微量元素

一.人类对生物微量元素的认识

1 有一个漫长而又逐步加快的过程。铁是最早发现的人体必需生物微量元素，150年前发现了碘，其后以十年左右发现两个必需生物微量元素的速度前进，至七、八十年代，人们开始进一步重视生物微量元素，同时对生物微量元素在生命过程中的意义、生理功能，代谢过程、缺乏时的表现及防治、过量时的中毒及防治等，有了更详细的了解，到目前为止，已知人体必需生物微量元素有14种，它们是：铁、锌、铜、碘、锰、硒、氟、钼、钴、铬、镍、钒、钖、硅。

随着科学研究的进展，有生物功能的人体微量元素的数目还将增加，而不仅限于目前已知的数目。

2生物无机化学为基础，从微量元素的概念入手，系统讲授常见必需微量元素的生物学功能、吸收、人体需要量、缺乏和过多引起的疾病与防治，有害元素的分布、接触途径、毒性和毒性机制、预防和治疗等。并以专题形式就“微量元素与肿瘤”、“微量元素与抗衰老”、“微量元素与膳食”、“微量元素与化妆品”等热门话题或研究热点进行详细的讲解。要求学生能够系统掌握微量元素的概念、功能、缺乏和过多引起的疾病以及防治、有害元素的危害及与某些疾病的关系，了解微量元素研究的一些最新动态以及与肿瘤、衰老等的可能关系，建立正确的膳食观、养生观和环保意识，对化妆品中微量元素的作用有一定了解。

微量元素的定义

•宇宙万物都是由物质构成的，构成物质的基本单元是百余种化学元素。人体也是如此，据科学研究，现已证实人体是由蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、水和矿物质（无机盐）。这些化学元素或物质，在人体内现已发现有60多种，如按化学元素的重量百分比计算，氧约占65％、碳约占18％、氢约占10％、氮约占3％，以上４种元素约占人体重量的96％；其余７种元素：钙约占1.94％、磷约占1.15％、钾约占0.34％、硫约占0.23％、钠约占0.13％、氯约占0.12％、镁约占0.04％，这７种加起来，约占人体重量的3.95％，以上两组合计11种，占人体总重量的99.95％，称为人体必需常(宏)量元素;另外还有14种元素，在人体内只占百万分之一(ppm)～万万分之一(ppb)，铁、锌、铜、碘、钴、硒、氟、钼、锡、铬、镍、钒、锰、硅。

这十几种元素加在一起，仅占人体重量的0.05％，称之为生物微量元素(biological trace elements )。凡含量占人体重量0.01％以下，即万分之一以下的元素，统称为与人体有关的生物微(痕)量元素。这些微量元素与人的健康、疾病、长寿、智力、美容等相关。

目前对人体必需生物微量元素公认的定义是：

1.它是维持人体生命、发育、繁殖所必需的元素。

2.它是成人的日摄取量在100毫克以下的元素。

二.生物微量元素的功能及对人体的关系

人体是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、水、无机盐、生物微量元素、维生素等物质组成的有生命和思维活动的人，这些化学物质或元素，在人体内均占有一定的比例，人体必需的常量元素，主要用于构成人体的机体和起电解质作用，而生物微量元素则是人类生存不可缺少的营养成份，在人体内成为某些激素、核酸、维生素等的活性中心，维持着生命的代谢过程，如缺乏某种生物微量元素，就会引起生理功能及结构异常，发生种种病变及疾病，通常虽不直接危及生命，但为生命活动所必需，故又称为必需微量元素，适量时对身体有益，但过量

时就会有害。

生物微量元素对人体的生理功能

1.促进催化作用──生物微量元素能活化人体内上千种的，其中大多数是金属和金属离子。微量金属元素能极大地提高催化作用，如失去金属的活力将极度下降，甚至丧失。

2.参与激素的分泌活动──生物微量元素能参与甲状腺、肾状腺等分泌激素的活动，如果缺少某些生物微量元素则将影响这些激素的合成，从而影响对人体某些生理功能的调节。

3.是遗传物质核酸的构成部份──核酸是遗传信息的携带者，而核酸中含有多种生物微量元素，所以生物微量元素能在遗传中起到某些作用。

4.参与新陈代谢──生物微量元素参与了人体内氧化还原系统的活动，使细胞中储存的物质产生能量，并利用这种能量，起到新陈代谢的作用，大多数生物微量元素的含量随年龄增长而减少，这说明与衰老有着直接的关系。

5.生物微量元素是人机体内氧的输送者。

三.人体微量元素在体内分布

一般在所有器官中均可检出，但非均匀分布，有些器脏组织含有某种生物微量元素，相对比较集中，如：

铁──血液、肝、脾、骨

铜──肌肉、肝、脑、骨骼

锌──视网膜、胰岛组织、前列腺

碘──甲状腺、肾上腺、肌肉

硒──肝、胰、心、肾

氟──头发、齿、指甲、骨

锰──骨骼肌、肝、胰、脑

钼──肝、肾

钴──肝、肾、肌肉

铬──心、肝、肺等

机体微量元素的分布不均，表明机体某部位结构与生物微量元素的特异性功能密切相关，在某些病理情况下，就可帮助检测人体的组织状况，或临床诊断疾病。

人体必需微量元素在体内的作用，有着定量的生理剂量范围，在摄入不足而出现缺乏症状，与摄入过多而出现中毒反应的剂量之间，呈现出一段最适宜的安全摄取量，不同的元素有不同的适宜量范围，如饮水中碘的含量与甲状腺肿患病率的关系中，缺碘与碘过多，均可引起地方性甲状腺肿；而且，机体微量元素对人体的适宜剂量与中毒剂量的界限，大都很小，所以，对摄入量的研究，是当今国际上各国重点研究的对象。

机体微量元素之间，彼此既有协同作用又相互拮抗（抑制），而处于精密的平衡状态。这是由于电子结构和化学物理特性的差异，元素之间彼此起着生物干扰作用，

拮抗作用的元素：

铁─锰；铁─铜；铜─锌；铜─钼；硒─汞；

协同作用的元素：

铜─汞；硒─钴；砷─铅。

四.人的机体内某种元素的缺乏或过多的原因

一般有两种情况：

一.是直接来自本身的原因

二.是其它元素干扰了其功能的间接反应，如元素之间的拮抗作用，可增强元素的毒性作用，所以，研究人体内机体微量元素之间的相互关系和适宜比例，与研究某单一元素的作用，是同等重要的。

随着生命科学的发展，微量分析技术的提高和生物医学成果的累积，人们逐渐认识到，生物微量元素对人类的生、老、病、死及遗传代谢，有着重要的，甚至是决定性的作用。由于生物微量元素不像某些维生素能在人体内自行合成，而是主要来自食物、饮水、空气和药物等，所以有人说，在人体所需的营养中，生物微量元素比维生素更为重要。

铁的功能

1.是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分；

2.是许多酶的活性部分；酶：一种有机的胶状物质，由蛋白质组成，对于生物化学变化、促进可逆反应(如水解和氧化)方面起着重要的催化作用。

缺铁原因

（1）铁的摄人不足，因而体内铁贮备量不足。

（2）妇女儿童对铁的需要量增加而未能及时补充。

（3）机体吸收不良或慢性失血等。应针对病因以及不同人群的特点，积极采取相应的防治措施。

（4）食物中另有一些成分可妨碍铁的吸收，如咖啡、茶中所含的鞣酸在肠内与铁形成难溶性的复合物，以致妨碍铁剂的吸收

（5）碳酸氢钠、氢氧化铝、三硅酸镁、碳酸钙等抗酸药，以及它们的复方制剂如胃舒平等均为碱性，不宜与铁剂同用。胃内的酸性环境有利于铁剂离解，

促进铁剂吸收。

（6）甲氰咪胍、丙谷胺、胃复安等抑制胃酸的药物，能降低胃内的酸度，也不宜同用。（7）抗生素如四环素、土霉素、金霉素、强力霉素等，能与铁剂形成极难溶解的络合物而发生沉淀，使铁剂和抗生素都不能被吸收，还会增加对胃肠道的刺激性，不宜合用。

（8）金属解毒药二巯基丙醇，与铁剂结合会产生有毒性的络合物，故一旦小儿误服过量铁剂时，不宜用二巯基丙醇解毒。

防治缺铁

首先要提倡母乳育婴

补充含铁强化食品和副食品

口服铁剂

使用铁制炊具

锌的功能：

(1)维持机体的生长发育，人体有许多酶的辅基或是酶的激活剂。目前，已知锌对20多种酶的活性有关当锌缺乏时会影响到酶的活性，进而影响整个机体的代谢。

(2)维持正常的味觉功能及食欲。在人体内有一种含锌蛋白质—味觉素，它是口腔黏膜细胞的正常结构和功能的物质基础。锌对味蕾细胞的再生起重要作用，如锌缺乏时，口腔粘膜细胞容易脱落，脱落的细胞又会阻塞味蕾小孔，使味蕾细胞不能感觉刺激，以至味觉不良，进而导致食欲下降。

(3)维持维生素A正常的代谢功能及对黑暗环境适应的能力、锌与视黄醇脱氢醇的活性有关，缺锌时该醇活性下降，使视黄醇不能氧化成视黄醛，而视黄醛是构成感受弱光物质的成分，故影响暗适应功能。