二、生理作用
1.维生素A 维生素A的生理作用主要表现在以下三个方面。
(1)构成视网膜的感光物质,即视色素。已知维生素A的缺乏主要影响暗视觉,与暗视觉有关的是视网膜杆状细胞中所含的视紫红质(visual purple,又名rhodopsin)。视紫红质是由维生纱A的醛衍生物(视黄醛)与蛋白质结合生成的、视蛋白与视黄醛的结合要求后者具有一定的构型,体内只有11-顺位的视黄醛才能与视蛋白结合,此种结合反应需要消耗能量并且只在暗处进行,因为视紫红质遇光则易分解。视紫红质对弱光非常敏感,甚至一个光量子即可诱发它的光化学反应,导致其最终分解成视蛋白和全反位视黄醛。
视紫红质
↓
前光视紫红质
↓
光视紫红质
↓
间视紫红质Ⅰ
↓
间视紫红质Ⅱ
↓
视蛋白+全反位视黄醛
因为在此过程中视紫红质分解而退色,所以又叫做“漂白”(bleaching)、视紫红质的漂白是放能反应,通过视杆细胞外段特有的结构,能量转换为神经冲动,引起视觉。由于视紫红质的分解,残留在视网膜内的视紫红质的量甚少,若不及时再合成,则视网膜就不能再感受弱光的刺激,此时在光线弱的暗处就看不见物体了。然而,由视紫红质分解所产生的全反位视黄醛可以经还原、异构转变为11-顺位视黄醇,并进一步又氧化成11-顺视黄醛。这样,在暗处11-顺视黄醛又可与视蛋白结合再生成视紫红质,如下图所示。
图3-2 视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系
人们从强光下转而进入暗处,起初看不清物体,但稍停一会儿,由于在暗处视紫红质的合成增多,分解减少,杆细胞内视紫红质含量逐渐积累,对弱光的感受性加强,便又能看清物体,这一过程称为暗适应(dark adaptation)。从上图可以看出,当维生素A缺乏时,11-顺视黄醛得不到足够的补充,杆细胞内视紫红质的合成减弱,暗适应的能力下降,可致夜盲(nightblindness),祖国医学称此症状为“雀目”。
(2)维持上皮结构的完整与健全
维生素A是维持一切上皮组织健全所必需的物质,缺乏时上皮干燥、增生及角化,其中以眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖系统等的上皮影响最为显著。在眼部,由于泪腺上皮角化,泪液分泌受阻,以致角膜、结合膜干燥产生干眼病(xerophthalmia),所以维生素A又称为抗干眼病维生素。皮脂腺及汗腺角化时,皮肤干燥,毛囊周围角化过度,发生毛囊丘疹与毛发脱落。由于上皮组织的不健全,机体抵抗微生物侵袭的能力降低,容易感染疾病。
(3)促进生长、发育
缺乏维生素A时,儿童可出现生长停顿、骨骼成长不良和发育受阻。在缺乏维生素A的雌性大鼠则出现排卵减少,影响生殖。
维生素A如何维持上皮组织的健全和促进儿童和幼小动物的生长、发育其机理尚未完全阐明。近年来的研究表明,维生素A(视黄醇)及其衍生物视黄酸可影响上皮细胞的分化过程。缺乏维生素A则培养中的上皮细胞趋向于分化为复层鳞状上皮,而向培养基中添加维生素A则减弱此种表型的表达,刺激粘液分泌上皮的形成。再从分子机制上探讨则发现维生素A具有类固醇激素样的作用,通过与细胞内受体结合,形成复合物转位于细胞核内,启动某种基因的转录和促进某种蛋白质的合成(参看代谢调节一章)。此种作用已在角质细胞的角蛋白合成和胚胎癌细胞的Ⅳ型胶原蛋白合成中得到证实。视黄酸还有促进胚胎的正常发育和分化以及对抗促癌剂(promoters)的作用。然而,有人认为维生素A的抗癌作用不在于它的对基因表达的调整,而是与它对细胞表面的作用有关。已知维生素A可促进糖蛋白的合成,特别是作为细胞表面受体的糖蛋白和纤维粘连蛋白(fibronectin)的合成。癌变细胞其表面因缺乏纤维粘连蛋白而丧失正常粘附能力,此缺陷可被维生素A所逆转。维生素A还使细胞表面上的EGF受体(上皮生长因子受体)数目增加,通过促进EGF与细胞的结合而促进生长。
2.维生素D
维生素D能促进小肠对食物中钙和磷的吸收,维持血中钙和磷的正常含量,促进骨和齿的钙化作用,详见第18章钙磷代谢。
3.维生素E
维生素E与动物生殖机能有关,雌性动物缺少维生素E则失去正常生育能力,一般虽能受孕,但由于子宫机能障碍,易引起胎儿死亡及吸收、导致流产。在雄性动物缺少维生素E则睾丸生殖上皮发生退行性变,伴有输精管萎缩,精子退化,尾部消失,丧失活动力。在人类单纯由于缺少维生素E而发生的病尚属罕见,但在临床上它可作为药物使用,治疗某些习惯性流产,有时能收到一定效果。
实验研究表明,维生素E有稳定不饱和脂肪酸的作用,缺少维生素E则体内脂肪组织中的不和脂肪酸易于被过氧化物氧化而聚合,此种过氧化物聚合物一方面使得皮下脂肪熔点升高,刺激组织引起病变,形成硬皮症,另一方面它对神经、肌肉及血管等组织亦起着有害作用,动物缺少维生素E则其横纹肌萎缩或瘫痪,肌纤维甚至可以坏死。维生素E对脂肪代谢和肌肉代谢的调节作用是与它本身的化学性质相关的。因为维生素E对氧非常敏感,是一种强有力的抗氧化剂,可以降低组织的氧化速度。当它与不饱和脂肪酸共存时则可防止后者被过氧化物氧化。同样,肠道内或肝脏内的维生素A亦可因维生素E之存在而减少其被氧化破坏。维生素E的此种抗氧化剂作用常应用来保存维生素A制剂和各种食用油脂。
此外,维生素E尚能促进与生物氧化有关的辅酶Q(参与第6章)的合成。
4.维生素K
维生素K可以促进肝脏合成多种凝血因子,因而促进血液凝固,详见第14章。
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- 生理作用《生物化学与分子生物学》
- 生理状态《实验动物科学》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
- 生理止血、血液凝固与纤维蛋白溶解《生理学》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
- 生理意义《生物化学与分子生物学》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
- 生理学与医学的关系《生理学》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
- 生理学研究的不同水平《生理学》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
- 生理学合参卷一《止园医话》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
- 生理学的发展简史《生理学》
- 生理作用和治疗作用《理疗学》
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- 生栗方《医学入门》
- 生理学《中国医学通史》
- 生料五积散《冯氏锦囊秘录》
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- 生理始基《预防医学》
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- 生理全息与病理全息《中医疾病预测》
- 生料五积散、顺元散《是斋百一选方》
《生物化学与分子生物学》
- 分子生物学绪论
- 第一章 蛋白质化学(Chemistry of Protein)
- 第一节 蛋白质分子的组成
- 第二节 蛋白质分子中氨基酸的连接方式
- 第三节 蛋白质的结构及其功能
- 第四节 蛋白质的理化性质
- 第五节 蛋白质的分类
- 参考资料
- 第二章 酶(Enzyme)
- 第一节 酶的作用特点
- 第二节 酶的分类和命名
- 第三节 酶的分子组成和化学结构
- 第四节 酶的作用机理
- 第五节 酶促反应的动力学
- 第六节 酶在体内存在的几种主要形式
- 参考资料
- 第三章 维生素(Vitamins)
- 第四章 糖代谢
- 第一节 概述(overview)
- 一、代谢的基本概念(Basis concepts of Metabolism)
- 二、食物中糖的消化和吸收(Digestion and absorption of carbohydrates)
- 三、糖的主要生理功能(Functions of carbohydrate)
- 第二节 糖的分解代谢(catabolism of carbohydrate)
- 第三节 糖异生
- 第四节 糖原的合成与分解
- 第五节 血糖及血糖含量调节
- 第五章 脂类代谢
- 第一节 概 述
- 第二节 血脂及其代谢
- 第三节 甘油三酯代谢
- 第四节 脂肪酸代谢
- 第五节 磷脂代谢
- 第六节 胆固醇代谢
- 第六章 生物氧化(Biological oxidation)
- 第一节 概 述
- 第二节 呼 吸 链
- 一、呼吸链的组成
- (一)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或称辅酶I(CoI)。
- (二)黄素蛋白(flavoproteins)
- (三)铁硫蛋白(ironsulfur proteins,Fe-S)
- (四)泛醌(ubiquinone,UQ或Q)
- (五)细胞色素体系
- 二、呼吸链中各种传递体的排列顺序
- 三、胞浆中NADH的转移
- 第三节 ATP的生成、储存和利用
- 第七章 氨基酸代谢
- 第一节 氨基酸的一般代谢
- 第二节 个别氨基酸代谢
- 第三节 氨基酸的生物合成
- 第八章 核苷酸代谢(Nucleotide Metabo lism)
- 第一节 核苷酸的化学结构
- 第二节 嘌呤核苷酸的合成代谢
- 第三节 嘧啶核苷酸的合成代谢
- 第四节 脱氧核糖核苷酸的生成
- 第五节 核苷酸的分解代谢
- 第九章 物质代谢调节(Regulation in Metabolism)
- 第一节 细胞水平的代谢调节
- 第二节 激素对物质代谢的调节
- 第三节 物质代谢的整体调节
- 第十章 血浆蛋白与凝血
- 第十一章 肝脏的生物化学
- 第一节 肝脏的化学组成特点
- 第二节 肝脏在物质代谢中的作用
- 第三节 肝脏的生物转化作用
- 第四节 胆汁酸代谢
- 第五节 胆色素代谢
- 第十二章 钙磷代谢及微量元素
- 第十三章 结缔组织生化(Biochemistryof Connective Tissue)
- 第一节 蛋白多糖
- 第二节 胶原蛋白
- 第三节 弹性蛋白及角蛋白
- 第四节 结缔组织代谢的调节
- 第十四章 神经组织生化(Biochemistry of Neural Tissue)
- 第一节 血脑屏障
- 第二节 脑代谢的某些特点
- 第三节 神经递质(Neurotransmitter)的代谢
- 第十五章 核酸的结构与功能The Structure and Function of Nucleic Acid
- 第一节 核酸的化学组成
- 第二节 DNA的一级结构与功能
- 第三节 DNA的二级结构与功能
- 第四节 DNA的三级结构与功能
- 第五节 RNA的结构与功能
- 小结
- 第十六章 DNA的生物合成(TheBiosynthesis of DNA)
- 第一节 DNA的复制
- 第二节 反转录作用(reverse transcription)
- 第三节 DNA的损伤与修复
- 第十七章 RNA的生物合成(TheBiosynthesis of RNA)
- 第十八章 蛋白质的生物合成(The Biosynthesis of protein)
- 第一节 参与蛋白质生物合成的物质
- 第二节 蛋白质生物合成过程
- 第三节 蛋白质合成后的分泌及加工修饰
- 第四节 蛋白质合成的抑制剂
- 小结
- 第十九章 基因表达调控(Gene Expression and Its Regulation)
- 第一节 基因表达调控的现象和概念
- 第二节 原核基因表达调控
- 第三节 真核基因表达调控
- 本章提要
- 第二十章 DNA重组与基因工程DNARecombination and Genetic engineering
- 第一节 工具酶
- 第二节 基因工程载体
- 第三节 目的序列与载体的连接
- 第四节 目的基因序列的来源和分离
- 第五节 基因序列导入细胞
- 第六节 目的基因序列克隆的筛选与鉴定
- 第七节 克隆基因的表达
- 第八节 DNA重组及基因工程技术对医学和生命科学发展的贡献
- 小结
- 第二十一章 细胞通讯与细胞信号转导的分子机理Cell Communication and Cell Signal Transduction
- 第一节 细胞通讯方式
- 第二节 细胞内受体的信号转导机理
- 第三节 膜受体介导的信号转导
- 一、膜受体的分类
- 二、膜受体信号转导的分子机理
- 第二十二章 癌基因与抑癌基因(Oncogene and anti-oncogene)