維生素B6(Vitamin B6,或維它命B6),並非單一化合物,而是指一系列吡哆類物質的總稱,有時中文又將維生素B6稱作吡哆素,主要包括有吡哆醇(pyridoxine,簡稱PN)、吡哆醛(pyridoxal,或PL)、吡哆胺(pyridoxamine,或PM),及其衍生物磷酸吡哆醇(pyridoxine 5¢-phosphate,或簡稱PNP)、磷酸吡哆醛(pyridoxal 5¢-phosphate,或PLP)、磷酸吡哆胺(pyridoxamine 5¢-phosphate,或PMP)。吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺之化學結構簡單圖示如下
R
½
C
¤¤ \
HO ¾ C C ¾ CH2OH
½ ║
H3C ¾ C C
\\ ¤
N
R = CH2OH = 吡哆醇
R = CHO = 吡哆醛
R = CH2NH2 = 吡哆胺
磷酸吡哆醇、磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺的化學結構則簡單圖示如下
R
½
C OH
¤¤ \ ½
HO ¾ C C ¾ CH2 ¾ O ¾ P ¾ OH
½ ║ ║
H3C ¾ C C O
\\ ¤
N
R = CH2OH = 磷酸吡哆醇
R = CHO = 磷酸吡哆醛
R = CH2NH2 = 磷酸吡哆胺
整個維生素B6吡哆類物質,彼此相當容易互相轉化,其轉換反應路徑(pathway)圖,簡示如下
PM D PMP
niacin E $ riboflavin
Excretion ß 4-PA <¾¾ PL D PLP
niacin E # riboflavin
PN D PNP
以上的轉換反應需須要維生素B2(riboflavin)、維生素B3(niacin)、及鋅的輔助,才得順利進行。維生素B6吡哆類物質,事實上只有磷酸吡哆醛(PLP)具有生物活性,在肝臟中在pyridoxal kinase酵素( 2.7.1 .35)及鋅催化下,吡哆醛可直接形成磷酸吡哆醛,即前述轉換反應路徑圖中的PLDPLP,其反應式可簡單表示如下
2.7.1 .35
吡哆醛 + ATP D 磷酸吡哆醛 + ADP
3.1.3 .74
(其中2.7.1.35及3.1.3.74為酵素代號,兩種酵素皆可催化以上反應)
攝取維生素B6後,維生素B6會被送至肝臟,主要轉化為磷酸吡哆醛(PLP),PLP是人體內非常重要的輔助酵素因子(cofactor),主要參與胺基酸的代謝、促進紅血球形成、促進免疫細胞生成、神經傳導物質之合成、協助維持體內鉀、鈉離子平衡、胃酸合成等。維生素B6的重要性自不在話下,維生素B6缺乏,主要會引起貧血、神智不清、免疫系統失調、腎結石、皮膚炎、抽筋、嘔心、嘔吐等症狀。維生素B6很少單獨缺乏,通常會伴有其它維生素B的缺乏,特別是維生素B2的缺乏。
西元1926年,美國紐約猷太裔醫生J. Goldberger(亦請參考本部落格貼文「維生素B3之生理功能與攝取」),以營養缺乏餵食老鼠的方法,發現老鼠有類癩皮症皮膚炎(pellagra-like dermatitis)的現象,Goldberger認為老鼠的類癩皮症的皮膚炎與人類的黑舌症應由類似原因所引起。(參考文獻 J Goldberger et al, U.S. Pub Hlth Rep, 41, p. 1025, 1926)然於西元1934年,Paul György認為人類的癩皮症與老鼠的類癩皮症皮膚炎,其引起的原因並不相同,老鼠的類癩皮症皮膚炎應是某種其它因素所造成。(參考文獻 Paul György, Nature, 133, p.498, 1934)西元1934-1935年間,有不少學者在尋找鼠的類癩皮症皮膚炎的致病原因,且一致結論皆發現其原因應是缺乏某種營養素所造成。然於西元1935年,Paul György首先將引起老鼠的類癩皮症皮膚炎所缺乏的物質,未完全明瞭前就直接命名為維生素B6。(參考文獻 Paul György, Biochem J, 29, p. 741, 1935)西元1938年,S. Lepkovsky首先萃取出維生素B6(係為pyridoxine)的結晶物。(參考文獻 S. Lepkovsky, Science, 87, p. 169,1938)接著於西元1939年,J Harris等人率先研究出維生素B6(係為pyridoxine)的化學結構。(參考文獻 J Harris et al, J Am Chem Soc, 61, p. 1242, 1939)直至西元1945年,Esmond E Snell證實pyridoxal(吡哆醛)及pyridoxamine(吡哆胺)亦為維生素B6,而且彼此可相互轉換。(參考文獻 E E Snell, J Am Chem Soc,67(2), p. 194-197, 1945)自此便完成了維生素B6的發現工作。
維生素B6之生理功能
維生素B6的吡哆素中,只有磷酸吡哆醛(PLP)具有生物活性,所有吡哆素在人體內皆可轉化為PLP,請參見前述之轉換反應路徑圖。維生素B6的生理功能,幾乎就是指PLP的生理功能。在人體內,PLP是一個非常重要的輔助酵素因子(cofactor),參與超過一百種的代謝反應,PLP所參與的重要代謝反應,於此僅約略列舉數項如下,有興趣者,則請自行參考其它更詳細的資料
(1) PLP作為轉胺脢(transaminases,或稱aminotransferases)的輔脢,以進行轉胺作用,幫忙將一種胺基酸轉化形成另一種的胺基酸,主要幫忙生成11種非必需胺基酸。
例如天門冬胺酸轉胺脢(aspartate transaminases,簡稱AST)結合PLP後作為酵素,可將天門冬胺酸(Aspartic acid,或Asp)轉換為麩胺酸(Glutamic acid,或Glu),其轉胺反應為Asp與alpha-酮戊二酸(a-ketoglutarate,或簡稱a-KG)反應,形成草醯乙酸(oxaloacetic acid,簡稱OAA)與Glu,反應式簡示如下
GOT + PLP
Asp + a-KG D OAA + Glu
天門冬胺酸轉胺脢(AST),又稱血清麩胺酸草醯乙酸轉胺脢(serum glutamic oxaloacetic transaminase,簡稱SGOT),又可稱麩胺酸草醯乙酸轉胺脢(glutamic oxaloacetic transaminase,簡稱GOT),GOT大部分存在於肝臟的細胞核內,少數存在於細胞質,當肝細胞壞死,其中的GOT就會流失至血清內,因此,血中的GOT濃度的上升,可以間接估計肝細胞壞死的程度。
再舉另一例子,丙胺酸轉胺脢(alanine transaminases,簡稱ALT)結合PLP後作為酵素,可將丙胺酸(alanine,簡稱Ala) 轉換為麩胺酸(Glu),其轉胺反應為Ala與alpha-酮戊二酸(a-ketoglutarate,或簡稱a-KG)反應,形成丙酮酸(Pyruvic acid,簡稱Pyr)與Glu,反應式簡示如下
GPT + PLP
Ala + a-KG D Pyr + Glu
丙胺酸轉胺脢(ALT),又稱血清麩胺酸丙酮酸轉胺脢(serum glutamic pyruvic transaminase,簡稱SGPT),又可稱麩胺酸丙酮酸轉胺脢(glutamic pyruvic transaminase,簡稱GPT),GPT絕大部分存在於肝細胞的細胞質內,當肝細胞受到病原體或毒素侵害時,肝細胞本身會發生腫脹的現象,細胞質變性,細胞膜通透性增加,GPT透過細胞膜流出細胞外,而流失至血液中,進而使血清中的GPT農度增高,因此血中的GPT濃度的上升,可以間接估計肝細胞變性受損的程度。
(2)參與神經傳導物質(neurotransmitter)的合成反應,如血清素(serotonin)、多巴(dopa){應更正為多巴胺(dopamine)}、正腎上腺素(norepinephine)、gamma伽瑪胺基丁酸(g-aminobutyric acid,簡稱GABA)的神經傳導物質。
例如麩胺酸脫羧脢(glutamate decarboxylase,或稱glutamic acid decarboxylase,簡稱GAD)結合PLP後作為酵素,可以裂解麩胺酸(Glu)而形成GABA,其反應可簡示如下
GAD + PLP
Glu D CO2 + GABA
GABA可抑制腦及脊髓突觸的傳導,進而減少肌肉過度收縮,因此若維生素B6缺乏,導致GABA缺乏,就容易產生夜間睡眠腿部抽筋(nocturnal leg cramps)的症狀。
(3)參與NAD+的合成反應,若人體無維生素B6,則無法合成NAD+,有關NAD+的資料,請參考本部落格貼文「維生素B3之生理功能與攝取」。
(4)參與肝醣降解(glycogenolysis)反應。肝醣(glycogen)是由一個葡萄糖(glucose)分子一個葡萄糖分子連接起來所形成高分子(polymer),示意圖如下
~ ~ ~ )¾¾(葡萄糖分子)¾¾(葡萄糖分子)¾¾(葡萄糖分子)¾¾( ~ ~ ~
或
~ ~ ~ )¾¾(glucose)¾¾(glucose)¾¾(glucose)¾¾( ~ ~ ~
假設肝醣是由n個葡萄糖分子所連接構成的,肝醣降解反應,就是指取出一個個葡萄糖分子來使用,以下以取出一個葡萄糖分子,來簡單描述肝醣降解反應,反應依序如下所示(請參考本部落格貼文「人體能量來源:葡萄糖與ATP-ADP能量循環以及CoQ10簡介(三之三)」)
Glycogen(n個glucose) + Pi à Glycogen (n-1個glucose) + glucose-1-phosphate
glucose-1-phosphate à glucose-6-phosphate
glucose-6-phosphate可直接進行糖解反應,形成丙酮酸及NADH
丙酮酸可再進入克氏循環,提供人體能量
從以上肝醣降解反應敘述,在肝醣降解反應中,反應第一步驟更詳細的說,就是在肝醣磷解脢(glycogen phosphorylase,簡稱GP)結合PLP作為酵素下,裂解肝醣取出葡萄糖分子,並生成葡萄糖-1-磷酸(glucose-1-phosphate)的反應,為清楚起見,特將其反應式重寫如下
GP + PLP
Glycogen(n glucose) + Pi à Glycogen (n-1 glucose) + glucose-1-phosphate
肝醣儲存於肌肉細胞中,肝醣降解反應是肌肉活動的重要能量來源。
(5)參與血紅素(heme)之合成反應。大雜環分子卟啉(porphyrin,或稱紫質)的中心帶有一鐵原子,即為血紅素。在胺基酮戊酸合成脢(d-aminolevulinate synthase,簡稱ALA synthase)結合PLP作為酵素下,甘胺酸(glycine)與琥醯基輔脢(succinyl-CoA)會進行合成反應,生成胺基酮戊酸(d-aminolevulinate,簡稱ALA),ALA再歷經一連串代謝反應,最後會生成卟啉,再與鐵原子結合,便製成了血紅素。PLP參與了生成血紅素的第一個反應步驟,其反應式簡單表示如下
ALA synthase + PLP
Glycine + succinyl-CoA à d-aminolevulinate
由此可知,人體若無維生素B6,便無法製造血紅素,因此維生素B6缺乏的人,會有貧血的症狀。
從以上簡述,應可瞭解維生素B6對人體生理功能的重要性了。
維生素B6之消化、吸收與排泄
維生素B6普遍存在於許多來自於動物及植物的食物,動物來源的食物,維生素B6大部分為PLP及PM,而植物來源的食物,維生素B6大部分為PN及PN葡萄糖苷(PN-glucoside;葡萄糖苷為植物纖維素,簡稱PNG)。PN、PL及PM可直接被小腸吸收,然後經由血液,送至肝臟。而PLP進入腸道後,PLP會在鹼性磷酸脢(alkaline phosphatase)的去磷酸作用下轉化為PL,再經由血液送至肝臟。PNP、PMP亦同,在腸道中,受鹼性磷酸脢之作用,分別轉化為PN及PM,為小腸所吸收。
PN-glucoside(PNG)進入腸腔後,大部分被葡萄糖苷水解脢水解成PN為小腸吸收,但有小部分未被水解就被小腸吸收,送入血液中,PNG至肝臟後,再轉化為PN。(參考文獻 H Nakano et al, J Nutr, 125, p. 2751-2762, 1997)根據Gregory等人的研究,自植物來源的食物吸收維生素B6,其吸收率(或利用率)只有動物來源的食物的一半。(參考文獻 JF Gregory et al, J Nutr, 121, p. 177-186, 1991)因此食用動物來源的食物,較容易攝取吸收維生素B6,這點,素食者應稍微注意一下。
維生素B6在小腸被吸收後送到肝臟,在肝臟中大部分維生素B6被轉化為PLP、PN及PL,若攝取過量,則有一部分轉化為PL,並氧化轉化為吡哆酸(4-pyridoxic acid,簡稱4-PA),再由血液送至腎臟,隨著尿液排泄出去。
維生素B6在小腸被吸收後送到肝臟,除PN、PL外,其餘維生素B6皆轉化為PLP,再將PN、PL、PLP送進血液,運往全身各組織去,PLP在進入組織細胞之前,PLP會轉化為PL,因PL較容易穿過細胞膜,PL進入組織細胞後,PL再轉化為具生物活性的PLP,或PNP、PMP。PN、PL及PLP自肝臟傳送至各組織細胞之示意圖如下
肝 血 組織細胞
( (
PL ¾¾> PL ¾¾> PL
( E ( E
PLP ¾¾> PLP ) PLPDPNPDPMP
( ( E
PN ¾¾> PN ¾¾¾¾> PN
) )
若身體血液中的維生素B6濃度過高,血液會將PL送至肝臟,在肝臟將PL氧化為4-PA,由血液送至腎臟,再由尿液排泄出去。在肝臟內及各組織細胞內,PN會被氧化成5-PA,隨尿液排泄出去。血液中的PN及PL,可直接送至腎臟隨尿液排出。因此尿液,主要為4-PA、5-PA、PN、及PL。
在人體,約有70-80%的維生素B6儲存於肌肉,約10%儲存於肝臟,約有10%左右儲存於各組織細胞內。
維生素B6之基本特性
維生素B6,為透明或白色晶體,溶於水,略溶於酒精,PN對熱較為穩定,PL及PM對熱則較不穩定;維生素B6,在酸溶液中較為穩定,在鹼性溶液內則不穩定、易損壞。維生素B6中,PL較容易在空氣中氧化損壞。維生素B6,易受紫外線破壞,因此含維生素B6的食物,應盡量避免受太陽照射。
維生素B6在各種烹飪過程,其防止流失的注意事項,實約略與維生素B1雷同,因此請讀者自行參考本部落格的貼文「維生素B1之生理功能與攝取」,即可得到相關的資料。
維生素B6之藥性用途
維生素B6之藥性用途,略舉數項較重要應用如下:
緩解經前症候群症狀:經前症候群(premenstrual syndrome,簡稱PMS),係指月經來之前的前幾天,出現某些症狀(種類超過200種,症狀因人而異),例如乳房腫脹、水腫、嗜吃甜食、情緒低落、易怒、焦慮、失眠、頭痛、敏感等症狀,據研究,適當的服用維生素B6,可以緩解經前症候群的症狀。(參考文獻 M Kashanian, J Gynaecol Obstet, 96, p. 43-44, 2007;A Bendich, Am Coll Nutr, 19, p. 3-12, 2000)
至於,有人提出維生素B6對於懷孕初期伴有的嘔心嘔吐症狀、心血管疾病症狀、腕隧道症候群症狀等的藥性用途,醫學研究尚具爭議、無法完整證實其功效。
維生素B6與藥物之交互作用
有超過40種藥物,會與維生素B6交互作用,使維生素B6降低生化功能,如phenytoin(抗癲癇藥物)、theophylline(支氣管擴張劑)、phenobarbitone(抗癲癇藥物)、isoniazid(抗結核菌藥)、hydralazine(血管擴張劑)、cycloserine(抗結核菌藥)、penicillamine(重金屬結合劑)等。
維生素B6攝取過量問題
根據現存研究文獻,從自然食物攝取維生素B6,未發現有過量攝取引起副作用的情形,但若從營養補充品攝取維生素B6,則有過量引起副作用(或中毒)之虞。
西元1983年,Schaumburg首先證實過量攝取維生素B6會引起感覺神經病變(sensory neuropathy,簡稱SN)的症狀,在她的實驗中,包含五位婦女、兩位男人,每天服用維生素B6,PN,2至6克,分別持續服用2至40個月,發現有4人無法正常走路,甚至不能行走。(參考文獻 H Schaumburg et al, N Engl J Med, 309, p. 445-448, 1983)據研究,每天服用200毫克PN連續4個月,並未發現副作用;證據顯示,每天服用維生素B6,300至500毫克,一段時間後會引起副作用;基本上,每天服用維生素B6不要超過100毫克,較為安全,然每天服用不要超過25毫克,則是最安全,即使長期服用,亦無問題。(參考文獻 J N Hathcock, Vitamin and Mineral Safety, 2nd Ed, 2004,Washington DC, USA, Council for Resposible Nutrition,網址為http://www.crnusa.org/safetypdfs/011CRNSafetyvitaminB6.pdf)
維生素B6過量攝取所引起的SN,因劑量不同,症狀表現各不相同,大量急性的SN,恢復困難,小量慢性的SN,只要停止服用一段時間,就可自然康復。
行政院衛生署建議之每日維生素B6攝取量
行政院衛生署食品藥物管理局建議之每日維生素B6攝取量(mg/d) http://www.fda.gov.tw/content.aspx?site_content_sn=285
年齡別 |
毫克 | |
0 ~ 6個月 |
0.4 | |
6個月 ~ 1歲 |
0.4 | |
1 ~ 4歲 |
0.4 | |
4 ~ 7歲 |
0.4 | |
7 ~ 10歲 |
0.4 | |
10 ~ 13歲 |
0.5 | |
13 ~ 16歲 |
男 |
0.6 |
|
女 |
0.5 |
16 ~ 19歲 |
男 |
0.7 |
|
女 |
0.5 |
19 ~ 31歲 |
男 |
0.6 |
|
女 |
0.5 |
31 ~ 51歲 |
男 |
0.6 |
|
女 |
0.5 |
51 ~ 71歲 |
男 |
0.6 |
|
女 |
0.5 |
71歲 ~ |
男 |
0.6 |
|
女 |
0.5 |
懷孕第二、三期,應再增加攝取0.1毫克;哺乳期,則應再增加攝取0.4毫克
維生素B6之食物來源
常見食物每百克食用部分之維生素B6營養含量(mg/ 100g,資料擷取自衛生署食品衛生處) http://www.doh.gov.tw/CHT2006/DM/DM2.aspx?now_fod_list_no=602&class_no=3&level_no=4
穀物類
全麥麵粉:0.23mg。低筋麵粉:0.08mg。高筋麵粉:0.04mg。麥片:2.09mg。
拉麵:0.03mg。麵線:0.09mg。玉米:0.1mg。白飯:0.06mg。糙米:0.07mg。
米苔目:0.01mg。即時燕麥片:0.13mg。薏仁:0.04mg。
澱粉類
甘薯:0.04mg。馬鈴薯:0.06mg。芋頭:0.08mg。
堅果及種子類
白芝麻:0.47mg。黑芝麻:0.56mg。芝麻糊:0.38mg。糖炒栗子:0.6mg。
蜜汁腰果:0.5mg。
水果類
柑橘:0.01mg。柳丁:0.02mg。蘋果:0.01mg。檸檬:0.01mg。愛文芒果:0.07mg。
葡萄:0.02mg。西瓜:0.04mg。香瓜:0.05mg。哈蜜瓜:0.03mg。桃子:0.01mg。
木瓜:0mg。荔枝:0.03mg。蓮霧:0.01mg。龍眼:0.08mg。奇異果:0.03mg。
香蕉:0.29mg。草莓:0.03mg。鳳梨:0.07mg。
蔬菜類
胡蘿蔔:0.02mg。洋蔥:0.02mg。小白菜:0.03mg。高麗菜:0.07mg。
甘薯葉:0.04mg。空心菜:0.03mg。油菜:0.02mg。青江菜:0.02mg。
紅莧菜:0.07mg。菠菜:0.01mg。花椰菜:0.08mg。苦瓜:0.06mg。茄子:0.02mg。
胡瓜:0.01mg。絲瓜:0.05mg。蕃茄:0.06mg。
藻類
紫菜:0.5mg。
菇類
木耳:0mg。金針菇:0.04mg。香菇:0.16mg。草菇:0.12mg。
豆類
毛豆:0.07mg。紅豆:0.66mg。敏豆:0.03mg。豆漿:0.02mg。綠豆:0.38mg。
碗豆:0.05mg。綠豆湯:0.03mg。
肉類
牛腿肉:0.2mg。羊肉:0.09mg。大里肌(豬):0.85mg。五花肉:0.29mg。
豬血:0.01mg。豬肝:1.32mg。鴨肉:0.38mg。里肌肉(肉雞):0.57mg。
魚貝類
吳郭魚:0.38mg。鯖魚(煎):0.32mg。烏魚子:0.05mg。文蛤:0.04mg。
小卷:0.04mg。烏賊(花枝):0.08mg。明蝦:0.2mg。紅蟳:0.18mg。
蛋類
雞蛋:0.21mg。雞蛋白:0.01mg。雞蛋黃:0.27mg。
乳品類
高品質鮮乳:0.04mg。乳酪:0.02mg。優酪乳(低脂):0.01mg。
概略總結(SUMMARY)
由於人體對維生素B6每日所需的攝取量,相當微量,對正常飲食者,極易自日常三餐中攝取足量,因此罹患維生素B6缺乏者,甚為罕見。過量攝取維生素B6,會造成維生素B6中毒,每天攝取勿超過100毫克,但最好勿超過25毫克。
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