微量元素生物学效应共120页
钙磷及微量元素代谢医学生物化学课件
钙磷及微量元素代谢的调节机制
01
02
03
摄取调节
通过调节食物中钙、磷和 微量元素的含量，以及膳 食习惯，可以影响其摄取 量。
吸收调节
肠道对钙、磷和微量元素 的吸收受到多种因素的影 响，如食物成分、肠道微 生物等。
排泄调节
通过调节肾脏、肠道等器 官的功能，可以影响钙、 磷和微量元素的排泄量。
02
钙磷及微量元素代谢的生物化 学基础
酶的活性调节是钙磷及微量元素代谢 的重要环节，如钙离子通道蛋白、磷 酸酶等。
03
钙磷及微量元素代谢异常与疾 病的关系
钙磷及微量元素代谢异常引起的常见疾病
佝偻病
由于钙磷代谢异常，导致骨骼发 育不良，出现佝偻病症状。
骨质疏松症
由于钙磷代谢异常，导致骨骼结 构破坏，出现骨质疏松症症状。
微量元素缺乏症
由于微量元素摄入不足或代谢异 常，导致微量元素缺乏症症状。
钙磷及微量元素代谢异常对疾病的影响
影响骨骼发育
钙磷及微量元素代谢异常会影响 骨骼的发育，导致骨骼发育不良
或畸形。
增加骨折风险
钙磷及微量元素代谢异常会增加骨 折的风险，因为骨骼结构破坏，容 易发生骨折。
影响免疫功能
微量元素缺乏会影响免疫功能，使 人体容易感染疾病。
钙磷及微量元素代谢异常的防治策略
合理饮食
谢谢您的观看
钙磷及微量元素在细胞内的分布与转运
细胞内钙磷及微量元素的储存
细胞内存在多种钙磷及微量元素储存形式，如线粒体、内质网、细胞骨架等。
转运蛋白的作用
钙磷及微量元素通过转运蛋白进行跨膜转运，如钙离子通过钙通道蛋白进入细 胞，锌离子通过锌转运蛋白进入细胞。
钙磷及微量元素在细胞内的代谢过程
微量元素的主要作用及吸收形态（详尽版）
微量元素的主要作用及吸收形态（详尽版）植物对微量元素的吸收形态植物只能吸收能溶于水的显离子态或鳌合态的元素。
土壤中不溶于水含微量元素的各种盐类和氧化物，则不能被植物吸收，所以以离子态施入土壤的微量元素极易与土壤中的CO2、P2O5、SiO2等固定，成为难溶性的盐，金属鳌合物则可防止这一现象的发生。
微量元素对植物的主要作用1、锌的生理作用锌参与生长素（吲哚乙酸）的形成，催化二氧化碳的水合作用，促进碳水化合物向繁殖器官输送。
锌是多种酶如谷氨酸脱氢酶、苹果脱氢酶、二肽酶、磷脂酶的的组成成分，他们对植物体的物质水解、氧化还原过程和蛋白质合成起重要作用。
缺锌引起光合作用降低，氮素代谢紊乱，氨的大量积累、植株失绿。
锌素营养与核糖核酸的形成有密切关系，缺锌则核糖核酸减少，植株生长发育不良，产量降低。
2、硼的生理作用硼参与碳水化合物在植物体内的分配与运转，缺硼叶片中的光合产物运输不出去而使叶片增厚；硼参与细胞壁的形成，可促进分生组织迅速生长，缺硼对根尖和茎尖的细胞分化和伸长受阻，以至枯萎；硼对花粉萌发、花粉管生长和受精过程以及种子形成都有激发作用和较大影响，缺乏则产生油菜“花儿不实”、麦类“小花不孕”和棉花“蕾而不花”的现象；硼促进维生素b及抗坏血酸的形成，可提高植物抗性。
缺硼易发生洋芋疮痂病、甜菜腐心病、萝卜褐腐病、红薯褐斑病、芹菜折茎病等。
3、铁的生理作用铁酶常居于某些重要氧化还原酶结构上的活性部位，起电者子传递作用，促进各类物质代谢中的氧化还原反应；铁参与叶绿素的形成，同时影响所有能扑获光能的器官，包括叶绿体、叶绿素蛋白络合物、类胡萝卜素以及与此相结合的电子载体，缺铁则叶片失绿；铁参与硝酸与亚硝酸的还原作用，铁氧蛋白是豆科作物根瘤菌中豆血红素的成分，铁又是Fe-Mo固氮酶的成分，缺铁时，生物固氮量减少，植株矮小，呼吸作用的传递体如细胞色素（包括a、b、c）含有铁，如缺铁呼吸作用受阻，影响ATP的形成；铁也是磷酸蔗糖的活化剂，缺铁影响蔗糖的形成。
生物化学第四节微量元素
除了单独研究每种微量元素的生理和病理作用外，还需要考虑它们之间的相互作用，以及 如何通过合理的膳食和营养补充来维持健康的微量元素平衡。
感谢您的观看
THANKS
微量元素在生物体内的功能
构成生物大分子结构
如铁、铜、锌等参与构成血红 蛋白、酶和细胞色素等生物大
分子。
参与能量代谢
如钴、硒等在生物氧化过程中 起到重要催化作用。
维持渗透压平衡
如钠、钾等元素参与维持细胞 内外渗透压平衡。
参与信息传递
如碘、氟等在信息传递过程中 发挥重要作用。
微量元素与生物健康的关系
02
常见微量元素及其作用
铁（Fe）
总结词
维持正常造血功能
详细描述
铁是血红蛋白的重要组成成分，参与氧气的运输和交换。缺铁会导致贫血、疲 劳等症状。
锌（Zn）
总结词
促进生长发育和组织再生
详细描述
锌是多种酶的组成成分，参与蛋白质合成、DNA复制等生命活动。缺锌会影响儿 童的生长发育，导致发育不良、智力障碍等问题。
铜（Cu）
总结词
参与氧化还原反应
详细描述
铜是多种酶的活性中心，参与氧化还原反应、胶原蛋白合成等。缺铜会导致贫血、骨折等症状。
锰（Mn）
总结词
促进骨骼发育和酶活性
详细描述
锰是多种酶的激活剂，参与骨骼发育、糖代谢等。缺锰会导致骨骼畸形、生长迟缓等症状。
碘（I）
总结词
维持甲状腺功能正常
详细描述
碘是甲状腺激素的组成成分，参与能 量代谢、生长发育等。缺碘会导致甲 状腺肿大、智力低下等问题。
品中的微量元素含量。这些技术包括原子吸收光谱法、原子荧光法、电
生物化学 第四节 微量元素
微量元素的生理作用
参与构成酶活性中心或辅酶：人体内有一半以
上的酶其活性部位含有微量元素。有些酶需要 一种以上的微量元素才能发挥最大活性。有些 金属离子构成酶的辅基。
参与体内物质运输：如血红蛋白中Fe2+参与O2
的送输：碳酸酐酶含锌，参与CO2的送输。
参与激素和维生素的形成：如碘是甲状腺素合
成的必需成分，钴是维生素B12的组成成分等。
锌主要在小肠中吸收。
锌主要随胰液、胆汁排泄入肠腔，由粪便排出，
部分锌可从尿汗及乳汁等排出。
生化功能与相应疾病
锌是80多种酶的组成成分或激动剂，参与体内多种物质 的代谢。锌还参与胰岛素合成。在固醇类及甲状腺素的 核受体中DNA结合区，有锌参与构成的锌指结构，在基 因调控中有重要作用。
缺锌会导致多种代谢障碍，如儿童缺锌可引起生长发育 迟缓，生殖器发育受损，伤口愈合迟缓等。另外，缺锌 还可致皮肤干燥，味觉减退等。某些地区的谷物中含有 较多的6－磷酸肌醇，它能与锌形成不溶性复合物，影 响锌的吸收，会导致“伊朗乡村病”。
六、锰
成人每日需要量为2.7-7mg，儿童为0.3μg/kg体重。
锰主要在小肠中吸收，入血后大部分与血浆β1－球
蛋白（运锰蛋白）结合而运输。主要从肠道排泄。
锰主要为多种酶的组成部分和活性剂，如RNA聚合酶、 超氧化物歧化酶等。
缺锰生长发育会受影响；若吸收过多可出现中毒症状。
七、硒
GSH-Px
无机铁以Fe2+形式吸收，而Fe3+很难吸收， 络合物的铁吸收大于无机铁。
铁锅炒菜：
Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O
常用微量元素的代谢及生物学作用
十二指肠
尿液
①谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分；
②参与辅酶A和辅酶Q的合成；
③保护视器官的功能健全，和视力及神经传导有密切关系；
④是体内抵抗有毒物质的保护剂；
⑤刺激免疫球蛋白和抗体的产生，增强机体免疫力；
⑥保护心血管和心肌；
⑦调节维生素A、C、E、K的代谢；
⑧干扰致癌物的代谢，具有抗肿瘤的作用
克山病
骨节病
铜（Cu）
肝、脑、心、及肾脏含量最高
十二指肠
小肠上段
胆汁、肠壁、尿液
①维护正常的造血功能及铁的代谢；
②是构成超氧化物歧化酶、赖氨酰氧化酶等多种酶类的必需成分
Wilson病
铬（Cr）
肌肉、肺、肾、肝、胰腺含量较高
口、呼吸道、肠道、皮肤
尿液
①促进胰岛素的作用及调节血糖；
②降低血浆胆固醇；
③促进蛋白质代谢和生长发育
常用微量元素的代谢及生物学作用
名称
分布
吸收部位
排泄器官
生物学作用
代谢异常疾病
锰（Mn）
骨骼、肝、脑、肾、胰腺垂体含量较高
小肠
肠道、胆汁、尿液
①是多种酶的组成成分及激活剂；
②促进生长发育；
③与造血功能密切相关，是过氧化物酶的组成成分
侏儒症
钴（Co）
肝、肾、骨骼含量较高
消化道
呼吸道
尿液
①是维生素B12的组成成分，参与造血，促进红细胞的正常成熟；
名称
分布
吸收部位
排泄器官
生物学作用
代谢异常疾病
铁
（Fe）
所有组织
肝、脾含量最高
十二指肠
空肠上段
肾脏、粪便、汗腺
微量元素在生物地球化学中的作用
微量元素在生物地球化学中的作用人们常说，健康的饮食应该保证营养的平衡，其中包括大量的碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质和维生素等。
而在矿物质中，有一类叫微量元素，它们虽然在人体内所需的量很少，但却非常重要。
微量元素不仅在人体内发挥着关键的生理作用，而且在生态系统中也扮演着不可替代的角色。
本文将从微量元素在生态系统中的作用出发，介绍微量元素在生物地球化学过程中所起的作用。
一、微量元素在生态系统中的作用微量元素在生态系统中是必不可少的营养物质，它们可以促进植物生长、影响动物的免疫力和繁殖能力，还能调控生态系统的生物地球化学循环过程。
以下我们将分别介绍它们的作用。
1.促进植物生长微量元素对植物生长发育有着极其重要的影响，特别是在缺乏某种元素的情况下，这种影响更加显著。
如硼（B）是植物在生长期间不可或缺的微量元素之一，它参与植物对钙离子的吸收，维持细胞壁的完整性，促进分裂和伸长，从而提高植物的耐受性和抗性。
又如镁（Mg）虽然是植物体内所需数量较大的元素之一，但是缺乏镁会引起植物的生长停滞和发黄等生理障碍。
2.影响动物的免疫力和繁殖能力微量元素在动物的生理功能中也扮演着重要的角色。
例如，锌（Zn）是动物免疫系统中的重要组成部分，它参与免疫细胞的分化与增殖，调节免疫功能，并且对于蛋白质和核酸的合成十分关键。
而铜（Cu）也是细胞内重要的氧化剂，它有助于合成胶原蛋白，提高抗氧化能力，同时也可以促进动物繁殖系统的正常发育。
3.调控生态系统的生物地球化学循环过程微量元素的存在也对生态系统中的生物地球化学过程有着不可替代的作用。
以氮素生物地球化学循环为例，微量元素钼（Mo）和钴（Co）都是催化酶中的重要成分。
它们在固氮细菌中发挥作用，参与到固氮酶的合成过程中，从而促进了氮素固定的效率。
又如，碳地球化学过程中，铁（Fe）参与到水中的氧气溶解和呼吸作用中，促进海洋中浮游植物的生长和物种多样性的提高。
二、微量元素在生物地球化学过程中的作用微量元素在生态系统中起着非常重要的作用，而它们更是整个生物地球化学循环过程中所必不可少的元素，因为它们不仅是生物体内的重要组分，而且在环境中的循环和转化也起着重要的作用。
微量元素硒的生物学作用
微量元素硒的生物学作用摘要：硒是机体必需的微量元素。
从硒的吸收代谢、存在形式及生物学作用方面进行了阐述。
关键词：硒；生物学作用中图分类号：Q581；R151.2 文献标识码：Ｂ文章编号：１００７－２７３Ｘ（２０12）01-0007-03硒是机体必需的微量元素，具有明显的生理功能，与人类和动物的生长、发育和疾病的发生有着密切联系。
硒已被认为是医学和动物营养方面最新发现的微量元素之一。
１硒在体内的分布、吸收与代谢硒在动物体内含量甚微，约０。
０５～０。
２０ｍｇ／ｋｇ，但它是动物体内不可缺少的微量元素之一，存在于动物全身组织细胞中，以肾、肝、肌肉中含量较高。
硒的主要吸收部位在十二指肠，少量在小肠及其他部位吸收。
肠道对可溶性亚硒酸钠、硒酸钠及有机硒吸收很快，反刍动物对硒的吸收比单胃动物差。
硒的代谢比较复杂，各种形式的硒必须先转化成硒化物才能以负二价离子形式形成有机硒并起到营养作用，而后主要通过粪、尿或呼吸的形式排出体外，另外还有部分硒能进入皮毛而被排出。
粪便中的硒主要是未被吸收的饲料硒和少量随胆汁、胰液及肠液一起分泌到肠中的硒。
当饲料中硒的含量维持在生理水平时，主要随尿排泄；当饲料中含有大量的硒时，主要经肺部排泄具有挥发性的二甲基硒化物。
２硒在体内的存在形式动物体内的硒以含硒酶和含硒蛋白两种形式存在。
目前所发现主要的含硒酶有谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＳＨ－Ｐｘ）、磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶（ＰＨＧ－Ｐｘ）和５’－脱碘酶。
另外，从细菌培养物中还发现了６种含硒酶，分别为甘氨酸还原酶、甲酸脱氢酶、尼克酸羟化酶、黄嘌呤脱氢酶和硫解酶等。
从动物的器官和组织中检测出的硒蛋白共１３种，研究较为深入的是硒蛋白Ｐ，它具有转运硒的功能。
硒蛋白Ｐ含有多个巯基和硒原子，具有很强的还原能力，参与血红素的代谢，可作为自由基的清除剂，保护肝脏功能，避免肝坏死和脂质过氧化［１］。
３硒的生物学作用３。
１抗氧化作用机体在动物代谢过程中，不断产生各种对机体有害的过氧化物和自由基，这些物质对机体组织细胞可造成严重损伤并将生物膜过氧化成为过氧化脂质，破坏膜结构。
微量元素生物学效应
• 钴主要在空肠吸收。
• 三价铬最易被吸收的部位是空肠，其次是回吸收迅速,空腹时1～2h可 完全吸收。 • 胃肠道有食物时3h也可完全吸收 • 机体对碘、氟、硒无内稳态调节机
• 维生素C和柠檬酸可明显增加铁的吸 收率，柠檬酸＞维生素C，两者有相 加作用。 • 维生素C增强铁利用的原因：维生素 C作为还原剂促进三价铁还原成二价 铁，作为络合剂与铁结合成可溶性 复合物。
5．微量元素间的相互作用
• 竞争性结合同一受体部位：某元素过多 可干扰另一元素的吸收。 • 对金属结合蛋白的诱导：锌对铜吸收的 抑制是由于锌可诱导肠黏膜细胞合成金 属硫蛋白，后者对铜的亲和力明显高于 锌，因此进入细胞的铜更易与之结合， 从而减少了铜的吸收。
率为无机铬的100倍。
• 血红蛋白、肌红蛋白，经胃酸和蛋白酶 消化后而游离出的血红素铁，能直接被 肠黏膜细胞摄取，在细胞内经血红素氧 化酶分解成原卟啉和铁而被吸收。 • 食物中最易吸收的铁化合物 — 血红素铁 在小肠内的吸收率高达 37% ，而非血红素 铁如来自铁盐、铁蛋白、含铁血黄素及 植物性食品中的高铁化合物等仅为5%。
（一） 构成酶和酶的激活剂
• 酶是一切生命活动和生化反应的物质基 础。 • 人体内已发现上千种酶，其中50%—70% 的酶都需要微量元素参与，或由微量元 素组成酶的激活剂。含锌酶达200多种， 但有些仅存在于植物或低等动物，与人 类有关的含锌酶有100多种。
• 铁参与构成细胞色素c氧化酶、过氧化氢酶 （catalase，CAT）、过氧化物酶 （peroxidase，PX）、核苷酸还原酶、脂加 氧酶、髓过氧化物酶（myeloperoxidase）等 十多种酶；
生物化学维生素与微量元素PPT课件
HO
CH 2 OH
H 3C
N+
HO
H
吡哆醇
H 3C
CH 2 NH 2
H 3C
N+
H
CH 2 OHPO3H2
吡哆醛
N + 磷酸吡哆胺
H
（二）辅酶/活性形式：
1、磷酸吡哆醛 2、磷酸吡哆胺
（二）生化作用及缺乏症
1.生化作用
❖作为转氨酶和脱羧酶的辅酶，参 与氨基酸代谢
❖作为ALA 合酶的辅酶，参与血红素合成
❖体内活性形式/辅基： 黄素单核苷酸 (FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)
H2C
O
HCOH
HCOH HCOH CH 3
O PO OH
H3C
Ⅲ
N
N
Ⅱ
Ⅰ
CO
H3C
NH
N
C
O
O
P
O
OH
NH2 N
N
N
CH 3 O
N
OH OH
Vit B2 FMN
FAD
AMP
（二）生化作用及缺乏症
吡哆胺 长期服用异烟肼需补充维生素B6
1. 辅酶A (CoA) 2. 酰基载体蛋白 (ACP)
泛酸
HO
焦 磷 酸 HO
H 3C
O
O
CH3 OH
PO
O N
PO
NH NH2 N
O SH
NH
巯基乙胺
腺嘌呤
O
ON
N
HSCoA的结构
O OH HO P O
3’-磷酸核糖
OH
（二）生化作用 辅四作缺（多长二酶氢为乏二种期、A叶 α症 ） 羧 服维-(酮酸：生化用C生酸o巨化酶异(素AF脱幼作（烟)HD羧4红用如肼（) 酶细及丙需抗系胞缺酮补佝的性乏酸充偻辅贫症羧维病酶血化生维，酶素生参）B素6与的）α辅-酮酶酸，的在氧羧化化脱反羧应作中用起着固定CO2和传递羧基的作用
微量元素对生物体生理功能的影响研究
微量元素对生物体生理功能的影响研究微量元素是指在生物体内需求量较小的无机元素。
虽然量少，但微量元素的缺失或过量摄入都会对生物体的生长、发育和生理功能产生影响。
本文将探讨微量元素对生物体生理功能的影响以及其研究现状。
一、微量元素的种类及其功能微量元素根据其在人体内的含量可分为超微量元素（锰、铜、锌、硒等）和微量元素（铁、碘、钼、铬、钴等）。
这些微量元素在人体内的含量相对较少，但是具有重要的生理功能。
1. 锰：锰是一种重要的酶活性中心，参与脱氢酶、氧化酶以及巨噬细胞的吞噬过程，对人体的生长、骨骼发育及生殖亦有影响。
2. 铜：铜是多种酶的组成部分，如细胞色素c氧化酶、超氧化物歧化酶等，能够促进铁的吸收和使用，并维持神经、骨骼、结缔组织健康。
3. 锌：锌是多种酶的活性中心，如碳酸酐酶、核酸酶等，参与细胞分裂、生长和免疫功能，对糖代谢和妊娠也有影响。
4. 硒：硒是谷胱甘肽过氧化酶、细胞色素P450等酶的活性中心，具有抗氧化、保护心血管、预防肝硬化等多种生理功能。
5. 铁：铁是血红素和细胞色素的组成部分，对血液形成和氧运输至关重要。
6. 碘：碘是构成甲状腺激素的重要元素，促进生长、发育和代谢，对神经系统和免疫系统也具有影响。
7. 钼：钼是多种酶活性中心，如亚硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶等，参与氮代谢、铜代谢和嘌呤代谢。
8. 铬：铬促进胰岛素的作用，参与葡萄糖的代谢，对心血管、神经系统和免疫系统具有影响。
9. 钴：钴是维生素B12的构成成分，对血液形成和神经系统健康有关。
二、微量元素对生物体生理功能的影响微量元素的缺失或过量摄入都会对生物体的生长、发育和生理功能产生影响。
1. 锰缺乏：在生物体中，锰主要以酶活性的形式存在，缺乏锰会影响生物体脱氢酶和氧化酶的活性，导致生物体代谢障碍、骨质疏松等症状。
2. 铜缺乏：铜缺乏会导致生物体血红素和细胞色素合成减少，影响血液形成和氧运输。
同时，铜也参与神经脑的形成和功能，铜缺乏会影响生物体神经和免疫系统的健康。
微量元素硒的生物学作用及其在养猪生产中的应用
酶 也 是 通过 抑制 膜 磷 脂 过 氧 化 而 发 挥 保
护 生 物 膜 的 作用 。
１ ． １ Ｉ ２ 非 酶硒 抗 氧 化 作 用
非 酶 硒 化合 物 的抗 氧 化 作 用 ，主 要
是 多 种 硒 蛋 白的抗 氧 化 作 用 。硒 化 合 物 的抗 氧 化 作 用 可 以 归 纳 为 以 下 几 个 方 面 ：清 除 脂 质 过 氧 化 自 由基 中 间 产 物 ：
袁施彬等2008在日粮中添加06mg肾皮质肝胰腺垂体及毛发含硒112非酶硒抗氧化作用妇的硒能使猪日增重提高料肉比较高而肌肉骨骼和血液相对较低非酶硒化合物的抗氧化作用
微 量 元 素硒 的
生物 学作 用及 其在养猪 生产 中的应 用
张 建 军 施 卫 忠 ｚ 张 贻 传
（ １ ． 浙 江 省嘉 兴市 大 运 河 生 态 牧 业 有 限责 任 公 司 ，浙 江 嘉 兴 ３ １ ４ ０ １ ５ ；２ ， 普 瑞 纳 嘉 兴 饲 料公 司 ，浙 江 嘉 兴 ３ １ ４ ０ ０ ２）
降 低 ：ｌ ｇ Ｇ、 Ｉ ｇ Ａ和 Ｉ ｇ Ｍ 提 高 ， 猪 瘟 抗 体 滴度 随着 试 验 期 的延 长 ，几 乎 呈 直 线
１ ． １ 抗 氧 化 作 用
在 抗 氧 化 方 面 ．硒 和 Ｖ Ｅ 起协 同 作 用 ．补 充 硒 或 Ｖ Ｅ 可 达 到 互 补 和 纠 正 各 自 的缺 乏 症 。 但 在 有 些 情 况 ，Ｖ Ｅ 不 能 代 替 硒 ，而 硒 则 在 很 大 程 度 上 可 代 替 Ｖ Ｅ 。 据 测 定 ，一 个 硒 原 子 能 代 替 ７ ０ ０ —
些地 区动 物 的 白肌 病 、桑 葚 心病 、 营养
性肝 坏 死 等 疾 病 均 与 缺硒 有 关 ：而 湖北
医学检验--微量元素
微量元素微量元素分布及生理功能微量元素一般是指其含量是以毫克或更少/每千克组织来计算的元素。
（指含量占体重0.01%以下元素）微量元素可根据其生物学作用不同划分为必需的、无害的及有害的三类。
必需的微量元素：铁、锌、铜、锰、铬、钼、钴、硒、镍、钒、锡、氟、碘、硅等。
对人体有害的元素：铋、锑、镉、汞、铅等。
微量元素的生理功能1.酶的激活剂：体内约50%～70%种类的酶中含微量元素或以微量元素离子做激活剂；2.构成体内重要的载体及电子传递系统；3.参与激素和维生素的合成；4.影响生长发育，免疫系统的功能。
微量元素与疾病的关系微量元素过多或缺乏，可导致某些地方病的发生。
如缺碘与地方性甲状腺肿及呆小症有关；低硒与克山病和骨节病有关；铁过剩致血红蛋白沉着病；汞中毒时发生“水俣病”；先天性铜代谢异常引起Wilson病等。
1.铁（1）铁的生理功能铁是体内含量最丰富的微量元素。
主要功能是作为血红蛋白的主要成分。
1）维持正常造血功能铁是血红蛋白的主要成分。
铁缺乏，使血红蛋白合成障碍引起缺铁性贫血。
血红蛋白中铁对氧摄取、释放、运输起重要作用。
2）参与体内氧化-还原反应和质子、电子的传送作用，在呼吸链中亦发挥重要功能。
（2）铁的测定方法血样中的铁常用血清铁和血清总铁结合力来表示。
（正常情况下仅有20%～55%的运铁蛋白与血清铁结合其余的运铁蛋白处于不饱和状态）。
血清总铁结合力（TIBC）：在血清样品中加足量的铁标准液使运铁蛋白被铁饱和。
过量的铁用MgCO3除出，离心取上清液，按测血清铁的方法求出铁的含量，即为TIBC。
血清铁和总铁结合力的百分比称为铁饱和度。
铁饱和度＝血清铁/总铁结合力×100%铁的测定：多采用化学比色法。
亚铁嗪比色法、双联吡啶比色法、菲洛嗪比色法等。
（3）临床意义1）血清铁增高：溶血性贫血；再生障碍性贫血、巨幼红细胞性贫血；因铁利用率太低的铅中毒或因维生素B6缺乏引起造血功能减低等。
2）血清铁降低：常见于缺铁性贫血、急性或慢性感染、恶性肿瘤等。
微量元素的生物学意义
微量元素的生物学意义微量元素是指自然界中含量很低的一种化学元素。
部分微量元素具有生物学意义，是植物和动物正常生长和生活所必需的，称为“必需微量元素”或者“微量养分”，通常简称“微量元素”。
必需微量元素在植物和动物体内的作用有很强的专一性，是不可缺乏和不可替代的。
当供给不足时，植物往往表现出特定的缺乏症状，如农作物产量降低，质量下降，严重时可能绝产。
而施加一定的微量元素肥料，有利于产量的提高和品质的改善，这已经被大量的田间试验和生产实践所证实。
对于作物来说，含量介于0.2～20毫克/千克(按干物重计)的必需营养元素称为“微量元素”。
到目前为止已证实，作物所必需的微量元素有硼、锰、铜、锌、铝、铁、氯等。
这些元素经过工厂制造成肥料，就叫做微量元素肥料。
有些微量元素如锌、硼、铜、锰、钼、铁等作为植物营养必需元素以肥料的形式应用于农业生产，国外开始于20世纪20～30年代，到了60～70年代已开始应用于大面积生产，尤其是近20年来，施用面积在不断扩大。
我国从20世纪40年代开始研究微量元素对植物生长发育的影响。
20世纪50年代开始研究土壤微量元素含量及其形态。
20世纪60年代开始研究微肥在生产中的应用，相继发现：大豆施用钼肥增产显著；土壤缺硼，油菜花而不实，棉花蒂而不花；土壤缺锌，水稻僵苗坐蔸，玉米花白苗。
针对性施锌、硼肥，增产极显著，大大促进了微量元素肥料的应用。
20世纪70年代以来，我国微量元素肥料的研究与应用得到较全面发展。
第一，普遍开展了土壤微量元素的含量调查，结果表明土壤缺硼面积多达40%以上，缺锌面积多达20 %以上，缺锰、缺铁、缺铜面积分别为10%、5%、1%左右。
第二，广泛进行田间微量元素肥料的应用技术和应用效果试验，取得近30种作物(粮、棉、油、果、蔬菜、特产等)的微肥施用技术及其增产效果，特别是水稻、玉米施锌以及棉花、油菜施硼的施用技术已在全国范围内推广应用。
论述了缺硼对棉花、油菜、芝麻等以及缺锌对小麦、玉米、番茄等植株营养与生长发育的影响，给农作物产量的提高和农业生产进一步的发展带来了巨大的经济和社会效益。
微量元素
微量元素与微量元素的补充人和生物不断从自己生存的环境中获得生长、发育和繁殖所需要的能量和物质。
宇宙间的一切物质包括生物体及人都是由化学元素组成的，体内的化学物质分宏量元素和微量元素两类，宏量元素如氧、氢、碳、氮、钠、钾、磷、氯等占体重的99.95%，微量元素指人体内含量少于体重万分之一的元素，其中必需微量元素是生物体不可缺少的元素，如铁、铜、锌、钴、铬、锰、硒等它们必须来自生物体生存的外环境，机体不能制造。
微量元素在人体内含量虽然极微小，但具有强大的生物学作用，它们参与酶、激素、维生素和核酸的代谢过程，其生理功能如下：*协助输送宏量元素。
如含铁的血红蛋白运输氧气等。
*作为酶的组成成分或激活剂。
*在激素和维生素中起独特作用。
如甲状腺激素中的碘和维生素B12中的钴等。
*影响核酸代谢。
铁铁是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分，也是许多酶的生物活性部分。
铁是血红蛋白和肌红蛋白中氧的携带者，每个单位的血红素都有一个铁原子。
没有铁就不能合成血红蛋白，氧就无法输送，组织细胞就不能进行新陈代谢，生命就无法存活。
人缺铁时，血红蛋白减少，面色苍白，极易疲劳。
同时，缺铁时肌肉中某些酶水平降低，而使细胞利用氧产生能量的能力下降。
缺铁亦可引起腹泻。
据估计世界上约有15-20%的人存在缺铁现象，尤以妊娠期、哺乳期妇女和发育期青少年多见。
人体内约有4克铁，70%存在于血红蛋白于肌红蛋白中，25%分布于肝、肾、骨髓。
含铁较多的食物为蛋黄、动物肝、肾、谷类、豆类及绿色蔬菜、海带、木耳等。
动物性食品中的铁较易吸收，吸收率可达20%，植物性食品因含植物酸而影响铁的吸收，吸收率一般在5%左右。
膳食中的蛋白质和维生素C能提高铁的吸收率。
根据我国膳食特点，建议4岁以下儿童每日应给予铁5—15毫克，4岁以上到成人每日9—27毫克，妊娠期或哺乳期妇女每日18—60毫克，以预防缺铁的发生。
治疗缺铁性贫血应在补充铁剂的同时查明病因，以利于早日康复。
微量元素硒的生物学功能
!"#$%&’()#*+,-.%/01230(4# !"
250 ’*+#",- . / 0!1#2#%& 0 3 !4&"-#%2 0019720QO(( $K R%L%SJM$ J*T DM$(D JUUJ(D 4) JSS /M4LO(D%4) $)L V4OKJ $##4)%$ &J.J&K
+N ,0>4O&DM, <(% !::’56820
畜 牧 与 饲 料 科 学
!"# 磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶 !75345 67(" 7534567( 是哺乳动物体内发现的第 / 个含
硒酶 # 它是一单体膜结合酶 # 存在于许多哺乳动物 的器官中 # 可还原各种与膜结合的磷脂氢过氧化 物 $ 尽管其分子量约为经典 34567( 的 ? % 8 # 但两 者仍有相似之处 # 如氨基酸组成相似 % 活性部位含 有硒 %二者均可被碘乙酸盐灭活 $
酶每个亚单位含有一个硒原子 # 主要存在于肝脏 和 肾 脏 $ 它 在 体 内 催 化 F8 转 化 为 有 生 物 活 性 的
; 是抵抗磷脂过氧化反应的第一道防线 $ 然而 #即
使有足够的维生素 ; 也不能够完全抑制机体产生 一定的过氧化剂 $ 34567( 是抵抗脂质过氧化的第 二道防线 $ 维生素 ; % 硒和含硫氨基酸 # 各自通过 不同的生化机制来共同防制相 同 的 营 养 性 疾 病 $ 维生素 ; 阻止脂肪酸发生脂质过氧化反应 # 含硫 氨基酸是 34567( 的前体 # 而硒是 34567( 的组 成成分 $ 硒至少可通过以下 2 条途径来代替或节约维 生素 ; &! 保护胰腺结构的完整 # 从而保证脂肪的 正常消化 # 也就保证了维生素 ; 的正常吸收 ’" 通 过 34567( 的抗氧化作用 # 减少维持生物膜脂质 结构完整所必需的维生素 ; 的量 ’ # 以未知途径 协助血清中维生素 ; 的存留 $ 同时 #维生素 ; 至少 还可以通过以下 / 条途径减少硒的需要量 & ! 维 持 体 内 硒 的 活 性 # 阻 止 硒 的 损 失 ’" 阻 止 脂 质 对 生物膜的破坏#抑制过氧化氢的生成 #从而 减 少 硒酶因降解过氧化物而额外增加硒的需要量 $ 一 定程度上#维生素 ; 和硒 可 以 相 互 代 替 #但 这 种 取代在低于某个限度时则是无效的$ 严重缺硒 时 # 添加维生素 ; 不能预防和治愈渗出性素质病 # 然而仅 0<0= )9 % >9 的硒就可完全避免该病的发生 $
微量元素生物学效应(精选)共39页文档
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
微量元素生物学ห้องสมุดไป่ตู้应（精选）
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
45、自己的饭量自己知道。——苏联
微量元素的化学生物学
Asplatin
工作举例
BSOV
Wei Y et al. JIB,2011,105:1081
Cheng Q, et al., Chem Commun, 2014,50:7427; 黄美玲等，化学进展，2013,25: 650
Geng J et al.,J Med Chem,2012,55:9146
四、基于微量元素作用的新药理、 新药和载药系统
• 基于微量元素的生物学效应研究开发新药或载 药系统是一种新的的研究模式。
– 可以通过研究微量元素的特定物种与细胞的作用和 细胞的响应来认识病理过程，确定可干预的病理环 节；
– 把微量元素的特定物种当作探针，通过分析细胞应 答中的信号途径的变化结点，寻找靶标，探索活性 化合物（包括有机化合物）的作用机制
• 微量元素的内稳态通过内在调控机制维持动态 平衡；
• 非必需元素则有可能干扰必需元素的内稳态调 控，进一步影响细胞整体内稳态。
• 研究微量元素的内稳态控制机制，以及如何调 控和如何干预细胞内稳态，是研究微量元素的 病理、药理作用的一个基础。
硒的化学生物学
• 类金属和非金属元素构成的转化网络是整体细胞网络 （global cellular network）中不可忽视的部分。
相似性作用规律 • 1970-90，克山病与地方性缺硒的关系 • 2000-，微量元素化学生物学
国内研究的优势
• 我国是率先开展本领域研究的国家之一，在实验研究的基础上 提出一些概念、规律和实验方法，在与健康和环境有关的具体 问题上也取得了重要进展。
• 国内在分子层次的研究成果为细胞层次的研究打下基础：
细胞表面
矿化调控 细胞生长
工作举例
钒的体内和细胞代谢和转运机制