人类营养学基础/烟酸
烟酸,也称为维生素 B3,是八种水溶性 B 族维生素之一,参与葡萄糖、脂肪和酒精的代谢,以产生能量。烟酸作为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD) 的中间体,以及 NAD 的磷酸形式 NADP 发挥作用;这些化合物在帮助体内发生氧化还原反应中发挥作用 (Higdon 2013)。
烟酸是一种水溶性 B3 维生素。它包含烟酸和烟酰胺,后者是血液中存在的主要来源。它有两种辅酶形式,即 NAD 和 NADP,也分别称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸及其磷酸形式。两者主要在碳水化合物、蛋白质、酒精和脂肪分解的能量代谢氧化还原反应中起作用,作为 400 多种酶的辅酶。具体来说,NAD 抑制神经退行性变,并且在代谢过程中与核黄素辅酶平行,因为它将氢负离子从柠檬酸循环带到电子传递链 (Rolfes & Whitney 2013)。
足够的维生素量可以从饮食中获得,也可以在体内从氨基酸色氨酸中合成,前提是满足了足够的蛋白质合成需求。通过犬尿氨酸途径进行的色氨酸代谢在提供推荐的烟酸量方面相对效率低下,因为它还取决于某些酶的可用性以及其他 B 族维生素的存在,如维生素 B6 和核黄素。具体来说,要产生 1 毫克烟酸,需要 60 毫克膳食色氨酸。推荐量以烟酸当量 (NE) 表示,其中色氨酸的量使用 60 毫克标准转换为烟酸 (Harper, Henderson, & Horwitt 1981)。例如,包含 1 毫克烟酸和 120 毫克色氨酸的食物基本上提供了相当于 3 毫克总烟酸的量。
烟酸天然存在于富含蛋白质的食物和一些蔬菜中,如肉类、鱼类、家禽、强化全谷物、豆类、土豆、番茄和蘑菇。然而,玉米是烟酸的糟糕来源,因为其 70% 的烟酸与肽和复杂碳水化合物相连,抑制了其适当的吸收。事实上,已经进行了几项研究,比较了以“玉米”为基础的饮食与以“小麦”为基础的饮食。在经过几周的尿液排泄评估后,研究结果表明,那些以“玉米”为基础的饮食喂养的受试者以更快的速度发展出烟酸缺乏症,这很可能是由于玉米中色氨酸含量低以及玉米中的抑制因子导致氨基酸失衡 (Gibbens, Goldsmith, Rosenthal, & Tjnglaub, 1955)。RDA 需求量为男性每天 16 毫克 NE,女性每天 14 毫克 NE,最大可接受剂量 (UL) 为每天 35 毫克。在某些情况下,大剂量的烟酸可能会有帮助,例如对抗心脏病。一项特定研究跟踪了在几周内逐渐增加烟酸剂量的进展,结果表明,总胆固醇与 HDL 胆固醇的比率下降了三分之一。事实上,到第 96 周,参与者的 LDL 胆固醇水平降低了 20%,HDL 胆固醇水平提高了 28%,甘油三酯水平下降了 40% (Brody, Brusco, Capuzzi, Goldberg, Guyton, Kreisberg, & Morgan 1998)。
然而,如果一个人通过滥用烟酸补充剂超过了这些推荐量,他们可能会造成潜在的危害,改变烟酸在体内的作用,从仅仅是生理作用转变为药理作用——这种转变会导致额外量的维生素像药物一样起作用,将血液浓度提高到异常高的水平。例如,如果烟酸的摄入量每天超过 RDA 推荐剂量的 3-4 倍,可能会出现烟酸冲洗。症状包括头痛、四肢和胸部发红,以及由于毛细血管扩张引起的暂时性灼热、刺痛和瘙痒感。为了避免毒性,使用烟酸作为药物需要进行监测,并且应该禁止将其作为患有肝病、消化性溃疡、炎症性肠病、糖尿病和酒精中毒的人的治疗方法 (Rolfes & Whitney 2013)。
另一方面,在低蛋白饮食中,烟酸缺乏会导致糙皮病,也称为原发性糙皮病。继发性糙皮病是指摄入足够的烟酸,但由于肝硬化、酒精中毒、溃疡性结肠炎或哈特努普病等障碍而无法正常吸收 (Burton, Champion, Ebling, Rook, & Wilkinson, 1992)。在工业化国家很少见,它仍然主要盛行于发展中国家。最初,它被认为是一种感染,只有通过医学发现,人们才认识到它实际上是由于饮食不足造成的 (Carpenter, 1985, J. Lewin, 1985)。症状包括皮炎,导致厚厚的、坚硬的、鳞状的斑点,瘙痒和灼热感,以及身体上零星的病变。它还会导致胃肠道不适,如腹泻、食欲不振、恶心和呕吐,以及痴呆,导致疲劳、妄想、头痛、意识模糊和迷失方向 (Burton, Champion, Ebling, Rook, & Wilkinson, 1992)。如果不及时治疗,这种疾病会导致早逝。
Brody Jerome, Brusco O.A, CapuzziDavid M, Goldberg Anne C, Guyton John R, Kreisberg Robert A, & Morgan John M. (1998)。缓释烟酸 (Niaspan) 的疗效和安全性:一项长期研究。美国心脏病学杂志,第 82 卷,第 12 期,增刊 1,74U-81U。
Burton JL, Champion RH, Ebling FJB, Rook A, & Wilkinson DS. (1992)。皮肤病学教科书。第五版。布莱克韦尔科学出版物。
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烟酸的膳食来源包括
- 牛奶
- 鸡蛋
- 肉类/家禽
- 鱼类
- 全谷物和强化面包和谷物
- 坚果
- 扁豆
- 咖啡
除了膳食烟酸,人体也可以将膳食色氨酸转化为烟酸。在这种情况下,60 毫克色氨酸相当于 1 毫克烟酸 (Meštrović, 2014)。
在补充剂方面,烟酸以烟酰胺或烟酸的形式存在。服用烟酸补充剂的原因是更好地控制胆固醇水平,以及降低心血管风险。
烟酸作为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD) 和 NAD 的磷酸形式 NADP 的中间体发挥作用。这些辅酶是体内数百种酶所需的,用于移动电子并帮助进行氧化还原反应。这些氧化还原反应参与分解葡萄糖、脂肪和酒精,最终产生能量 (Higdon, 2013)。一般来说,B 族维生素有助于维持健康的肝脏、皮肤、头发、眼睛和正常运作的神经系统。此外,烟酸还有助于增加体内 HDL(高密度脂蛋白)的含量;这种增加有助于降低血液中不良的 LDL(低密度脂蛋白)水平 (Ehrlich, 2015)。这对于降低冠心病的风险尤其重要。
烟酰胺和烟酸从肠道和胃中迅速吸收。吸收受不同过程介导,具体取决于烟酸的浓度。当浓度较高时,吸收是通过被动扩散介导的。另一方面,在较低浓度下,吸收是通过依赖钠离子的促进扩散介导的(医学研究院常务委员会,1998)。3至4克范围内的烟酸剂量几乎完全被吸收。肠道和肝脏中的酶催化NAD释放烟酰胺,然后将其转运到组织,在需要时用于制造NAD。两种形式的烟酸都使用简单扩散进入细胞,并且在进入红细胞时也使用促进转运(医学研究院常务委员会,1998)。
烟酸(维生素B₃)缺乏症在发达国家通常不常见,但在无家可归或贫困人口中却很常见。这些人群往往饮食不良,酒精消费量高,会影响烟酸的吸收。[1] 许多加工食品,如美国常见的面包和谷物,都添加了烟酸和其他B族维生素,以防止饮食不足。如果烟酸不可用,色氨酸可以少量合成,为身体产生烟酸。[2]
烟酸和/或色氨酸膳食摄入不足会导致饮食缺乏症。B₃ 水平不足的常见原因包括腹泻、酗酒、肥胖、饮食失调和营养不良。烟酸缺乏症通常伴随其他 B 族维生素缺乏症,例如 B₆ 或 B₁₂。这使得很难确定症状的确切原因,因此更难治疗。在以玉米为主食的人群中,烟酸摄入不足更为常见。这是因为玉米中存在的烟酸无法被人体利用,除非先进行碱化处理。住在墨西哥的人通常不会出现烟酸缺乏症,因为用碱处理过的玉米饼是他们的主要食物。一旦玉米饼用碱处理,烟酸就会被人体生物利用。玉米蛋白中的色氨酸含量也很低,因此增加了烟酸缺乏症的风险。[3]
B₃缺乏症的症状严重程度不同,但通常首先影响胃和皮肤。与严重烟酸缺乏症相关的疾病被称为糙皮病,其特征是三大症状:皮炎、腹泻和痴呆。糙皮病改变了皮肤的质地和外观,并导致病变发展。皮肤可能会出现龟裂、鳞状,如果暴露在阳光下,有时还会变黑。皮肤状况可能与其他症状同时出现,也可能不出现,甚至完全不出现。缺乏烟酸也会影响胃肠道。[4] 糙皮病主要引起胃痛、恶心和腹泻。口腔疼痛也会导致,甚至可能导致舌头肿胀和发红。如果 B₃ 水平过低且未经治疗,会影响神经系统。可能会出现头晕、头痛、焦虑、抑郁和痴呆(精神退化)等问题。如果这些问题持续存在且未补充烟酸和/或色氨酸,最终可能导致死亡。轻度烟酸缺乏症的治疗通常只需定期服用烟酸,剂量在 RDA 范围内(见第 8.3.3 节)。严重缺乏症,即糙皮病,通常用烟酰胺治疗。使用烟酰胺是因为它可以在不出现烟酸中毒风险的情况下服用更高剂量(见第 8.3.5 节)。烟酸缺乏症通常用复合 B 族维生素进行治疗。这样做有助于治疗所有 B 族维生素的缺乏症,这些缺乏症通常伴随着 B₃ 缺乏症。[5]
摄入过量的烟酸会导致烟酸潮红,导致毛细血管扩张,并可能引起疼痛。症状可能包括:疼痛性潮红和皮疹、瘙痒、恶心、过度出汗、视力模糊、肝损伤和葡萄糖耐受性受损。如果服用大量烟酸,可能会出现肝毒性,即肝细胞受损。黄疸也被认为是摄入过量烟酸的结果。皮肤干燥、皮疹、血压低和头痛也是服用大量烟酸时常见的症状。除了肝毒性,体内过量的烟酸会导致痛风、心律不规则和消化道溃疡(Higdon,2013)。此外,一项研究发现,摄入高水平烟酸的人患中风的风险高出两倍。考虑到所有这些副作用和风险,建议每天摄入烟酸的上限为 35 毫克;不超过这个剂量可能不会带来任何健康风险。
烟酸在发达国家谷物中只有约 30% 可用,因为烟酸主要与谷物结合,但经过碱处理后,吸收率会提高(医学研究院常务委员会,1998)。在肉类中,烟酸以其 NAD/NADP 形式存在,含量相当丰富。此外,在食物强化或富集过程中添加烟酸的情况下,通常以游离形式添加,因此生物利用度很高。肝脏和豆类等食物来源含有游离形式的烟酸。以下讨论了烟酸以烟酸和烟酰胺形式存在的生物利用度。
烟酸
负责任营养委员会 (2013) 指出,烟酸在肠道中的吸收速度很快,几乎完全吸收。吸收后,15-30% 的血浆烟酸与蛋白质结合。当摄入量较低时,会发生与含有 NM 的辅酶相关的营养功能;而在较高摄入量(> 50 毫克/天)下,会发生伴随不良血管扩张的潮红效应(MacKay、Hathcock 和 Guarneri,2012)。在高得多的摄入量(500-3000 毫克/天)下,血脂谱报告了有益的结果 (CRN, 2013)。
烟酰胺
烟酰胺具有极高的生物利用度,能够抵抗糙皮病,糙皮病是烟酸缺乏症的明确迹象之一。烟酰胺不会像烟酸那样被充分转化为烟酸,因此不会出现血浆脂质的有利变化或潮红效应。在一项针对大学女生进行的研究中,研究人员给她们服用了 51 毫克的 NM,最后发现近一半的 NM 以代谢物的形式通过尿液排出 (MacKay 等人,2012)。CRN (2013) 指出,增加 NM 的剂量 (3 克 - 10 克) 会出现剂量与血浆中记录的最大浓度之间的线性相关性。
更多信息
烟酸的生物利用度因其多种形式而异。这些形式包括烟酸、烟酰胺和任何其他在被身体吸收后可以转化为烟酸的衍生物。有些人可能会争辩说,衍生物在技术上可能不被认为是烟酸,但这实际上取决于衍生物在吸收后的生物学效应。如果衍生物,如肌醇六烟酸酯,在吸收后的化学反应和对生物体代谢的影响与烟酸的主要形式相似,这就可以作为证据,将其正确地识别为烟酸。
当烟酸以烟酸的形式被吸收时,它通常通过肠道转运。烟酸通过肠道内壁吸收,吸收速度很快,几乎完全吸收。例如,如果一次服用 3-4 克烟酸,平均成年人会几乎完全吸收,血浆中约有 30% 的烟酸与血浆蛋白结合(医学研究院,1998)。当摄入量超过 50 毫克/天时,通常会发生“潮红效应”。
为了避免潮红效应,目前正在研究缓释烟酸,它会缓慢释放烟酸。正在研究其益处和效率是否超过游离烟酸。缓释形式采用离子交换方法和蜡材料制成,蜡材料在体温下会缓慢熔化。缓释时间取决于递送基质,到目前为止观察到,烟酸的吸收速度比其游离形式慢得多,但它仍然可以达到所需的有效水平。
烟酰胺的生物利用度与烟酸略有不同。1995 年,Kim Dragovic 对 7 名健康受试者进行了实验,让他们口服不同剂量的烟酰胺。大多数受试者在服用 6 克烟酰胺后,大约 30 分钟血浆浓度达到峰值。其他受试者都能很好地耐受的剂量水平为 3、4、5 和 6 克。最后测试的剂量水平为 10 克,耐受性较差,但血浆浓度峰值至少持续了 4 个小时(Dragovic,1995)。
烟酸最好通过酵母、肉类、家禽和红鱼等食物来源吸收。但观察到,在成熟的谷物中,烟酸与糖葡萄糖分子结合,从而降低了烟酸的生物利用度。
普通谷物中的烟酸生物利用度相对较低,只有 30% 可以被身体吸收。烟酸的生物利用度因素会影响色氨酸的代谢,这在患有糙皮病的人身上很常见。然而,烟酸在牛奶、肉类、豆类和鸡蛋中的生物利用度更高。一些含有烟酸的食物,如玉米,含有与之化学结合的维生素 B3,因此会抑制其在消化过程中的吸收和代谢。高亮氨酸浓度高的食物也会破坏色氨酸的代谢,进而抑制烟酸的代谢。1 烟酸有许多形式,如烟酸,它具有非常快速且几乎等摩尔的肠道吸收。成人服用 3-4 克烟酸,几乎完全被吸收。在肠道吸收后,15-30% 的烟酸与蛋白质结合。烟酰胺是烟酸的另一种形式,其辅酶在较低水平的烟酸摄入量(约 15-18 毫克/天)下发挥作用。 (Mackay,2012)在较高水平(超过 50 毫克/天)下,烟酸摄入可能会引起血管扩张性潮红。由于潮红现象,已经开发了一种缓释烟酸。缓释烟酸已被研究,以探索其对血脂的潜在益处,而血脂通常在更高的摄入量(约 500-3,000 毫克/天)下出现。烟酰胺及其辅酶不需要大量摄入,因为它很容易被生物利用,这也使其成为预防糙皮病的有效治疗方法。给女大学生服用 51 毫克烟酰胺,其中 52% 以尿液代谢产物的形式排出。烟酰胺并不能充分转化为 NA,因此不会产生不良的潮红反应或血浆脂质的有利变化。烟酸的另一种形式称为肌醇六烟酸。这种化学化合物由六个烟酸分子组成,所有这些分子都与结构中心的肌醇分子结合。肌醇六烟酸通常被称为“无潮红烟酸”,它也抑制了大多数人无法接受的潮红现象。2 肌醇六烟酸在全身缓慢水解,释放出烟酸分子和肌醇。其独特的性质使其能够代谢,提供真正的烟酸活性,但不会引起潮红现象。然而,关于肌醇六烟酸,仍有许多不明确的地方。作为副作用最少的一种烟酸形式,关于肌醇六烟酸对血脂的益处,仍然存在着很少的数据。关于肌醇六烟酸背后的化学性质是否真的可以互换,存在争议。最近关于肌醇六烟酸对血脂影响的研究表明,烟酸的生物利用度水平过低,甚至不能被认为是烟酸的一种形式。 (Mackay,2012) - K.G 2015
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