叶酸，又名维生素B9、蝶酰谷氨酸。分子式：C19H19N7O6。叶酸是一种水溶性维生素，是B族维生素的一种。它是黄色结晶，微溶于水，但其钠盐极易溶于水，不溶于乙醇。叶酸在酸性溶液中易破坏，对热也不稳定，在室温中很易损失，见光极易被破坏。

叶酸被吸收后，主要以四氢叶酸（THF）的形式在体内发挥多种关键作用：

一、参与 DNA 合成与修复

1. 嘌呤合成

在嘌呤合成过程中，叶酸携带的一碳单位发挥了关键作用。一碳单位是指含有一个碳原子的有机基团，如甲基（-CH₃）、亚甲基（-CH₂-）等。在嘌呤环的构建过程中，叶酸提供的一碳单位参与了嘌呤碱基中碳 2 和碳 8 位置的合成。例如，在次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成中，由四氢叶酸携带的甲酰基（-CH=O）通过一系列酶促反应，逐步添加到嘌呤环的特定位置，形成完整的嘌呤环结构。这是 DNA 合成的重要基础，因为嘌呤核苷酸是构成 DNA 双螺旋结构的重要组成部分。

1. 嘧啶合成

对于嘧啶合成，叶酸同样不可或缺。在尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP）转化为胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）的过程中，四氢叶酸作为甲基供体，将其携带的甲基转移给 dUMP。这个甲基化反应是由胸苷酸合成酶催化的，反应后四氢叶酸被氧化为二氢叶酸（DHF）。然后，二氢叶酸在二氢叶酸还原酶的作用下，重新还原为四氢叶酸，继续参与下一轮的甲基转移反应。这种甲基化过程对于保证 DNA 中嘧啶碱基的正确组成，尤其是维持 DNA 复制过程中胸腺嘧啶的正常供应，具有极其重要的意义。

2. DNA 修复

当 DNA 受到损伤，如紫外线照射、化学物质诱变等导致碱基损伤或链断裂时，叶酸参与的 DNA 修复机制就会启动。在碱基切除修复和核苷酸切除修复过程中，叶酸提供的一碳单位有助于合成新的核苷酸来替换受损的部分。例如，在修复过程中需要合成新的 DNA 片段来填补修复后的缺口，叶酸参与的嘌呤和嘧啶合成途径为新片段的合成提供了必要的原料，从而保证 DNA 的完整性和稳定性。

二、参与细胞分裂和增殖

1. 细胞周期调控

叶酸在细胞周期的正常进展中发挥关键作用。在细胞从 G₁期进入 S 期（DNA 合成期）的过程中，需要足够的叶酸来支持 DNA 的合成。如果叶酸缺乏，细胞将无法正常合成 DNA，从而导致细胞周期停滞在 G₁/S 期检查点。这是因为 DNA 合成所需的原料不足，细胞内的监控机制会阻止细胞进入 S 期，以避免不完全的 DNA 复制。只有当叶酸供应充足，细胞才能顺利通过检查点，进入 S 期进行 DNA 合成，进而完成细胞分裂。

2. 支持快速分裂细胞的生长

对于像造血干细胞、消化道上皮细胞等快速分裂的细胞，叶酸的作用尤为重要。例如，在骨髓中，造血干细胞不断分裂产生各种血细胞，如红细胞、白细胞和血小板。叶酸参与这些细胞的 DNA 合成和细胞分裂过程，保证了血细胞的正常生成。在消化道，上皮细胞的快速更新也依赖于叶酸，它能够维持消化道黏膜的完整性和正常功能。

三、对神经系统的影响

1. 神经递质合成

叶酸参与神经递质的合成。例如，在大脑中，叶酸与同型半胱氨酸（Hcy）的代谢密切相关。叶酸通过参与 Hcy 的甲基化反应，将其转化为甲硫氨酸（Met）。甲硫氨酸是合成重要神经递质如肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺的前体物质。这些神经递质对于神经信号的传递、情绪调节和认知功能等方面具有重要作用。

3. 神经髓鞘的形成和维护

在神经系统发育过程中，叶酸对于神经髓鞘的形成至关重要。髓鞘是包裹在神经轴突外面的一层绝缘物质，它能够加快神经冲动的传导速度。叶酸参与了髓鞘形成过程中的脂质合成和细胞代谢，为髓鞘的构建提供了必要的物质基础。在成年人中，叶酸也有助于维持髓鞘的完整性，防止神经脱髓鞘疾病的发生。

四、对心Blood vessels系统的作用

1. 降低同型半胱氨酸水平

叶酸在同型半胱氨酸代谢中扮演重要角色。同型半胱氨酸是一种含硫氨基酸，它的高水平与心Blood vessels疾病风险增加密切相关。叶酸与维生素 B₁₂和维生素 B₆协同作用，将同型半胱氨酸重新甲基化转化为甲硫氨酸，或者通过转硫途径将其代谢为胱氨酸。通过降低同型半胱氨酸水平，叶酸有助于减少Blood vessels内皮损伤、抑制血小板聚集和降低动脉粥样硬化的风险。

2. Blood vessels内皮功能维护

叶酸可以改善Blood vessels内皮细胞的功能。内皮细胞是Blood vessels内壁的一层细胞，对于维持Blood vessels的正常张力、调节血液流动和防止血栓形成等方面具有重要作用。叶酸能够促进内皮细胞的增殖和修复，增强内皮细胞的抗氧化能力，从而减少氧化应激对Blood vessels内皮的损伤，有助于预防心Blood vessels疾病的发生。