营养学基础矿物质

人体内各类元素的平均含量与地壳各类元素的平均含 量是基本成比例的，血液中的元素含量与海水中的元 素含量是基本成比例的。（人与地球统一体） 在一般情况下人体内不会缺乏宏量元素，饮食中，宏 量元素大多数绰绰有余，而且机体对每种宏量元素的 耐受范围和维持平衡的能力都是相当大的，而微量元 素就不同，尽管它也同样受到机体内平衡机制的调节 ，但一旦这些元素过量就会呈现毒性，一旦不足时会 造成疾病，完全缺乏则致人于死地。
–
如锌—铁拮抗

某些微量元素在体内需要量很少，但其生理剂量 与中毒剂量范围较窄，摄入过多很易发生中毒
–
如硒
矿物质缺乏症
我国人群比较容易缺乏的矿物质是
钙、锌、铁、碘、硒等
矿物质缺乏的主要原因

地球环境中元素分布不平衡
食物中天然存在的矿物质拮抗物： eg：草酸
食品加工不当：eg：糊粉层、蔬菜浸泡、水煮
(3) 镁的生理功能

多种酶的激活剂
– 磷酸转移酶和水解肽酶系
–
–
Na+－K+－ATP酶 Ca+－ATP酶 体内镁以磷酸盐、碳酸盐的形式参与构成骨牙 在镁浓度下降时，甲状旁腺功能低下可引起低血钙

促进骨骼生长
–
–

维持神经肌肉的兴奋性
(3) 镁的生理功能
维护胃肠道功能（利胆、导泻、抗毒）

调节心血管功能
– – –
最适钙磷比例1:1
瘦肉、蛋、奶、动物内脏 海带、紫菜 坚果类、粗粮等
8.2.3 镁（ Magnesium ）
（1）概述 人体内含镁约20－28g，3/5存在于骨骼，2/5存在 于肌肉和软骨组织 镁主要分布在细胞内，细胞外不超过1% 镁在红细胞及血浆中主要以结合镁(32%)、游离镁 (55%)和镁盐(13%)三种形式存在
矿物质(mineral)
什么是矿物质？
人体由多种元素构成，种类大体和 地球表面的元素相一致。
公认构成人体组织、参与机体代谢，维 持生理功能的元素有20多种。
这些元素中除碳、氢、氧、氮元素外的其 余元素统称矿物质。
矿物质

概述：人体由多种元素构成。人体元素的种类大体和
地球表面的元素相一致。已经发现有20多种元素参与构 成人体组织，是维持生理功能和生化代谢所必需的。无 机盐占人体重量约5%。统称为矿物质。
– – –
凝血 激素分泌 细胞吞噬、分裂、分泌，等
（三）钙吸收
小肠上段为主，主动转运，耗能 小肠下段被动扩散 有利因素 不利因素
– – –
–
–
1,25-(OH)2-D3 乳糖 赖氨酸 低分子肽eg. CPP 机体需要量增加
– – –
–
– –
草酸盐 植酸盐 膳食纤维 饱和脂肪酸（钙皂） 抗酸药 酒精
（2）镁的吸收代谢

吸收部位：以空肠末端与回肠为主。摄入的镁有 30%－50%在小肠被吸收 吸收方式：被动扩散+主动运输 影响吸收的因素
– – –
膳食中Mg的摄入量 膳食成分 饮水量
（2）镁的吸收代谢

经肾脏以尿液排出，未被吸收的以粪便排出

肾上腺皮质分泌的醛固醇，可调节肾脏排泄镁的 作用
（八）钙的食物来源
***钙含量及吸收利用率

奶和奶制品是钙的主要来源 豆类及其制品、深色蔬菜、小鱼小虾、硬果类
也是钙的良好来源

硬水中含有相当数量的钙
含钙丰富的食物（mg/100g）
食 物 虾皮 虾米
含量 991 555
食 物 苜蓿 芥菜
含量 713 294
食 物 酸枣棘 花生仁
含量 435 284

吸收
部位：小肠为主，60～70％ 形式：无机磷酸盐

影响吸收的因素
促进：Vit D、合理的钙磷比例 抑制：膳食中植酸、钙、镁、铝、铁等

排泄
部位：肾 调节：甲状旁腺素调节肾小管的吸收和排泄
（四）推荐摄入量与食物来源
食物来源： 成人及孕妇 适宜：700mg/d 在动植物食品中分布广泛 丰富来源： 最高：3500mg/d
新生儿28～30g 成人1000～1200g（1.5％～2％BW）
主要存在形式
羟磷灰石[Ca10 (PO4)6 (OH)2] 99%
结合钙+离子钙
1%
人体钙分布
99%
1%
骨骼、 牙齿 软组织 体液
（二）钙的生理功能

构成骨骼和牙齿 维持神经与肌肉活动 参与体内某些酶的活性调节：eg. 脂肪酶、 ATP酶、腺苷酸环化酶、钙调蛋白 维持细胞膜完整性和通透性 其他作用
矿物质在哪？


骨骼
牙齿


体液
激素
酶类
……
矿物质的分类？
常量元素

微量元素

含量≥0.01％BW 需要量≥100mg/d Ca、 P、 K、Na、 S、Cl 、Mg
含量<0.01％BW 需要量<μg~mg/d 又分为三类
微量元素分类

人体必需微量元素
I、Zn、Se、Cu、Mo(钼）、Cr、Co（钴）、Fe、Mn、F

人体可能必需元素
Si(硅)、B(硼)、V(钒)、Ni(镍)

低剂量必需元素
Pb(铅)、Cd (镉) 、Hg (汞) 、As (砷) 、Al (铝) 、Li (锂) 、Sn (锡)
必需微量元素如何判定？
该元素长期摄入不足会导致生理功能损伤。 补充该元素达生理水平，即可预防或治愈这种 损伤。 有一个以上相互独立的研究报告和一个以上动 物品种的证明。



矿物质有常量和微量之分，也叫宏量和痕量之 分。人体需要量多的矿物质叫常量元素，需要 量少的矿物质叫微量元素。 但需要量的多少并不与其重要性成正比，每一 种都是同等的重要。人体必需的矿物质有15种 。必需常量元素有钙、镁、磷、钠、钾、硫、 氯等7种，必需微量元素有锌、硒、铁、铜、 碘、钻、钥、铬等8种。 必需概念？（与以前讲的必需AA一样）
粪 尿 汗液 乳汁
混溶钙池
miscible calcium pool
—以离子状态存在于软组织、细胞外
液和血液中的钙。
— 1%
（五）钙缺乏症
婴幼儿期缺钙

佝偻病 常伴随维生素D缺乏 表现为生长迟缓、新骨结构异常、骨钙化不良，骨 骼变形，出现。
成年期缺钙

女性，老年人多见 骨质软化 骨质疏松，易发生骨折，主要为脊柱压缩性、前臂 和髋骨骨折。

我国临床上使用微量元素治病历史悠久，使用铁 治病已有几千年的历史，使用碘治病也有上百年 的历史，用锌、锰、硒、铬、铜治病也有二十多 年历史了。
那么，微量元素今天的状况是怎样的 呢？和我们的健康之间有着怎样的关 系呢？
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我国东北、西北、西南的广大地区缺硒，新疆伽狮县缺钾 ，河南林州地区缺铂，广东珠江三角洲地区缺锰，贵州地 区高氟等。缺硒易得克山病（牛型心）、大骨节病，缺钾 易得夜育症，缺铂易得食管癌，缺锰易得肝癌，缺镍易得 鼻咽癌，高氟易得氟骨症。 由于”先天不足”，造成了全国有8000多万人缺硒，100 多万人缺钾，6000多万人缺锰。如果再不注意环境污染的 结果，将会造成微量元素不平衡的地域越来越扩大，受害 的人群越来越多。
（四）血钙

存在形式
46.0％ 蛋白结合钙 （与白蛋白、球蛋白结合） 6.5％ 扩散钙 （与有机酸、无机酸结合） 47.5％ 离子钙

血钙调节
甲状旁腺素（PTH） 降钙素（CT）
（五）钙排出

粪 尿 汗液 乳汁
100～150mg/d 160～200mg/d 100mg 150～300mg/d
– Mg充足，促使cAMP生成增多，引起血管扩张
–
Mg缺乏，血管紧张肽和血管收缩因子增加，引起动脉骤然收缩

对激素的作用（甲状旁腺激素）
（4）镁的缺乏
Mg 的缺乏对机体的影响
–
–

–
–
对Ca代谢的影响 对神经肌肉兴奋性的影响 对骨骼的影响 其他

引起Mg 缺乏的原因
–
– –
摄入不足 吸收障碍 丢失过多
河蟹
泥鳅 红螺 河蚌 鲜海参
325
299 539 306 285
雪里蕻
苋菜 乌塌菜 油菜苔 黑芝麻
230
187 186 156 780
紫菜
海带（湿） 黑木耳 全脂牛乳粉 酸奶
264
241 247 676 118
磷 Phosphorus, P



分布 生理功能 吸收与代谢 膳食参考摄入量 食物来源
缺乏症
膳食参考摄入量食物来源
（一）铁的分布

功能性铁
– – –
血红蛋白 肌红蛋白 酶类
60～75％ 3％ 1％

储存性铁
– –
25％
铁蛋白 含铁血黄素

运输铁
–
运铁蛋白
（二）铁的生理功能

构成血红素蛋白质，参与红细胞的形成和氧的运输 – 血红蛋白 – 肌红蛋白 作为多种酶的组成成分，在生物氧化、组织呼吸过 程中发挥作用 – 细胞色素 – 非血红素铁酶 – 含血红素铁酶


中学时我们学过元素周期表，大到宇宙，小到细胞， 都是由元素组成的。碳、氢、氧、氮四大有机元素构 成蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素和水，其余元 素是无机元素，又称为无机盐或矿物质。 矿物质主要存在于岩石和金属中，是维持人体健康的 必需化学物质。在构成人体组织、肌体代谢，维持生 理功能等方面扮演着重要的角色。所有的生物均无法 合成矿物质，矿物质必须从食物中摄取。
促进钙排出的因素： 补酸、酸中毒、高蛋白或高镁膳食、甲状腺 素、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素、维生素D过 多、卧床等。
Ca的吸收和代谢图
骨骼、牙齿
肠 膳 30-50% 吸 食 1,25-(OH)2VD3 收 钙 钙 800mg/d
99%
甲状旁腺素 降钙素
1% 软组织、体液 混溶钙池 miscible calcium pool

我国是使用矿物质历史最悠久的国家。中医中 药使用石头、泥沙、贝壳和金属治病早已有之 。微量元素锌、铁、铜、锰、铬，分别是中医 的金、木、水、火、土五行学说的物质基础。 中医用代赫石治疗贫血，用炉甘石治疗眼疾， 用铜钱煮水镇惊，用贝壳治疗骨质疏松症等， 都非常有效。这些矿物药和金属药的有效成份 就是矿物质。
（5）镁与其它矿物元素的关系

镁与钙使神经肌肉兴奋或抑制的作用相同


镁的吸收和钙、磷的吸收相互影响
镁缺乏会导致细胞内缺钾
（6）镁的参考摄入量和食物来源

食物来源
–
植物食品：花生、芝麻、大豆、全谷、绿 叶蔬菜 动物食品：一般含较少
–
铁 Ferrum, Fe

概述 生理功能 吸收与代谢
Left normal bone, right osteoporotic bone
Left normal bone, right osteoporotic bone
（六）钙过量

肾结石 奶碱综合症(是指高钙血症和伴随或不伴随代谢性碱中毒和肾功
能不全的征候群,临床上碳酸钙与牛奶同时服用以及过多服用碳酸钙以及 其他服用无机钙时发生的一种症侯群。


摄入不足或不良饮食习惯：eg素食、挑食
生理上有特殊营养需求的人群 eg孕妇、乳母
矿物质的“沙场点兵”
钙 磷 碘 硒
铁
锌
镁
钠
钙 Calcium，Ca



分布 生理功能 吸收与代谢 缺乏与过量 膳食参考摄入量 食物来源
（一）钙的分布
Ca是人体含量最多的无机元素


矿物质有什么用？

因此…… 矿物质是不可缺少 维持渗透压: eg. Na, K 的营养素！
构成机体组织: eg. Ca, P 维持机体的酸碱平衡 维持神经和肌肉的兴奋性以及细胞膜的通透性 构成体内生理活性物质：激素、酶
矿物质的特点

体内不能合成，必须从食物和饮水中获取 在体内分布极不均匀 矿物质之间存在协同或拮抗作用
)

干扰其他矿物质的吸收利用： 铁、锌、镁、磷，等
（七）膳食参考摄入量（DRIs)
适宜摄入量(AI) 成年人(18～): 800 mg/d 老年人(50～): 1000 mg/d


特殊人群AI
可耐受最高摄入量(UL)
2000mg/d
0～： 300 0.5～： 400 1～： 600 4～： 800 11～：1000 孕妇：1000～1200 乳母：1200

矿物质按其在人体中的多少可被分为常量元素（即宏量 元素）和微量元素。前者的含量规定为0.01%。它包括 钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)镁(Mg)、氯(Cl)、硫(S)等。微 量元素规定量应少于0.01%。它包括铁(Fe)、铜(Cu)、 碘(I)、锌(Ze)、硒(Se)、锰(Mn)、硅(Si)、钼(Mo)、镍 (Ni)等。
（一）磷的分布
P是人体含量较多的元素之一
成人体内约含600～900g，约1％BW
主要存在形式：羟磷灰石
人体磷的分布
15%
骨骼 牙齿 组织 细胞
85%
（二）磷的生理功能
构成骨骼、牙齿和软组织成分 参与能量代谢的储存和释放 参与酶的组成 参与物质代谢 调节酸碱平衡

（三）磷的吸收与排泄