微量元素与健康.docx

引言一微量元素的重要性了解自然，驾驭自然是人类的使命。了解自己，预防疾病，健康生活IOO年。 享受健康是每个人的权利。人类营养素分为六大类：蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、水和矿物 质。营养素的作用：生理活动和运动所需能（热）量；细胞构成；维持与调节代谢 反应.矿物质又称无机盐，分为常量元素和微量元素。人体内由60多种元素构成。其中除碳、氢、氧和氮外，还有23种人体必需元 素，它们是：钙、钾、钠、磷、镁、氯、硫、硅、铁、锌、碘、硒、铜、 氟、钥、镉、保、钥1、锡、神、钻、镒、锢。人体微量元素的研究推动植物、动物微量元素的研究,如下围绕食品：加碘、加硒、加锌的蛋、奶、小麦、饮料、小食品应运而生。围绕着保健药品：补充微量元素的药品的开发围绕着中药的研究：探求中药中微量元素成分和其药理意义围绕着生物化学研究由微量元素的生理功能揭示生命的本质参考书与资料来源生命科学中的微量元素王夔主编北京必需微量元素的营养、生理及临床意义 孔祥瑞 上海微量元素与中医药曹治权 北京生物无机化学原理习振峰等译北京 化学与社会唐有祺王夔主编北京微量元素定量研究方法 张宏绪等哈尔滨 微量元素与健康 陈清北京国际人体微量元素研究会www.IIHTE.com金陵微量元素健康研究所v第一节生命体内的微量元素1、元素地球化学太阳：由64种元素构成；月球：岩样中含66种元素；地球：存在94种元 素。IOO万种无机化合物和有机化合物由94种元素组成20万种微生物、30万种植物、IOO万种动物包括人类是由4种核甘酸和20 种氨基酸组成，这些氨基酸也是由元素组成的。点击查看元素在地壳中的丰度详表2、人体内的元素含量分布元素种类i 出 sSHJ跃（00人体元素和地壳元素的丰度相关性（点击查看详表）人体元素和地壳海水元素的丰度相关性上述结论：人体微量元素与地壳元素丰度呈正相关。这是生物链的传递结果。地壳中的元素在流体和生物的共同作用下，被植物吸收并贮藏。草食性动物或微生物又进一步吸收和富集，最后传递到人。二十世纪60年代，英国地球化学家EriC Hamilton研究了几种动物血液中各种元素含量和海水、地壳中的元素丰度，发现三者之间的相关性。3、宏量元素与微量元素宏量元素在体内的质量分数大于1 × IO-4的元素称为宏量元素，而质量分数小于1 × IO-4 时称为微量元素。生物体内存在的宏量元素都是必需元素。元素质量分数日需量(mgd)存在部位O6.1×1012550所织中C23×101270所且织中H1.O×1O1330所织中N2.6 XlO216所有组织中、蛋白质Ca1.4X10-21.1骨、细赧卜P1.2X10-21.4所胞内S2.3 XlO30.85所胞内K2.0 XlO333所胞内Na1.6 XlO34.4细静卜液1.4 XlO35.1细赧卜液Mg2.9 XlO40.31所有细胞内、骨2.6 XlO-43 XlO-3皮肤、肺微量元素人体体内的微量元素约有60种,可分为必需的和非必需的两类。必需微量元 素是保证生物体健康存活所必不可少的元素，目前认为有14种。如下表所示：元素体内的质量分数日需量(mgd)地壳内的质量分数Fe6.0 XlO-5135.0×102F3.7 XlO-537.0 XlO4Zn3.3 XlO-5136.5 XlWCu1.o× io-654.5×105Sn4.3 XlO-77.32.0×10-8V3.0 XlO-71.2×1011.×o4Mn2.0 XlO-73,o×o3Cr2.0 XlO-75 × IO42.0×102I2.0 XlO-7×o13.0×107Se2.0 XlO-7IXlO-29.0×108MoLOXlO-72 XlO-11.OXlO-6Ni1.0× IO-76 XlO18.0×105As1.0× IO-714.0×10-6Co2.0×1083 × IO-12.3 × IO*54、生命元素和非生命元素生物赖以生存的化学元素称为生命元素，也称生物的必需元素。成为必 需元素须符合三个条件：该元素直接影响生物功能，并参与代谢过程；该元素在生物体内的作用不能被其它元素所取代；缺该元素时，生物体会发生病变。GC COtZiaS在上世纪70年代提出生命元素必需性定义：存在于一切生物的所有健康组织中在不同动物体内的浓度应该相 当恒定若机体缺乏该元素，可在不同组织中产生相似的结构上或生 理功能上的异常若补充该元素，则可防止异常的发生或使其恢复正 常由于缺乏某种元素而产生的异常，往往会伴随着特定生化变化 当缺乏现象得到预防或治疗恢复时，可以防止这些生化变化或使其恢复 正常。还有几种必需性的判定标准。在植物体内已经发现了 70多种元素，在 动物体内也已经发现了 60多种元素。这些元素分别称为生命元素、非 必需元素和有毒元素。i命处须九春人体的27种生命必需元素：碳、氢、氧、氮、钙、钾、钠、磷、镁、氯、硫、硅铁、锌、碘、硒、铜、氟、铝、镉、裸、机、锡、碑、钻、钱、银15种金属元素：钙、钾、钠、镁、铁、锌、铜、铝、镉、集、机、锡、钻、镶 银12种非金属元素：碳、氢、氧、氮、 磷、氯、硫、硅 , 碘、硒、氯、碑就这些元素在体内的功能而言，对金属离子的研究资料要比非金属 多。关于金属离子的功能问题，对于不同元素的研究深入程度也很不 相同，有的已经研究得相当精细，达到了分子的水平，如：哺乳动物 血液中含铁血红蛋白的载氧机制；有些正从现象的认识阶段逐渐向理 性认识过渡，如：钾、钠离子的跨膜传送；有些元素甚至只知道是生 命活动所必需的，而对其存在形式和生物功能都一无所知。生物体内的微量元素可分为必需的和非必需的两类。必需微量元素是保证生物体健康存活所必不可少的元 素。但缺乏这些元素，生物体往往也能在不健康的情况下 继续生存。正如有人缺乏某种维生素后，虽然不健康，但 也能活着。当然，必需微量元素比维生素更重要，因为维生素能在 体内合成，而微量元素在体内是不能合成的。它们在食物 的消化、能量交换和活组织生长中都是不可缺少的。可能 必需元素：硅 碑 硼、枷、铭可能无害元素：铝、领、钛、银、 错有害元素：汞、镉、铅、锚、锚、钺必须与非必需、有益和有害 元素是相对的，没有绝对的界限。碑和锚的有害有益的争论就是一个 例证。有害元素是其易于过量；非必需元素是研究得不够。第二节微量元素与人体健康1、微量元素与生长发育.比第-械地板陵（ ） N AJ铁、铜、锌、镒形成的酶和碘形成 的甲状腺素，均有促进生长发育的 作用，缺乏，均引起生长发育的停 滞，补充，可以加速生长发育和体 重的增长，增强体质。缺锌：可发生先天性畸形缺铜：小脑发育不全，大脑萎缩， 贫血。缺碘：先天性可汀病，甲状腺肿， 呆小症。由于微量金属元素在体内缺乏或过量而引起的病症如下表:元素缺乏时的病症积累过多时病症铁贫血血色素沉积症，损害基因的氧化作用铭糖尿病，动脉硬化致肺癌铜贫血神经失常。动作震荡（威尔逊病）锌发育停滞，抑制性成熟， 降低免疫功能致胃癌镣血红蛋白和红细胞减少致肺癌及鼻窦癌钻恶性贫血红血球增多症镒骨骼变态，关节脆弱运动失调，震颤性麻痹症（帕金森症）镁痉挛麻木骨骼变态胆结石，白内障，影响心脏血液流通2、微量元素与内分泌、免疫和感染微量元素不足或过 多，都会干扰内分 泌的功能。1 .缺锌铜降低脑垂 体、肾上腺内分泌2 .缺铭影响胰腺的分泌等等微量元素和内分泌的相互关系一丘1j01 部微量元素释放激素-垂体前吐1促激素二靶腺1激素夕卜围器官组织微量元素与感染和免疫微量元素的含量变化既影响着人体也影响着微生物。机体的铁铜锌等微 量元素的不足和过多，均可减弱免疫机制，降低抵抗力，助长细菌感染。 因此，机体需要一个“营养免疫”的适宜的微量元素浓度。3、微量元素与心血管、血液系统3、微量元素与心血管、血液系统Zn/Cd比值增大，抑制高血压的发生；Zn/Cu比值增大，诱发冠心病；缺CU 可引起高尿酸血症；Cr. Mn. Se可防治动脉粥样硬化；Si可维持动脉内膜完整、 通透性、弹性；Li、Sr等可降低心血管疾病的死亡率；Fe. Cu、Zn等影响创伤 的愈合营养微量元素与动脉粥样硬化(1)：镁具有抗动脉硬化的作用，这可能与它能改善脂质代谢和凝血机制 以及防止动脉壁损伤等功能有关，镁离子对维持心肌正常功能起重要作用，实验 性镁缺乏可引起心肌坏死，增加心脏对毒物敏感性。镁可以减轻狗和大白鼠由于 致动脉粥样硬化饮食所引起的动脉壁损伤。对喂高胆固醇高脂肪饲料家兔，长期 补充镁可使其主动脉中的脂质沉着明显减退。镁缺乏引起冠状动脉凝血和动脉粥 样硬化。镁盐治疗冠心病后低密度脂蛋白下降，高密度脂蛋白升高。胆固醇/卵 磷脂比值下降或血清胆固醇下降。镁的作用机理是影响血脂代谢和抗血栓形成， 促进纤维蛋白溶解而抑制凝血，或对血小板起稳定作用，防止血小板凝聚。镁治 疗还可纠正由高脂饮食所引起的凝血时间缩短以及凝血酶原消耗增加的倾向，保 护动脉壁免受高凝状态引起的损伤。临床观察表明，小剂量镁治疗可使凝血因子 V的生成受到抑制，因而有利于防治血栓形成。在人群调查中发现高热量低镁膳 食容易引起动脉粥样硬化。(2)貉：动物实验表明，铭具有预防脂质代谢失常和动脉粥样硬化的良好作 用。饲料中含铭的动物与缺铭的动物比较，前者生长良好寿命延长、血胆固醇含 量降低，动脉粥样硬化斑块也显著减少。缺铭铜料，可引起大白鼠出现动脉硬化 斑、血清胆固醇和血糖升高，以精制白糖作为主要糖类饲料时，同样产生这些症 候群。用含有足够量的铭和未精制加工的粗糖代替精制白糖可防止这些症候出 现。若以红糖代替白糖，作用也明显，这是因为红糖含铭量比白糖高6倍的缘故。 天然铭以有机复合物形式存在，并称为“葡萄糖耐量因子L具有生物活性，缺铭 的老年大鼠常出现角膜混浊，而通常的糖尿病、冠心病患者常有白内障。 铭多 存在于麦胚、麦秋、蜜糖及酵母中，精制白糖和精炼油类含量较低。流行病学调查表明，饮水中铭含量与心血管病的发病率和死亡率早负相关。 冠心病发病率高的国家，例如美国成年人体的铭含量显著低于非洲，尤其低于近 东和远东的居民。尸检也揭示，死于冠心病的美国人，主动脉中几乎检查不到铭。 临床上也观察到用铭治疗可使部分高胆固醇血症者的胆固醇含量降低。(3)镉：将金属镉给予大鼠可引起左心肥大、肾脏与心脏等器官小动脉粥样 硬化。实验证明镉能降低血胆固醇水平，但同时增加动脉壁脂质的沉积，形成动 脉粥样硬化斑。镉是惟一能引起大鼠高血压的微量元素，当饮水中加入百万分之 五的镉喂大鼠时，可出现与人的高血压完全一样的症状，并加重动脉硬化。病人 因高血压死亡者较因冠心病或意外事件致死者肾脏内含有更多的镉，或具有较高 的镉/锌比值。(4)镒：对动脉粥样硬化病人脂代谢有影响。动脉粥样硬化患者心肌和主动 脉