脂溶性维生素 A、D、E 和 K 是疏水性化合物，需要膳食脂肪和胆盐才能吸收。它们以乳糜微粒的形式运输，储存在肝脏和脂肪组织中，过量摄入会积累到有毒水平。

维生素A

维生素A是指视黄醇、视黄醛和视黄酸。 β-胡萝卜素是植物中发现的一种维生素原类胡萝卜素，被β-胡萝卜素双加氧酶裂解产生视黄醛。视黄醇是运输形式，视黄醛对于视力至关重要，视黄酸通过核视黄酸受体和类视黄酸X受体调节基因表达。

在视觉中，11-顺式视网膜是视杆光感受器中视紫红质的发色团。光吸收将 11-顺式视黄醛异构化为全反式视黄醛，触发信号级联反应，从而产生神经冲动。视黄酸调节胚胎发育、免疫功能和细胞分化中的基因表达。维生素 A 存在于肝脏、乳制品和强化食品中，而类胡萝卜素则富含于橙色和绿色蔬菜中。

夜盲症是缺乏的最早症状，其次是干眼症、Bitot斑和角膜溃疡。维生素 A 缺乏是儿童可预防失明的主要原因。过量的维生素 A 会导致维生素 A 过多，伴有头痛、肝损伤和致畸性。

维生素 D

维生素 D 是在皮肤中通过 7-脱氢胆固醇产生的，7-脱氢胆固醇是胆固醇代谢 的中间体，经紫外线 B 照射或从饮食中获取。它在肝脏中转化为 25-羟基维生素 D，在肾脏中转化为活性形式 1,25-二羟基维生素 D。胆钙化醇是在皮肤中产生的形式，而麦角钙化醇则来自植物来源。

活性维生素 D 与维生素 D 受体结合，维生素 D 受体是一种调节钙和磷酸盐稳态的核受体。它增加肠道对钙和磷酸盐的吸收，促进骨矿化，并调节甲状旁腺激素的分泌。维生素 D 还具有免疫调节和抗增殖作用。

缺乏维生素D会导致儿童患佝偻病，其特征是骨骼变软、变形，而成人则会患骨软化症，伴有骨痛和无力。维生素 D 缺乏现象很普遍，会增加骨质疏松症的风险。毒性会导致高钙血症、肾钙质沉着症和肾结石。

维生素E

维生素E包括八种生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚具有最高的生物活性。它是主要的脂溶性抗氧化剂，保护膜中的多不饱和脂肪酸免受脂质过氧化。维生素E向脂质过氧自由基提供一个氢原子，终止脂质过氧化的链式反应。

维生素 E 存在于植物油、坚果、种子和绿叶蔬菜中。缺乏症很少见，但会发生在脂肪吸收不良综合征和影响α-生育酚转移蛋白的遗传性疾病中。缺乏会导致周围神经病变、肌肉无力和溶血性贫血。高剂量耐受性良好，但会干扰维生素 K 代谢。

维生素 K

维生素 K 是 γ-谷氨酰羧化酶的辅助因子，可将维生素 K 依赖性蛋白质中的特定谷氨酸残基转化为 γ-羧基谷氨酸。这种修饰对于这些蛋白质与钙的结合至关重要。维生素 K 依赖性蛋白质包括凝血因子 II、VII、IX 和 X，以及抗凝蛋白 C 和 S。骨钙素是一种骨基质蛋白，也需要 γ-羧化。

绿叶蔬菜中的叶绿醌和肠道细菌合成的甲基萘醌可提供维生素 K。华法林和相关抗凝剂会抑制维生素 K 环氧化物还原酶，阻碍维生素 K 的循环利用并损害凝血因子的合成。由于肠道无菌且储存量低，新生儿需要接受维生素 K 预防，以预防出血性疾病。缺乏会导致容易瘀伤、出血和骨矿化受损。