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在人类的发展进程中，贫血作为一种常见的血液疾病，一直影响着广大患者的身体健康。全球约有30亿人患有贫血症状，而在中国，也有超过一亿人被贫血症状所困扰，贫血会导致患者身体虚弱、气血不足、呼吸不畅，严重者甚至会心脏衰竭危急生命。为了引起对贫血的广泛重视，我国将每年的8月18日定为“中国贫血日”。通常来讲，人体铁含量不足时，可能引起贫血。然而这仅仅是贫血发病原因的一种，此外，缺乏某些维生素，容易使得人体造血系统DNA合成异常，产生携氧能力较差的巨红细胞，从而引发巨红细胞性贫血，这些营养物质有维生素B12以及叶酸等[1]。叶酸作为水溶性维生素B族中的一种，是人体不可或缺的营养物质之一。缺乏叶酸除了能够引发贫血外，甚至可能引起一些心血管疾病与神经系统疾病[2]。本篇文章将从叶酸的发现历史出发，带领读者了解叶酸的功能。
图1 中国贫血日（图源于
https://www.zcool.com.cn/work/ZNTgyOTUwNzY=.html）
一、叶酸的发现以及结构
正如我们前面讨论的一样，叶酸正是在人类对贫血疾病的治疗中被发现的。最早发现叶酸的科学家是印度产科医生Lucy Wills，见图2，1931年，Lucy Wills正积极投身于治疗妊娠妇女的贫血症状中，经过不断地研究她发现，酵母抽提物（啤酒酿造副产物，富含维生素B）可以有效改善妊娠妇女的巨红细胞性贫血，因此，她推测这些抽提物中可能含有一种抗贫血因子。随后，直至1941年，美国生化学家H. K. Mitchell将这种抗贫血因子从菠菜中成功分离提纯出来，由于其属于植物乳酸链球菌的一个生长因子，又从植物中获得，故将其称之为叶酸[3]。叶酸属于维生素种类的一种，分子式是C19H19N7O6，呈黄色或橙色粉末状，没有气味产生，其结构由蝶啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸三种成分结合形成[4]，其结构式以及粉末图见图3。叶酸在酸性条件以及光照条件下不稳定，因此要避光保存。
图2 Lucy Wills本人照片
（https://mujeresbacanas.com/lucy-wills-1888-1964/）
图3 叶酸化学结构式与实物粉末图（图源于
https://www.chem960.com/structure/sc134054/与https://www.21food.cn/productshow/5598614.html）
那么叶酸为何会防治贫血呢？这是因为叶酸是DNA合成的必需辅酶，缺乏叶酸或代谢紊乱时，DNA合成发生障碍，影响造血细胞在骨髓的增殖，表现为血细胞巨幼样变，引起巨幼细胞贫血。叶酸缺乏时，细胞内脱氧尿嘧啶核苷转为脱氧胸腺嘧啶核苷反应受阻，参与DNA合成的脱氧胸苷三磷酸被脱氧尿苷三磷酸（dUTP）替代，造成DNA复制紊乱和破坏，见图4，继而出现染色体断裂、染色质疏松等变化。细胞呈现核质发育不平衡，细胞体积增大且成熟障碍，形成巨幼细胞，导致病变性贫血。
图4 叶酸缺乏时巨幼红细胞生成示意图（图源于https://www.tsu.tw/tuji/edu/11657.html）
二、叶酸的合成路径
从叶酸名称可以看出，叶酸主要的来源途径为绿叶植物中提取，人类自身无法合成叶酸，除了从天然产物中提纯以及从发酵抽提物中提取之外，科研工作者也探索了化学合成的手段制备叶酸。如图5所示，可以基于三种物质制备叶酸，它们分别是2,2,3-三氯丙醛（1）与N-对氨基苯甲酰-L-谷氨酸（2）以及2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐（3），投料顺序为在1和2的混合体系中逐滴加入3，投料摩尔比分别为1:1:1.6，优化反应条件之后的叶酸纯度为96%，收率可达80.1%[5]。
图5 叶酸的化学合成工艺图[5]
三、活性叶酸的本质
令人感到有趣的是，当人体补充叶酸后，并不能直接产生作用，它所具有的活性生理功能都是基于其还原产物四氢叶酸（THF）以及THF衍生物（6S-5-甲基四氢叶酸）实现的。简单来讲，当人体吸收叶酸进入肠道后，叶酸首先会在还原酶的作用下形成二氢叶酸，随后，进一步还原形成四氢叶酸。此后，THF参与生理过程，充当一碳单元的传递或者接受体，其加甲基后可形成10-甲基四氢叶酸，随后可在脱氢酶以及还原酶作用下生成6S-5-甲基四氢叶酸，前后结构对比可见图6[3]。
图6 叶酸与6S-5-甲基四氢叶酸的结构对比[3]
四、叶酸的健康功能
叶酸在生活中，可作为日常的膳食补充剂，对于人类健康具有积极意义，除了上文所说的叶酸可用于治疗贫血疾病外，叶酸还具有以下一些独特的功能。
1、 促进神经系统发育完整
神经系统发育异常能够导致新生儿童罹患神经系统疾病，甚至可能畸形。因此，在孕妇怀孕阶段或是婴儿发育期，适量补充叶酸不仅能够防止婴儿畸形以及婴儿脊柱裂疾病，还能促进婴儿智力发育[6]。
2、 抗肿瘤作用
叶酸被发现能够助力癌细胞的凋亡过程，作为一种天然产物，其具有一定的抗肿瘤功效。基于叶酸制备的生物碳量子点，可参与癌症的光动力治疗中，在肿瘤细胞内分解过氧化氢并生成羟基自由基，进一步在其它辅助实验条件下，协同杀死癌细胞[7]。
3、 抵抗心血管疾病
高同型半胱氨酸（Hcy）与高血压以及心血管疾病有着很大的关系，其含量水平的上升可导致人体罹患心肌梗死等疾病的概率增大。而研究表明，叶酸能够有效降低Hcy的水平，对于保护人体心血管具有积极意义[8]。
叶酸的健康功能并不局限于以上几种，但其作为一种宝贵的天然产物，值得人类进一步去探索，患有贫血以及其它基础疾病的患者可在医生指导下服用叶酸片来缓解症状，见图7。
图7 市售的叶酸片
（图源于https://www.jianke.com/product/26626.html）
四、叶酸的食物来源
尽管叶酸已经通过保健品的形式开发出了多种药物供大家服用，但既然作为一种天然产物，只要平衡好我们的日常饮食，也不必太过担心叶酸含量不足。其实在生活中，有大量蔬菜水果中都含有丰富的叶酸，见图8，常见的蔬菜有菠菜、莴苣、芦笋、西蓝花等，水果有橙子、草莓、树莓、牛油果等。因此，在日常生活中，记得平衡饮食结构，合理服用蔬菜和水果，对我们身体健康有百利而无一害。
图8 富含叶酸的食物（图源于
https://iua.caas.cn/xkqk/xk/246528.htm）
五、结语
作为一种常见的营养物质，叶酸在生活中容易被忽视，特别是一些孕妇和婴儿群体，应该注重叶酸的科学补充，中国营养协会发布的《备孕妇女膳食指南2016》中指出，备孕妇女应该从准备怀孕前3个月开始每天服用0.4 mg叶酸，并且应该持续整个孕期。叶酸未来还有很大的研究空间，除了防治贫血外，其研究还将更多地体现在医学多领域应用中，例如促进儿童骨髓中幼细胞成熟、预防儿童早期心血管疾病，进行萎缩性胃炎、骨性关节炎和多种癌症的辅助治疗，同时也用于叶酸受体介导的靶向药物诊断。希望其在多功能用途中，能够展现更加宝贵的价值。
参考
文献
[1] 刘学亮. 血清叶酸、维生素B12、铁蛋白联合检测诊断妊娠期贫血的临床价值[J]. 大医生, 2023, 8(19):98-100.
[2] 于诗嘉, 于明军, 冯娟. 叶酸与神经变性疾病相关性研究进展[J]. 实用药物与临床, 2017, 20(05):603-607.
[3] 连增林, 刘康, 顾锦华, 等. 叶酸与5-甲基四氢叶酸的生物学特征与应用[J]. 中国食品添加剂, 2022, 33(02):230-239.
[4] 王翔朴, 王营通, 李珏声. 卫生学大辞典[M]. 青岛：青岛出版社, 2000: 844.
[5] 贾芳. 叶酸合成新方法的探索[D]. 河北科技大学, 2021.
[6] 田蕊娜. 叶酸在疾病防治中的功能[J]. 人人健康, 2022(17):33.
[7] 唐思瀚. 多功能叶酸碳点的制备及抗肿瘤活性研究[D]. 哈尔滨师范大学, 2024.
[8] 金霞霞, 李彬, 梅丽萍, 沈波. 联用叶酸、VitB12和VitB6降低同型半胱氨酸水平影响心血管疾病的Meta分析. 2014年浙江省检验医学学术年会论文汇编[C].
审稿人意见：
本文介绍了叶酸的发现、结构、合成途径和生理功能以及食物中的来源。选题贴近生活，与人体健康密切相关，内容逻辑性强。具有一定的科普意义。在以下几个方面存在问题还请作者注意：1.图片问题：图1截图截了一半，不完整；图2不右侧太清晰；图3有水印；图5中字太小，看不清，2.结语写的过于简单，只是总结了全文内容，可以讲一下叶酸的研究空间具体体现在哪几方面？此外，“总之， 本文简要科普了叶酸， 希望能够帮助大家更加清晰地了解该物质”这句话去掉；3.文章中部分语句存在语病及标点符号使用不当的问题：例如，“适量补充叶酸不仅能够防止无脑儿以及脊柱裂疾病”，防止无脑儿什么？“ 而研究表明。”这里不应用句号，4.叶酸可以治疗贫血，这也是叶酸被发现的原因，能否用图示详细说明叶酸在红血球形成中的作用；5.孕妇和婴儿应该适量补充叶酸，那么叶酸建议摄入量为多少，请补充相关内容。
作者：寻雾
作者单位：西北师范大学
审稿人：黄思涵
编辑：朱真逸
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