代谢组学/营养学

营养学和代谢组学简介

代谢组学已广泛应用于药理学和毒理学，但在人类营养学中则相对较新。最终目标是了解外源化合物对人类代谢调节的影响，这三个领域是类似的。然而，将代谢组学应用于营养研究将面临独特的挑战。人们对人类饮食中营养成分的变化在多大程度上引起代谢特征变化知之甚少。此外，来自饮食吸收的营养物质的代谢组学信号必须与在尿液和唾液中吸收、代谢和分泌的无数非营养物质信号竞争。大肠微生物群也会产生明显的代谢信号，这些信号会影响并改变人类营养中生物流体的代谢组。尽管存在这些可能混淆的影响，但有充分的理由对代谢组学在营养研究中评估各种生物流体的潜力持乐观态度。这种潜力既在于利用模式识别统计数据对已分配和未分配的代谢物信号进行代谢分析，也在于收集已识别代谢物的综合数据集；这两个目标都有可能区分不同的饮食治疗方法，而这些方法在传统技术中不会被针对。后一个目标提出了一个现代生物学公认的挑战：开发小分子库以帮助代谢物识别。本综述的目的是强调代谢组学要想在人类营养学中发挥巨大潜力，需要解决的一些早期挑战。

什么是代谢组学？

代谢组学是一个新兴领域，研究代谢产物及其对生物样本中病理和生理状态的影响。代谢组学提供发现某些表型的起因和原因的可能性。代谢组学的另一个发现是生物标志物的发现，它揭示了健康和疾病的变化，并能反映饮食习惯。代谢组学是研究特定饮食与人体相互作用的关键，而这是营养学最重要的方面之一。

Koulman，A. 和 D. A. Volmer。“代谢组学在人类营养学中的前景：概述。”营养公报 33.4 (2008)

小分子代谢物，细胞过程的最终产物，是生物系统对遗传或环境变化的反应最准确的标志。大约有 2,900 种生化物质（代谢物）是细胞表型的关键。

Milburn，Michael。“使用代谢谱分析技术推动细胞培养发展。”BioPharm International 2009 年 6 月，第 28-34 页

代谢组学的局限性

代谢谱分析已经进行了 50 多年，这提供了很多非常有用的信息，但目前还没有足够的数据，也没有标准方法来收集和记录数据，因此代谢组学的研究现在还不能真正发挥作用。代谢组学有可能发现某些疾病的早期预警信号，以及确定某些食物和药物对人体的影响。如果更多的数据能够准确、精确地收集并记录到数据库中，这种潜力将会更大。通过记录年龄、性别、种族、民族、身体成分、健康状况、饮食摄入、体力活动、压力以及许多其他因素的影响，人们将能够更好地解释他们的新代谢组学数据并推动代谢组学知识的进步。如果没有这个，就没有基线或对照组来比较数据，这极大地阻碍了适当的研究和理论创建。

Walsh，M. C. 和 A. Nugent，L. Brennan 和 M. J. Gibney。“理解代谢组学——代谢组学面临的挑战。”都柏林大学学院食品与健康研究所，爱尔兰。英国营养基金会。营养公报，2008 年 12 月。URL：http://web.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?vid=6&hid=109&sid=bd42c8d7-0cb2-4f8b-954e-d93dc1b131df%40sessionmgr111

代谢组学的未来

随着基因组领域科学创新的不断增加，代谢组学的未来似乎越来越清晰。通过利用和研究基因组的各个方面，科学取得了巨大的进步，为更相关的创新奠定了基础。这些创新将包括蛋白质组（研究细胞、组织或液体区域的整个蛋白质组），以及代谢组（研究细胞、组织或液体中整个代谢物组），这将支持现代营养学 (1)。随着基因组研究领域的这些科学飞跃，代谢组学在营养学的带领下，有可能减少个人和整个群体的疾病。这一切都是由一些创新且相对较新的技术实现的，例如基因芯片，它可以进行全局基因表达分析 (1)。这只是许多工程壮举之一，使我们能够量化和理解人类基因及其与营养的关系。J. B. German，M. A. (2002)。代谢组学和个体代谢评估：营养学面临的下一个重大挑战。《营养学杂志》，URL：http://jn.nutrition.org/cgi/content/full/132/9/2486#BIBL.

营养、代谢组学和疾病

主要代谢器官和组织的失调是许多疾病的基础。目前关注的一些主要组织包括脂肪组织、骨骼肌、肠道和肝脏。代谢综合征、2 型糖尿病和肥胖可能都被理解为生态现象，代谢是饮食与健康结果之间主要的媒介。评估必需营养素状况和全面了解对生态风险因素的代谢反应（例如代谢表型）对于识别有效的疾病预防策略以及代谢疾病的临床治疗干预措施是必要的。

营养与口腔疾病

以下内容不构成医疗建议，并且（根据政府规定禁止）不旨在治疗或预防任何疾病。这些信息目前正在审查其质量和准确性。

营养在预防许多口腔疾病中起着关键作用，包括龋齿、牙釉质侵蚀、发育缺陷、口腔黏膜疾病和牙周病。营养不良会导致牙釉质分解，口腔黏膜增加。含酸量高的软饮料的摄入已被证明会导致严重的牙釉质侵蚀。均衡的饮食和适当的营养对于维持健康的口腔系统以及身体其他部位至关重要。细菌也会导致牙周病、牙龈疾病和侵蚀。咀嚼抗生素是预防牙周病的一种方法。

牙周病是一种涉及炎症和骨骼以及支持组织丧失的口腔传染病，在世界各地营养不良的发展中国家进展更快。许多局部和全身因素会影响这种普遍但可预防疾病的严重程度和进展持续时间。

然而，营养不良会加重口腔感染的严重程度，而口腔感染是导致其他危及生命的疾病的促成因素。维生素 C 缺乏会导致坏血病，而维生素 A、D 和其他蛋白质-能量成分的缺乏与釉质发育不全和唾液腺萎缩有关。食物中抗氧化剂的摄入，例如石榴籽、绿茶或黑茶，已被用作导致蛀牙的活性氧的缓冲剂。抗氧化剂存在于高水果和蔬菜饮食中，已被确定具有抗癌特性。饮食在牙齿表面的脱矿-再矿化的动态平衡中起着重要作用。因此，食物的形式、糖和酒精的摄入频率以及重要营养素和矿物质的组合在维持健康的口腔系统中起着重要作用。

Moynihan，Paula J. “饮食和营养在口腔疾病病因学和预防中的作用。” 世界卫生组织公报 83.9 (2005)

美国营养师协会的立场：饮食处方的自由化改善了长期护理中老年人的生活质量美国营养师协会杂志 - 2005 年 12 月（第 105 卷，第 12 期，第 1955-1965 页，DOI：10.1016/j.jada.2005.10.004）

Rugg-gunn A. 营养、饮食和口腔健康。爱丁堡皇家外科医学院杂志 [连续在线出版物]。2001 年 12 月；46(6)：320。获取途径：Academic Search Complete，马萨诸塞州伊普斯维奇。2010 年 6 月 3 日访问。

营养和乳糜泻

乳糜泻 (CD) 是一种炎症性小肠疾病，可导致严重的绒毛萎缩、吸收不良和恶性肿瘤。它是由小麦、大麦和黑麦中的麸质蛋白引起的。所有患者都表达抗原呈递分子人类白细胞抗原-DQ2 (HLA-DQ2) 和/或 HLA-DQ8，它们与麸质肽结合，从而激活破坏性肠道 T 细胞。未经治疗的 CD 患者体内循环 IgA 自身抗体针对酶组织转谷氨酰胺酶 (tTG)，它是内肌层的组成部分。检测血清 IgA tTG 具有很高的预测价值。CD 的治疗是终身无麸质饮食。由专家营养师进行的咨询以及与乳糜泻支持小组的联系，对于帮助患者开始健康的无麸质饮食非常重要。目前的研究重点是非饮食疗法和难治性 (对饮食无反应) CD 的治疗。

Kelly，Ciaran P.、Dennis，Melinda D.、Schuppan，Detlef。 “乳糜泻：流行病学、发病机制、诊断和营养管理”。临床营养 (2005 年 4 月)。

据估计，北美的患病率为 1%。典型症状在儿童早期出现，包括腹痛、腹泻、吸收不良和营养缺乏。研究发现，过早食用含有麸质的婴儿谷物与乳糜泻的发生有关。建议家长在婴儿 4-6 个月大之前不要给宝宝食用婴儿谷物。在一项对 1500 多名儿童的研究中，51 人患上了这种疾病，那些在 3 个月前接触过婴儿谷物的儿童患病的可能性是其他儿童的 5 倍。

Belanger，Jeanette E.；Wooltorton，Eric；“婴儿谷物引入时间是乳糜泻自身免疫的危险因素吗？” 加拿大医学会杂志 p.1374，2005 年 11 月 22 日

营养与儿童肥胖

儿童和青少年肥胖患病率的迅速增加令人担忧，特别是考虑到其许多医疗和社会心理后果。由于超重和肥胖的多因素病因，需要在多个层面上同时采取行动。医生应该定期筛查超重和肥胖，以便在早期解决问题。一种很有希望的方法是培养健康的饮食习惯，重点是控制食量，以及富含非淀粉类蔬菜、水果和豆类，以及足够的中等血糖指数/负荷食物、蛋白质、健康类型的脂肪和低脂乳制品的饮食。此外，减少久坐行为和增加体育活动也很重要。越早将健康的生活方式引入孩子的生命，它就越有可能成为一种生活方式。父母在控制幼儿的饮食和在幼儿时期加强健康的饮食方面起着重要作用，他们本身也充当榜样。包括整个家庭参与其中的干预措施可能在预防和治疗儿童超重和肥胖方面取得最大的成功。

Philippas，Niki G，Lo，Clifford W. “儿童肥胖：病因、预防和治疗”。临床营养。（2005 年 4 月）。

营养与儿童肥胖与严重成人肥胖之间的联系

儿童肥胖不仅影响儿童一生的健康和营养，还会使他们患上严重成人肥胖的风险更高。Ilonna 和 Alfred Rimm 在一项对 73,532 名女性进行的调查问卷研究中发现，很大一部分严重肥胖的女性也是肥胖的儿童。他们从研究中得出的数据还表明，超重儿童患上严重成人肥胖的风险明显高于非肥胖儿童。由于成人肥胖可能与许多健康问题和成人疾病有关，这项研究表明了在儿童时期控制体重的重要性。

Rimm，Ilonna J. 和 Alfred A. Rimm，PHD。“青少年肥胖与 73,532 名女性严重成人肥胖之间的关系”。公共卫生简报 66.5 (1976)：479-81。印刷。

肥胖与恶性肿瘤的联系

肥胖不仅会导致心血管疾病和糖尿病等疾病，研究表明，肥胖还可能与患癌风险增加有关。研究人员估计，超重可能是男性 14% 的癌症死亡和女性 20% 的癌症死亡的原因。就可预防的癌症风险因素而言，只有吸烟率更高。癌症与胰岛素之间存在重大联系，而胰岛素恰好是主要对肥胖做出反应的激素之一。个体越肥胖，他们体内的胰岛素含量通常就越高。此外，随着脂肪浓度的升高，引起炎症的激素浓度也可能升高，这也可能引发癌症。激素水平的任何波动都可能共同作用，引发致癌作用。

营养健康评论：消费者医学杂志；2009 年，第 100 期，第 8-8 页，1/2 页

母体对营养的影响

充足的营养和维生素的平衡对我们在出生之前的人类生长有巨大影响。在怀孕期间，母亲保持适当的维生素和矿物质平衡对于支持其孩子的代谢的长期发育和健康非常重要。新英格兰医学杂志上发表的一项最新研究表明了维生素 A 的重要性，例如。文章指出，“母亲在怀孕期间维生素 A 缺乏可能会对其后代的肺部健康产生持久的不利影响”，因为没有提供孩子构建健康的肺泡所需的支持（West 等人 2010 年）。发育良好的肺部有助于促进婴儿的整体健康。其他研究还确定了母亲饮食中微量营养素的重要作用，这些微量营养素有助于支持健康的婴儿。保持高微量营养素和维生素饮食（这些营养素存在于绿叶蔬菜、水果和牛奶中）的母亲往往会生出更大更健康的婴儿。该研究还指出，怀孕期间血糖、胰岛素、胆固醇和甘油三酯水平高的母亲，其孩子患上更高胰岛素抵抗的可能性增加，而胰岛素抵抗是糖尿病的主要原因之一（Yajnik 2006 年）。

Checklye W, West KP Jr, Wise RA, Baldwin MR, Wu L, LeClerg SC, Christian P, Katz J, Tielsch JM, Khatry S, Sommer A. 2010. 矿物维生素 A 补充剂和后代的肺功能。新英格兰医学杂志。13:362(19): 1784-94。

Yajnik，Chittarani。 2006. 胎儿生长营养控制。营养评论。64(5): 49-51。

怀孕期间的碘缺乏症

碘是合成甲状腺激素所必需的。体内近 80% 的碘存在于甲状腺中，其中大部分是甲状腺激素。饮用水中碘化物（一种碘的形式）的含量通常取决于当地土壤中的碘含量。世界上约有 10% 的人口有患上碘缺乏症的风险，因为他们居住在高海拔地区，那里饮用水中碘化物含量低。为了抵消低碘水平，有时会在商业食盐中添加碘化物。

在碘缺乏症中，甲状腺试图吸收更多碘化物以合成甲状腺激素，并会肿大。血液和尿液中的碘化物水平非常低。碘缺乏的孕妇可能会生出一个大脑发育不完善的婴儿，这是由于碘缺乏症造成的。这种情况被称为呆小症（Beers：1999）。呆小症的特征是不可逆的智力和生长迟缓（Tatsumi：1992）。

默克手册，第 17 版。马克·H·比尔斯医学博士，罗伯特·伯科医学博士，主编。新泽西州怀特豪斯站：默克研究实验室，1999 年。

Ke-ita Tatsumi1、Kiyoshi Miyai1、Tsugunori Notomi1、Kyoko Kaibe1、Nobuyuki Amino1、Yuji Mizuno2 和 Hitoshi Kohno。3 “由 PIT1 基因突变引起的合并激素缺乏症的呆小症” 自然遗传学 1, 56-58 (1992) doi：10.1038/ng0492-56

营养素特定部分

有许多种维生素，根据它们溶解的物质分类，其中两种是：脂溶性和水溶性。其他还有钙、鱼油、亚麻籽、铁、维生素 K、维生素 E 和维生素 D。

钙

钙是人体饮食中最容易缺乏的矿物质。人体中 99% 的钙储存在骨骼和牙齿中。它是骨骼和牙齿中最主要的支撑元素，占骨骼重量的 70%，并决定着骨骼强度。剩余的 1% 则在血液中循环，并在全身执行多种功能。它还有助于肌肉收缩和调节心脏收缩。它在神经冲动传递和血液凝固中也起着关键作用。它还参与分娩期间的收缩刺激以及乳汁分泌。为了使身体吸收钙，血液中需要有维生素 D。维生素 D 是钙从消化系统进入骨骼或血液的关键成分。尽管每个人都知道钙在健康成年人饮食中很重要，但有些人仍然摄入不足，最终导致缺乏。钙缺乏会导致骨骼变弱变薄，甚至变得脆弱。它还会导致骨质疏松症，这意味着骨骼中出现了微小的孔洞，增加了骨折的风险。骨质疏松症似乎比男性更容易影响女性。因此，对于普通成年人来说，每天摄入 1000 毫克的钙，你就可以继续成长得又高又壮。

参考资料：http://www.thedietchannel.com/What-You-Should-Know-About-Calcium-Deficiency.htm；http://www.vitamins-nutrition.org/vitamins/calcium.html

另一方面，Taru K Pilvi 等人进行的一项研究旨在调查能量限制对其减轻体重效果的影响。作为进一步的研究，这项研究还旨在解释“能量限制的[减轻体重]效果是否可以通过改变膳食蛋白质来源和钙来进一步增强”。他们发现，增加乳制品蛋白质和钙的摄入量对“肝脏脂质变化”有“显著影响”。在这项研究中，喂食含有较高水平乳清蛋白和钙的饮食的小鼠表现出“潜在的致糖尿病神经酰胺和二酰甘油的相对水平降低至瘦弱动物的水平”。另一项研究显示了增加饮食中乳制品对肥胖受试者的类似影响。Zemel MB 等人进行的这项研究表明，增加膳食钙与脂质利用之间存在直接关联。这两项研究都得出结论，在能量限制期间增加钙的摄入量会导致肥胖个体体重减轻的增强。

参考资料
Taru K Pilvi 等人。2008 年。脂肪肝的代谢组学变化可以通过能量限制期间的膳食蛋白质和钙来改变，世界胃肠病学杂志，14(28)：4462-4472。
Zemel MB 等人。2005 年。乳制品增强肥胖受试者总脂肪和中心脂肪的减少，国际肥胖杂志，29(4)：391-397。

脂溶性维生素

脂溶性维生素对某些人来说可能比其他人更重要，原因有很多。美国营养学会声称，“脂溶性维生素对于维持先天和适应性免疫细胞的最佳功能是必需的”。在这种情况下，脂溶性维生素可以帮助提高对肿瘤的免疫反应。然而，这并不是脂溶性维生素可以帮助改善的唯一方面。存在多种脂溶性维生素可以改善健康。考虑到它们可以改善人体的不同方面，其有益效果可能会有所不同。脂溶性维生素——维生素 A、D、E 和 K——在被吸收进入血液中执行其功能之前，会溶解在脂肪中。这些维生素的过量会储存在肝脏中。由于它们被储存，所以饮食中不需要每天都摄入它们。

Meydani，Simin (2005)，脂溶性维生素是否能有效增强杀肿瘤细胞活性？，营养学杂志

鱼油

鱼油存在于 omega-3 中，是长链多不饱和脂肪酸的一部分。它是一种天然油，通常从冷水鱼的体内提取。通用名称是维生素 A，品牌名称是 A-25、A/鱼油、Aquasol A，以胶囊形式提供，内含软胶液体。它被称为海洋油，是存在于鱼体中的必需脂肪酸。鱼油有两个主要成分。一个是 20 个碳原子的二十碳五烯酸 (EPA)。另一个是 22 个碳原子的二十二碳六烯酸 (DHA)。一般的鱼油补充剂中含有 20 个 EPA 和 10 个 DHA，总共 30 个 omega-3，这可能有助于控制甘油三酯并帮助预防动脉粥样硬化。研究发现，鱼油可能有助于预防克罗恩病、高血压、高甘油三酯和类风湿性关节炎。鱼油对大脑也很有益，因为大脑是 DHA 的最大消费者之一。它可以被称为脑部食物。

参考资料：http://www.nutrasanus.com/fish-oil.html，http://vvv.com/healthnews/fishoils.html

在澳大利亚的一项研究中，孕妇服用鱼油补充剂与她们的孩子手眼协调能力的提高有关。还建议在怀孕的最后几周服用高剂量的鱼油是有益的，并且正在进行进一步的研究以确定其作用方式。

参考资料：http://www.nytimes.com/2007/01/02/health/nutrition/02nutr.html?scp=3&sq=fish+oil+supplements&st=nyt

大量食用鱼类的群体与乳腺癌发病率降低有关。正如所说，鱼油富含 omega-3 脂肪酸 (EPA 和 DHA)，目前正在进行研究以确定鱼中是否正是这种成分似乎有助于预防乳腺癌。

参考资料：http://escholarship.org/uc/item/12g6398b?query=fish%20oil

亚麻籽

据健康专家称，这种蓝花亚麻植物的种子很容易在加拿大和美索不达米亚的土壤中找到，富含抗病营养物质和纤维。它还富含两种对我们身体必需的脂肪酸：omega-3 和木酚素，它们也作为天然抗氧化剂发挥作用。亚麻籽中的 omega-3 有助于清除人体内的毒素，并帮助预防心脏病和炎症。木酚素有助于预防癌症，提供的纤维量是豆类或全谷物的 700 倍。这种纤维也有助于对抗坏胆固醇和 2 型糖尿病。omega-3 和木酚素对人体每个膜和细胞都至关重要，使其极其有益。亚麻籽能够修复自由氧原子。自由氧分子会导致 DNA 的分子损伤，使其缩短和受损。它们与身体老化过程中的退化有关。

亚麻籽对月经周期也有显著影响。它会延长月经周期的生育阶段，即黄体期。它还有助于调节卵子的释放。定期食用亚麻籽的女性比那些低纤维饮食且不服用亚麻籽补充剂的女性更有可能在每个月经周期中释放一个卵子。亚麻籽中的两种植物化学物质与月经周期中这些变化相关的女性激素周期变化有关。它们在肠道中被吸收，并在月经周期的不同时间影响雌激素、孕激素和睾酮的比例。杜克大学的一项研究发现，那些计划进行前列腺癌手术的男性在开始每天食用两茶匙亚麻籽油后，发现亚麻籽在 30 天内阻止了肿瘤生长，并且许多癌细胞自行消亡。尽管亚麻籽的所有部分，包括种子、油或两者，都会对我们的饮食有益，但在购买亚麻籽时可能会遇到困难，因为亚麻植物的加工品种很多，每种都有自己的保养说明。务必阅读所有包装的背面，以确保你选择最适合自己的产品。

参考资料：Rubin，Tina。“亚麻的生命”。营养改善 2010 年 4 月：54。印刷版。

Prasad，Kailash。“从亚麻籽中分离出的 secoisolariciresinol diglucoside (SDG) 的羟基自由基清除特性”。分子与细胞生物化学 1997 年 3 月：168。印刷版。

WR Phipps，MC Martini。“亚麻籽摄入对月经周期的影响”。临床内分泌学与代谢杂志 1993 年：77。印刷版。

铁

铁分为两类。血红素铁只能从肉类、鱼类和家禽中获得，是人体更容易分解和利用的一种铁。非血红素铁可以从水果、蔬菜、豆类、坚果和谷物中获得，人体更难吸收。19 至 50 岁的男性每日推荐摄入量 (RDA) 为 8 毫克。同一年龄段的女性建议每天摄入 18 毫克铁。缺铁是世界上最常见的营养不良疾病。它可能是由膳食铁摄入不足或无法吸收所摄入的铁造成的。此外，过度失血也是另一个因素。女性由于月经周期中持续的经血损失而更容易缺铁。为了帮助抵抗缺铁，许多早餐谷物都添加了铁，并在营养标签上标明。

参考资料：http://ods.od.nih.gov/factsheets/iron.asp#h4 http://www.mckinley.illinois.edu/Handouts/dietary_sources_iron.html

铁既是必需的营养素，又是对细胞的潜在毒素，需要一套高度复杂和复杂的调节方法来满足细胞的需求，并防止过量积累。对于人类来说，铁在氧气运输和血红蛋白、肌红蛋白以及一些重要酶的合成中起着核心作用，这些酶对能量的产生至关重要。许多研究表明，缺铁可能会损害运动员的运动表现，因此运动员的正常铁状态尤为重要。单独的运动可能不会导致真正的缺铁，但可能是由于膳食选择、铁摄入不足和月经造成的。缺铁特别影响孕妇、幼儿和青少年。铁是一种微量营养素，是通过改变途径酶系统来调节大脑神经递质所必需的。研究表明，婴儿缺铁会对以后生活中所需的神经发育产生负面影响。据认为，早期的缺铁可能会损害大脑海马体的发育和功能，海马体在大脑中起着重要的作用，可以形成和保留长期记忆。婴儿缺铁也可能会损害多巴胺系统。那些在婴儿期暴露于慢性严重缺铁的青少年可能在空间工作记忆、快速视觉信息处理、模式识别记忆和空间识别记忆等测试中表现出缺陷。

参考资料：钱钟明。“一氧化氮和运动中铁代谢的变化”。《剑桥期刊》。

Agarwal, Kailash N.“铁和大脑：神经递质受体和磁共振波谱”。《英国营养学杂志》。

Lukowski, Angela F.“婴儿期缺铁与 19 年的神经认知功能：执行功能和识别记忆长期缺陷的证据。”

维生素 K 和维生素 E 相互作用

如上所述，每种维生素对于“维持先天性和适应性免疫细胞的最佳功能”都是必要的，但要记住，每种维生素也会与其他维生素相互作用。有趣的是，一些研究表明维生素 E 可能会减少维生素 K 添加到免疫系统中的量。尽管这种联系尚未得到证实，但初步临床试验反映出，维生素 K 的代谢在维生素 E 过量的情况下会变慢。一个假设是维生素 K 和 E 竞争酶。到目前为止，只有大鼠进行了测试，尽管已经观察到具有统计学意义的结果，即当维生素 E 过量存在时，MK-4（代谢后的维生素 K）的数量要少得多。

维生素 A 是一种维生素，眼睛的视网膜需要它，它以一种特定的代谢产物，即吸收光的分子视黄醛的形式存在。这种分子对于明视觉和色觉都是必要的。维生素 A 还在一个非常不同的角色中发挥作用，作为视黄酸的不可逆氧化形式，视黄酸是一种重要的类激素生长因子，对上皮细胞和其他细胞起作用。食物中主要存在两种维生素 A：视黄醇，当食用动物食物来源时被吸收的维生素 A 形式。胡萝卜素 α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素；以及叶黄素 β-隐黄质（所有这些都含有 β-紫罗酮环），在食草动物和杂食动物中起着维生素 A 的作用。维生素 A 的发现可能源于 1906 年的研究，表明除了碳水化合物、蛋白质和脂肪之外，还需要其他因素来维持牛的健康。充足的维生素 A 供应对于孕妇和哺乳期妇女尤其重要，因为缺乏维生素 A 无法通过产后补充来弥补。然而，过量的维生素 A，尤其是通过维生素补充剂，会导致出生缺陷，不应超过推荐的每日摄入量。由于维生素 A 是脂溶性的，因此通过膳食摄入的任何过量维生素 A 比水溶性维生素 B 和 C 更难排出，因此可能会导致维生素 A 毒性。这会导致恶心、黄疸、易怒、厌食、呕吐、视力模糊、头痛、脱发、肌肉和腹部疼痛以及无力、嗜睡和精神状态改变。维生素 A 的毒性作用已被证明会严重影响发育中的胎儿。用于治疗痤疮的治疗剂量已被证明会扰乱头部神经细胞的活动。胎儿在器官形成期对维生素 A 毒性特别敏感。

参考资料：Traber, Maret G. (2008)。“维生素 K 相互作用：50 年的问题。”《营养评论》，66(11):624-629, doi: 10.1111/j.1753-4887.2008.00123.x。

维生素 D

维生素 D 有时被称为“阳光维生素”，因为它具有抵抗感染的能力。它对骨骼健康也很重要。它可以预防骨质疏松症、关节炎和其他骨骼问题。在对男性骨质疏松症骨折的研究中，研究人员发现维生素 D 水平低与关节炎可能性增加有关，而维生素 D 水平高的男性患关节炎的可能性降低。如果摄入足够的维生素 D，就可以建立对关节炎的防御，因为维生素 D 有助于调节骨骼和软骨的发育和维持。

最近发现维生素 D 在骨骼健康之外还有许多其他的健康益处。发现维生素 D 水平充足的人群的睾酮和肌肉质量增加。仅通过阳光获得维生素 D 通常不足以维持健康的水平。

维生素 D 补充剂被广泛推荐给生活在阳光照射不足的环境中的人。维生素 D 是人体必需的维生素之一，2010 年日本研究人员的一项研究表明，维生素 D 与预防流感之间可能存在联系。虽然需要更多研究才能得出确切的结论，但与接受安慰剂的人相比，每天接受推荐的 700-1000 IU 维生素 D 的儿童的流感诊断率下降了 8%。

A lack of Vitamin D has been known to be a leading cause of rickets; soft and weak bones. Low levels of vitamin D have also been related to heart disease and some forms of cancer. This vitamin can be attained through direct sunlight or food fortified with vitamin D. Individuals with darker skin require more sunlight exposure to take in as much vitamin D as a fair-skinned person.

维生素 D 是人体众多重要的必需维生素之一，有助于平衡身体。它被称为免疫系统调节剂。研究人员指出，“维生素 D 的活性形式，1,25-二羟维生素 D3 [1,25(OH)2D3]，已被证明可以抑制自身免疫性疾病的发展，包括炎症性肠病 (IBD)”。总的来说，维生素 D 摄入不足和维生素 D 受体数量少会导致炎症性肠病加速。膳食钙有助于触发维生素 D 对免疫系统的影响，因为它对炎症性肠病有自己的独立影响。因此，对低钙饮食的小鼠进行 1,25(OH)2D3 治疗可以改善炎症性肠病的症状。

维生素 D 是一组脂溶性类固醇，其中两种主要具有生理意义的形式是维生素 D2（麦角钙化醇）和维生素 D3（胆钙化醇）。没有下标的维生素 D 指的是 D2 或 D3 或两者。维生素 D 在暴露于紫外线 B 光后，在脊椎动物的皮肤中产生，并且自然存在于少量食物中。在一些国家，牛奶、面粉和人造黄油等主食被人工添加了维生素 D，它也可以以片剂形式作为补充剂获得。维生素 D 通过血液输送到肝脏，在那里它被转化为激素前体骨化三醇。循环的骨化三醇然后可以转化为活性形式的维生素 D，即骨化三醇，无论是肾脏还是免疫系统中的单核细胞-巨噬细胞。当由单核细胞-巨噬细胞合成时，骨化三醇在局部起着细胞因子的作用，保护机体免受微生物入侵。当在肾脏中合成时，骨化三醇作为激素循环，调节血液中钙和磷的浓度，促进骨骼的健康矿化、生长和重塑，以及预防低血钙性手足搐搦症。维生素 D 不足会导致骨骼变薄、易碎或畸形，而充足的维生素 D 可以预防儿童的佝偻病和成人的软骨病，并且与钙一起有助于保护老年人免于骨质疏松症。维生素 D 还调节神经肌肉功能，减少炎症，并影响许多调节细胞增殖、分化和凋亡的基因的作用。重要的是，华盛顿的居民应该尽量抽出时间去晒太阳，获得维生素 D。人体缺乏维生素 D 会带来一系列严重的后果。所以，出去晒晒太阳吧。

Cantorna, M.T, Zhu, Yan, Froicu, Monica 和 Wittke, Anja (2004)，维生素 D 状态、1,25-二羟维生素 D3 和免疫系统，《美国临床营养学杂志》

一项研究调查了牛奶消费与前列腺癌之间的相关性。虽然这项研究距离得出明确的答案还很远，但似乎发现了一种模式，即大量摄入维生素 D 的男性前列腺癌发病率降低。维生素 D 似乎对前列腺癌具有一定的预防作用。研究发现，摄入维生素 D 较少的男性患前列腺癌并死于前列腺癌的可能性更大。研究确实发现，牛奶中的钙会减少维生素 D3 的生成，从而抵消了维生素 D 的有益作用。换句话说，牛奶中的维生素 D 虽然仍然对你有益，但并不像健康的纯维生素 D 那样对前列腺癌具有预防作用。Givens, D. I. 和 R. Morgan 以及 P. C. Elwood。“牛奶消费与前列腺癌之间的关系：简短回顾”。英国雷丁大学农业、政策与发展学院生命科学学院动物科学研究组；英国卡迪夫大学卫生科学研究中心初级保健与公共卫生系，Neuadd Meirionnydd，Heath Park，卡迪夫。2008 年 12 月 http://web.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?vid=6&hid=109&sid=c363fced-4af5-4cc1-8834-e7cbab5d40a6%40sessionmgr113

布朗，乔丹娜，维生素 D 的作用，《乔·魏德的肌肉与健身》，2010 年韦尔，柯尔斯滕，D Plus, Current Science, 2010Can D Fight Off the Flu?, Nutrition Action Health Letter, 2010

Vitamin D Signals Immune System to Fight Infections, Tufts University Health & Nutrition Letter, 2010

维生素 E

水溶性维生素

B族维生素和维生素 C 都是水溶性维生素，它们不会储存在体内，需要每天补充。这些维生素在食品储存和制备过程中很容易被破坏或流失。B族维生素存在于多种食物中：谷物、肉类、家禽、鸡蛋、鱼类、牛奶、豆类和新鲜蔬菜。柑橘类水果是维生素 C 的良好来源。不建议服用大剂量维生素，在某些情况下可能会产生不良后果。2010 年，加拿大研究人员对 238 名患有慢性肾病的人进行了研究，挑战了早期的研究，这些研究表明 B 族维生素可以通过降低同型半胱氨酸（一种与肾脏损伤风险升高相关的氨基酸）的血液水平来保护肾脏。然而，经过三年的研究发现，服用高剂量 B 族维生素的人肾功能下降幅度更大，而服用安慰剂的人则下降幅度较小。维生素是食物中必不可少的营养素。所需量很小，但它们执行特定的重要功能，对于维持健康至关重要。水溶性维生素溶于水，不会被储存；它们会通过尿液排出体外。我们需要在饮食中持续供应它们。水溶性维生素包括 B族维生素和维生素 C。

水溶性维生素在食品储存或制备过程中很容易被破坏或流失。妥善储存和制备食物可以最大限度地减少维生素的损失。为了减少维生素的损失，请将新鲜农产品冷藏，将牛奶和谷物远离强光，并使用蔬菜的煮水来制作汤。N, J (Jun 2010), B Vitamins Harm Kidneys, Nutrition Action Health Letter

Anderson, J (2008), Water Soluble Vitamins, Colorado State University