营养与食品卫生学――矿物质讲义

第二单元矿物质

第一节概述

1.概述

由于进化原因，人体组织内几乎含有自然界存在的各种元素，而且与地球表层的元素组成基本一致。

在构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需的20余种元素中，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物存在外，其余统称矿物质（无机盐或灰分）。

矿物质按照在人体内的含量可分成常量（宏量）元素和微量元素。

常量（宏量）元素：机体内含量大于0.01%的矿物质称为常量（宏量）元素。

必需的：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫。

微量元素：机体中含量小于0.01%（100mg/kg）者称为微量元素。

必需的：铜、钴、铁、铬、碘、锌、钼、硒。

可能必需的：锰、硅、镍、硼、钒。

低剂量可能有作用的：氟、铅、镉、汞、砷、铝、锡、锂。

2.矿物质的代谢特点

随年龄增加而增加，但元素间比例变动不大。

体内分布极不均匀。

体内不生成，也不消失，必需经膳食（食物和饮水）补充。

相互间存在协同或拮抗作用。

某些微量元素生理剂量与中毒剂量相差较小，摄入稍过多就可产生毒性作用。

3.矿物质的生理功能

构成人体组织的重要成分。

维持渗透压、酸碱平衡、神经肌肉兴奋性。

构成多种活性物质的成分（酶的辅基、激素、维生素、核酸）参与酶系激活。

第二节钙

1.钙在人体内的分布

出生时体内含钙总量约为28g，成年时达1000～1200g（含钙总量约为25～30mol）。

是含量最多的无机元素。

分布极不均匀。

骨骼、牙齿—99%（羟基磷灰石）。

结合钙（柠檬酸或蛋白）—0.5%。

混溶钙池（软组织、细胞外液、血液）—0.5%。

混溶钙池的钙与骨骼钙保持着动态平衡，为维持体内所有细胞正常生理状态所必需。

2.钙的生理功能

构成骨骼和牙齿。

维持神经与肌肉活动。

促进体内某些酶的活性。

参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性等。

促进细胞信息传递。

维持细胞膜的稳定性。

3.钙的吸收与代谢

⑴钙吸收

主要在小肠吸收.

主动转运、被动扩散（肠腔中钙浓度）。

吸收率20～30% 。

对钙吸收有利的因素

对钙吸收不利的因素

⑵钙的排泄

钙营养状况良好时，成人的钙排泄量≈肠吸收量。

肠粘膜上皮细胞的脱落、消化液的分泌排入肠道→重吸收→粪中排出。

尿钙（与钙摄入量和肠吸收钙相关）。

汗液（高温作业者经汗丢失钙可高达1g/d）。

乳汁（150～300mg/d）。

补液、酸中毒、高蛋白膳食、高镁膳食、卧床；甲状腺素、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素、维生素D过多→钙排出↑。

⑶钙的储留

钙在体内的储留受膳食供给水平和人体对钙的需要程度影响。

高磷膳食对钙储留的影响不大。

高钠摄入可↓钙在骨骼中的储留，并↓骨密度。

氟骨症、糖尿病均对钙代谢有不利影响。

4.缺乏与过量

儿童长期缺乏钙和维生素D可导致生长发育迟缓，骨软化、骨骼变形，严重缺乏者可导致佝偻病，出现“O”形或“X”形腿、肋骨串珠、鸡胸等症状。中老年人随年龄增加，骨骼逐渐脱钙，尤其绝经妇女因雌激素分泌减少，骨质丢失加快，易引起骨质疏松症；缺钙者易

患龋齿，影响牙齿质量。

过量钙的摄入可能增加肾结石的危险性，草酸、蛋白质和植物纤维摄入量高，易已钙结合形成结石相关因子。钙与一些矿物质存在相互干扰和拮抗作用，高钙膳食可明显抑制铁、镁、磷的吸收及降低锌的生物利用率。

5.钙的膳食参考摄入量与食物来源

成年人钙的适宜摄入量（AI）：800mg。

钙的无可观察到副作用水平（NOAEL）：1500mg。

可耐受最高摄入量（UL）为2000mg/d。

钙的食物来源：

乳及乳制品。

水产品（虾皮、海带等）。

豆及豆制品、油料种子、蔬菜。

第三节铁

1.铁在体内的存在形式

铁是人体含量最多的必需微量元素，总量3～5g。

人体内的铁可分为功能性铁和贮存铁两大类：

功能性铁：血红蛋白——60%～75%；肌红蛋白——3%；含铁酶类——1%。

贮存铁：铁蛋白及含铁血黄素的形式存在于（肝、脾、骨髓）——25%。

食物中的铁有两种存在形式：血红素铁和非血红素铁。

血红素铁：是与血红蛋白及肌红蛋白中的卟啉结合的铁，可直接被肠粘膜上皮细胞吸收，不受植酸等因素的影响。

非血红素铁：是与蛋白质、氨基酸及其他有机酸等结合的主要以Fe（OH）3络合物的形式存在的铁，必须与结合的有机物分离并转化为亚铁后才能被吸收，影响吸收的因素较多。

生理功能：

（1）参与体内氧的运送和组织呼吸过程：铁为构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼吸酶的组成成分，参与体内氧的运送和组织呼吸过程。血红蛋白有携氧功能，参与体内氧的交换及组织呼吸；肌红蛋白的基本功能是在肌肉组织中起转运和储存氧的作用；细胞色素为含血红素的化合物，对细胞呼吸和能量代谢有重要作用。

（2）维持正常的造血功能：红细胞中约含机体总铁的2/3。铁在骨髓造血组织中与卟啉结合形成高铁血红素，再与珠蛋白合成血红蛋白。缺铁影响血红蛋白的合成、DNA的合成及幼红细胞的增殖。

（3）参与其他重要功能：铁与维持正常的免疫功能有关，缺铁可引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞（NK cell）活性降低。另外，在催化β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、脂类在血液中转运以及药物在肝脏解毒等方面均需铁的参与。同时铁与抗脂质过氧化有关，随着铁缺乏程度增高，脂质过氧化损伤加重，以及铁的缺乏可使具有抗脂质过氧化作用的卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性下降。

2.影响铁吸收的因素