视黄醇

视黄醇（INN：retinol）俗称“A醇”，是视黄醇酯的水解代谢产物，属于维生素A1的醇形式。视黄醇或其他形式的维生素A家族均为脂溶性维生素，是人体必需的13种维生素之一，为人体的视觉、细胞发育、皮肤与黏膜维持、骨骼成长、免疫功能以及生殖发育所必需。

视黄醇存在食物之中，具抗氧化剂作用，可纯化用作膳食补充剂。其膳食来源包括鱼类、乳制品和肉类。视黄醇作为补充剂，用于治疗与预防维生素A缺乏症，特别是导致干眼病的症状。在护肤方面，其用于减少皱纹及他种皮肤老化的影响。给药途径为口服或肌肉注射。

维生素A并非单一的一种化合物，而是有许多不同的型态。动物能将胡萝卜素在体内转化为维生素A贮藏在肝脏中；通常是以醇类的方式存在，称作视黄醇，活性也是最高；但也有一些属于醛类，称作视黄醛；另外还有一些属于酸类，称作视黄酸。视黄醇与视黄醛主要掌管杆细胞的视觉循环，而视黄酸主要是掌管人体内上皮组织分化有关，因此有些视黄酸衍伸物（俗称的A酸）常用于皮肤疾病上的治疗，另外有一种称作视黄酯，其为人体内储存脂溶性维他命A的主要型式。

视黄醇是维生素A的动物形式之一，为一个二萜和醇的结构，它可以转换为其他形式的维生素A，并且以醇的衍生物——视黄酯，充当动物中维生素的储存形式。当转换为视黄醛的形式，维生素A对视力是必不可少的；当转换成视黄酸，则为皮肤健康、牙齿矿化和骨骼生长所必需。这些化学化合物统称为类维生素A，并具有全反式视黄醇作为其结构的一个结构基序的共同特征。在结构上类维生素A还具有一个β–紫罗兰酮环和不饱和侧链，与任一醇、醛、羧酸基或酯基。侧链由四个类异戊二烯单元组成，以一系列可能存在于反式或顺式构型的共轭双键。

人体对正常剂量的视黄醇有良好的耐受性。摄取高剂量则可能导致肝脏肿大、皮肤干燥以及维生素A过多症。在怀孕期间的个体摄取高剂量可能会伤害胎儿。人体会将视黄醇转化为视黄醛和视网膜酸，之后发挥作用。

视黄醇于1909年被发现，于1931年被分离出来，并于1947年首次以人工方式合成。它已列入世界卫生组织基本药物标准清单之中。市面上有视黄醇的通用名药物贩售，也有非处方药形式的制剂贩售。维生素A于2021年是美国排名第298位最常被开立的处方药，累计的处方笺数量超过50万张。

## 医学用途

视黄醇被用于治疗维生素A缺乏症。针对体内维生素A含量偏低的族群，可采取三种摄取方式：

- 饮食调整：调整受影响个体的菜单选择，利用现有的食物来源来优化维生素A的摄取量。
- 强化食品：在常食用的平价食物中添加维生素A。此过程涉及在加工期间，将合成维生素A加入如人造奶油、面包、面粉、谷物及婴儿配方奶粉等主食中。
- 补充剂：对目标缺乏族群提供高剂量维生素A。在缺乏症普遍存在的地区，建议对高风险族群每半年提供一次单次大剂量补充。

视黄醇亦用于降低麻疹患者并发症的风险。

## 副作用

成年男性与女性对于"预制维生素A补充剂"的每日建议摄取量（RDA），分别为900与700视黄醇活性当量（RAE），约相当于3,000IU（International unit, 国际单位）与2,300IU。对于怀孕的个体，维生素A的RDA为750-770RAE（约2,500–2,550IU）。对进行母乳哺育的个体，RDA则增加至1,200-1,300RAE（约4,000-4,300IU，差异取决于年龄）。

在计算维生素A时，RAE与IU之间的换算并非固定不变，而是必须先确认该维生素的来源。这是因为身体吸收营养补充剂（如药丸）与天然食物（如蔬菜）的效率相差极大。通常包装标示或建议清单上的IU换算率，是针对纯粹的维生素补充锭所设计。如果针对的是日常饮食中的维生素A，则不能直接套用IU数值，否则会严重误判实际摄取到的营养强度。

维生素A的安全性取决于其来源与剂量。类视黄醇（动物性/合成）形式具潜在毒性，而植物性胡萝卜素则因人体具备调节转化机制而相对安全。史上曾发生前往南极的探险家因食用极地动物或雪橇犬肝脏而导致致命性维生素A中毒的事件。

临床上，毒性分为急性与慢性。急性中毒源于单次超量摄取（门槛25,000IU/公斤），慢性中毒则来自长期每日摄取超过4,000IU/公斤。中毒症状包含恶心、视力模糊及月经异常，且长期低剂量过量亦可能增加骨质疏松症风险。特别针对孕妇，早期摄取过量（超过5,000IU）可能引发严重的胎儿先天缺陷，因母体肝脏通常已有足够储备，应避免额外补充。

虽然某些研究指出过度补充维生素A可能提升死亡率、血脂升高及罹癌风险。但在开发中国家，维生素A扮演关键救命角色。针对缺乏症盛行区，适度为孕妇与新生儿补充视黄醇，能显著降低产妇及新生儿死亡率。这显示维生素A的应用必须依据族群营养背景进行精准化管理，以在预防缺乏与避免中毒的双重风险之间达成平衡。

## 生产方法

### 天然产品

天然的维生素A由鱼肝油提取。其中海洋鱼类肝脏提取到的是视黄醇（维生素A1），淡水鱼类肝脏中提取到的是3-脱氢视黄醇，即维生素A2。

### 人工合成

视黄醇及其衍生物的人工合成路线有很多条，常见的有Isler路线，即C13-C14-C20。

柠檬醛和丙酮在碱性条件下进行羟醛缩合，得到假紫罗兰酮，在硫酸作用下环合，成为紫罗兰酮，其中β-紫罗兰酮就是路线中所指的C13。C13采用Darzens缩合得到缩水甘油酯，再水解、脱羧重排得到C14醛。再与C6醇制得的格氏试剂缩合，得到C20，这就是视黄醇的主链。经过一系列重排，最终得到视黄醇。

## 体内生化过程

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从食物中摄取的维生素A是前体形式，其中，来自动物性来源（如鱼肝油、牛奶等）的是视黄醇酯的形式，而从植物性来源（如胡萝卜、菠菜等）得到的是β-胡萝卜素。

在体内酶的作用下，发生下列生化反应：

β-胡萝卜素 + O2 = 2分子视黄醇

视黄醇 + NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸） = 视黄醛 + NADH + H+

视黄醛 + O2 + H2O = 视黄酸 + H2O2

其中，视黄醇和视黄醛之间可以互相转化，而氧化为视黄酸的步骤在体内是不可逆的。

## 生理作用

在人体中的作用：

构成视觉细胞内感光物质：全反式视黄醛可以被视黄醛异构酶催化为4-顺式-视黄醛，4-顺-视黄醛可以和视蛋白结合成为视紫红质（rhodopsin）。视紫红质遇光后其中的4-顺-视黄醛变为全反视黄醛，因为构像的变化，引起对视神经的刺激作用，引发视觉。而遇光后的视紫红质不稳定，迅速分解为视蛋白和全反视黄醛，重新开始整个循环过程。

维持上皮结构的完整与健全：视黄醇和视黄酸可以调控基因表达，减弱上皮细胞向鳞片状的分化，增加上皮生长因子受体的数量。

促进生长、发育：这也和视黄醇对基因的调控有关，并且视黄醇具有相当于类固醇激素的作用，可促进糖蛋白的合成。

维生素A及其衍生物对于维持人体视力、上皮组织完整性及生长发育非常重要。在生化层面上，视黄醇作为前体，须先转化为视黄醛，进而合成为具备强大生理活性的视网膜酸。

视觉功能特需"11-顺式视黄醛"参与感光作用。而除视觉以外的其他生理机制，则主要由不同异构形式的视网膜酸主导。这些生理功能的差异，深受其立体化学结构的影响，如"全转式"、"9-顺式" 或"13-顺式"等不同构型，决定其与不同细胞受体结合的能力与最终的生理效应。

### 胚胎学

视网膜酸在胚胎发育中透过"前后轴浓度梯度"引导细胞分化。它能启动特定的同源框（Hox）基因模式，决定脊椎动物后脑菱脑区段的发育定位。若缺乏视网膜酸，后部脑节将无法正常形成。此外，视网膜分泌的视网膜酸对眼部发育非常重要，它能抑制眼周间质过度增生，预防先天性小眼球症或角膜缺陷。简言之，视网膜酸是精准调控器官空间结构与基因表达的核心形态发生素。

### 干细胞生物学

合成视网膜酸被用于将干细胞分化为更具定向性的细胞形式，这呼应视网膜酸在自然胚胎发育路径中的重要性。研究认为，它透过活化视网膜酸受体来启动向数种不同细胞谱系的分化。视网膜酸在实验性诱导干细胞分化方面有众多应用，其中包括将人类胚胎干细胞分化为"后前肠" （posterior foregut）谱系。

### 视力

视黄醇是脊椎动物视觉循环的核心。在视网膜色素上皮细胞中，视黄醇转化为11-顺式视黄醛，进入感光细胞与视蛋白结合，成为光敏开关。当吸收光线后，该分子异构化为全转式，触发视蛋白构型改变与神经放电，产生视觉讯号。随后，全转式视黄醛须经由视黄醇的中间转化，重新再生为11-顺式形式以循环利用。

当维生素A摄取不足时，视紫质无法完全再生，首要影响对微光敏感的杆状细胞，导致夜盲症。相较之下，负责色觉与强光视觉的锥状细胞在缺乏初期受损较轻。维生素A的充足供应是维持感光细胞敏感度、确保全天候视觉功能的生理关键。

### 糖蛋白合成

糖蛋白的合成需要充足的维生素A状态。在严重的维生素A缺乏症中，糖蛋白的缺失可能导致角膜溃疡或角膜软化。

### 免疫系统

维生素A参与维持先天与后天免疫系统中的多种免疫细胞类型。这些细胞包括淋巴球（B细胞、T细胞和自然杀手细胞），以及多种骨髓细胞（嗜中性球、巨噬细胞和骨髓树突细胞）。维生素A透过其活性形式视网膜酸来维持肠道的免疫屏障。

### 皮肤

维生素A及其代谢物视网膜酸（RA）是皮肤健康的守护者。它透过调控类铎受体引发免疫反应，并促进角质形成细胞分泌抗微生物胜肽以抵抗病原体。此外，它能减少皮脂分泌，从源头切断细菌的营养供应，借此维持毛囊微生物群的平衡。

在美容应用上，视黄醇因具备显著减少脸颈部细纹、对抗光老化的功效，已获得多项临床研究证实。

### 红血球

正常的红血球形成可能需要维生素A的参与。维生素A缺乏会导致铁代谢异常。此外，维生素A是透过类视黄醇分化将干细胞产生为红血球的必要物质。

## 计量单位

维生素A有三种度量方法：国际单位（IU）、微克（μg）和视黄醇当量（RE）。

它们有以下换算关系：

1国际单位（IU） = 0.300μg 视黄醇 = 0.300μg 视黄醇当量（RE）

= 0.344μg 视黄醇乙酸酯 = 0.550μg 视黄醇棕榈酸酯

= 0.358μg 视黄醇丙酸酯 = 1 美国药典单位（USP）

1μg RE = 3.3 IU = 6μg β-胡萝卜素

当提及膳食建议摄取量或营养科学时，视黄醇通常以国际单位（IU）衡量。IU衡量的是生物活性，其定义随各化合物的生理效力而异，因此不具备跨物质的统一换算率。以视黄醇而言，1IU的活性约等同于0.3微克（即300奈克）的质量。

## 每日所需

年龄｜0 -｜1 -｜4 -｜7 - 14｜青春期(男)｜青春期(女)｜成年(男)｜成年(女)｜孕妇(早期)｜孕妇(中后期)｜哺乳妇女

推荐摄入量μg RE｜400｜500｜600｜700｜800｜700｜800｜700｜800｜900｜1200

注：根据人种、体质等条件的不同，每日推荐摄入量会有一定的差异。

## 营养学

维生素A对视觉、骨骼发育及黏膜健康非常重要，但研究指出它并不具抗氧化活性，甚至可能促进特定癌症发展。膳食来源分为动物性的直接活性形式，以及植物性色素（如β-胡萝卜素）构成的类胡萝卜素。

因来源转化率不同，临床以视黄醇当量（RE）统一计量。视黄醇是脂溶性维生素，储存于肝脏与脂肪中，依需求经血液精准运送至目标组织。理解其来源差异与非抗氧化的本质，对正确配置膳食营养具有重要意义。

### 膳食摄取

维生素A的摄取量标准因国而异，美国RDA建议成年男性每日摄取900微克（3,000IU），而英国国民保健署（NHS）则建议男、女性分别为700与600微克。

在生理机制上，视黄醇于肠道吸收后，以酯化形式经乳糜微粒运往肝脏储存。当组织需要时，肝脏将其去酯化并释放至血液，结合视黄醇结合蛋白质（CRABP）进行全身运输。进入细胞后，则由CRABP负责引导视网膜酸抵达作用位点。

#### 食物来源

类视黄醇在自然界中仅存在于动物源性食物中。下列每份约1.75–7盎司（50–198克）的食物中，至少含有0.15毫克的类视黄醇：

- 动物肝脏（牛、猪、鸡、火鸡、鱼）、其它动物内脏
- 鱼肝油
- 奶油
- 蛋类、蛋黄
- 起司、乳类

富含胡萝卜素的黄绿色蔬菜和水果，如：

- 胡萝卜
- 油菜
- 辣椒
- 番茄
- 橘子

### 缺乏症

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当遇到以下情况的时候，会发生维生素A缺乏：

- 食物缺乏维生素A的来源，如不食用动物内脏或富含胡萝卜素的食品。
- 消化道疾病，造成对维生素A的吸收困难。
- 肝脏疾病，造成星状细胞对维生素A的储存困难。
- 需求量突然增加，如儿童生长、孕妇和哺乳期妇女需要。

维生素A缺乏症在开发中国家十分普遍，但在已开发国家则极为罕见。每年大约有25万至50万名营养不良的儿童因缺乏维生素A而失明。孕妇若缺乏维生素A，会增加孩子在出生后不久的死亡率。夜盲症是维生素A缺乏症的最早征兆之一。由于维生素A缺乏会耗尽合成视紫质所需的必要形式，进而导致失明。

维生素A关系到眼睛内视紫质的合成，因此维生素A缺乏时，眼睛方面会出现明显的症状。维生素A缺乏会表现以下症状：

- 夜盲症、干眼症、视力下降
- 皮肤干燥、角质化
- 儿童生长发育缓慢
- 免疫力降低
- 贫血

### 治疗

如果发生维生素A缺乏，可透过营养师指导进行食物或营养品补充，或遵照医嘱服用鱼肝油等药物进行治疗。

## 摄入过量

当摄入量超过每日所需后，多余的维生素A会储存在肝脏和脂肪中，在缺乏的时候缓慢释放。而当摄入量大大超过所需，就会引起中毒现象。

### 急性中毒

当每日摄入量大于100mg的时候，会引发急性中毒，表现为：

- 颅压升高，头痛，呕吐
- 倦睡，烦躁
- 脱皮
- 严重的会导致死亡

### 慢性中毒

长期大剂量服用维生素A会导致慢性中毒：

- 易激动、易疲劳、头痛、恶心、呕吐、肌肉无力、坐立不安
- 食欲降低、腹泻、腹痛、黄疸、肝脾肿大
- 还有可能引起骨质疏松或胎儿畸形

## 历史

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古代埃及很早就注意到了维生素A缺乏症的症状，中国传统中医也注意并研究了它并且找到了解决办法。早在唐朝太宗年间，孙思邈就在《备急千金要方》中记载了用富含β-胡萝卜素的中草药配合羊肝来治疗夜盲症的药方。这是较早的关于维生素A的应用的研究，不过那时候的医生尚不知道究竟是动物肝脏中的什么成分对夜盲症有治疗作用，更不会分析其结构与生化性质。到了17世纪，西方医生也鼓励病人多食用肝脏来治疗夜盲症。

1831年，科学家从植物的黄叶中提取出了胡萝卜素。它可以在体内转化为维生素A，也被称为维生素A原、原维生素A或维生素A前体。

1912年—1914年之间，美国科学家埃尔默·麦考伦（Elmer V. McCollum）和玛格丽特·戴维斯（Marguerite Davis）在威斯康星州发现动物脂肪或鱼肝油的醚提取物可以促进老鼠的生长，在缺少它的10周内，老鼠体重会迅速下降，他们认为这是一种脂溶性维生素。因为之前弗雷德里克·霍普金斯（Frederick Gowland Hopkins）爵士已经发现了谷物中含有可以影响动物和人类生长的维生素，所以他们把这种脂溶性的维生素称为A因子，把谷物中的称为B因子，这也是第一次对维生素进行系统命名。1920年，它被正式命名为维生素A，1933年维生素A的化学性质被确定，1947年，科学家研究出合成维生素A的方法。

瑞士化学家保罗·卡勒和德国化学家理查德·库恩因对类胡萝卜素和维生素A的研究而分别于1937年和1938年获得诺贝尔化学奖。1967年，美国生物化学家乔治·沃尔德因研究视觉的生物化学过程，其中就包括了对维生素A的各种衍生物的研究，获得了诺贝尔生理学或医学奖。

针对维生素A的研究始于20世纪初。英国生物化学家弗雷德里克·霍普金斯于1912年发现牛奶中的生长辅助因子，而于1929年为此获颁诺贝尔奖。随后美国生化学家埃尔默·麦科勒姆等人于1913年从乳脂中鉴定出此脂溶性物质，而在1920年被正式定名为维生素A。其化学结构于1931年由瑞士有机化学家保罗·卡勒解析，并在1940年代由荷兰化学家完成人工合成。

美国科学家乔治·沃尔德因揭示视觉循环机制而于1967年获颁诺贝尔奖：感光细胞中的11-顺式视黄醛受光照射后异构化为全转式，引发神经讯号，并在色素上皮细胞中完成再生循环。虽然科学定义较晚出现，但人类对其缺乏症的纪录可追溯至古代，历经18世纪临床描述到20世纪的动物实验，才完整确立其科学地位。

## 外部链接

- NIH Office of Dietary Supplements – Vitamin A
- Vitamin A Deficiency at the Merck Manual of Diagnosis and Therapy

## 基本资料

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- DailyMedID：Retinol
- 给药途径：口服给药, 肌肉注射
- 药物类别：维生素
- ATC码：A11
- ATC码：CA01
- ATC码：D10, R01, S01
- legal_US：OTC
- PDB配体ID：mixture
- CAS号：68-26-8
- CAS号：11103-57-4
- PubChem：445354
- IUPHAR_ligand：4053
- 药物银行数据库：DB00162
- ChemSpiderID：393012
- UNII：G2SH0XKK91
- UNII2：81G40H8B0T
- KEGG：D00069
- ChEBI：17336
- ChEMBL：986
- PDB配体ID：RTL
- IUPAC_name：(2E,4E,6E,8E)-3,7-dimethyl-9-(2,6,6-trimethylcyclohex-1-en-1-yl)nona-2,4,6,8-tetraen-1-ol
- C：20
- H：30
- O：1
- 3D模型（JSmol）：OC/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)/CCCC1(C)C
- StdInChI：1S/C20H30O/c1-16(8-6-9-17(2)13-15-21)11-12-19-18(3)10-7-14-20(19,4)5/h6,8-9,11-13,21H,7,10,14-15H2,1-5H3/b9-6+,12-11+,16-8+,17-13+
- StdInChIKey：FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKPMPSA-N
- 熔点：62–64
- 沸点：137–138
- 水溶性：0.000017