图5-3 维生素A的氧化代谢的可能途径

图5-4 维生素A的氧化代谢的可能途径

　　大鼠摄入维生素A后，大便及尿中都有其代谢物的排出。2/3排出物的异戊二烯侧链部分无改变。也有15-C氧化为CO₂，有的侧链氧化分解成CO₂及短链产品。大鼠给以20μg维生素A后，大便中排出以葡糖视苷酸为主，为主要排出途径，大便排出量变化较大，第2，3天达到高峰，约为剂量的9%，然后下降到较小数量。尿中排出24h内为剂量的8.7%，其中一半为水溶性者，一半为脂溶性者，尿排出量逐渐下降至第八天达到稳定，约为0.55%。尿中代谢产物β-紫罗兰酮环部分可氧化，甲基可脱去侧链中的双键可饱合，链也可缩枯木短。水溶性代谢物目前了解很少。

　　肝内储存的及摄入的维生素A都能被补充到需要维生素A的靶组织中去。因此，肝内维生素A的靶组织中。因此，肝内维生素A的储存量能影响维生素A的代谢率（即维生素A转变为尿及大便中维生素A代谢物之量）。Sauber Lich测定人的代谢率每天570～1250μg，这种差异由于肝储存量不同所致。注射标记维生素A，在试验中，发现维生素A有三种不同速率从尿中排出，亦即有三种不同代谢库：代谢库1代表新吸收的维生素A；代谢库2代表功能性和非功能性的维生素A；代谢库3代表功能性的代谢。在肝内储存空竭后的代谢率，才代表靶组织的功能性代谢率。新吸收的维生素A与体内储存者不同，二者在24h内不混合，血浆中新吸收者占90%，内源者仅占10%，二者逐渐混合，大鼠至第八天才完全混合。如果肝中维生素A储存量少，新吸收者在血浆中比例大，持续时间较长。如果肝储存量为0.6μg·m^-1时，新吸收者由于其他维生素A已经空竭，需要维生素A补充，不能储存于肝内，而进入其他组织如肾等。若维生素A储存量较多时，肝储存量为18μg·m^-1，60%存于肝内。从代谢库2来看，非功能性的代谢，即代表肝储存维生素A的分解。所以维生素A空竭的速率随维生素A储存量的指数而变化。大鼠的维生素A肝储存量可为全部生命需要量的数倍，但也可空竭，人体也是如此，储存量高代谢率亦高，摄入量高，代谢率也高。

　　 5．2．3生理功能

　　维生素A具有维持正常生长、生殖、视觉及抗感染的功能，但其作用机理迄今尚未完全清楚。

　　（1）维生素A与视觉的关系 视网膜上有两种视细胞，即视杆细胞与视锥细胞，人类前者数量多，与暗视党有关；后者数量少，与明视觉及色觉有关，他们都有视色素，由视蛋白与生色团组成。各种动物的细胞的视蛋白不同，生色团由不同类型的维生素A醛组成。视杆细胞外段含有视色素是感光部分。视杆细胞膜连续不断地内陷，折起形成片层膜结成，每一层膜又由两层脂类分子膜由两层脂类分子膜构成称为双分子膜。视色素镶嵌在这种脂类双分子膜中。视色素视紫红质，由维生素A醛与视蛋白结合而成。维生素A醛由维生素A氧化而来，经异构酶作用使其变为11-顺式维生素A醛。维生素A醛由维生素A氧化而来，经异构酶作用使其变为11-顺式维生素A醛。维生素A醛由视蛋白之间的一级结构是11-顺维生素A醛的醛基与视蛋白中赖氨酸ξ氨基形成希夫碱（Schiff base）键，随之引起视蛋白高级结构改变，产生相互保护的二级结构，在黑暗中非常稳定。当光照时，一个视紫红质接受一个光子后，维生素A醛在11-C上扭成转成全反维生素A醛，视蛋白的立体构形也发生变化，维生素A醛又经视细胞外端的维生素A还原酶使成其变为维生素A，然后由色素上皮细胞微粒体中酯酶将其酯化而储存于色素上细胞内，需要时再异构为11-顺维生素A。暗适应按上述相反方式进行，又形成视紫红质。暗时Na+从视杆细胞内段移到外段，形成暗电流（Dark current flow）。当视紫红质经光异构后变为前光视紫红质（Prelumirhodopsin）,所结合的Ca²⁺在视杆细胞外段释放出来，中止了Na⁺流动及暗电流，其结果产生电压的波动，这种电位差使神经刺激加强传入脑中发生光感，也可用视网膜电图测定。

　　维生素A-RBP通过脉络膜微血管分布到视网膜上皮组织，其细胞表面有维生素A-RBP接受点，与维生素A结合力强，与RBP结合弱，维生素A进入到色素上皮细胞内以酯式储存于胞浆的油滴内。暗适应的眼中，有一半的维生素A为11-顺式，在视杆细胞的外段有少量的游离维生素A，其中60%为11-顺式，生理上很重要，视网膜细胞中有CRBP，但视网膜炎患者缺少这种蛋白，因而维生素A不能进入到细胞内。

　　喂以维生素A缺乏膳食时，首先肝内储存的维生素A释放供给其他组织，肝的储存量下降，血浆维生素A正常。当肝储存量将近空竭时，血浆维生素A水平才下降，但由于视网膜的色素上皮组织有维生素A积累，视紫红质的维生素A醛下降较慢。色素上皮细胞内维生素A缺乏时，才有夜盲症出现。若视杆细胞内视紫红质减少，影响光的吸收，电流也减少。如视紫红质为正常值之74%，光阈上升14倍，若为正常值之16%，光阈上升680倍，维生素A非常缺乏时，光蛋白也减少，视细胞可以溶解。

　　（2）对糖蛋白质合成的影响 缺乏维生素A的动物的某组织，如小肠、角膜、气管上皮组织及血清等的特殊糖蛋白减少，给以维生素A或维生素A酸可以促进其合成。细胞膜表面的蛋白主要为糖蛋白，细胞膜的功能如接触抑制、分化及识别环境的能力，可能与糖蛋白有关。膜上有糖基视黄醇磷酸，所以，维生素A可能与膜的糖蛋白合成有关。免疫球蛋白也是糖蛋白，维生素A营养状况影响免疫功能，可能与此有关。

　　糖蛋白的合成步骤，首先为合成多肽链，然后纳入单糖，单糖与多肽链上的丝或苏氨酸的羟基或门冬酰胺相偶联形成糖蛋白。糖蛋白中的糖为甘露糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖及乙酰葡萄胺。糖蛋白的合成需要脂类-糖作为中间体，其中脂类多为异戊二烯醇类的多萜醇或视黄醇。将单糖从GDP-单糖或UDP-章糖转移到维生素A或多萜醇上。如章糖为甘露糖结合到维生素A上，则生成甘露糖视黄醇磷酸酯(Mannosylretinyl phosphate,MRP)，若结合到多萜醇上生成甘露糖多萜醇磷酸酯（Dilichyl phosphomannose,DMP），再将单糖转移至糖蛋白上。

　　维生素A在糖蛋白合成中变化分为三个步骤：①形成维生素A磷酸酯（Retinylphosphate,RP）；②由RP合成MRP，这一步骤在微粒体内合成；③将单糖转移至糖蛋白上（图5-5）。

图5-5 VA在糖蛋白合成中的作用

　　MRP与DMP都是蛋白糖基化的中间体，由MRP合成的糖蛋白的分子量比从DMP合成要小一些。维生素A缺乏的仓鼠肝微粒体合成的MRP少而合成的DMP多。有些特殊蛋白，如大鼠血清糖蛋白（α₁-巨球蛋白）的合成需要VA，他在肝内合成，含有2～7%甘露糖。维生素A严重缺乏时，降低至正常值的20%。维生素A的靶组织（肝、胆管、肠）的上皮组织中，都有MRP或半乳糖视黄醇磷酸酯。维生素A可使上皮细胞正常，呈柱状分泌粘液。维生素A缺乏时，上皮组织鳞状变形而角化。维生素A在糖蛋白合成中的作用与上皮组织的生理功能的关系，尚须进一步研究。

　　 5．2．4来源

　　动物的肝、肾、蛋及奶中的都有维生素A，尤以肝中最丰富，绿色蔬菜及红黄色蔬菜与水果中有胡萝卜素，但各种胡萝卜素的生物效用不一样，以β-胡萝卜素最高。供应量为1500～4000IU时，食物中1μgβ-胡萝卜素相当于0.167μg的维生素A，其他胡萝卜素仅为其一半。植物中有些黄红色素并无维生素A的效用（表5-4）。

　　胡萝卜素为脂溶性的，在动植物中与脂类相结合，在消化道中可以酶解，烹调中胡萝卜素比较稳定。我国的炒菜方法，胡萝卜素的保存率为76～94%，如烹调时间短，用水量少，温度低都可减少损失。植物老化过程中，胡萝卜素转变为环氧化合物，为氧化破坏的第一步。加工烹调及储存过程也容易异构，减少生物活性，食物加工中使用亚硫酸，产生自由基，对胡萝卜素也有破坏作用。食品制作方法也影响胡萝卜素的利用。胡萝卜片的胡萝卜素76%由大便排出，在匀浆中者只有44%排出。

　　 5．2．5需要量的研究

　　VA过去以国际单位IU表示，现在以视黄醇当量RE表示，

　　1视黄醇当量=1μg维生素A

　　二次大战时，英国医学研究会给16人以维生素A缺乏膳食作为试验组，为期61/2～25个月。7人为对照组（其中2人每日补充25IU维生素A，5人每日补充5000IU胡萝卜素）。当被试者有缺乏症状后，补充不同剂量的维生素A或胡萝卜素以测定需要量，在此研究中观察指标较多，但仅血浆维生素A及暗适应较为灵敏。结果最低需要量为1300IU维生素A，1500IU胡萝卜素（从大便中排出者不计算在内），正常需要量为2500IU维生素A，胡萝卜素为3000IU，但各种食物的胡萝卜素有效剂量不一样，所以正常需要量以食物中胡萝卜素计应为7500IU。

　　美军也作了这方面工作，试验对象为8人，先给以维生素A缺乏膳，在血浆维生素A及视力不正常时，补充不同剂量。维生素A缺乏184天，血浆维生素A从57～78μg%降至20～32μg%。视力及血浆维生素A显出缺乏症的最短时间为361天，最长为771天。血浆维生素A浓度与缺乏症的关系列于表5-5。皮肤角化发生较早，视网膜电图不正常发现较晚。补充维生素A37.5～150，血浆维生素A上升不明显，补充300μg，血浆维生素A略有上升，补充600μg者，明显上升，补充胡萝卜素1200μg，血浆维生素A略有上升，补充2400μg上升较快，暗适应恢复的剂量比浆水平上升的剂量要小，视网膜电图恢复正常的剂量要更大一些，若摄入同等的剂量。则恢复时间要延长一些（表5-6）。

　　我国曾将维生素A血浆水平低的男青年56人（血浆30～65IU），分成7组，每组8人，分别给以400，2000，3100，3500，3800，4500，5500IU等不同剂量维生素A。试验期为11周，观察血浆维生素A、暗适应及生理盲点的变化，每日摄入2000～3000IU者，血浆维生素A水平略有上升，但未达到100～120IU%，3500～5000IU者，在9周时使血浆维生素A达到100IU%，11周时维持在107～130IU%，这次试验未观察到暗适应的变化，但在试验初期，几乎所有试验对象都有生理盲点扩大的现象，摄取量为400IU者，生理盲点继续扩大，一次1，000，000IU大剂量，24h内恢复正常。摄取量2000～3000IU两组，至11周时恢复正常，摄取量3500IU以上的各组，至5～9周时大都恢复正常。因此，维生素A供应量为3500IU时，不仅能使血浆维生素A达到正常，而且生理盲点也正常。上述三次人体试验的地区、人种、工作不同，但其维生素A正常需要量均为1200～1300μg。

表5-5 美军维生素A缺乏症状与相应的血浆浓度

表5－6 美军维生素A需要量

　　①血浆30μg%以上肝储存量为中等水平。维生素A代谢率为570～1250μg。