维生素A的生理功能分析

　　维生素 A（vitamin A,VA）是维持动物生理活动所必需的低分子化合物，其结构是一个具有脂环的不饱和一元醇[1],是需量很少但不可缺少的一种营养物质，缺乏或过量对动物健康都不利[2]. VA 包括A1（即通常所说的 VA）和 A22 种 ,VA 只存在于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中；VA2常存在于淡水鱼肝脏中。 天然存在的 VA 主要是视黄醇，植物中不含VA, 仅含有 β-胡萝卜素，β-胡萝卜素的化学结构与 VA 相似，在动物肠黏膜内可以转化 VA. VA 不属于糖类、脂类、蛋白质中的任何一种，不作为组织结构和供能物质用，机体内含量极少，其重要的作用是维持细胞正常生理功能，以及参与物质和能量代谢。

　　1 VA 在体内的吸收、代谢和转运动

　　物视黄醇主要存在于动物肝脏中， 植物的β-胡萝卜素可在动物的肠黏膜内分解成 2 分子的视黄醛， 视黄醛可还原形成视黄醇。 食物中的 VA进入动物消化道后，几乎不被胃吸收，而是在小肠与胆汁酸脂肪分解产物一起被乳化，由小肠黏膜吸收。 吸收后的 VA 可被酯化，或以视黄醇形式与视黄醇结合蛋白（retinol binding protein,RBP）结合，经重新酯化，形成乳糜微粒，经淋巴管进入血液，运输至肝脏。 进入肝脏的视黄醇酯以脂蛋白的形式贮存于肝实质细胞[2],部分存在于细胞的类脂滴和高尔基体中。当机体组织需要 VA 时，肝脏中的 VA 棕榈酸酯水解，释放出游离的 VA 进入血液，并与视黄醇结合蛋白（RBP）结合在体内转运，RBP 在血浆中将视黄醇运至靶组织。 视黄醇结合蛋白在肝细胞的粗面内质网合成，穿过滑面内质网到达高尔基复合体表面，受到视黄醇的刺激，特异性与全反式视黄醇结合，形成完全 RBP 到达血液[3],进入血液后与转甲状腺素蛋白（TTR）进一步结合[4],形成视黄醇-RBP-TTR 复合体[5],以防 RBP 被肾小球滤过。 血浆中的视黄醇主要以 TTR-RBP-视黄醇形式存在，使视黄醇在血浆中可溶并可运转， 且得以保护和稳定，同时减少了游离 VA 对细胞的毒性。 当靶细胞需要时，视黄醇被运转至靶细胞，靶细胞膜表面上有受体， 对复合物具有识别能力，RBP 构象发生变化， 与 TTR 及膜受体亲和力下降， 促使视黄醇从RBP 结合位点释放 ,结合到膜受体[4],此时胞内视黄醇结合蛋白（CRBP）在细胞内与膜受体作用，接受视黄醇形成视黄醇-CRBP 复合物后，CRBP 构象改变，致使视黄醇-CRBP 复合物从膜上分离。 靶细胞以该方式获取大部分视黄醇，没有被获取的视黄醇回收到血液。 细胞内贮存一定量的视黄醇醋酸酯，一是为细胞自身提供有生物活性的视黄醇及氧化物，二是在特异性细胞蛋白作用下，与核酸受体结合，调控基因表达[5].

　　2 VA 的生理功能

　　2.1 VA 影响动物胚胎发育及生长 VA 具有某些与类固醇激素相似的功能，具有调节机体代谢的激素功能。 VA 对促进卵子精子产生、胎盘发育、胎儿生长与发育非常重要。VA 直接影响胚胎发育，或通过调节生成卵巢类固醇激素和卵泡的发育影响胚胎发育。胚胎的形成、着床和发育均受 VA 调节。VA对猪胚胎存活数及存活率具有正效应，可提高胚胎整齐度和胚胎发育的同步性， 降低早期胚胎死亡率[6]. 母猪排卵前补充 VA 可以使卵泡和卵母细胞发育发生变化，从而提高胚胎存活率。 配种后 4 周胚胎存活率与血浆中孕酮水平呈正相关， 补充 VA可提高血浆中孕酮含量， 从而提高胚胎生存率[7].

　　低、中等剂量的 VA 对胎儿有保护作用。母体 VA 供应不足，引起胎儿发育不良，严重供应不足可导致胎儿流产、吸收或不孕。 孕猪严重缺乏 VA,可以引起胎猪的眼及泌尿生殖器官畸形[2],如无眼或小眼畸形，肾、卵巢及睾丸的异位畸形，附睾退化；大鼠孕期缺乏 VA 可导致出现小眼症、心肌和心血管的异常，明显抑制雌性大鼠胚胎的生长发育。

　　动物缺乏 VA,食欲降低，蛋白质利用率下降，生长迟缓，同时影响雌性动物阴道上皮周期变化和雄性动物精索上皮产生精母细胞。 奶牛如果缺乏VA,促黄体生成素分泌高峰和排卵之间的时间间隔会加长[1]. 缺乏 VA 小鼠体重显着降低，会表现出神经症状，如行动迟缓、震颤、后腿无力；且缺乏 VA 小鼠有严重腹泻和细菌转移到肠外组织如肾脏[8-9].

　　仔猪 VA 缺乏，早期易脊背凸起[10],皮肤干燥，视力减退，出现消化不良、腹泻、下痢，后期表现为神经机能紊乱、行走困难、继发肝炎等，严重的可导致死亡。 母猪 VA 不足时，性周期异常，形成卵细胞的数量减少，也缺乏生命力，即便受孕也很容易引起流产和死胎，即使如期分娩，幼畜也有各种缺陷，有时还会出现畸形仔猪，如无眼球及“兔唇”等。VA 不足时，公猪睾丸硬化，精液品质下降。 VA 缺乏导致家禽产蛋量下降，种蛋受精率降低。

　　2.2 VA 影响视觉功能 视紫质是视网膜内的感光物质，由视黄醛和视蛋白结合而成。 视紫质是弱光感受物质，弱光射到视网膜，视紫质分解刺激视神经而产生视觉，视紫质分解后再合成，随时补充VA,方可保证视紫质含量不变。 VA 能维持暗光下的视觉功能，维持视网膜的视循环，在视循环中，视黄醇被转运蛋白输送到视网膜及眼组织，全反式视黄醇被视杆细胞氧化为视黄醛， 然后异构化成顺-视黄醛，与视蛋白结合生成视紫质，视紫质在一系列光化学反应下发生改变，维持弱光下的视力。 当VA 缺乏时， 可以使角膜上皮细胞中的非角化上皮细胞转化为角化的鳞状上皮，当 VA 过量时又可以使鳞状上皮转为分泌上皮[11-12]. 在 VA 缺乏的情况下，眼结膜上皮细胞角化和鳞化，且伴有杯状细胞的消失[13]. VA 缺乏会引起角膜和结膜上皮干燥，干眼病患者眼组织出现的典型干燥症和表层死细胞剥落， 会在体内的各上皮组织不同程度的发生，这是由于上皮组织抵抗力下降而易被病原感染[5]. 青少年视疲劳者服用越橘提取物复合 VA 胶囊，视疲劳症状明显减轻，双目明视持久度平均提高[11].

　　2.3 VA 影响动物免疫机能 VA 是维持上皮组织的结构完整及功能的必需因素，可预防结膜、泪腺、鼻腔、消化器官、上支气管内膜、汗腺、皮脂腺等黏膜变质、干燥、角质化。VA 缺乏，上述黏膜组织会失去分泌功能， 对外界病原微生物防御能力降低，易感染疾病。

　　VA 能增强动物的免疫机能， 主要通过保护黏膜的完整性，VA 诱导上皮细胞分化和增殖，对于上皮的正常发育非常重要。 VA 缺乏会显着影响动物抗病力和免疫机能，缺乏 VA 的人和动物更容易感染疾病。VA 不足影响淋巴细胞生成，从而降低细胞介导的免疫应答，给机体补充一定量的 VA 可增强免疫应答[1]. VA 具有有效的抗氧化和清除自由基作用[14],缺乏将导致肠黏膜和免疫系统损害，增加机体被细菌感染的概率。

　　VA 缺乏影响上皮生长发育， 使机体内部和表皮的周密性下降，易引起细菌感染，甚至引起死亡[15].VA 缺乏，使人和动物产生角蛋白的细胞会取代正常分泌黏液的细胞，引起上皮组织基底层细胞分裂加快、增生、变厚，张力原纤维合成增多，表层细胞发生干燥、变扁、形状不规则等变化[16],使呼吸道、消化道和泌尿、生殖系统内膜角质化，而使机体容易被病原微生物感染。 VA 缺乏使儿童易发生呼吸道感染和腹泻[1]. 缺乏 VA,小鼠吞噬细胞能力受损，易被感染；缺乏 VA 是肠道流行病发病率增高因素之一，肠道细胞完整性破坏，增高了肠道细菌转移危险性。 还可以削弱巨噬细胞的杀菌作用，在感染的局部容易繁殖病原体， 增强其致病性和炎症[17]. 缺乏 VA 将导致黏膜和免疫系统损害、浆细胞增殖和 T 细胞水平严重失常[18]. 测定小鼠消化道内层刷状缘的酶活力表明，缺乏 VA,多种消化酶活性显着降低，引起肠道功能紊乱[19].

　　2.4 VA 与造血功能、 心脏病 VA 是红细胞生成所必需的，VA 与铁协同作用影响造血功能，VA 严重缺乏可导致蛋白质合成和 RNA 代谢异常， 导致红细胞合成障碍而贫血[17]. 补充 VA 可以改善贫血，提高血红蛋白水平[20]. 流行病学调查发现，VA缺乏与缺铁性贫血共存，血清视黄醇含量与铁状况的理化指标有密切关系。 VA 主要通过其活性代谢产物视黄酸而发挥作用，视黄酸在胚胎形成上皮细胞及造血中具有重要作用，VA 缺乏影响骨髓基质细胞条件，使大鼠红系早期祖细胞增殖明显减少[17];VA 缺乏通过抑制造血生长因子白细胞介素3 和粒单系集落刺激因子等表达而影响红系造血[21].

　　VA 具有抗氧化作用，可以抑制心脏病发病。 早期心脏形态对 VA 浓度很敏感，因为其能影响心脏形成。 流行病学已证实 VA 摄入可以降低心血管疾病，因为细胞的膜系统均含有不饱和脂肪酸，因此对膜质过氧化很敏感。 VA 和胡萝卜素混合物能有效减轻和预防心血管疾病[8],其抗氧化性与 VA 和胡萝卜素基本结构有关。 心脏病发病与自由基的产生有关，自由基的危害作用是诱发心肌梗塞、动脉硬化、冠心病和与糖尿病有关心脏病，心脏疾病与自由基有关的证据已积累很多[8].

　　2.5 VA 有防癌、 抗癌作用 VA 可有效预防肺部鳞上皮细胞癌变， 对肺部小细胞癌也有抑制作用，肺癌患者及时补充 VA 可提高存活率，VA 能防癌抗癌，是因为 VA 可以控制上皮细胞的分化，使上皮细胞发育成正常的非角化细胞。 VA 的摄入量和和癌症之间呈现负相关关系，动物实验表明，缺乏VA,气管、支气管、胃、肠道、膀胱、子宫、乳腺、前列腺、胰管、胆管及皮肤的上皮组织就不正常甚至可能发生癌变[22],在动物饮食中适量加入 VA,可防止癌变发生。研究表明，VA 缺乏可以诱导大鼠肾母细胞瘤发病增加[23]. VA 能抑制化学致癌剂在机体内氧化，例如 VA 可抑制亚硝酸胺类化合物引起的小鼠及大鼠胃癌及食管癌。

　　3 VA 缺乏状况

　　目前，VA 缺乏是许多发展中国家面临的公共卫生问题，孕妇和儿童是高危人群[24],低收入国家中约 1.9 亿学龄前儿童和 2 000 万孕妇存在 VA 缺乏，其中近 520 万儿童、700 万孕妇患夜盲症。 在我国边远贫困地区是 VA 缺乏的重点地区，重点人群是婴儿[25],6 个月以下婴儿，VA 缺乏率在我国高达33.4%,城市儿童为轻度缺乏，农村儿童为中度缺乏VA[26]. 此外，一些特殊人群，如长途货运司机普遍存在 VA 缺乏，应该予以关注[25].

　　4 VA 的需要量及来源

　　VA 的来源非常广泛，日常生活中，只要不偏食很容易摄取。 动物性食物中，动物肝脏、乳制品、禽蛋类、鱼肝油 VA 含量较高；植物性食物中，绿色及红黄色蔬菜含量多。 中国营养学会建议，成年人的日摄取量为 5 000 IU （1 000 RE）；1 岁内的婴儿每天需要 1 500 IU; 儿童的需要量因年龄而异，1~10岁儿童，每天最低需要 2 000~3 500 IU. 对 VA 缺乏的患者，只依靠食补不易达到效果，尤其是以植物为食的亚洲、 非洲国家， 对这类人群应该补充 VA制剂。

　　VA 缺乏主要的症状为：皮肤干燥，呼吸道表皮组织改变，肠胃黏膜受损而引起腹泻，长期缺乏 VA会患干眼病，动物生殖、泌乳异常；不能合成足够的视紫质，对暗光适应力差而患夜盲症；VA 缺乏可使黏多糖合成受阻，某些器官 DNA 含量减少，代谢失调。 VA 的作用很大，但也不是越多越好，摄取过量的 VA 是有害的，VA 容易被肠道吸收但不直接随尿排泄，摄入过量会引起中毒。

　　通过饮食来补充 VA 最安全， 由果蔬补充 VA比动物性食品会更加安全有效。 例如当大量摄入胡萝卜素时，胡萝卜素不会马上都转化成 VA,而是在体内累积起来，不会导致中毒，且果蔬中含的脂肪极低，低脂饮食可以防癌。

　　5 结语

　　VA 作为动物及人体所必需的一种脂溶性维生素，在体内的生物学作用是多方面的，不仅能维持正常的视觉、维持上皮细胞的正常和完整、增强机体免疫功能、抑制肿瘤，而且还改善贫血。 防止引起VA 缺乏或过量是预防某些疾病发生的有效办法，它的缺乏或过量都会给人及动物造成负面影响，掌握人和动物对其正常需求量，才能真正发挥它的营养作用。

　　参考文献：

　　【1】王朝阳，邓立新，郭延俭，等。维生素 A 缺乏对机体影响的研究进展 [J]. 畜牧与饲料科学，2012,33 （1）：47-48,51.

　　【2】李雪梅，易宗容，曾饶琼。维生素 A 在动物中的生理学效应[J].四川畜牧兽医，2008（11）：24-26,29.