發育、皮膚與黏膜維持、骨骼成长、免疫功能以及生殖發育所必需。在護膚方面,其用於減少皺紋及他種皮膚老化的影響。給藥途徑為口服或肌肉注射。在懷孕期間的個體攝取高劑量可能會傷害胎兒。它已列入世界衛生組織基本藥物標準清單之中。市面上有視黃醇的通用名藥物販售,也有非處方藥形式的製劑販售。

醫學用途
視黃醇被用於治療維生素A缺乏症。針對體內維生素A含量偏低的族群,可採取三種攝取方式:
*飲食調整:調整受影響個體的菜單選擇,利用現有的食物來源來優化維生素A的攝取量。
*強化食品:在常食用的平價食物中添加維生素A。此過程涉及在加工期間,將合成維生素A加入如人造奶油、麵包、麵粉、穀物及嬰兒配方奶粉等主食中。
*補充劑:對目標缺乏族群提供高劑量維生素A。在缺乏症普遍存在的地區,建議對高風險族群每半年提供一次單次大劑量補充。

副作用
成年男性與女性對於"預製維生素A補充劑"的每日建議攝取量(RDA),分別為900與700視黃醇活性當量(RAE),約相當於3,000IU(International unit, 國際單位)與2,300IU。

維生素A的安全性取決於其來源與劑量。類視黃醇(動物性/合成)形式具潛在毒性,而植物性胡蘿蔔素則因人體具備調節轉化機制而相對安全。史上曾發生前往南極的探險家因食用極地動物或雪橇犬肝臟而導致致命性維生素A中毒的事件。

臨床上,毒性分為急性與慢性。急性中毒源於單次超量攝取(門檻25,000IU/公斤),慢性中毒則來自長期每日攝取超過4,000IU/公斤。中毒症狀包含噁心、視力模糊及月經異常,且長期低劑量過量亦可能增加骨質疏鬆症風險 。

雖然某些研究指出過度補充維生素A可能提升死亡率、血脂升高及罹癌風險。但在開發中國家,維生素A扮演關鍵救命角色。針對缺乏症盛行區,適度為孕婦與新生兒補充視黃醇,能顯著降低產婦及新生兒死亡率。這顯示維生素A的應用必須依據族群營養背景進行精準化管理,以在預防缺乏與避免中毒的雙重風險之間達成平衡。

生产方法
天然产品
天然的维生素A由鱼肝油提取。其中海洋鱼类肝脏提取到的是视黄醇(维生素A),淡水鱼类肝脏中提取到的是3-脱氢视黄醇,即维生素A。
人工合成
视黄醇及其衍生物的人工合成路线有很多条,常见的有Isler路线,即C-C-C。

柠檬醛和丙酮在碱性条件下进行羟醛缩合,得到假紫罗兰酮,在硫酸作用下环合,成为紫罗兰酮,其中β-紫罗兰酮就是路线中所指的C。C采用Darzens缩合得到缩水甘油酯,再水解、脱羧重排得到C醛。再与C醇制得的格氏试剂缩合,得到C,这就是视黄醇的主链。经过一系列重排,最终得到视黄醇。

体内生化过程
从食物中摄取的维生素A是前体形式,其中,来自动物性来源(如鱼肝油、牛奶等)的是视黄醇酯的形式,而从植物性来源(如胡萝卜、菠菜等)得到的是β-胡萝卜素。

在体内酶的作用下,发生下列生化反应:
::: β-胡萝卜素 + O2 = 2分子视黄醇
::: 视黄醇 + NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸) = 视黄醛 + NADH + H+
::: 视黄醛 + O2 + H2O = 视黄酸 + H2O2

其中,视黄醇和视黄醛之间可以互相转化,而氧化为视黄酸的步骤在体内是不可逆的。

生理作用
在人体中的作用:
构成视觉细胞内感光物质:全反式视黄醛可以被视黄醛异构酶催化为4-顺式-视黄醛,4-顺-视黄醛可以和视蛋白结合成为视紫红质(rhodopsin)。视紫红质遇光后其中的4-顺-视黄醛变为全反视黄醛,因为构像的变化,引起对视神经的刺激作用,引发视觉。而遇光后的视紫红质不稳定,迅速分解为视蛋白和全反视黄醛,重新开始整个循环过程。

维持上皮结构的完整与健全:视黄醇和视黄酸可以调控基因表达,减弱上皮细胞向鳞片状的分化,增加上皮生长因子受体的数量。

促进生长、发育:这也和视黄醇对基因的调控有关,并且视黄醇具有相当于类固醇激素的作用,可促进糖蛋白的合成。

維生素A及其衍生物對於維持人體視力、上皮組織完整性及生長發育非常重要。

胚胎學
視網膜酸在胚胎發育中透過"前後軸濃度梯度"引導細胞分化。它能啟動特定的同源框(Hox)基因模式,決定脊椎動物後腦的發育定位。若缺乏視網膜酸,後部腦節將無法正常形成。此外,視網膜分泌的視網膜酸對眼部發育非常重要,它能抑制眼周間質過度增生,預防先天性小眼球症或角膜缺陷。簡言之,視網膜酸是精準調控器官空間結構與基因表達的核心形態發生素。

幹細胞生物學
合成視網膜酸被用於將幹細胞分化為更具定向性的細胞形式,這呼應視網膜酸在自然胚胎發育路徑中的重要性。研究認為,它透過活化視網膜酸受體來啟動向數種不同細胞譜系的分化。視網膜酸在實驗性誘導幹細胞分化方面有眾多應用,其中包括將人類胚胎幹細胞分化為"後前腸" (posterior foregut)譜系。隨後,全轉式視黃醛須經由視黃醇的中間轉化,重新再生為11-順式形式以循環利用。

當維生素A攝取不足時,視紫質無法完全再生,首要影響對微光敏感的桿狀細胞,導致夜盲症。相較之下,負責色覺與強光視覺的錐狀細胞在缺乏初期受損較輕。維生素A的充足供應是維持感光細胞敏感度、確保全天候視覺功能的生理關鍵。

糖蛋白合成
糖蛋白的合成需要充足的維生素A狀態。在嚴重的維生素A缺乏症中,糖蛋白的缺失可能導致角膜潰瘍或。

免疫系統
維生素A參與維持先天與後天免疫系統中的多種免疫細胞類型。這些細胞包括淋巴球(B細胞、T細胞和自然殺手細胞),以及多種骨髓細胞(嗜中性球、巨噬細胞和骨髓樹突細胞)。維生素A透過其活性形式視網膜酸來維持腸道的免疫屏障。

皮膚
維生素A及其代謝物視網膜酸(RA)是皮膚健康的守護者。它透過調控類鐸受體引發免疫反應,並促進角質形成細胞分泌抗微生物胜肽以抵抗病原體 。此外,它能減少皮脂分泌,從源頭切斷細菌的營養供應,藉此維持毛囊微生物群的平衡。

紅血球
正常的紅血球形成可能需要維生素A的參與。維生素A缺乏會導致鐵代謝異常。此外,維生素A是透過類視黃醇分化將幹細胞產生為紅血球的必要物質。

計量單位
维生素A有三种度量方法:国际单位(IU)、微克(μg)和视黄醇当量(RE)。
它们有以下换算关系:

:1国际单位(IU) = 0.300μg 视黄醇 = 0.300μg 视黄醇当量(RE)
:::= 0.344μg 视黄醇乙酸酯 = 0.550μg 视黄醇棕榈酸酯
:::= 0.358μg 视黄醇丙酸酯 = 1 美国药典单位(USP)
: 1μg RE = 3.3 IU = 6μg β-胡萝卜素

當提及膳食建議攝取量或營養科學時,視黃醇通常以國際單位(IU)衡量。IU衡量的是生物活性,其定義隨各化合物的生理效力而異,因此不具備跨物質的統一換算率。以視黃醇而言,1IU的活性約等同於0.3微克(即300奈克)的質量。。

每日所需
注:根据人种、体质等条件的不同,每日推荐摄入量会有一定的差异。

營養學
維生素A對視覺、骨骼發育及黏膜健康非常重要,但研究指出它並不具抗氧化活性,甚至可能促進特定癌症發展。膳食來源分為動物性的直接活性形式,以及植物性色素(如β-胡蘿蔔素)構成的類胡蘿蔔素。

因來源轉化率不同,臨床以視黃醇當量(RE)統一計量。視黃醇是脂溶性維生素,儲存於肝臟與脂肪中,依需求經血液精準運送至目標組織。 理解其來源差異與非抗氧化的本質,對正確配置膳食營養具有重要意義。

膳食攝取
維生素A的攝取量標準因國而異,美國RDA建議成年男性每日攝取900微克(3,000IU),而英國國民保健署(NHS)則建議男、女性分別為700與600微克 。

在生理機制上,視黃醇於腸道吸收後,以酯化形式經乳糜微粒運往肝臟儲存。當組織需要時,肝臟將其去酯化並釋放至血液,結合視黃醇結合蛋白質(CRABP)進行全身運輸。進入細胞後,則由CRABP負責引導視網膜酸抵達作用位點。

食物來源
類視黃醇在自然界中僅存在於動物源性食物中。下列每份約1.75–7盎司(50–198克)的食物中,至少含有0.15毫克的類視黃醇:

  1. 动物性来源:

*动物肝脏(牛、豬、雞、火雞、魚)、其它动物内脏
*魚肝油
*奶油
*蛋類、蛋黄
*起司、乳類

  1. 植物性来源:

::富含胡萝卜素的黄绿色蔬菜和水果,如:

  • 胡萝卜
  • 油菜
  • 辣椒
  • 番茄
  • 橘子

缺乏症
当遇到以下情况的时候,会发生维生素A缺乏:

  • 食物缺乏维生素A的来源,如不食用动物内脏或富含胡萝卜素的食品。
  • 消化道疾病,造成对维生素A的吸收困难。
  • 肝脏疾病,造成星狀細胞对维生素A的储存困难。
  • 需求量突然增加,如儿童生长、孕妇和哺乳期妇女需要。

維生素A缺乏症在開發中國家十分普遍,但在已開發國家則極為罕見。每年大約有25萬至50萬名營養不良的兒童因缺乏維生素A而失明。孕婦若缺乏維生素A,會增加孩子在出生後不久的死亡率。夜盲症是維生素A缺乏症的最早徵兆之一。由於維生素A缺乏會耗盡合成視紫質所需的必要形式,進而導致失明。隨後美國生化學家埃爾默·麥科勒姆等人於1913年從乳脂中鑑定出此脂溶性物質,而在1920年被正式定名為維生素A。其化學結構於1931年由瑞士有機化學家保羅·卡勒解析,並在1940年代由荷蘭化學家完成人工合成。

美國科學家喬治·沃爾德因揭示視覺循環機制而於1967年獲頒諾貝爾獎:感光細胞中的11-順式視黃醛受光照射後異構化為全轉式,引發神經訊號,並在色素上皮細胞中完成再生循環。雖然科學定義較晚出現,但人類對其缺乏症的紀錄可追溯至古代,歷經18世紀臨床描述到20世紀的動物實驗,才完整確立其科學地位 。

參考文獻
外部連結
*

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。