微量元素在人體環(huán)境中的能量和物質(zhì)

　　微量元素在人體內含量雖然極微小，但具有強大的生物學(xué)作用，它們參與酶、激素、維生素和核酸的代謝過(guò)程，其生理功能如下：

　　*協(xié)助輸送宏量元素。如含鐵的血紅蛋白運輸氧氣等。

　　*作為酶的組成成分或激活劑。

　　*在激素和維生素中起獨特作用。如甲狀腺激素中的碘和維生素B12中的鈷等。

　　*影響核酸代謝。

　　鐵

　　鐵是構成血紅蛋白、肌紅蛋白的必要成分，也是許多酶的生物活性部分。鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白中氧的攜帶者，每個(gè)單位的血紅素都有一個(gè)鐵原子。沒(méi)有鐵就不能合成血紅蛋白，氧就無(wú)法輸送，組織細胞就不能進(jìn)行新陳代謝，生命就無(wú)法存活。

　　人缺鐵時(shí)，血紅蛋白減少，面色蒼白，極易疲勞。同時(shí)，缺鐵時(shí)肌肉中某些酶水平降低，而使細胞利用氧產(chǎn)生能量的能力下降。缺鐵亦可引起腹瀉。據估計世界上約有15-20%的人存在缺鐵現象，尤以妊娠期、哺乳期婦女和發(fā)育期青少年多見(jiàn)。

　　人體內約有4克鐵，70%存在于血紅蛋白于肌紅蛋白中，25%分布于肝、腎、骨髓。含鐵較多的食物為蛋黃、動(dòng)物肝、腎、谷類(lèi)、豆類(lèi)及綠色蔬菜、海帶、木耳等。動(dòng)物性食品中的鐵較易吸收，吸收率可達20%，植物性食品因含植物酸而影響鐵的吸收，吸收率一般在5%左右。膳食中的蛋白質(zhì)和維生素C能提高鐵的吸收率。

　　根據我國膳食特點(diǎn)，建議4歲以下兒童每日應給予鐵5—15毫克，4歲以上到成人每日9—27毫克，妊娠期或哺乳期婦女每日18—60毫克，以預防缺鐵的發(fā)生。治療缺鐵性貧血應在補充鐵劑的同時(shí)查明病因，以利于早日康復。

　　銅

　　銅是血、肝、腦銅蛋白的組成成分，是幾種腦氨基酸氧化酶的必需成分。缺銅引起組織中胺氧化酶活性下降，導致彈性蛋白和膠原蛋白合成障礙。銅缺乏時(shí)由于銅蛋白活性減弱，使鐵蛋白中的鐵利用受限而引起貧血。銅缺乏在嬰兒中出現的癥狀是貧血、生長(cháng)停滯、食欲降低、腹瀉以及Menks卷發(fā)綜合征(進(jìn)行性智力低下，毛發(fā)角化障礙、卷曲、體溫過(guò)低，彈性組織異常和大腦血管扭曲)。銅過(guò)量主要表現為Wilson氏征：膽汁排泄銅的功能紊亂，組織中銅滯留，沉積于肝臟則引起慢性活動(dòng)性肝炎沉積于腦部出現小腦性運動(dòng)失常和帕金森綜合征，沉積于腎則引起腎小管中毒表現，出現蛋白尿、血尿及管型，沉積在角膜可在后彈力層上出現鐵銹樣環(huán)。

　　牛肝、羊肝、牡蠣、魚(yú)及綠葉蔬菜中含銅較多，其他肉類(lèi)、谷類(lèi)含銅較少。食物中的維生素有利于銅的吸收，而重金屬如鎘等對銅吸收有不利影響。人對銅的需要量目前認為嬰幼兒每日每公斤體重80微克，少年每日每公斤體重40微克，成人每公斤體重30微克。世界衛生組織建議每人每日應攝入1.5—3.0毫克。

　　鋅

　　鋅參與核酸及蛋白質(zhì)代謝，在成纖維細胞的增殖及膠原合成過(guò)程中鋅也起重要作用。同時(shí)鋅也是許多酶的重要組成成分或必須有鋅參與才能被激活。到目前為止，經(jīng)過(guò)鑒定含鋅金屬的酶已有80多種。

　　成年人體內含鋅2—3克，大部分分布于骨骼中。組織中雖然也含有較多的鋅，但交換有限，需經(jīng)常依靠外源性鋅供應，以滿(mǎn)足體內代謝的需要。體內含鋅最高的組織是眼的色素層和前列腺，其次是骨骼、肌肉和頭發(fā)。

　　缺鋅和缺鐵、缺維生素一樣常見(jiàn)：生長(cháng)發(fā)育期的兒童缺鋅表現為發(fā)育停滯，食欲減退，味覺(jué)喪失；青春期女性可出現無(wú)月經(jīng)；妊娠期缺鋅可致畸胎；成人缺鋅則主要表現為食欲減退，味覺(jué)喪失；外科手術(shù)病人缺鋅則傷口愈合延遲。但鋅攝入過(guò)多可出現惡心、嘔吐、腹瀉等消化道癥狀。

　　動(dòng)物性食品是鋅的可靠來(lái)源，其次是豆類(lèi)和小麥，鋅的需要量與人體生長(cháng)、組織修補和排泄狀況有關(guān)。1973年世界衛生組織推薦的標準是成年男女每人每日2.2毫克，孕婦2.5—3.0毫克，哺乳期婦女5.5毫克。

　　鈷

　　鈷是人和動(dòng)物的必需微量元素,是維生素B12和一些酶的重要組成成分，參與核酸、膽堿、蛋氨酸的合成及脂肪代謝對肝臟和神經(jīng)系統的功能也起重要作用。鈷用于治療感染性貧血和腎臟疾病，可獲得一定療效。

　　人體本身不能把鈷直接和成維生素B12，反芻動(dòng)物通過(guò)反芻胃中的細菌可利用鈷合成維生素B12，并吸收。鈷在血中的含量極微,目前尚無(wú)正常指標作為標準，鈷缺乏也只有籍測定維生素間接反映出來(lái)。

　　過(guò)去在應用鈷鹽治療腎炎和貧血時(shí)曾發(fā)生嚴重的鈷中毒，表現為嬰兒的甲狀腺增生，發(fā)生粘液性水腫和充血性心力衰竭。由于啤酒中加入鈷作為發(fā)泡劑，大量飲用啤酒者也可發(fā)生鈷中毒。

　　綠色植物是人類(lèi)食物中含鈷豐富而變化較大的來(lái)源，乳制品和谷類(lèi)一般含鈷較少。人體對鈷的需要量不易準確估計,1972年世界衛生組織推薦的標準是成人每日2微克，孕婦、乳母每日2.5—3.0微克。

　　鉻

　　鉻有二價(jià)、三價(jià)和六價(jià)三種形式，其中只有三價(jià)鉻具有生物化學(xué)效應，是人體新陳代謝的重要元素之一。它協(xié)助胰島素發(fā)揮生物作用，沒(méi)有鉻胰島素就不能發(fā)揮其正常功能。它是維持正常糖代謝的必需元素之一。缺鉻可使糖耐量降低，誘使胰島素的敏感部位對激素的反應性降低。缺鉻時(shí)生物體可出現發(fā)育不良，生命期縮短，代謝低下，并有角膜損傷。常見(jiàn)于妊娠期婦女、糖尿病患者、營(yíng)養不良的兒童和老年人。

　　動(dòng)物性食品中的鉻含量比植物性食品多，野生動(dòng)物組織中的鉻比人組織中的多。鉻菸酸以復合物的形式存在于多種食品中，啤酒酵母和菸酸的鉻復合物對高血壓和高血脂病人均有益處，對葡萄糖耐量異常的病人啤酒酵母可顯著(zhù)改善葡萄糖耐量試驗，降低血清膽固醇，減輕過(guò)量胰島素對葡萄糖負荷的反應。

　　由于鉻在食物中存在的形式及生物學(xué)利用率了解不足，因此不能準確估計人體對鉻的需要量。世界衛生組織建議每人每日供給量30—200微克。

　　錳

　　錳是一切生物和人體代謝必需的微量元素，它對葡萄糖、脂肪的氧化磷酸化及其他基礎生化作用都是必需的。在許多線(xiàn)粒體反應中錳都是一種輔物，還有一些鎂反應也需要錳的參與。錳廣泛分布于人體，并被器官所濃縮。人體內的錳代謝由腎上腺調節，食物中的錳由腸道吸收，蓄積于肝臟。

　　錳缺乏在家禽主要表現為生長(cháng)障礙，生殖功能紊亂、骨骼生長(cháng)不良和神經(jīng)損害。人類(lèi)缺錳尚無(wú)太多報道，主要是由于食用缺乏維生素K的精致膳食而又忽視錳的補充所引起。表現為低膽甾血癥、體重減輕、惡心、嘔吐、頭發(fā)和胡須變色、生長(cháng)緩慢。錳對哺乳動(dòng)物的毒性很低，錳中毒多見(jiàn)于長(cháng)期和錳接觸的生產(chǎn)企業(yè)的工人，表現為食欲減退、便秘、面具樣表情、流涎，肌張力減退等癥狀。

　　錳在粗糧、豆類(lèi)、干果、綠葉菜、茶葉中含量較高，肉類(lèi)、乳制品和糖類(lèi)含錳則很低。人對錳的需求量各國并未統一規定，1980年美國國立科學(xué)院食品營(yíng)養署建議每人每日2.5—3.0毫克。

　　鎂

　　鎂是哺乳動(dòng)物和人類(lèi)所必需的微量元素，它是細胞內重要的陽(yáng)離子，參與蛋白質(zhì)的合成和肌肉的收縮作用。鎂能與細胞內許多重要成分如三磷酸腺苷等成分形成復合物，能激活許多重要的酶，也是組成完整的細胞線(xiàn)粒體所必需的成分。在大多數磷酸基轉移反應中鎂都起重要作用，并且是維持核酸結構的必需元素。鎂對心血管系統有保護作用，它能拮抗其他有害因素的毒性作用；對細胞內鉀的存留有調節作用；維持心肌細胞的完整性和心臟的正常節律。

　　鎂缺乏主要是由慢性吸收障礙、嚴重的腹瀉、慢性腎功能衰竭、慢性酒精中毒及營(yíng)養不良等原因引起的，另外在甲狀旁腺切除手術(shù)后、長(cháng)期服用利尿劑和靜脈注射不含鎂的液體亦可引起鎂缺乏。鎂缺乏臨床上主要表現為情緒不安、易激動(dòng)、手足抽搐、反射亢進(jìn)等，實(shí)驗室檢查有低血鎂、低血鉀、低血鈣。另一方面，鎂屬于微毒元素，正常情況下，由于腎的調節作用，口服過(guò)量的鎂一般不會(huì )發(fā)生鎂中毒。當腎功能不全時(shí)，大量口服鎂可引起鎂中毒，表現為腹痛、腹瀉、嘔吐、煩渴、疲乏無(wú)力，嚴重者出現呼吸困難、紫紺、瞳孔散大等。

　　鎂廣泛分布于植物中，肌肉和臟器中也較多，乳制品中較少。動(dòng)物性食品中鎂的利用率較高，達30—40%，植物性食品中鎂的利用率較低。鎂的需要量成人每日200—300毫克，嬰兒每日40—70毫克，1—2歲幼兒為100毫克，2—3歲為150毫克，3—6歲為200毫克。

　　硒

　　硒是人體必需微量元素之一，是一種強抗氧化劑，其作用與維生素E相似，但效力更大。硒可用于調節體內氧化還原反應的速度，影響某些重要酶的代謝及活性，調節維生素A、C、E、K在體內的吸收及消耗。硒又是體內谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的重要組分，對細胞膜的結構有保護作用，對機體的免疫力有促進(jìn)作用。缺硒在動(dòng)物可引起白肌病，在人類(lèi)環(huán)境中的硒及人體的硒負荷水平與克山病的發(fā)病具有一定的相關(guān)性。給病區人群補充一定量的硒可降低克山病的發(fā)病率。另外硒在動(dòng)物實(shí)驗中已證實(shí)具有抗多種致癌物質(zhì)的作用。但過(guò)量的硒可引起硒中毒，出現脫發(fā)、脫甲等。

　　人體攝入的硒幾乎都來(lái)自事物，如海產(chǎn)品、動(dòng)物腎、肉類(lèi)、大米、谷物等含硒量較多，水果、蔬菜等含硒量較少。元素硒在體內無(wú)生物學(xué)作用，無(wú)機硒和有機硒被吸收后可轉變?yōu)橛猩�物活性的物質(zhì)。過(guò)量的攝入硒可導致中毒的發(fā)生，硒的中毒劑量食物為5ppm，飲用水為0.5ppm。大多數地區膳食中硒的含量是足夠而安全的。目前世界上大多數國家還未規定膳食中硒的供給量，我國有專(zhuān)家建議每人每日30—200微克。

　　氟

　　氟廣泛分于巖石、土壤、水體、動(dòng)植物及人體，是人與動(dòng)物必需的微量元素。氟常以氟化物的形式存在，可通過(guò)食物、飲水、空氣而進(jìn)入人體。天然水源均含有一定量的氟化物，地下水一般比地面水的含氟量高。通過(guò)飲水而進(jìn)入人體的氟占攝入總量的50%以上。食物中也含有微量的氟，其中以海產(chǎn)品和茶葉中含量較高。攝入的氟主要在胃腸道和肺部吸收，在骨和牙齒中蓄積，經(jīng)腎臟排泄。

　　缺氟時(shí)兒童齲齒患病率增高，攝入適量的氟可有一定的預防齲齒作用。但攝入過(guò)多可影響細胞酶系統的功能，破壞鈣、磷代謝平衡，損害骨、牙齒的正常結構，而出現氟中毒的癥狀和體征。在我國由于缺氟所致的兒童齲齒患病率增高，或由于攝入過(guò)量的氟而引起的氟斑釉及氟骨癥均有存在。無(wú)論南方、北方均有較大面積的地方性氟中毒病區，且病情相當嚴重。目前氟中毒已成為我國飲水與健康的一個(gè)重大課題。

　　碘

　　碘是人體必需的微量元素之一，是甲狀腺激素的重要成分，其生物學(xué)作用主要通過(guò)在甲狀腺內合成的甲狀腺激素來(lái)體現的。甲狀腺是人體最大的內分泌腺，它對碘有高度的親和力，甲狀腺內含有的碘占人體總碘的80%以上。在甲狀腺內的碘經(jīng)過(guò)生物氧化以后生成甲狀腺激素。

　　甲狀腺激素是人體正常代謝中不可缺少的激素，對機體的作用復雜而強烈。甲狀腺激素不僅刺激蛋白質(zhì)、DNA、RNA的合成，還參與糖、脂肪、維生素、水和鹽類(lèi)的代謝。另外甲狀腺激素對高等動(dòng)物的生長(cháng)發(fā)育非常重要，尤其是神經(jīng)系統。人類(lèi)胚胎期缺乏甲狀腺激素神經(jīng)系統發(fā)育、分化受影響出生后智力低下。兒童期缺乏甲狀腺激素則體格、性器官發(fā)育障礙，出現呆小癥。成人缺乏時(shí)主要表現為反應遲鈍、基礎代謝率低、渾身無(wú)力，嚴重缺乏時(shí)使細胞間水潴留，引起粘液性水腫。甲狀腺激素合成分泌過(guò)多表現為過(guò)度興奮、易激動(dòng)、基礎代謝率升高、突眼、多飲多食、進(jìn)行性消瘦等甲亢癥狀，嚴重時(shí)可發(fā)生甲狀腺危相。

　　人體所需的碘主要通過(guò)飲食和飲水提供，由食物提供的碘占人體需碘的90%以上，其中以海產(chǎn)品中含量最高，可達2000微克/千克。碘在消化道幾乎完全被吸收，鈣、鎂、氟對吸收有一定的影響。碘進(jìn)入血液后迅速富集于甲狀腺主要經(jīng)腎臟排泄。人體對碘的需要量隨年齡、性別、體質(zhì)及生理狀態(tài)而變化，一般日供應量在150-500微克之間。我國規定加碘食鹽的碘含量不低于20毫克/千克，日耗鹽量5-10克以上。

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