维生素B3

烟酸又名维生素PP、尼克酸,抗癞皮病因子、维生素B3等。


 

历史溯源

早在1867年,德国化学家Huber曾由烟草提取的尼古丁制得这种维生素,但其作用在以后的70年间一直不清楚。1913年,Funk等在寻找抗脚气病因素的过程中,从酵母和米糠中也提取出了这种维生素,但因为它没有治疗脚气病的作用而被忽视。20世纪初,癩皮病在美国南部流行。1913年前后,每年有20万人患癩皮病,引起成千上万人死亡。死亡者大多是一般贫困人民,其主食以玉米、糖蜜和腌肉为主。当时以Goldberger为首的学者经过大量调査研究,发现癩皮病并不是感染或毒素中毒,而是由于膳食中缺乏某种营养素所致。1937年Elvehjem发现从肝脏中分离出来的烟酸可治疗狗的黑舌病(癩皮病),不久证明可防治人的癩皮病,从此烟酸的作用才被发现。又经过研究,发现色氨酸可在体内转化为烟酸。在此过程中证明,在体内发挥作用的状态并非烟酸本身,而是其氨基化合物烟酰胺或尼克酰胺。

一、理化性质与体内分布

烟酸和烟酰胺都是吡啶的衍生物,其结构式

            


                     

 图1-9-15烟酸和烟酰胺的结构式

烟酸为无色针状晶体,味苦;烟酰胺晶体呈白色粉状,二者均溶于水及酒精。25℃时,1g烟酸可溶于60ml水或80ml酒精中,但不溶于乙醚。烟酰胺的溶解度大于烟酸,1g可溶于lmL水或1.5mL酒精,在乙醚中也能溶解。烟酸和烟酰胺性质比较稳定,酸、碱、氧、光或加热条件下不易破坏;在高压下,120℃,20分钟也不被破坏。一般加工烹调损失很小,但会随水流失。

烟酸主要以辅酶形式广泛存在于体内各组织中,以肝内浓度最高,其次是心脏和肾脏,血中相对较少(表1-9-20)。血中的烟酸约90%以辅酶的形式存在于红细胞,血桨中浓度约为2600~8300ug/L,平均4380ug/L。


 

引自:OffermannsHEetal(1984).Kirit-OlhmerEncycl.Chem.Technol.24,59

二、生理功能与缺乏表现

(一)生理功能

1.构成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(CoI或NAD+,曾用辅酶I)及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(CoII或NADP+,曾用辅酶II)烟酰胺在体内与腺嘌呤、核糖和磷酸结合构成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,在生物氧化还原反应中起电子载体或递氢体作用。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的这种作用,主要有赖于其分子结构中的烟酰胺部分。烟酰胺的吡啶环具有可逆地加氢加电子和脱氢脱电子的特性,因此在酶促反应过程中能够传递氢递电子。

2.葡萄糖耐量因子的组成成分葡萄糖耐量因子(glucosetolerancefactorGTF)是由三价铬、烟酸、谷胱甘肽组成的一种复合体,可能是胰岛素的辅助因子,有增加葡萄糖的利用及促使葡萄糖转化为脂肪的作用。烟酸在其中的作用还不清楚。

3.保护心血管有人报告,服用烟酸能降低血胆固醇、甘油三酯及脂蛋白浓度及扩张血管。大剂量烟酸对复发性非致命的心肌梗死有一定程度的保护作用。但是烟酰胺无此作用,其原因不清。

(二)缺乏表现

烟酸缺乏可引起癞皮病。此病起病缓慢,常有前驱症状,如体重减轻,疲劳乏力,记忆力差、失眠等。如不及时治疗,则可出现皮炎(dermatitis)、腹泻(diarrhea)和痴呆(depression)。由于此三系统症状英文名词的开头字母均为“D”字,故又称为癞皮病“3D”症状。

1.皮肤症状典型症状。常见在肢体暴露部位,如手背、腕、前臂、面部、颈部、足背、踝部出现对称性皮炎。其次发生在肢体受摩擦的部位,如肘部、膝盖部等处。皮炎可由红斑开始,很像日晒斑,有烧灼和瘙痒感,随之可有水泡形成、皮肤破裂、出现渗出性创面,容易导致继发感染。病情好转后,大块脱皮而遗留棕色色素沉着。慢性病例呈粗糙、增厚、干燥、脱屑现象,色素沉着很深。皮肤受损部位与周围皮肤界线清楚,边缘略高起。病变有时可侵犯阴囊、阴唇及肛门周围皮肤。

2.消化系统症状。主要有口角炎、舌炎、腹泻等。早期舌炎及舌边缘充血,荤状乳头增大;其后全舌、口腔黏膜、咽头及食管均可呈红肿,上皮脱落,并有表浅溃疡,引起舌痛及进食下咽困难,唾液分泌增多。随病程进展,舌面灰白、乳头萎缩、表现光滑、干,呈牛肉样外观。口角炎以口角湿白、糜烂为主。腹泻是本病的典型症状,早期多患便秘,其后由于消化腺体的萎缩及肠炎的发生常有腹泻,次数不等。大便呈水样或糊状,量多而有恶臭,也可带血,如病变接近肛门可出现里急后重。腹泻症状并非每例都有。

3.神经系统症状。初期很少出现,至皮肤和消化系统症状明显时出现。轻症患者可有全身乏力。烦躁、抑郁、健忘及失眠等。重症则有谵妄、狂躁、幻视、幻听、神志不清、木僵、甚至痴呆。慢性病例常有周围神经炎症状,如四肢异常等表现。

三、吸收代谢

烟酸主要是以辅酶的形式存在于食物中,经消化后于胃及小肠吸收。吸收后以烟酸的形式经门静脉进人肝脏,在肝内转化为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和烟醜胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。在肝内未经代谢的烟酸和烟酰胺随血液流入其他组织,再形成含有烟酸的辅酶。肾脏也可直接将烟酰胺转变为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。

过量的烟酸大部分经甲基化从尿中排出,其排出形式为N1-甲基烟酰胺和N1-甲基-2-吡咯酮-5-甲酰胺(简称2-吡咯酮)。正常人尿中的N1-甲基烟酰胺排出量为7.5mg/d,相当于摄人量的15%,也有少量烟酸和烟酰胺直接由尿中排出。此外,烟酸还随乳汁分泌,每100ml中含烟酸128~338ug;从汗中排出,估计每100ml汗中含烟酸20~100ug。

四、需要量与参考摄入量

人体烟酸的需要量与能量的消耗量有密切关系。能量消耗增加时,烟酸需要量也增多,因此烟酸的需要量常以每消耗1000kcal能量需要烟酸的mg数来表示。由于色氨酸在体内可转化为烟酸,蛋白质摄入增加时,烟酸摄人可相应减少。故此目前烟酸的需要量或推荐摄人量用烟酸当量(nacinequivalence,NE)来表示。根据测定,平均60mg色氨酸可转变为1mg烟酸,因此烟酸当量则为:

烟酸当量(mgNE)=烟酸(mg)+1/60色氨酸(mg)

人体烟酸的平均需要量(EAR),实验数据不多。Goldsmith等人曾观察过美国成年人烟酸的需要量。当受试者每日接受8.8mgNE烟酸时,出现该种维生素的缺乏症状,如果这些受试者每日摄入量增加为11.3mg-13.3mgNE时,尿中烟酸代谢物明显增加,提示此量可作为成人烟酸的平均需要量。其他各年龄组,尚缺乏实验数据。

由于烟酸平均需要量的实验数据欠缺,因此尚难用平均需要量来确定推荐摄人量(RNI)。但有研究表明,组织中维生素B1与烟酸的比例接近1:10,当膳食摄人的二者比例为1:10时,血中有关酶的活性都增加。因此有人建议根据维生素B1的推荐摄人量来制订烟酸的RNI值,这一建议得到国内外专家认可。据此,我国于2001年RDIs中推荐的膳食烟酸的摄入量,都是以维生素B1的10倍量为基础提出的(表1-9-21)。

表1-9-21中国居民烟酸推荐摄入量(RNI,mgNE/d)

 

五、营养状况评价

人体烟酸的营养状况,可通过膳食营养调査、尿中烟酸代谢产物的排出量、血浆代谢产物水平及NADH、NADPH的含量等方法进行评价。

(一)膳食营养调査通过营养调查,可了解烟酸的摄入量并发现有无烟酸缺乏的临床表现。

(二)尿中烟酸代谢产物排出量

1.尿中2-吡啶酮/N1-甲基烟酰胺比值  正常成人尿中烟酸的代谢产物N1-甲基烟酰胺占20%-30%,2-吡啶酮占40%-60%。当烟酸摄入不足时,2-吡啶酮在缺乏症出现之前就消失,故与甲基烟酰胺比值可反映机体的营养状况。一般认为此比值在1.3~4.0为正常,<1.3为潜在缺乏。此指标受蛋白质摄入水平的影响较大,对边缘性烟酸缺乏不敏感。

2.尿负荷试验  一次口服烟酸50mg后,收集4h尿,测定N1-甲基烟酰胺排出量。排出量<2mg为缺乏,2.0~2.9mg为不足,3.0~3.9mg为正常。

3.克肌酐烟酸排出量测定  任意一次尿N1-甲基烟酰胺排出量及肌酐含量,计算每克肌酐烟酸排出量(mg/g),成人评价标准:<0.5为缺乏,0.5~1.59为不足,1.6~4.2为正常。

(三)NADH/NADPH比值

测定红细胞内NADH和NADPH的含量并计算其比值,其比值小于1.0时表示有烟酸缺乏的危险。

此外,也可通过测定血浆2-吡啶酮代谢产物含量及Poly-ADP-核糖聚合酶活性等变化来评价烟酸的营养状况。

六、过量危害与毒性

目前尚未见到因食源烟酸摄人过多而引起中毒的报告。所见烟酸的毒副作用多系临床大剂量使用烟酸治疗高脂血症病人所致。当口服剂量为30~100mg/d,有些人出现血管扩张的症状,如颜面潮红、皮肤红肿、头晕眼花、皮肤瘙痒等。除血管扩张外,还可伴随胃肠道反应,如恶心、呕吐、腹泻等。当口服剂量为3~9g/d时,可引起黄疽和血清转氨酶升高。严重者可出现肝炎、肝性昏迷、脂肪肝等。也有报告指出,大剂量服用烟酸能引起葡萄糖耐量变化、视觉模糊、血清尿酸浓度升高,诱发痛风发作等。烟酸毒副作用的机制尚不十分清楚。

七、食物来源

烟酸及烟酰胺广泛存在于食物中。植物食物中存在的主要是烟酸;动物性食物中以烟酰胺为主。烟酸和烟酰胺在肝、肾、瘦畜肉、鱼以及坚果类中含量丰富;乳、蛋中的含量虽然不高,但色氨酸较多,可转化为烟酸。谷类中的烟酸80%~90%存在于他们的种子皮中,故加工影响较大。常见食物中烟酸含量见表1-9-22。玉米含烟酸并不低,甚至高于小麦粉,但以玉米为主食的人群容易发生癞皮病。其原因:①玉米中的烟酸为结合型,不能被人体吸收利用;②色氨酸含量低。如果用碱处理玉米,可将结合型的烟酸水解成为游离型的烟酸,易被机体利用。有些地区的居民,虽然长期大量食用玉米,由于食物的玉米已经过处理,已形成游离型,不

患癞皮病。我国新疆地区曾用碳酸氢钠(小苏打)处理玉米以预防癩皮病,收到了良好的预防效果。


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