維生素B6

維生素B6又名抗皮炎維生素、吡哆素，是B族維生素的一種，屬必需維生素，由六種可以互相轉化的構成，與氨基酸代謝密切關係，是氨基酸脫羧酶、轉氨酶等的輔酶；其中常見的化學型態是吡哆醇；而生物活性最高的則是磷酸吡哆醛，在氨基酸、葡萄糖和脂類代謝中的超過140種酶反應中充當輔酶。植物會自己合成吡哆醇來抵禦陽光中的紫外線B和合成葉綠素，動物不能合成維生素B6，因此需要吃植物或者其它動物來得到維生素B6；雖然腸道細菌會產生一些維生素B6，但這不足以滿足動物需求。維生素B6在人類食物中分佈很廣，但其為一種水溶性維生素，且在烹飪過程中易損失。對於成年人，維生素B6的推薦膳食攝入量為每天1.0至2.0毫克，而安全上限為每天25至100毫克。牛肉、豬肉、家禽和魚是維生素B6很好的而乳製品、雞蛋、軟體動物和甲殼類動物也含有維生素B6，但含量較低。植物性食物中也含有足夠的維生素B6，因此素食主義者或純素食主義者不會面臨缺乏維生素B6的風險。維生素B6缺乏症很罕見，常見的症狀包括嘴巴和眼睛的紅疹和發炎、嗜睡以及影響手腳的感覺和運動神經的周圍神經病變；此外，尚有皮炎、痙攣、貧血等。單純的維生素B6缺乏症在人類極少見。除了飲食不足外，維生素B6缺乏症還可能因反營養物質而產生。一些罕見的遺傳病可引發嬰兒缺乏維生素B6而癲癇發作。這些症狀都可以用磷酸吡哆醛治療。定義.維生素B6屬於水溶性維生素。它其實是一組六種化學上相關的化合物，它們都含有吡啶環。這六種化合物分別是吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺和它們對應的磷酸化衍生物磷酸吡哆醇、磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。其中，磷酸吡哆醛的最高，但其它的異構體也可以轉化成磷酸吡哆醛。維生素B6在超過140個細胞反應中用作輔因子，這些反應大多和氨基酸生物合成與分解代謝相關，但脂肪酸生物合成和其它生理功能也涉及到了維生素B6。形式.維生素B6補充劑裡通常是最穩定的吡哆醇鹽酸鹽。吸收的吡哆醇轉化成PLP的反應。PLP會被分解代謝成吡哆酸，然後透過尿液排出體外。合成.生物合成.目前已發現兩種磷酸吡哆醛的生物合成途徑，一種需要脫氧木酮糖-5-磷酸，而另一種則不需要。這兩種合成途徑都分別在大腸桿菌和枯草桿菌中得到廣泛研究。儘管起始化合物和所需步驟數不同，但這兩種途徑具有許多共同點。需要DXP的合成方法如下：工業合成.工業合成磷酸吡哆醛的起始化合物是丙氨酸。丙氨酸會先被甲醯化和脫水形成噁唑，而噁唑會經過Diels-Alder反應轉化為吡哆醇，整個過程稱為噁唑法。反應產生的吡哆醇會被轉化成穩定的鹽酸鹽用於膳食補充劑和營養強化。今天工業上主要使用噁唑法，但也有人研究探索在噁唑法中使用毒性和危險性較低的試劑的方法。發酵細菌生物合成方法也在探索中，但合成規模尚未擴大到工業生產。功能.PLP參與多種營養素代謝、神經遞質和組胺的合成、血紅蛋白的合成和活動以及基因表達。PLP是許多反應的輔酶，例如脫羧反應、轉氨基反應、外消旋化、消除反應和置換反應。氨基酸代謝.轉氨酶以PLP作為輔因子來分解氨基酸，這些酶的適當活性對於將氨基從一氨基酸轉移至另一酮酸上的過程至關重要。PLP會與酶中的賴氨酸結合，然後透過形成希夫鹼和氨基酸結合。這個過程會解離氨基酸中的氨基並放出一個酮酸分子，然後把這個氨基移動到另一個酮酸中，形成新的氨基酸。色氨酸轉化成煙酸的反應也需要PLP，所以缺少維生素B6時這個反應就不能正常發生。神經遞質.PLP是五種重要的神經遞質——血清素、多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素和γ-氨基丁酸的生物合成的輔因子。葡萄糖代謝.PLP是糖原磷酸化酶的輔酶，而糖原分解則需要後者才能發生。糖原是碳水化合物的儲存形式，主要存在於肌肉、肝臟和大腦中。它的分解會產生可以產生能量的葡萄糖。此外，PLP也能催化糖異生。脂質代謝.PLP是促進鞘脂生物合成的酶的重要組成部分。神經醯胺的合成需要PLP。在這個反應中，絲氨酸會脫羧並和軟脂醯輔酶A結合成，之後和反應生成二氫神經醯胺，最後被還原成神經醯胺。鞘脂的分解也需要維生素B6。血紅蛋白的合成和活動.PLP是的輔酶，可以幫助合成血紅蛋白。它還與血紅蛋白上的兩個位點結合以增強血紅蛋白和氧氣結合的能力。基因表達.PLP與增加或減少某些基因的表達有關。細胞內的維生素B6含量增加會使糖皮質激素的轉錄減少，而缺少維生素B6則會增加白蛋白mRNA的基因表達。PLP還會與各種轉錄因子相互作用影響糖蛋白IIb的表達，抑制血小板的聚集。在植物中的功能.陽光中的紫外線B可以刺激植物生長，但大量的紫外線B會增加對組織有害的活性氧類的產生，而植物會透過合成維生素B6來抵禦陽光。對擬南芥的實驗表明暴露於紫外線B下可以促進吡哆醇的合成，但在突變品種中吡哆醇的生物合成不能被，因此它的活性氧類水平、脂質過氧化和與組織損傷相關的細胞蛋白均升高。葉綠素的生物合成和氨基乙醯丙酸合成酶相關，而氨基乙醯丙酸合成酶需要PLP來使琥珀醯輔酶A和甘氨酸化合生成葉綠素的前體。此外，合成維生素B6能力嚴重受限的植物突變體會使根的生長受阻礙，這是因為如生長素的植物激素的合成需要這種維生素作為輔因子。醫藥用途.異煙肼可用於治療肺結核，但會有手腳麻木的副作用，而用維生素B6協同治療可以減輕麻木。過量使用銀杏種子會因為其中過量的消耗掉維生素B6而導致嘔吐和全身抽搐，而這種中毒可以用維生素B6治療。飲食建議.美國國家醫學院在1998年更新了許多維生素的參考膳食攝入量。維生素B6的推薦膳食攝入量是每天100毫克。歐洲食品安全域性對維生素B6的推薦攝入量有不同的值。對於年齡超過15歲的女人和男人，他們的推薦攝入量分別是每天1.6和1.7毫克。孕婦的推薦攝入量是每天1.8毫克，而哺乳期婦女則是每天1.7毫克。對於1–14歲的兒童，他們的推薦攝入量會隨著年齡從每天0.6毫克增加到每天1.4毫克。EFSA也把維生素B6的UL設為每天25毫克。厚生勞動省在2015年更新了其維生素和礦物質的推薦攝入量。女人和男人的RDA分別是每天1.2和1.4毫克，孕婦是1.4毫克，哺乳期婦女則是1.5毫克。對於1–17歲的兒童，他們的RDA會隨著年齡從每天0.5毫克增加到每天1.5毫克。女人和男人的UL分別是每天40–45和50–60毫克，對於超過70歲的人這個值會變低。安全.維生素B6膳食補充劑的副作用已被證明。雖然它是以尿液排出的水溶性維生素，但長期服用超過可耐受最高攝入量的吡哆醇會導致疼痛並最終導致不可逆的神經問題。維生素B6中毒的主要症狀是四肢疼痛和麻木，嚴重的話還會使運動速度減慢、和下肢感覺延遲延長，造成行走困難。感官神經病變通常在每天服用超過1000毫克的吡哆醇時會出現，但中毒可能會在更少的劑量下出現，因此每天攝入超過200毫克被認為不安全。試驗確定維生素B6的是每天200毫克，而這個值被除於二來避免對維生素很敏感的人中毒，便得出了成年人每天100毫克的UL。標籤.在食品和膳食補充劑標籤中，其中營養成分的量以每日攝入量的百分比顯示。維生素B6在標籤中的每日攝入量是2.0毫克，但在2016年5月27日時則為了和成年人的RDA一樣而更新成1.7毫克。大腸中的細菌可以合成包括維生素B6在內的維生素B群，但合成的量不足以滿足需求。維生素B6存在於許多食物中。肉、魚和家禽是維生素B6很好的但乳製品和雞蛋則不是。的維生素B6含量不足0.1 mg/100g。肉、魚和家禽中的維生素B6以生物利用度更高的PLP形式存在。植物中的維生素B6大多以吡哆醇葡萄糖苷形式存在，它們的生物利用度只有PLP的一半，這是因為腸道細胞不能移除其中全部的葡萄糖苷導致的。鑑於植物中維生素的含量較低且生物利用度較低，人們擔心素食或純素食可能會導致維生素B6缺乏。然而，在美國的一項調查結果表明，儘管維生素B6的攝入量較低，但肉食者和素食者的血清的PLP含量沒有顯著差異，表明素食不會造成維生素B6缺乏的風險。維生素B6會在烹飪、儲存和加工中損失，在某些食物中的損失量甚至可能超過50%。植物性食物中的維生素B6因為是以較穩定的吡哆醇形式存在，所以在加工過程的損失較少。動物性食品中的維生素B6以吡哆醛或吡哆胺形式存在，所以損失較多。舉個例子，牛奶的維生素B6含量比奶粉少了30–70%。維生素B6存在於穀物胚芽和糊粉層中，所以全麥麵包的維生素B6含量比白麵包多，糙米的維生素B6含量也比白米多。營養強化.直到2019年，十四個國家用維生素B6對小麥粉、玉米粉或大米營養強化。這些國家大多來自非洲的東南部或中美地區。它們增加的維生素B6含量為每公斤食物3.0至6.5毫克。包括印度在內的其它國家則有一個自願的營養強化計劃，印度就在每公斤食物中增加2.0毫克的維生素B6。膳食補充劑.在美國，複合維生素補充劑中通常含有2-4毫克的維生素B6，但一些補充劑中則有多達25毫克的維生素B6。許多美國膳食補充劑公司也會出售只含有維生素B6的補充劑，其中的含量可達100毫克。吸收、代謝和排洩.維生素B6會透過被動運輸被小腸的空腸吸收。磷酸化的維生素B6會先被鹼性磷酸酶去磷酸化，然後被肝臟吸收。這些去磷酸化的維生素B6會被磷酸化成PLP、PNP和PMP，而後兩者之後轉化為PLP。在肝臟中，PLP會和蛋白質結合，然後釋放到血漿中。身體儲存的維生素B6主要在肌肉中，少部分在肝臟裡，含量估計為61-167毫克。酶會把PLP用作磷酸鹽供體輔因子，然後透過補救途徑重新合成PLP。這些補救途徑如果發生先天錯誤，就會導致細胞中的PLP含量不足，因而導致嬰兒癲癇發作。維生素B6代謝的最終產物是吡哆酸，尿中一半的維生素B6都以吡哆酸存在。吡哆酸是由肝臟中的氧化吡哆醛而成的。在補充維生素B6的1–2個星期後，它們的排洩量會增加，而停止補充維生素B6後排洩量迅速減少。尿中也含有吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇，以及它們的磷酸化衍生物。口服大量的吡哆醇後，維生素B6的其它形式的含量也會一起上升。糞便中含有少量的維生素B6，可能是由大腸微生物群合成的。缺乏.症狀.缺乏維生素B6會導致脂溢性皮炎、帶有口腔潰瘍的、口角炎、結膜炎、、昏睡、神經錯亂、不能合成鞘氨醇導致的神經病變和不能合成血基質導致的。維生素B6缺乏症較輕的病例源自於PLP活性不足相關的代謝疾病，其中最突出的病變是色氨酸至煙酸的轉化受損，這可以根據口服色氨酸後尿中的量來檢測。維生素B6缺乏症也會導致蛋氨酸成半胱氨酸的反應受損。依賴於PLP的轉氨酶和糖原磷酸化酶需要維生素B6才能參與糖異生，所以缺少維生素B6也會導致葡萄糖耐量減少。診斷.由於症狀較輕的案例並沒有顯示出症狀，所以維生素B6含量狀態的評估至關重要。有三種方法最常用於測量維生素B6含量，分別是測量血漿中的PLP濃度、測量紅細胞中的天冬氨酸氨基轉移酶的活化係數和測量尿液中吡哆酸的含量。在這些方法中，測量血漿PLP濃度可以反映組織中的維生素B6儲存量，因此是最好的方法。當血漿的PLP濃度低於10 nmol/l時，就代表患有維生素B6缺乏症。尿液中吡哆酸的含量也是維生素B6缺乏症的指標，一天低於3.0 mmol就代表缺乏維生素B6。其它測量方法包括紫外-可見分光光度法、熒光光譜法、質譜法、薄層和高效液相色譜法、電泳法、電化學法和酶法也在發展中。就算是在發展中國家中，維生素B6缺乏症的症狀很罕見。在1952和1953年的美國，有一些餵食缺乏吡哆醇的配方奶的嬰兒得了維生素B6缺乏症。原因.只缺乏維生素B6並不常見，通常與缺乏其它維生素B相關。有證據表明患有1型糖尿病、、肝病、類風溼性關節炎和HIV的患者的維生素B6含量會減少。口服避孕藥和使用某些、異煙肼、、青黴胺和氫羥腎上腺皮質素治療也會使維生素B6的含量降低。洗腎也會降低血漿中維生素B6的含量。基因缺陷.涉及維生素B6代謝的基因缺陷會使嬰兒因為缺乏維生素B6而癲癇發作。這些疾病都可以用磷酸吡哆醛治療。歷史.1934年，匈牙利醫生髮現了可以治療大鼠皮膚疾病的物質，並把這種物質命名為維生素B6。1938年，裡夏德·庫恩因為他對類胡蘿蔔素和維生素的研究而獲得諾貝爾化學獎。同年，塞繆爾·列普科夫斯基從米糠中分離出了維生素B6。次年，斯坦頓·哈里斯和確定了吡哆醇的結構併成功合成了它。1942年，表徵了吡哆醇對應的胺吡哆胺和對應的醛吡哆醛，更進一步的研究顯示吡哆醇、吡哆胺和吡哆醛在動物中的活性基本相同，並且它們的維生素活性歸功於生物體將它們轉化為活性形式磷酸吡哆醛的能力.根據IUPAC-IUB在1973年的建議，維生素B6是所有表現出吡哆醇的生物活性的2-甲基-3-羥基-5-羥甲基吡啶衍生物。研究.觀察研究表明，較高的維生素B6攝入量與所有癌症之間存在，其中胃腸道癌症的相關性最多。不過，來自隨機對照試驗的證據並不支援維生素B6有保護作用。他們指出高維生素B6攝入量可能是其它微量營養素攝入量增加的指標。一項報告肺癌風險的綜述和兩項觀察試驗報告稱與沒有肺癌的人相比，肺癌患者的血清中的維生素B6含量較低，但沒有納入任何干預。根據一項佇列研究，長期透過補充劑攝入每天超過20毫克的維生素B6會增加肺癌的風險，而吸菸進一步增加了這種風險。不過，最近對該研究的評論表明補充維生素B6與肺癌風險增加之間的因果關係尚未得到證實。一項薈萃分析報告說膳食維生素B6攝入量增加0.5毫克，冠心病的風險就會變低。在對觀察和干預試驗的回顧中，維生素B6較高並沒有顯示出對認知和痴呆風險有任何顯著益處。低膳食維生素B6與女性抑鬱的風險有較高相關，但與男性無關。在審查治療試驗時，沒有報告對抑鬱有意義的治療效果，但對絕經前的女性的一部分試驗表明治療有益。對患有泛自閉症障礙的兒童的幾項試驗結果表明用高劑量維生素B6和鎂治療並沒有對ASD產生治療效果。