现代营养学：叶酸的生化代谢及天然食物中的谷氨酸结合形式

6.3.5.1　叶酸的命名、结构及理化性质

叶酸（folic acid）由蝶啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸组成，分子式为C19 H19N7O6，相对分子质量为411.4024。叶酸是一组与蝶酰谷氨酸功能和化学结构相似的一类化合物的统称。在生物体内，蝶啶环上5，6，7，8位可被还原。随还原程度不同形成7，8-二氢叶酸及5，6，7，8-四氢叶酸（THFA）。THFA可与一碳基团相连接，发挥携带一碳基团的生理作用，是叶酸的辅酶形式。

叶酸为黄色结晶，不溶于冷水及乙醇，其钠盐易溶于水，但在水溶液中易被光破坏。叶酸对热、光线、酸性溶液均不稳定，在酸性溶液中温度＞100℃即分解。在碱性和中性溶液中叶酸对热稳定。食物中的叶酸烹调加工后损失率可达50%～90%。

6.3.5.2　叶酸的生化代谢

天然食物中的叶酸含有1个或多个谷氨酸，混合膳食中的叶酸大约有3/4是以与多个谷氨酸相结合的形式存在的。这种多谷氨酸叶酸不易被小肠吸收，在吸收之前必须经小肠黏膜细胞分泌的γ-谷氨酰羧基肽酶（γ-glutamylcarboxypeptidase）分解为单谷氨酸叶酸，才能被吸收。

维生素C和葡萄糖可促进叶酸吸收。锌作为叶酸结合的辅助因子，对叶酸的吸收亦起重要作用。不利于叶酸吸收的因素包括经常饮酒及服用某些药物，如口服避孕药、抗惊厥药物如苯巴比妥、苯妥英钠等可抑制叶酸的吸收；阿司匹林可降低叶酸与血浆蛋白质的结合力，还有一些抗叶酸药物如甲氨蝶呤、乙胺嘧啶、甲氧苄啶等，可抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸不能转变为四氢叶酸。

肠壁、肝、骨髓等组织存在叶酸还原酶，在维生素C及NADPH参与下，催化叶酸转变成四氢叶酸（THFA）。血清中的叶酸主要为N5-甲基THFA，大部分与白蛋白非特异结合运输，小部分由一种特异的糖蛋白结合运输。该糖蛋白相对分子质量约40 000，可能由中性粒细胞产生，并经肝、肾加工而成，叶酸饱和度通常约67%，对肠道中叶酸的吸收以及体内叶酸的分配、降解及排出存在调节作用。血中的N5-甲基THFA经耗能的载体转运机制进入骨髓、网状细胞、肝、脑脊液及肾小管细胞等。

叶酸由尿与胆汁排出。尿中主要为乙酰氨基苯甲酰谷氨酸，亦有少量活性形式。正常人体内储存的叶酸主要为多谷氨酸形式。储存量为11.3～22.6 mmol（5～10mg），肝内约占50%，每天肝肠循环的叶酸约0.1 mg，对维持血清叶酸水平有重要意义。

6.3.5.3　叶酸的生理功能

四氢叶酸的主要生理作用在于它是体内生化反应中一碳单位转移酶系的辅酶，起着一碳单位传递体的作用。所谓一碳单位，是指在代谢过程中某些化合物分解代谢生成的含1个碳原子的基团，如甲基（—CH3）、亚甲基（—CH2）、次甲基（—CH）、甲酰基（—CHO）、亚胺甲基（—CH=NH）等。四氢叶酸携带这些一碳单位，与血浆蛋白相结合，主要转运到肝脏储存。四氢叶酸的主要生理功能是作为一碳单位的载体，参与许多物质的合成代谢。

组氨酸、丝氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等均可供给一碳单位，这些一碳单位从氨基酸释出后，以四氢叶酸作为载体，参与其他化合物的生成和代谢，主要包括：

1.嘌呤合成　体内自5-磷酸核糖焦磷酸合成嘌呤核苷酸，嘌呤的第2和第8个碳原子均来源于THFA携带的一碳基团。

2.胸腺嘧啶合成　由尿嘧啶合成胸腺嘧啶需THFA携带一碳基团供给第5个碳原子的甲基。

3.蛋氨酸循环　N5-甲基THFA供甲基使同型半胱氨酸再生成蛋氨酸，以提供肌酸、肾上腺素、胆碱等合成所需的甲基供体。叶酸缺乏也可导致高同型半胱氨酸血症。

4.丝氨酸与甘氨酸的相互转变　丝氨酸在THFA参与下，由羟甲基转移酶催化，生成甘氨酸及N5，N10-甲烯THFA，反应可逆。

可见，叶酸携带一碳单位的代谢与许多重要的生化过程密切相关。体内叶酸缺乏则一碳单位传递受阻，核酸合成及氨基酸代谢均受影响，而核酸及蛋白质合成正是细胞增殖、组织生长和机体发育的物质基础，因此，叶酸对于细胞分裂和组织生长具有极其重要的作用。由于蛋氨酸可提供亲脂物质胆碱与甜菜碱，故叶酸在脂代谢过程中亦有一定作用。

6.3.5.4　叶酸的缺乏与过量

1.缺乏症　叶酸缺乏首先影响细胞增殖速度较快的组织。更新速度较快的造血系统首先受累，叶酸缺乏时DNA合成受阻，导致骨髓中幼红细胞分裂停留在S期，即停留在巨幼红细胞阶段而成熟受阻，细胞体积增大，不成熟的红细胞增多，同时引起血红蛋白的合成减少，表现为巨幼红细胞贫血。(www.xing528.com)

孕妇孕早期缺乏叶酸是引起胎儿神经管畸形的主要原因。神经管闭合是在胚胎发育的第3～4周，叶酸缺乏引起神经管未能闭合而导致脊柱裂和无脑畸形为主的神经管畸形。

叶酸缺乏还可使同型半胱氨酸向胱氨酸转化出现障碍，导致同型半胱氨酸在血中堆积，形成高同型半胱氨酸血症。高浓度同型半胱氨酸不仅会损害血管内皮细胞，而且可激活血小板的黏附和聚集，因而被认为是动脉粥样硬化及心血管疾病的重要致病因素。

叶酸缺乏还可引起孕妇先兆子痫、胎盘早剥的发生率增高，患巨幼红细胞贫血的孕妇易出现胎儿宫内发育迟缓、早产及新生儿低出生体重。此外，叶酸缺乏在一般人群还表现为衰弱、精神萎靡、健忘、失眠、阵发性欣快症、胃肠道功能紊乱和舌炎等。儿童叶酸缺乏可见有生长发育不良。

2.过多症　叶酸是水溶性维生素，一般不会引起中毒。凡超出血清与组织中和多肽结合的量均从尿中排出。但是，服用大剂量（1 mg/d）叶酸可能产生下面几种毒性作用。

（1）干扰抗惊厥药物的作用，诱发病人惊厥发作：叶酸和抗惊厥药在肠细胞表面，也可能在大脑细胞表面相互拮抗，大剂量叶酸可促使已用抗惊厥药控制了癫癎症状的病人发生惊厥。有报道，快速静脉注射叶酸14.4 mg，大脑血管内血清叶酸增高数倍，并出现惊厥。

（2）口服叶酸350mg可能影响锌的吸收，而导致锌缺乏，使胎儿发育迟缓、低出生体重儿增加。

（3）掩盖维生素B12缺乏的早期表现，而导致神经系统受损害。由于巨幼红细胞贫血病人大多数合并维生素B12缺乏，过量摄入叶酸干扰维生素B12缺乏的早期诊断，有可能导致严重的不可逆转的神经损害。

6.3.5.5　叶酸的需要量与供给量

生长发育期，细胞增殖合成代谢旺盛，因此小儿、孕妇及乳母的需要量增高，以非配方奶人工喂养的婴儿需注意添加叶酸。某些病理状况如溶血性贫血、恶性肿瘤以及某些药物干扰叶酸吸收。饮酒使叶酸利用率显著降低，应注意补充。

由于食物叶酸与合成的叶酸补充剂生物利用度不同，因此叶酸的摄入量应以膳食叶酸当量（dietary folate equivalent，DFE）表示。由于食物叶酸的生物利用度仅为50%，而叶酸补充剂与膳食混合时生物利用度为85%，比单纯来源于食物的叶酸利用度高1.7倍（85/50），因此DFE的计算公式为：

DFE（μg）=膳食叶酸（μg）+1.7×叶酸补充剂（μg）

中国居民膳食叶酸DRIs，推荐14岁至成年人摄入量（RNI）为400 μg DFE/d，孕妇为600 μg DFE/d，乳母为500 μg DFE/d。成人、孕妇和乳母的可耐受最高摄入量（UL）为1000 μg DFE/d，儿童和青少年根据体重适当降低。

6.3.5.6　叶酸的营养状况评价

由于叶酸的食物来源丰富及人类肠道细菌能合成叶酸，故一般不易发生缺乏症，但吸收不良，或组织需要增多，以及长期服用抗生素等情况下，可能发生缺乏。叶酸缺乏多见于婴儿，可因母亲膳食来源不足、吸收不良、乳汁中叶酸含量低、未及时添加辅食等所致。缺乏症状为衰弱、苍白、失眠等，严重时出现巨幼红细胞性贫血。怀孕早期缺乏叶酸是引起胎儿神经管畸形的主要原因，孕妇缺乏叶酸还增高先兆子痫、胎盘早期剥离的发生率，并可使胎儿发育滞后，新生儿低体重，甚至早产等。

实验室评价有以下指标：①血浆、红细胞的叶酸含量测定。②组氨酸耐量试验：组氨酸在体内转化为N-亚氨基甲基谷氨酸，后者在THFA参与下降解为谷氨酸。如给病人一次组氨酸负荷后，尿中N-亚氨基甲基谷氨酸排出量增加，反映叶酸缺乏。③血象检查。

6.3.5.7　叶酸的来源

叶酸广泛存在于动、植物性食物。肝、肾、绿叶及黄叶蔬菜、酵母等含量丰富；肉类、蛋、豆类、麦胚、谷类及水果等食物含叶酸均较多。食物经长时间储存及烹调可损失较多。