1、第三章 微量元素(trance element)与人类健康(health of mankind),第一节 微量元素 第二节 微量元素（人体必需）的基础知识 第三节 铁的生理功能 第四节 碘的生理功能 第五节 锌的生理功能 第六节 其他微量元素 第七节 常量元素 钙、镁、钾,地球表层天然存在92种元素，有60多种已在人体内发现，成为构成人体与维持生命的重要组成部分。因此，认识什么是微量元素，正确调节机体微量元素的平衡，防止微量元素失调而发生疾病，保持自身健康与长寿，具有非常重要的意义。,第一节 什么是微量元素(Trace element),常量元素Constant element 即宏量元素、组
2、成元素。这类元素按含量顺序排列包括氧（O）、碳（C）、氢（H）、氮（N）、钙（Ca）、硫（S）、磷（P）、钠（Na）、钾（K）氯（Cl）、镁（Mg） 11种元素，占人体总重量的99.95%，其中氢、氧、氮、碳、硫、磷占人体重量的94%，氢与氧结合成的水占人体重量的65%，故又称这些元素为基本结合元素,一、人体中元素的组成 Composition of element In human body,微量元素Trace element 微量元素又称痕量元素、稀有元素，微量元素的标准含量均占人体总重量的万分之一以下。目前在人体内已测定60多种微量元素，它们的总重量只有人体总重量的0.05%，但是，在非
3、常低的浓度下，具有极其强大的生物学作用。,表12 人体中的微量元素 The trace element in human body,二、人体微量元素的分类与含量Content and classification of the trace element of human body,必需微量元素Necessary trace elements 人体必需微量元素有16种，,表13 人体中的必需微量元素 The necessary trace element in human body,非必需的微量元素 nonnecessary trace element,有害元素Harmful element,
4、表15 对人体有害的微量元素,表14 人体非必需的微量元素,三、人体必需微量元素的共同特点The common characteristic of the necessary trace element of human body,必需微量元素The necessary trace element 人体必需的微量元素是指维持人体正常活动所必需的元素，缺乏这类元素将导致机体生理功能失常，组织结构异常变化，发生相应的病理变化，临床表现为种种疾病。, 必需微量元素具有几个共同特点characteristic 必需微量元素数量少而作用大。 多数微量元素为金属元素。 多数必需元素在元素周期表中居于前部位
5、置。 高度的生物学作用。 微量元素间的相互作用。 超过生理需要量或处于不同状态时（过低过高）能产生毒副作用Poisonous side effect,第二节 人体必需微量元素基础知识 Basic knowledge,一、微量元素的生理功能 The physiological function of trace element 协助宏量元素及大量元素的输送，如血红蛋白hemoglobin（Fe） 作体内各种酶ferment的组成部分和激活剂，人体内有1000多种酶，每种酶大都含一个或多个金属离子。 可参与激素作用调节重要的生理功能，如甲状腺激素 hormone of thyroid gland中
6、碘抑制了甲状腺亢进。 可影响核酸代谢，核酸nucleic acid含有多种微量元素，如Cr、Co、Cu。,二、微量元素的适宜浓度范围 The suitable density scope of trace element微量元素在机体内保持一定的生理剂量时，可以发挥有益的生理作用，促进生物体的生成发育，维持生物体的健康水平。当摄入量不足或过量，都可能对机体产生损害，甚至导致机体死亡，机体的微量元素适宜浓度范围很窄，下图的典型微量元素生物功能关系中，适宜区只有几十个（g/L），正常情况下过量摄入的微量元素在体内可通过排便出汗等排出体外，以保持体内各微量元素代谢的平衡The balance of
7、supersesson，因而人体在正常状况下可能看作是动态平衡体。,死 亡 区,必须微量元素浓度生物功能相关图,三、微量元素与疾病Trace element and disease 地球化学的长期作用使得地球化学元素分布极不均匀，有些地区的某些元素过量或缺乏，当这些元素是疾病的控制因素之一时，就表现为各种地方病Local disease 。,法国科学家G伯特兰德的最适营养浓度定律, 微量元素与癌症Trace element and cancer研究表明：90%以上的癌症cancer与环境有关，癌症病人的癌组织，体液中的微量元素谱往往发生变化，其中铜、锌与癌症的关系最为明显。对广东顺德、江苏启东
8、等癌症高发区的土壤、水、农作物分析，对肝癌、胃肠道癌、女性生殖器官肿癌等多种恶性肿瘤Tumor患者血清分布得出一致的结论：恶性肿瘤患者血清（Serum） Zn/Cu比值明显低于正常人，而进行手术摘除恶性组织或药物治疗后，患者血清Zn/Cu比值回升。, 微量元素与血液病 Trace element and blood disease, 微量元素与眼疾病（白内障） Trace element and eye disease 晶体Zn、Cu、Ca、Se 血清Zn、Cu、Se、Ca、Mg 测这几种元素的含量 Cu/Zn浓度升高 妇女畸胎死胎几率升高。, 微量元素与心血管疾病 Trace element
9、 and disease of heart-blood-vessel,研究表明：心血管疾病主要与K、Ca、Mg、Cu、Zn等到有关其中冠心病和肺心病患者血清中Zn/Cu比值明显低于健康人，经治疗后，上述微量元素明显提高。,第三节 铁的生理功能 The physiological function of iron,一、铁的分布与含量 Content and the distribution of iron 动物与植物中的铁 自然界中几乎所有的动植物中都含有铁，大多数动植物中的铁含量不特别高，而海洋生物、动物肝脏及豆类食品中铁含量较高（紫菜、鸡血、猪血、黄豆、绿豆、红椒）。 人体内的铁（肝和脾含量
10、最高） 正常成人血红蛋白：男120160g/L 1216g%女110150g/L 1115g%,铁总量 成年人 男 女 25g 50mg/Kg 3545mg/Kg婴幼儿童：胎儿 75mg/Kg 新生儿 300400mg（总量） 重新补充,二、需量Requirement 可维持4个月儿童 10mg/天 少年 男15mg/天 女20mg/天成年 男12mg/天 女18mg/天妊、哺妇女 28mg/天,血红蛋白7080% 功能铁 铁卟啉类 红蛋白2030% 贮存铁 非铁卟啉类 胞色素、酶,三、铁在人体内存在的状态 State of iron in human body,四、缺铁与疾病A shorta
11、ge of iron and disease,缺铁性贫血全球10亿之多，占世界总人口的1/5， 缺铁，感觉神经性耳聋,五、铁的吸收与食疗 Dietotherapy and absorption of iron 血红素铁的吸收率高，主要因为食物中其它成份不影响铁的吸收，一般动物血中铁的吸收率可达20%，鱼肉15%，母乳中铁的吸收率最高可达50%，应提倡母乳喂养（防儿童缺铁性贫血、非血红素铁谷物、蔬菜、牛奶、鸡蛋、铁强化食品等）吸收率（10%）大米1%、面粉25%、直接造成缺铁性贫血Anaemia 。, 食疗 Dietotherapy 富Fe食物：紫菜0.0369% 动物肝（红肉）0.01% 海参
12、0.0789% 虾米、海带0.0889% 动物血, 助Fe吸收： Vc、Vb2、叶酸、氨基酸、果糖、脂肪（牛乳+VcFe的利用增加300%） 抑制吸收：茶叶、咖啡、纤维素、（鞣酸+Fe复合物，不宜吸收）其它 在植物生长的过程中，注入一种经过加工的铁元素，植物中的Fe就会增加。 用铁锅烧饭、做菜（含量较其它锅高5倍以上）若过多会导致白血病。 加强体育锻炼,第四节 碘与人体健康 Iodine and health of human body,一、分布与含量Distribution and content,动、植物Animal and plant 富碘：海盐、海水、海藻、海鱼等（比淡水鱼高几十几百倍
13、） 普通食物： 海带0.06%贝藻海鱼鸡蛋肉牛奶谷物淡鱼成人需求量5070ug/天 人体Human body 甲状腺（7080%）血液、组织,二、生理功能Physiological function 在甲状腺内合成甲状腺激素 hormone of thyroid gland （调节高等动物所有组织广泛的生理过程） 三、缺碘与疾病A shortage of iodine and disease 自人类认识碘以来，观察到在严重缺碘的地方性甲状腺肿病区，出现以呆、小、聋、哑、瘫为特征的地方性克汀病人，进一步的科学研究发现缺碘还造成死胎、流产、先天畸形以及智力、听力和身体发育障碍等一系列损害，碘缺乏病
14、是世界上已知的导致人类智力损害的最主要因素。高碘也是地方性甲状腺肿大的一个发病原因(亢进)急躁易怒、多言多语、烦躁不安、失眠多梦。,第五节 锌与人体健康 Zinc and health of human body,一、生理功能Physiological function 参加酶ferment的激活activation与合成synthesis（200多种酶的组成部份的激活因子） 维持正常的免疫功能immunity function（急性感染、急性心肌梗塞、手术创伤、烧伤，血锌下降） 促进生长发育（促进细胞的正常分裂、生长与再生、对脑下垂体分泌生长激素有促进作用，因而对人体特别是婴幼儿及青少年的生
15、长发育有着非常重要的作用，铁锌：生长发育延迟，侏儒综合症，以及精神抑郁症及智力低下）。,维持正常的食欲Appetite与味觉Sense of taste 酸、甜、苦、辣味觉素含锌化合物（肽） 促进创伤组织愈合（皮炎、烧伤、溃疡、湿疹、痤疮） 与视觉Vision有关（维A的运送、白内障、ZnSe、Cu、Mg、Ca、Zn/Cu、过低）。 心血管疾病、癌症、恶性肿瘤，治疗后Zn/Cu比值回升。 促进性机能正常作用，缺Zn、女性月经失调、难产、死胎，而对发育、智力、性功能的影响（婴儿）将是不可逆的。,二、人体内的锌The zinc in human body 血液、眼睛、头发、骨骼、精子、前列腺等（男
16、女）。,三、缺锌的原因 The reason of shortage of zinc,植物中的植酸+Zn2+ 稳定的配合物complex，干扰小肠对Zn的吸收,长期素食者vegetarian（富锌：瘦肉、猪肝、牛肝、鱼，尤其是马肉、芝麻、蛋黄、牛肉） 过量补钙（抑制锌的吸收） 牛奶（吸收率28%）代替人奶（41%吸收率） 婴幼儿、孕妇、哺妇 病理状态下 酗酒影响Zn的吸收（消耗过多的Zn),第六节 其它微量元素 Other trace element,一、锗（Ge） 锗可以及时地帮助人体消灭氢离子和游离基 免疫功能 心血管疾病（含量低） 抗癌功能 解毒（As, Pb,Hg,Cd) 防肝炎,二、
17、铜（Cu） 铜不但无毒，而且是动植物、微生物以及人类的必需痕量元素。,铜在植物体内有两大作用： 一、植物在制造叶绿素Chlorophyll 时，必须用铜作催化剂Catalyst； 二、铜能影响植物细胞膜的通透性，没有铜，植物细胞就不可能正常地和外界交换物质。（坚果中含量较多）,铜是微生物的命根子。（肝脏中含量较多） 动物和人类必须有铜存在，才能源源不断地合成出血红蛋白来。（软体动物中较多）人体约含100150mg Cu,铜过多：诱发各种癌， 铜缺乏：骨质疏松、面色苍白，皮肤与毛发色素减少，厌食，腹泻、反应迟钝、视力下降，生长发育减缓，皮炎、贫血；铜缺乏妇女：羊膜变薄及早破、早产、流产、婴儿体重
18、过轻。,三、硒的功用（Se） 免疫机能 心血管疾病（缺） 克山病：地方性心肌病（缺硒）,抗癌 来源于食物（人参、枸杞、野菊花） 解汞毒（还原游离基） 防肝炎 改善视力，促进生长发育过量也不好,第七节 常量元素 钙（镁、钾） Constant element calcium, magnesium and potassium,一、人体中存在的形式Existent form 钙是人体中常量元素，其含量在氢、氧、碳、氮之后，居第五位（金属元素中居第一位），正常成人中共含约11.2Kg钙，占人体总重约2%，其中99%以上的钙都存在于骨骼中（以磷酸钙形式），另1%存在于软组织、细胞和血液中。,二、生理功能
19、Physiological function,钙是构成骨、牙的主要成份。骨骼作为钙贮库，在钙的代谢和维持体内环境方面有重要作用，并一直不断地进行着钙的沉淀-溶解动态平衡（800Mg/天、成人） 降低毛细血管和细胞膜的通透性，防止血渗出，控制炎症和水肿。,酶系统的激活（Mg2+、Ca2+、K+、Na+保持一定比例）。,精子加卵子的结合需钙的催化。 其它(维持心跳节律,参与血凝过程,缺Fe需补钙)。,三、钙的吸收The absorption of calcium,膳食中钙的吸收主要在PH值较低的小肠上段钙的吸收率随年龄的增长而下降婴儿50% 青年20% 35岁骨密度最高儿童40% 40岁以上吸收逐
20、渐小于溶出,有利于膳食钙的吸收： 主要是VD、赖氨酸等、乳糖Ca/P比值（11） 低1/2时，钙的溶出、 妊娠、哺乳、青春期，钙的需要量大，吸收率最高。 不利于膳食钙的吸收：植酸（六磷酸肌醇），草酸。,四、缺钙的表现及后果consequence and expression 成年：皮肤缺乏光泽和弹性、失眠、多梦、易感冒、 忘事、脱发； 老人：骨质疏松、增生，手脚抽搐、高血压、肾结石，结肠癌等。 儿童：厌食、夜惊、盗汗、出牙迟、学步晚、鸡胸、漏斗胸、腿肢弯曲、O型腿(或X型)等。 孕妇、哺乳妇女(二代人健康)： 婴儿先天性佝偻病、孕妇表现为骨质疏松、腰酸腿痛、手足麻木、产后牙齿松动、乳汁分泌不足
21、严重的还会使骨盆变窄引起难产。,缺钙的其它后果：,1、免疫力下降 2、过敏症 3、血管炎和胶原病 4、慢性风湿性关节炎 5、骨质疏松症 6、动脉硬化 7、偏头疼 8、糖尿病 9、肥胖症 9、高血压 10、思维迟钝,五、钙与人体骨质疏松 Calcium and osteoporosis of human body 骨质疏松是以骨量降低，骨质结构性变和骨折危险性增高为特征。临床：软弱无力、腰酸背痛、骨疼、骨骼变形、早期无明显自觉症状，但从量变到质变，当骨质丧失30%，才可能出现驼背和全身变矮，如美国骨质疏松患者达2千万（1/10）；如香港：由骨质疏松髋骨骨折增加2倍，达1/100（老人）。广州地区
22、大学组：男性70岁以上占75%；女性66.66%，绝经以后突出。,六、钙的食物来源及预防 food source of calcium and Prevention 需求量： 婴幼儿 400800Mg 母乳期 10002000Mg 青少年 10001200Mg 绝经妇女 12001500Mg 成人 800Mg 老人 8001200Mg,食物中的钙量（Cg/100g）食补是最好的补钙安全途径 Dietotherapy is best safe channel of add-calcium,富钙食物会不会引发结石？“菠菜烧豆腐”是否科学？,很多人以为骨头汤中可摄取足够的钙，实际上有500克的骨头经
23、2小时的熬煮，仅可溶出20多毫克的钙，而一杯牛奶（200ML）提供的钙比其多10倍，（巨能钙L-苏糖酸钙在胃和肠道中被吸收，吸收率95%）, 食物中钙的来源，以奶及奶制品最好，不但含量丰富，而且吸收率高，是婴儿最好的钙源。 虾仁、鸡蛋、鸭蛋。 蔬菜、豆类和油料种子，含钙量也较多，但植物食物中因含草酸而不利于钙的吸收。 粗米、粗面 糖醋排骨、糖醋鱼。,骨质疏松症的预防 The prevention of osteoporosis disease 由于对骨质疏松症还缺乏有效的治疗，一旦发生骨折Fracture就难以恢复，所以提前预防比治疗更重要。学者们认为在生命的前期（儿童、青少年、成年早期），通过合理的营养和锻炼来获得比遗传规定的最大峰值骨量，是预防生命后期骨质疏松症的最佳措施，另应增加乳制品Dairy products 的比重和适当增加VD、（促进钙的吸收）。,
