人體營(yíng)養(yǎng)中有11種主要元素按所需多少順序遞減為氧、碳、氫、氮、鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂。前四種占人體重量的95%,其余約占體重的4%,另外人體尚有維持生命活動(dòng)的“必需微量元素”,約占體重的1%都不到。每種微量元素含量均小于0.01%,它們是鐵、銅、鋅、錳、碘、鈷、鉬、硒、氟、鋇等10多種。
微量元素與身體健康是生命科學(xué)中一個(gè)活潑的研究領(lǐng)域。在日常生活中人體通過(guò)飲水吸收的微量元素亦占有相應(yīng)的比例,現(xiàn)在僅就微量元素與人體健康的一些基本知識(shí)做一些簡(jiǎn)單的介紹。
微量元素 | 功能 | 主要癥狀 |
鐵(Fe) | 輸送氧 | 過(guò)多:青年智力發(fā)育緩慢、肝硬變 |
缺乏:缺鐵性貧血、齲齒 | ||
銅(Cu) | 膠元蛋白和許多酶的重要成分 | 過(guò)多:類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肝硬化 |
缺乏:低蛋白血癥、貧血、心血管受損、冠心病 | ||
鋅(Zn) | 控制代謝的要害部位 | 過(guò)多:頭昏、嘔吐、腹瀉 |
缺乏:貧血、高血壓、食欲不振味覺(jué)差、傷口不易好、早衰 | ||
碘(I) | 甲狀腺中控制代謝過(guò)程 | 過(guò)多:甲狀腺腫大、呆滯 |
缺乏:甲狀腺腫大、疲怠 | ||
鈷(Co) | 維生素B12的核心 | 過(guò)多:心臟病、紅血球增多 |
缺乏:巨紅細(xì)胞貧血、心血管病 | ||
鉻(Cr) | Cr(III)使胰島素發(fā)揮正常功能 | 過(guò)多:肺癌、鼻膜穿孔 |
缺乏:糖尿病、糖代謝反常、粥樣動(dòng)脈硬化、心血管病 | ||
硒(Se) | 正常肝功能必需酶的要害部位 | 過(guò)多:頭痛、精神錯(cuò)亂、肌肉萎縮、過(guò)量中毒致命 |
缺乏:心血管病、克山病、肝病、易誘發(fā)癌癥 | ||
鉬(Mo) | 染色體有關(guān)酶的要害部位 | 過(guò)多/缺乏:齲齒、腎結(jié)石、營(yíng)養(yǎng)不良 |
一. 鋅
對(duì)人體的重要性早期被人們認(rèn)為是促進(jìn)兒童生長(zhǎng)的關(guān)鍵元素和智慧元素,現(xiàn)在已知它是維持人體各種酶長(zhǎng)期系統(tǒng)的必需成份。它還是構(gòu)成多種蛋白質(zhì)分子所必需的元素,而蛋白質(zhì)則構(gòu)成細(xì)胞。所以,幾乎所有的鋅都分布在細(xì)胞之內(nèi),且其含量比任何別的元素更為豐富。現(xiàn)在,許多研究報(bào)告都說(shuō)明鋅具備多方面的生理功能,是一種對(duì)人生命攸關(guān)的元素。當(dāng)人體缺鋅時(shí),可引起一系列的生理紊亂。盡管鋅對(duì)人體有著如此神奇的作用,但是過(guò)多地?cái)z入也是有害的。一般認(rèn)為人每天需鋅10-14。5毫克,多從食物和飲水中獲取。
二. 鐵
是哺乳動(dòng)物的血液和交換氧所必需的。沒(méi)有鐵,血紅蛋白就不能制造出來(lái),氧就不能得到輸送,導(dǎo)致缺鐵性貧血。值得注意的是,即使是輕度缺鐵的兒童,他們的注意力也會(huì)明顯的降低,從而影響他們的學(xué)習(xí)能力。人們從膳食中,比如谷類(lèi)、肉類(lèi)、蔬菜、水果都能獲得一定的鐵。估計(jì)日攝入量為10-15毫克,同時(shí)從飲水中,也可獲得一定量的鐵。
三. 錳
參與造血過(guò)程,并在胚胎的早期發(fā)揮作用。各種貧血的病人,錳多半降低,缺錳地區(qū),癌癥的發(fā)病率高。有人在研究中還發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈硬化患者,是由于心臟的主動(dòng)脈中缺錳,因此動(dòng)脈硬化與人體內(nèi)缺錳有關(guān)。另外,在精氨酸酶、脯氨酸鈦酶的組成中,錳是不可缺少的部分,它還參與造血過(guò)程和脂肪代謝過(guò)程。
四. 銅
人體代謝過(guò)程中的必需元素,在紅細(xì)胞的生成的組織中,鐵有釋放及骨骼中樞神經(jīng)系統(tǒng)和結(jié)締組織的發(fā)育中,它均具有重要的作用。如:它可促使無(wú)機(jī)鐵變?yōu)橛袡C(jī)鐵,促進(jìn)鐵由貯存場(chǎng)所進(jìn)入骨髓,加速血紅蛋白及卟啉的生成,在氧化還原體系中是一種極有效的催化劑。缺銅會(huì)引起貧血,并由于黑色素不足,常形成毛發(fā)脫色癥。甚至可產(chǎn)生白化病,有研究證明缺銅可引起心臟增大、血管變?nèi)?、心肌變性、心肌肥厚等癥狀,故與冠心病有關(guān)。
五. 鈷
對(duì)人體的功能主要是通過(guò)維生素B12在人體內(nèi)發(fā)揮其生理作用,其生化作用是剌激造血,促進(jìn)動(dòng)物血紅蛋白的合成;促進(jìn)胃腸道內(nèi)鐵的吸收;防止脂肪在肝骨沉積。
人若缺鈷,就會(huì)引起巨細(xì)胞性的貧血,并影響蛋白質(zhì)、氨基酸、輔酶及脂蛋白的合成。在一些主于風(fēng)化火成巖層以及超基型巖層中的礦泉水,鈷的含量較高。
六. 鉬
一般飲水中鉬含量很低,一般低于1毫克每升,這也是人體缺鉬的原因之一。缺鉬地區(qū)的人群食道癌發(fā)病率較高。我國(guó)食道癌集中高發(fā)區(qū)的調(diào)查資料表明,病區(qū)飲水中以缺鉬銅、鋅、錳這其特征,鉬攝入過(guò)多或缺乏會(huì)引起齲齒、腎結(jié)石、營(yíng)養(yǎng)不良。
七. 鉻
具有從Cr3+--Cr6+的氧化物形態(tài)。但在自然界,主要是以Cr3+最為常見(jiàn),客觀存在作為人類(lèi)必需的微量元素所起的生理作用,也是限于Cr3+的形態(tài),而Cr3+則對(duì)人體是有害的。
Cr3+對(duì)人體的生理功能,據(jù)當(dāng)前大量研究成果表明,主要是對(duì)葡萄糖類(lèi)和類(lèi)脂代謝以及對(duì)于一些系統(tǒng)中氨基酸的利用是非常必需的。因此,缺鉻易導(dǎo)致胰島素的生活活性降低,從而發(fā)生糖尿病。1959年生物醫(yī)學(xué)家默茨證實(shí),鉻是葡萄糖代謝過(guò)程中胰島素的利用所必需的一種要素。對(duì)于一些自于飲水中鉻含量低地區(qū)患蛋白脂缺乏癥的兒童,用鉻劑進(jìn)行治療后,恢復(fù)了他們對(duì)葡萄糖的正常消化力。目前人類(lèi)對(duì)鉻的需要量尚未見(jiàn)到明確的報(bào)道,從攝取和吸收的情況來(lái)看,每天攝入50-110毫克是呆以滿足生理需要的。
八. 釩
具有一定的生物學(xué)活性,是人體必需的微量元素之一。釩對(duì)造血過(guò)程有一定的積極作用,釩可抑制體內(nèi)膽固醇的合成,有降低血壓的作用。動(dòng)物缺釩可引起體內(nèi)膽固醇含量增加,生長(zhǎng)遲緩,骨質(zhì)異常。
九. 硒
硒作為人體所需微量元素,在防癌、抗癌、預(yù)防和治療心血管疾病、克山病和大骨節(jié)病等方面的重要作用已為世人所公認(rèn),確是保持人體健康的必需營(yíng)養(yǎng)性微量元素。硒在人體內(nèi)主要功能是:首先硒是組成各種谷胱甘肽過(guò)氧化酶的一個(gè)重要元素,參與輔酶A和Q的合成,以保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),其次是具有抗氧化性,能夠有效地阻止誘發(fā)各種癌癥的過(guò)氧化物的游離基的形成。有報(bào)道指出:硒的抗氧化作用與維生素E相似,且效力更大,此外硒還能逆轉(zhuǎn)鎘元素的有害的生理效應(yīng)。中國(guó)科學(xué)院克山病防治隊(duì)根據(jù)國(guó)內(nèi)、外研究成果,認(rèn)為成年人每日最低需硒量為0.03?0.068毫克,推定每日0.04毫克,過(guò)多的攝入也會(huì)出現(xiàn)慢性中毒癥。
十. 碘
是人體必需的微量元素,人體缺碘,可以導(dǎo)致一系列的生化紊亂及生理異常,但補(bǔ)充大劑量的碘,又會(huì)引起甲狀腺中毒癥,人長(zhǎng)期攝入過(guò)多的碘不但無(wú)益,反而有害。
十一。 氟
是人體所必需的微量元素。對(duì)人體而言,它在人體內(nèi)的濃度取決于外界環(huán)境狀況。當(dāng)環(huán)境中含氟量高時(shí),特別是飲水中含氟量高時(shí),我的攝入量就多,環(huán)境缺氟時(shí),體內(nèi)亦隨之缺乏。一般認(rèn)為:人對(duì)氟的生理需要量為0.5-1.0毫克每天。成年人在正常情況下,每天可從普通飲水、飲食中獲得生理所需的氟,由于從飲水所獲得的氟幾乎安全被吸收。因此飲水中含量對(duì)人體健康的影響有著決定性的作用,飲水中含氟量在0.5-1.0毫克每升為適宜范圍.當(dāng)飲水中含氟量為1.5-2.0毫克每升時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斑釉齒而影響美觀,而含量達(dá)到3-6毫克每升時(shí),就會(huì)出現(xiàn)氟骨癥,攝入氟量每日不超過(guò)4-6毫克時(shí),在體內(nèi)氟不會(huì)有累積現(xiàn)象產(chǎn)生。
氟對(duì)人體的生理功能,主要是在牙齒及骨骼的形成,結(jié)締組織的結(jié)構(gòu)以及鈣和磷的代謝中有重要作用。適量的氟進(jìn)入人體后,首先滲入牙齒,被牙釉質(zhì)中的羥磷石灰所吸附,形成堅(jiān)硬質(zhì)密的氟磷灰石表面保護(hù)層。這層保護(hù)層使琺瑯質(zhì)在酸性質(zhì)條件下不易溶解,抑制嗜酸細(xì)菌的活性,阻止某些酶對(duì)牙齒的不利作用,從而能阻止齲齒的發(fā)生。據(jù)認(rèn)為:飲水中含氟量低于0-0.3毫克每升時(shí),長(zhǎng)期飲用,而從食物渠道又得不到應(yīng)有的補(bǔ)充時(shí),就會(huì)造成齲齒癥,兒童尤為突出,老年人還會(huì)出現(xiàn)骨骼變脆,易發(fā)生骨折。為此,常在這樣地區(qū)的給水中加入氟化物,使含氟濃度為0.6-1.7毫克每升。以每人每日水的攝入量為2升計(jì),則從加氟化物的范圍為1.2-3.4毫克。當(dāng)攝入過(guò)多的氟時(shí),又會(huì)出現(xiàn)氟斑牙及慢性氟中毒癥,這是一種嚴(yán)重危害人類(lèi)的疾病。它使人的牙齒易于脫落,肢體變形,全身關(guān)節(jié)疼痛,嚴(yán)重影響人體健康,因此,當(dāng)這些飲水中氟含量過(guò)高時(shí),又必須采取降低氟的措施。
微量元素對(duì)人體必不可少,但是在人體內(nèi)必須保持一種特殊的平衡狀態(tài),一旦平衡被破壞,就會(huì)影響健康。至于某種元素對(duì)人體是有益還是無(wú)害則是相對(duì)的,關(guān)鍵在于適量,至于多少才是適量,以及它們?cè)谌梭w中的生理功能和形成的結(jié)構(gòu)如何等等,都值得我們作進(jìn)一步的研究。
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