微量元素生物学效应

（二）影响微量元素吸收的因素
• 影响微量元素的吸收因素： • 胃肠道内的 pH 、机体内环境稳定性 调节、微量元素的理化性状、膳食 结构和成分，以及微量元素间的相 互作用等。
1．肠道内的pH
• 胃内酸性环境：微量元素从食物成分中 解离成离子状态，如铁、铜、锰、铬等 均可形成可溶性氯化物，有利于其吸收
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表3-1 与微量元素转运有关的载体 元 素 元素的转运载体 铜 氨基酸、血浆铜蓝蛋白、白蛋白 铁 转铁蛋白、铁蛋白、乳铁蛋白、 锌 红细胞、白蛋白、α-球蛋白、转铁蛋白 锰 β-球蛋白、锰转运蛋白 硒 血红蛋白、血浆蛋白 α-球蛋白 氟 红细胞、血浆白蛋白 钼 红细胞、钼-铜蛋白 铬 铁蛋白、血清白蛋白 钒 转铁蛋白 钴 α-球蛋白
• 吸收率差别： • 正常人经口摄入的铜，吸收率可达32%。 • 钼在胃肠道的吸收率约50% • 钒离子的吸收率为10%，锰在胃肠道内吸 收率3%~4%， • 缺铁性贫血患者对锰的吸收率可达70%。
• 无机铬的吸收率较低，约0.4%~3%，
天然的有机铬配合物较易吸收，吸
收率为10%~15%。 • 葡萄糖耐量因子形式的铬，其吸收
• 食物中的植酸（六磷酸肌醇）为植 物所特有，是谷类和大豆等的天然 组分，通常以盐形式存在，又称植 酸盐（phytate）。
• 植酸是重要的抗营养因素，可影响 钙、镁及微量元素锌、铁的吸收， 是以植物性食品为主的人群锌、铁 缺乏的重要原因。
• 植酸对铜吸收的影响较小： • 铜与植酸形成的复合物在肠道内是可 溶的 • 植酸对微量元素吸收的影响取决于微 量元素与植酸的结合能力及结合物的 溶解性，肠道内可溶性铜-植酸复合物 中的植酸可以被其它螯合物取代，而 对铜影响甚小或无影响。
第三章 微量元素的生物学效应
• 第一节 微量元素的生物转运过程
• （一）微量元素的吸收 • 微量元素存在于多种环境介质（空气、水、 土壤、生物体） • 不同环境介质、不同吸收途径：呼吸道、消 化道、皮肤黏膜 • 大多数微量元素：饮水和食物经消化道吸收 来满足机体的生理需要。
• 胃肠道吸收：多在小肠
制
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• 肠道内的吸收方式不同：
• 氟：被动吸收过程 • 锌：消耗能量
• 铁的吸收可以分为三个阶段：①肠 道铁摄入；②肠黏膜上皮细胞内转 运；③细胞内贮存和细胞外转运。
• 吸收率差别： • 氟、硒、碘等由于机体不存在吸收调节 机制，摄入量增加，吸收量也相应增加， 其吸收率可达70%~90%以上。 • 水溶性的氟几乎可全部吸收，食物中的 氟约80%被吸收，碘几乎可以被完全吸 收，粪便中排出的碘很少。 • 元素硅虽然经饮食摄入较多，但吸收率 仅1%。
二、微量元素的转运和分布
• （一） 微量元素的转运 • 进入血液的微量元素，多与血中有形成分如氨 基酸、白蛋白结合、或吸附于血细胞膜上并可 进入细胞内，或者与特异蛋白结合，而呈结合 态随血液循环转运至全身各个部位。 • 少部分未被结合的微量元素则呈游离状态存在 于血液中也随血液循环而运输。 • 发挥生物学活性的多为游离状态的微量元素。
• 机体每天从胃肠道吸收补充到血液中的 铁仅1mg即能满足生理需要。两者相比， 相差数十倍。
3．微量元素的理化性状
• 溶解度：溶解度大易与氨基酸结合成复合物 的元素容易被吸收，而物质的溶解度也受胃 肠道pH等因素的影响。水溶性的氟几乎可全 部吸收，而食物中的氟约80%被吸收。 • 低价铁比高价铁更易被吸收
• 多需在胃内酸性条件下与食糜中的配体形成 复合物后才易吸收 • 金属元素铁、锌、铜等主要经十二指肠和空 肠吸收，但十二指肠对锌的吸收能力更强， • 锰：十二指肠
• 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 肠和十二指肠。
• 碘在整个胃肠道均可被吸收，但在
胃和小肠吸收迅速,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。
4．膳食成分
• 膳食中的糖类、脂肪、蛋白质、植酸盐、磷 酸盐、纤维素、维生素等的含量对微量元素 的吸收有明显影响。
• 食物中的果糖含量增加可使铜吸收明显减少， 加剧机体的铜缺乏状态。
• 膳食中的蛋白质能显著影响铁、铜的生 物利用率----取决于蛋白质的来源。各 种瘦肉都可促进血红素铁和非血红素铁 的吸收 • 乳类和蛋类的蛋白质及大豆蛋白质则抑 制铁的吸收。
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%。
• 血红素铁比非血红素铁吸收率高，而且不易 受抗坏血酸、植酸盐等因素的影响。
• 食物中的无机碘溶于水形成碘离子 在胃和小肠吸收迅速而完全
• 有机碘如碘化酪氨酸、甲状腺素不 及无机碘吸收迅速且不够完全。 • 牛对各种价态铜吸收的程度： CuCO3 ＞ Cu （ NO3 ） 2 ＞ CuCl ＞ Cu2O ＞ CuO （ 粉 ） ＞ CuO （ 针 晶 ） ＞ Cu （ 金 属 丝）。
• 胃酸对非血红素铁的溶解很重要：溶解 状态的铁大多在5min内被吸收。当胃液 pH＞2.5时，铁的溶解度明显降低
2．机体内环境稳态调节
• 人体在神经、内分泌系统的协同 作用下，具有调节体内环境使之 不受外界环境的变化而保持相对 稳定的能力，称为机体内环境稳 态调节（homeostasis）。
• 典型实例：铁的吸收，体内铁的代谢非 常旺盛，体内每天约有1/120的红细胞需 要更新，衰老红细胞释放的血红素铁约 90%又可被重新利用，供给新生红细胞合 成血红蛋白，这部分铁约有数十毫克。