维生素 A(Vitamin A )是一种较复杂的不饱和 一元醇 ,包括维生素A1(视黄醇)和 A2 (3-脱氧视黄醇),视黄醇、 视黄醛 和视黄酸是维生素A的活性形式。具有参与视觉传导、调控基因表达和 细胞 生长与分化、 抗氧化 、抑制肿瘤生长等作用。
维生素A剂型较多,主要为 软胶囊 、丸剂、 滴剂 等 ,其不良反应包括急性中毒和慢性中毒,急性中毒表现为异常激动或骚动、头晕、 嗜睡 、 复视 、严重头痛等,而慢性中毒表现为 脊髓小脑性共济失调 、 脱发 、 高脂血症 、肝毒性等;维生素A过多症时禁用。 妊娠期 对维生素A需要量略增多,但不宜大量摄入;此外,大剂量或长期服用维生素A可能引起齿龈出血,唇干裂。
维生素 A已纳入医保,其中维生素A软胶囊、 维生素A 软脂酸 眼用 凝胶 、 维生素ad 滴剂和维生素AE胶丸为 医保乙类 。 中华人民共和国国家卫生健康委员会 提出,成年男性的维生素A的适宜摄入量为800μgRAE/d,成年女性为700μgRAE/d。
一般性质
维生素A(vitamin A)是由1分子β- 白芷 环和2分子 2-甲基-1,3-丁二烯 构成的不饱和 一元醇 。一般所说的 天然维生素 A指A 1 (视黄醇, retinol ),主要存在于 哺乳纲 和 海水鱼 肝中。维生素A2(3-脱氢视黄醇)则存在于淡水鱼肝中。
动物性食品,如肝、肉类、 蛋黄 、 乳制品 、鱼肝油等都是维生素 A 的丰富来源。食物中的维生素A主要以 的形式存在,在 小肠 内受 酯酶 的作用而 水解 ,生成视黄醇进入小肠黏膜上皮 细胞 后又重新被酯化,并掺入乳糜微粒,通过 淋巴 转运。乳糜微粒中的视黄醇酯可被 肝细胞 和其他组织摄取,在肝细胞中被水解为游离视黄醇。在血液中,视黄醇与 视黄醇结合蛋白 ( 视网醇 binding protein,RBP)相结合,后者再结合 甲状腺素 视黄质运载蛋白(transthyretin,TTR),形成视黄醇-RBP-TTR 复合体。在 细胞 内,视黄醇与细胞视黄醇结合蛋白(cellular retinal binding protein,CRBP)结合。肝 细胞 内过多的视黄醇则转移到肝内星状细胞,以视黄醇酯的形式储存。
植物中无维生素A,但含有被称为维生素 A 原(provitamin A)的多种胡萝卜素(carotene),其中以 β-胡萝卜素 (β-carotene)最为重要。 胡萝卜 、红辣椒、菠菜、 番薯 、 木瓜 等均含有丰富的β-胡萝卜素。β-胡萝卜素可在 小肠 黏膜 细胞 或肝中被加 氧气 酶分解生成2分子全 反式 视黄醇。由于小肠黏膜对β-胡萝卜素的分解和吸收能力较低,每分解6分子β-胡萝卜素仅获得1分子视黄醇,即β-胡萝卜素转化为维生素A的转化当量仅为1/6。
生物学功能
在细胞内,一些依赖NADH的 乙醇脱氢酶 催化 视黄醇和 视黄醛 (retinal)之间的 可逆反应 。视黄醛在视黄醛脱氢酶的催化下又不可逆的氧化生成视黄酸(retinoic acid)。视黄醇、视黄醛和视黄酸是维生素A的活性形式。
人视网膜的光受体 细胞 分为锥状细胞和 杆状细胞 。锥状细胞是感受亮光和产生色觉的细胞,杆状细胞是感受弱光或暗光的细胞。在人视网膜杆状细胞内,全反式视黄醇在 异构酶 的作用下生成11-顺视黄醇,并进而氧化为11-顺视黄醛。11-顺视黄作为光敏感视蛋白(opsin)的辅基与之结合生成 视紫红质 (hodopsin)。弱光可使视紫红质中11-顺 视黄醛 和视蛋白分别发生构型和构象改变,生成含全反式视黄醛的光视紫红质(photorhodopsin)。光视紫红质再经一系列构象变化,生成变视紫红质Ⅱ(metarhodopsin Ⅱ),后者引起视觉神经冲动并随之解离释放全 反视黄醛 和视蛋白。全反视黄醛经还原生成全反视黄醇,从而完成视循环(visual cycle)。可见视紫红质是暗视觉的基础,人视网膜杆状 细胞 合成视紫红质时需要维生素A参与,维生素A参与了视觉传导。
维生素A及其代谢中间产物具有广泛的生理学和药理学活性,在人体生长、发育、细胞分化(尤其是精子生成、黄体酮前体形成、胚胎发育等过程)中发挥调控作用。此外,其对儿童及青少年的生长发育(特别是骨骼成熟过程)也具有重要作用。视黄醇的不可逆 氧化产物 全反式视黄酸(all-trans retinoic acid,ATRA)和9-顺视黄酸是执行这一重要功能的关键物质,它们与细胞内核受体结合,通过与 脱氧核糖核酸 反应元件 的作用,调节某些基因的表达,进而调控细胞的生长、发育和分化。所以,视黄酸对于维持上皮组织的正常形态与生长具有重要的作用。如ATRA可促进 上皮细胞 生长与分化,参与上皮组织的正常角化过程,可使 银屑病 角化过度的表皮正常化而用于银屑病的治疗。
维生素A和胡萝卜素是机体一种有效的捕获 活性氧 的抗氧化剂,具有清除活性氧和防止脂质 过氧化 的作用。
维生素A及其生物有延缓或阻止 癌前病变 ,拮抗化学致癌剂的作用。维生素A及其衍生物ATRA具有诱导 肿瘤细胞 分化和凋亡、增加 癌细胞 对化疗药物的敏感性的作用。动物实验表明摄入维生素A及其衍生物ATRA可导肿瘤细胞的分化和减轻致癌物质的作用。
医学用途
适应证
维生素A为 脂溶性维生素 ,由维生素A 醋酸酯 结晶与 植物油 配制成所需浓度的淡黄色油溶液 。可用于:
维生素A缺乏的预防与治疗:如角膜软化、 眼干燥症 、夜盲症、 麻疹 、皮肤角化过度、皮肤过度增生、 动脉粥样硬化 等。
维生素A需要量增加时或摄入不足情况:① 妊娠期 、哺乳期妇女和婴儿;②持续紧张状态;③感染、长期发热;④吸收综合征伴有 胰腺 功能不良;⑤ 糖尿病 和甲状腺功能亢进症、严重 蛋白质 营养不良 、脂肪吸收不良时, β-胡萝卜素 转化为维生素A减少;⑥严格控制或选择饮食,或长时间接受肠道外营养的患者,体重骤降而致营养不良患者、经济 欠发达地区 人群。
用法与用量
1、口服
(1)预防用量:男性青年及成人每日5000U(1500RE),女性青年及成人每日4000U(1200RE), 妊娠期 妇女4000U(1200RE),乳母每日6000U(1800RE)。
(2)治疗用量:成人维生素A缺乏,每日口服1万-2.5万U(3000-7500RE),服用1-2周; 眼干燥症 ,每日口服2.5万-5万U(7500-15000RE),服用1-2周。
2、胃肠道外给药:患者如有呕吐、恶心或手术前后、 吸收不良综合征 、眼损害较严重时,可给维生素A肌内注射,成人每日6万-10万U(1.8万-3万RE),连用3日,继用每日5万U(1.5万RE),共2周。
3、 小儿科 用法与用量
(1)维生素A缺乏:口服维生素A胶丸每日5000U/kg。
(2)伴有干眼病及 消化道 吸收不良时,可肌内注射维生素A注射剂,每日2.5万~5万U(7500-15000RE),至症状体征好转。
(3)WHO推荐用量:对 营养不良 等,6个月-1岁儿童口服维生素A10万U(单剂量);1岁以上儿童口服20万U(单剂量)。 眼干燥症 ,6个月-1岁儿童首日口服10万,次日及4周后各服10万U;1岁以上儿童口服20万U,次日及第4周各服20万U。
剂型与规格
维生素A常用制剂主要包括维生素A软胶囊、 维生素ad 软胶囊和维生素AD滴剂等。具体如下:
资料来源
给药说明
无肠道吸收障碍时均采取口服给药。
脂肪吸收不良或 胆酸 缺乏时,起初阶段可用肠外途径给药。
胆酸减少时维生素A用量适当增加。
水溶性维生素 A注射液不得用于 静脉注射 ,误用有发生 过敏性休克 的危险,严重时可致死。
维生素A广泛存在于黄色及绿色果蔬中,肝、 黄油 、 蛋黄 中含量较丰富,菜蔬中维生素A烹 中不会被破坏,成人长期每日服用维生素A过量,凡血中 维生素 A浓度超过100μg/100ml时,可考虑为中毒应立即停用。
药理机制
维生素 A是一种较复杂的不饱和 一元醇 ,包括维生素A1(视黄醇)和 A2 (3-脱氧视黄醇)。主要存在于动物肝、脂肪、乳汁、蛋黄内。食物中的维生素A含量用 视黄醇当量 (RE)表示,1单位(U)的维生素A=0.3μg维生素A=0.3RE,凡能转化为视黄醇的 类胡萝卜素 (存在于有色蔬菜及黄色水果中,主要为 β-胡萝卜素 ),都称为 维生素A原 ,人体约能吸收食物中摄入维生素A原的1/3。1μg胡萝卜素=0.167RE。维生素A具有促进生长、繁殖、维持正常骨骼上皮组织视力和黏液分泌等生理功能。视黄醇在体内可转化为视黄酸和 视黄醛 。视黄醛与 视蛋白 合成 视紫红质 ,视紫红质是感光的物质。视网膜中的视紫红质在感光过程中不断分解与再生,维生素A缺乏时视紫红质合成减少,暗适应视觉减低,严重时产生 夜盲 。
药代动力学
维生素A口服易吸收,胆汁酸、 胰脂酶 、 血清甘油三酯 、 维生素e 及 蛋白质 均促进维生素A的吸收,吸收部位主要在 十二指肠 和空肠。正常情况下,体内维生素A<5%与 血浆 脂蛋白 结合,大量摄入维生素A时,肝内贮存已达饱和,蛋白结合率可达65%。 高脂蛋白血症 时维生素A与脂蛋白结合量增高。维生素A主要贮存于肝内(约含成人2年需要量),少量贮于肾、肺。肝内维生素A动员需锌参与。维生素A自肝释出后与视黄醇结合蛋白结合进入血循环。维生素A在肝内代谢,随粪便、尿液排出。哺乳期妇女有部分维生素A分泌于乳汁中。
风险与禁忌
不良反应
摄入过量维生素A,可致严重中毒甚至死亡;可以分为急性中毒和慢性中毒,故处方前应评估饮食、保健品与合并用药中维生素A的影响。
急性中毒:可发生于口服单剂量摄入维生素A(成人100万-150万U,小儿超过7.5万-30万U)6小时后,患者出现异常激动或骚动、头晕、 嗜睡 、 复视 、严重头痛、呕吐、 腹泻 、脱皮(特别是唇和掌),婴儿头部可出现凸起肿块,并有骚动、 惊厥 、呕吐等颅内压增高、 脑积水 、假性脑瘤表现。
慢性中毒:可发生于长期服用剂量大于10倍推荐剂量人群。可表现为 脊髓小脑性共济失调 、 脱发 、 高脂血症 、肝毒性、骨头和肌肉疼痛、视觉障碍、 肿胀 、 瘙痒症 、口唇干裂、疲劳、软弱、全身不适、发热、头痛、呕吐、颅内压增高、视乳头水肿、皮肤对阳光敏感性增高及其他非典型症状。停药后中毒症状多在1周内缓解,亦可持续数周,肝脏发生 纤维化 则不可逆。
药物相互作用
制酸药: 氢氧化铝 可使 小肠 上段 胆酸 减少,影响维生素A的吸收。
抗凝药:大量维生素A(25000IU/d,30日以上)与 华法林 或 肝素 合用,可能增加出血风险。
避孕药:口服避孕药可提高 血浆 维生素A浓度。
降胆固醇树脂如 考来烯胺 (colestyramine)、 矿物油 、 新霉素 、 硫糖铝 能干扰维生素A吸收。
维生素e :与维生素E合用时,可促进维生素A吸收,增加肝内贮存量,加速利用和降低毒性,但大量维生素E服用可耗尽维生素A在体内的贮存。
米诺环素 :维生素A与米诺环素合用时可能导致假性脑瘤及相关不良反应。
特殊人群用药
儿童用药:婴幼儿对大量或超量维生素A较敏感,故婴幼儿慎用。
妊娠期 妇女:妊娠期对维生素A需要量略增多,但每日不宜超过6000单位。
哺乳期妇女:维生素A能从乳汁分泌,哺乳期妇女摄入增加时,应注意婴儿自母乳中摄取的维生素A量。
老年人用药:老年人长期服用维生素A,可能因视黄基醛廓清延迟而致维生素A过量。
肝脏功能不全、 肾衰竭 、 酗酒 或者使用某些药物如 米诺环素 等 四环素 类药物的患者慎用维生素A。
禁忌
维生素A过多症时禁用。
注意事项
妊娠期对维生素A需要量略增多,但不宜大量摄入。 妊娠期 妇女摄入大量维生素A时有报道可能致胎儿畸形,如 小头症 、心脏畸形、泌尿道畸形、生长迟缓、早期骨 愈合等。维生素A能从乳汁分泌,哺乳期妇女摄入增加时,应注意婴儿自母乳中摄取的维生素A量。 妊娠 动物服过量维生素A可能致胎仔 中枢神经系统 、 脊柱 、 肋骨 、心脏、眼及泌尿道畸形。维生素A过量摄入期间应避孕。妊娠期妇女如有维生素A摄入过量中毒,应进行有无胎儿致畸风险的咨询。
大剂量或长期服用维生素A可能引起齿龈出血,唇干裂。
对诊断的干扰:慢性中毒时,血糖、 尿素氮 、血钙、血胆固醇和 三酸甘油脂 浓度增高。大剂量应用时红细胞和 白细胞 计数 可下降; 血沉 增快, 凝血酶原时间 缩短。
监测:维生素A主要贮存在肝脏中, 血浆 中的水平可能无法反映其真实浓度。
随访监测暗适应试验, 眼球震颤 电动图,血浆胡萝卜素及维生素A含量测定。
历史
中国 是记载维生素A治疗眼症最早的国家。很久以前就有中国人食用 糙米 治疗夜盲症的记载, 唐朝 名医 孙思邈 在《 千金要方 》中记载动物肝脏可治疗夜盲症《 黄帝内经 》曰:“瞳子黑眼法于阴,白睛赤脉法于阳,阴阳合转而 晴明 。今阴弱而不能配阳,复兼气化不利,久则使双目渐失肝血肾精之充养而 失明 。故法拟补肝肾,益精血,通气化为主,佐以明目养肝清肝之品,且郁多憔悴,故宜辅以舒肝解郁之药。”足见古方配伍之法记载维生素A治疗眼疾的历史。被人们称为医药之父的古希腊人 希波克拉底 (Hippocrates)认为,各种动物肝脏是维生素A的最良好来源,可治疗夜盲症。但直到20世纪实验证明维生素A是一种单独的营养物质。
1913年,美国威士康星大学的E.V.麦科勒姆(E.V.McCollum)和戴维斯(Davis)与康涅狄格试验站的奥斯本(Osborne)和门德尔(Mendel)分别发现维生素A。研究小组各自的研究表明维生素A是脂肪食品中的膳食要素,他们还发现 黄油 、 蛋黄 和鱼肝油含维生素A。研究人员认为这种物质对辅助纯食物摄入很必要,称之为 脂溶性 A。他们经典的症状叙述:“在不合理饲养的动物中以传染性眼病表现出的营养缺乏症”。1915年,他们提出缺乏 脂溶性维生素 A可导致夜盲症。
1919年,美国威士康星大学的斯廷博克(Steenbock)及其同事注意到存在于 番薯 、 胡萝卜 和玉米中一种能维持正常生长和繁殖的未知物质,后来证明是胡萝卜素。1920年, 英国 科学家德拉蒙德(Drummond)建议把这种物质称为维生素A原。
1930年,英格兰的穆尔(Moore)证明前维生素就是 β-胡萝卜素 ,胡萝卜素是维生素A的 前体 。
1931年, 瑞士 研究员P.卡勒(P.Karrer)从鱼肝油中分离活性物质并测量了维生素A的 化学式 ,首先建立了维生素A的化学结构。与当年 维生素B2 的研究工作一起他获得了 诺贝尔化学奖 。然而,1937年以前P.卡勒还不能把从鱼肝油得到的 维生素 A制成 晶体 形式,直到1947年以前还不能合成。
1938年, 奥地利 籍的 德国 化学家理查德·库恩( 里夏德·库思 )从事 类胡萝卜素 以及 维生素 类的研究获得诺贝尔化学奖。
1967年, 哈佛大学 的乔治格瓦尔德( Geovge Wald ) 博士从事维生素A的视觉作用研究项目获得 诺贝尔生理学或医学奖 。
使用情况
据中国食品报报道,中国是少数可以生产全部 维生素 种类的国家之一,已成为世界维生素生产中心,在多个维生素细分市场显示出国际竞争优势。中商产业研究院日前发布的《2022年中国维生素行业市场前景及投资研究报告》显示,中国维生素市场规模由2017年的34亿美元增长至2020年的37亿美元,复合年均增长率为2.9%,预计2022年中国 维生素 市场规模将达38.6亿美元;而在 维生素 行业各细分品种中,维生素B族、 维生素e 、 维生素c 和维生素A市场份额最大,分别为33%、30%、21%和13%,其他维生素市场份额较小,总占比仅3%。
维生素A在中国食品行业需求占比7%。维生素A饲料需求结构中,猪饲料占比最大,为40%,因而维生素A市场运行情况与养殖业关联紧密。
维生素 B各品类产能集中度高,前三位企业产能占比均超过了整体市场的一半,其中最高的是 生物素 ,产能集中度达90%。 维生素 C产能集中度最低,前三位企业产能仅占43%,远低于其他同类产品。在行业 寡头 垄断生产格局下,供应方对市场有极大的话语权,主要生产企业形成定价默契,尤其是市场低迷时行业内“价格同盟”强势有效。
动物用途: 中华人民共和国农业农村部 发布的《2021年饲料质量安全监管工作方案》报道,允许添加剂预混合饲料含有 维生素 A、 维生素D3 、 维生素e 、维生素B1、 维生素B2 、 吡哆醇 等物质供动物食用。
其他相关研究
抑制 胰脏癌 扩散:胰腺癌是一种诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤,2016年10月, 英国 、 德国 与 美国 的研究人员发现,通过引发维生素A的代谢转化过程,其产生的全反式维甲酸能够有效阻止星状 细胞 “改造”肿瘤周围环境,减少了 结缔组织 形成,从而起到抑制胰腺癌扩散的效果。
膳食摄入
根据 中华人民共和国国家卫生健康委员会 发布的《中国居民膳食营养素参考摄入量 第4部分:脂溶性维生素》,中国居民膳食 维生素 A参考摄入值如下表所示 :
注:
1.“—”表示未制定; a AI 值。
2.平均需要量(estimated 平均数 requirement,EAR):群体中各个体营养素需要量的平均值。
3.推荐摄入量(recommended nutrient intake,RNI):可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中绝大多数个体需要的营养素摄入水平。
4.适宜摄入量 (adequate intake,AI):营养素的一个安全摄入水平。是通过观察或实验获得的健康人群某种营养素的摄入量。
5.可耐受最高摄入量(tolerable upper intake level,UL):平均每日可以摄入营养素的最高量。此量对一般人群中的几乎所有个体都不至于造成损害。
化学信息
分子式 :C14H10Cl 2 NNaO 2
分子量:318.13
性状 :白色或类白色结晶性粉末,有刺鼻感与 引湿性 ;在 乙醇 中易溶,在水中略溶,在 三氯甲烷 中不溶。
化学性质 :分子中含有多个 共轭 多 烯醇 侧链,化学性质不稳定,易被空气中的氧或 氧化剂 氧化,遇光易变质,易被紫外光裂解。在加热或有金属离子存在时更易被氧化变质,生成无活性的环 氧化物 ,如 维生素 A醛、 维生素A酸 等。在三氯甲 中能与 三氯化锑 试剂发生化学反应,和三氯化锑中存在的亲电试剂氯化高锑(V)作用形成不稳定的蓝色 碳正离子 ,显蓝色后渐变为红色。在环己烷或 乙醇 溶液中,最大的 吸收峰 在325-328m。其 乙醇 溶液在 盐酸 催化 下加热,可发生 脱水反应 生成脱水维生素A,脱水维生素A在348、367和389nm波长处有最大吸收。
制备方法
BASF工艺
BASF 公司于1971年开始工业化生产维生素A。以β- 紫罗兰酮 为起始原料和 乙炔 进行格氏(Grignard)反应生成乙炔-β-紫罗兰醇,选择性加氢得到 乙烯 B紫罗兰醇,经Witting反应,在 醇钠 催化下,与C5醛缩合生成维生素A 醋酸酯 。
Roche工艺
罗氏制药 合成工艺以β-紫罗兰酮为起始原料,格氏反应为特征,经 Darzens 反应、格氏反应,选择性加氢、 羟基 溴化 、脱 溴化氢 完成了维生素A醋酸酯的合成。
Roche合成工艺的技术较为成熟, 收率 稳定,各 反应中间体 的立体构型比较清晰,且原料较易获得,但使用的原辅材料数量较大。该 技术路线 是世界上维生素A厂商采用的主要合成方法。
相关人物
王成发教授(1906-1994)是中国著名的生化学家和 营养学 家;在上世纪50年代初期,王成发教授率领以 顾景范 教授为代表的军队营养工作者深入部队,开展了 维生素 营养状况评价和需要量的研究,并创建了中国军队的营养供给量标准,为军队的现代化建设作出了重要贡献;此外,王成发教授为军队培养了许多营养工作者,后来成为各军、 兵种 、 军医大学 营养学科的带头人。
王成发教授先后建立了几种主要维生素营养状况的评价指标和标准,如用 血浆 维生素A、维生素A耐量实验和生理盲点面积评价维生素A营养状况,用24小时全日尿、空腹2小时尿、负荷4小时尿评价维生素B 1 、B 2 和C营养状况,都建立了评价标准。在研究中发现维生素B 2 摄入量从每日0.5mg到2.5mg之间在1.2mg处存在扭转点,即为需要量;王德凯、 赵法伋 在不同部队重复实验均得以证实。