1、地球微量元素与健康,一、概述二、地方性硒中毒三、环境中的锌与健康四、环境中的铜与健康五、中医中药中的微量元素,一、概述（一）环境、人体内元素的分类与分布,人体是由多种元素组成的。据目前所知，地壳表层存在的90多种元素中，几乎全部能在人体内找到。这些元素在人体内的含量均与它们在自然界（土壤、水、食物、空气）的丰度密切相关。,地壳中各元素含量,人体中各元素含量,关于人体内各元素的分类，由于标准不一致，各家意见不尽相同，大体上有两种分类法，以及将两种分类法相结合的分类法较为被公认：元素依其在人体的含量不同，可分为宏（巨/常）量元素及微量元素两大类。凡占人体总重量的1/10，000以上者，如碳、氢、氧
2、、氮、钙、磷、镁、钠、钾、氯、硫，称为宏量元素，共占人体总重量的99.95。凡占人体总重量的1/10，000以下者，如铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒锡、硅等41种，称微量元素，共只占人体总重量的0.05左右。,人体中元素的种类,依其在机体内生物学作用的不同，可分为必需、可能必需及非必需三类。按其对人体的生物作用性质，也可分为必需、无害及有害三类。随着人类对自然界的逐渐认识，可以预期将发现更多的微量元素和人类生命活动有联系。微量元素和机体的关系是现代生物学和医学中相当被重视的一个问题。,（二）微量元素的功能人体内的微量元素虽然为量甚少，但在生物化学过程中却起关键性的作用，它们做为
3、酶、激素、维生素、核酸的成分，保持生命的代谢过程。从某种意义上说，微量元素比维生素对机体更为需要，因为机体本身能制造维生素，而微量元素必须取自于外界环境，机体本身一点也不能制造。,各种元素在人体组织体液中富集情况：,头发中：铝、砷、钒；脑垂体中：铟、溴、锰、铬；视网膜中：钡；牙组织中：钙、磷；心脏中：钙、钾；胰腺中：镁；消化液中：钠；肌肉中：锂、镁、钾；血液中：铁、钠、锂、钙、钾；,大脑中：钠、镁、钾；眼液中：钠；齿质及珐琅质中：钙、镁、氟；甲状腺中：碘、铟、溴；肺中：锂、钠；肾脏中：锂、硒、钙、镁、钾、钼、镉 、汞；骨筋中：锂、镁、钾；骨组织中：钠、钙、钾、磷；肝脏中：锂、硒、铝、锌、钙、镁
4、、钾、铜。,微量元素在人体内的平衡与健康有密切关系。部分元素的生理功能如下：,必需常量元素的生理功能,必需微量元素的生理功能,微量元素的重要生理功能有下列几种：,1.在酶系统中起特异的活化中心作用酶是一种大而复杂的蛋白质结构，它的作用在于强化生化反应。在几千种已知的酶中，大多数都含有一个或几个金属原子。失去金属，酶的活力就丧失或下降；获得金属，酶的活力就恢复。微量元素使酶蛋白的亚单位保持在一起，或把酶作用的化学物质结合于酶的活性中心。,铁、铜、锌、钴、钼、锰等的功能特性，在于能和巯基、胺基、异吡唑基、羧基、羟基、磷酸基等配位基或分子基因相络合，形成络合物，存在于蛋白质的侧链上。金属都深嵌在蛋白
5、质的结构里面，结合牢固，键能很大，称为金属酶，具有特异的生理功能。另外还有一些含金属的蛋白。金属离子与蛋白质呈共价配位结合，或离子配位结合，金属离子和酶蛋白结合松散，呈可逆的解离状态。但必须有金属才具有活性。这一类是属于被金属离子激活的酶。金属离子的作用可能是维持蛋白质的适当结构，使化学作用分子与蛋白质相结合，或是在化学作用分子被氧化或还原的反应中，给予或接受电子。,2.在激素和维生素中起特异的生理作用激素和维生素能调节人体重要的生理功能，在体液中只需要极小的浓度或只供应极小的剂量就起重要的作用。某些微量元素是激素或维生素的成份和重要的活性部分，缺少这些微量元素，就合不成这些激素或维生素，当然
6、也就缺少了这种激素或维生素的效用。甲状腺激素中的碘原子和维生素B12中的钴就是这种例子。,3.输送普通元素的作用某些微量元素在体内有输送普通元素的作用。如铁是血红细胞色素的重要组成部分。血红素中的铁是氧的携带者，它把氧带到每个组织、器官的细胞中去，供应代谢的需要。,4.调节体液渗透压和酸碱平衡微量元素在体液内，与钾、钠、钙、镁等离子协同，可起调节渗透压、离子平衡和体液酸碱度的功能，用以保持人体的正常生理功能。,5.在遗传方面的作用动物胚胎和植物种子内，比成熟的动物和植物体内都含有较多的微量元素。核酸是遗传信息的携带者，而核酸中含有相当多的铬、铁、锌、锰、铜、镍等微量元素。动物实验证明，这些微量
7、元素可以影响核酸的代谢。所以，在生命的最早期，亦即建立未来发展模式的时期，微量元素具有重大的影响，有可能在遗传中起某种作用。,（三）微量元素的拮抗与协同微量元素的相互作用比较复杂，当某些微量元素共同存在于外界环境内（空气、水、食物）并被一同摄入体内时，彼此之间往往发生错综复杂的拮抗或协同的作用，影响体内的生理平衡。一些非必需的元素置换或取代人体必需的元素，如铷或铯取代钾，钨取代钼，银和金取代铜，砷取代磷，钡或锶取代钙，汞和镉取代铜，镉也可取代钙，碲或硒取代硫都能危害健康，甚至引起疾病。,*铜和铁在机体内显示生理协同作用。含铜的血蓝蛋白是铁和铜中间的，直接的分子桥梁。没有铜，在生物合成机制中铁就
8、不能进入血红蛋白分子。不论人或动物，当铁充足而缺少铜时一样可发生贫血症。*铜和锌呈拮抗作用。当牛、羊饲料中有大量锌时，动物吸收铜的能力显著下降。这是因为在吸收过程中锌能置换铜的结果。这种变化也可能与微量元素在肠和肝中，互相竞争结合金属蛋白质的位置有关系。*铜和镉亦显示拮抗作用。镉的存在可干扰铜在肠道内的吸收，可增加大鼠及鸡对铜的需要量。妊娠母羊饲料中加镉，使进入胎羊的铜量明显减低。鸡饲料中加镉后，能否形成主动脉弹形硬蛋白的变性，常取决于是否有铜的存在。从实验中也观察到，动物处于低铜或缺铜状态时，对镉的耐受性降低。,*锌和镉有拮抗作用，锌似乎可减弱镉的毒性。当大鼠饮水中含有5g/L的镉时，即可引
9、起高血压，并且对钠的重吸收增加，但水中如同时有锌时，则可拮抗镉的有毒作用，阻碍高血压的形成。在自然界中可以观察到，镉和锌互相争夺某些细胞内的配位基，所以认为在人体内这两种元素也可能有类似的作用。*硫、砷和硒互相拮抗，可以减弱彼此的毒性，但少量的汞可以强化硒的甲基化代谢产物的毒性。*汞和硒。现在证实，汞化物特别是烷基汞的毒性，可显著地被硒所减弱。人们在观察到金枪鱼体内的烷基汞的毒性，被同时富集的硒所消弱之后；进一步证明，无机硒化物同样有消弱烷基汞毒性作用的能力。用含汞 100ppm的水饲养动物，于 6周之内，不加硒组全部死亡，而加硒组全部存活。,PPM？,简单的说：parts permillio
10、n 百万分比浓度1ppm=1mg/kg=1L/L=1mL/m3=1 mg/L,钼与钒、铁、铜、钨关系密切，这些元素似乎都可直接或间接地影响钼的生物功能。从理论上说，铌能置换钒，钌能置换铁，铑能置换钴，钯能置换镍，银能置换铜，砷可置换磷（可引起疾病），硒可置换硫（可引起疾病），溴可置换氯，铍可置换镁，锶能置换钙，锂能置换钠，铷能置换钾。,由于微量元素之间，有如此复杂的相互拮抗和协同的关系。所以当评定某一微量元素对机体的影响时，除去注意该元素的特异性质外，也必须注意和它有相互关系的元素是否存在。因此，只检查水、食品或头发、血、尿的某一元素的含量，并不能完全反映该元素和机体的关系。,（四）人体内微量
11、元素的代谢微量元素广泛地存在于空气、土壤、食物和饮水中。食物和饮水是人体微量元素的主要来源。但有些元素也可通过呼吸道从大气中摄入一部分。个别的微量元素，在特异条件下也可通过皮肤进入体内。食物中各种微量元素的含量与自然环境中的含量大多数有联系，但有的也不一致。人体从食物中摄入的微量元素，以铁、锌、锰、铜等较多，而铬、锡、钒等较少。进入消化道的微量元素，通过肠膜的通透性，元素的自动运转和机体的体液调节等机制，被人体所吸收利用。,在吸收利用过程中，受元素本身性质（阴、阳离子比例、荷电量、可溶性、化合键）和肠内容物的理化性质的影响。某些人体不需要的微量元素在肠道内的代谢作用，可明显减少必需微量元素的吸
12、收作用。进入体内的微量元素在体内并不是均匀的分布，而是各有特定的分布组织和器官。如铁的70.5 分布于血红素，氟的98.9 分布于骨骼，锌的65.2 分布于肌肉，锶的99.0 分布于骨骼，铜的34.7 分布于肌肉，锂的50 分布于肌肉，碘的37.4分布于甲状腺，铬的37 分布于皮肤。,摄入体内的各种微量元素大多数从尿中排出，但排出的量相差很大。排出量占摄入量50 的有：钴、锑、钛、碘、汞、硒、硼、铌、溴、铷、氟、钼；尿中排出量占摄入量15 以下的有：铬、锌、锆、铜；而钒、锡、锰、镍、镉等微量元素由尿中排出量，除受摄入量的影响外，在不同的个体、性别和不同的年龄组间也有相当大的差异。尿的总量、比重
13、和酸碱性等理化性质也影响尿中微量元素的排出量。随着出汗也可排出一定量的微量元素。据试验，青年人在37.8的气温下，每日暴露7.5小时，从汗液中排出的微量元素占摄入量的百分数是：铬59，铜45，钼41，碘16，锶11，钴11。汗液中锌和铁的含量分别是1.15和1.0%。,头发中排出的微量元素为量甚微，仅锌、铁含量稍高。但头发是一种代谢活动很低的蛋白质组织，所含的微量元素可以反映头发生长期间所摄入微量元素的数量和代谢状况，所以它可间接地反映某一段时间的体内微量元素的变动。随着分析技术的发展，近来常以头发中微量元素的含量作为观察环境污染和人体与某些微量元素接触程度的指标，在营养学上，也作为某些必需微
14、量元素是否缺乏的诊断指标。经粪便排出的微量元素主要是铁、锰等重金属。人体对微量元素的利用十分经济，大多数都经过肝肠循环和在组织器官中的再吸收。但在这方面的研究工作比较缺少，除碘、氟等少数几种外，大多数微量元素还不太清楚。,微量元素虽然在人体内含量很少，但一旦缺乏，人体会产生各种病变。有三种元素作用巨大，被称为人体中的“吉祥三宝”，它们就是硒、锌和铜。生命灵丹硒硒被称为是主宰生命的微量元素，它在人体内的总量只有320mg，大部分存在于人体的肝、胰、肾中，以眼睛的含硒量为最高。硒元素有控制癌细胞发育的作用，可破坏沉积在动脉血管壁上的胆固醇，防治心脑血管病。硒在小麦、玉米、大白菜、南瓜、大蒜和海产品
15、中含量较丰富。蛋类含硒量多于肉类。,健康助手锌锌是构成多种蛋白质所必需的前提。人体内大约含有2g锌，大多分布在骨骼、肌肉、血浆和头发中，是人体智力发育、生殖遗传、免疫、内分泌、神经、体液等重要生理过程中必不可少的物质。含锌丰富的食物如肉类中的猪肝、猪肾、瘦肉等；海产品中的鱼、紫菜、牡蛎、蛤蜊等，其中牡蛎含锌最高，每百克含锌为100mg，堪称锌元素宝库；豆类食品中的黄豆、绿豆、蚕豆等；硬壳果类中的花生、核桃、栗子等，均可选择食用。,人体卫士铜铜参与人体内多种金属酶的合成，具有促使心脏和血管壁保持弹性之功能；铁是人体造血的重要原料，但必须依靠铜元素的帮助。富含铜元素的食物除海产品外，还有河蚌、田螺
16、、泥螺、蟹、虾、泥鳅、黄鳝、羊肉、肝、肾、蛋黄；植物果蔬中有蘑菇、黑木耳、豌豆、蚕豆、芝麻、白菜、萝卜苗、玉米、葡萄干、西红柿、果仁及豆制品等，配方奶中也有一定量的铜元素。食糖过多会阻碍人体对铜的吸收。,二、地方性硒中毒,硒的生理功能,50年代的研究业已证明，微量元素硒（Se）缺乏是引起动物白肌病（White Muscle Disea-Se）的主要原因，因而，到 70年代初，世界卫生组织（WHO）正式确定 Se为动物营养的必需元素。后来，又发现微量的Se对人工培养的人体肺细胞的生长是必不可少的，因而，说明Se也是人体所必需的一种营养物质。近年来，我国的研究发现，克山病的发生与低Se环境有密切关
17、系。因此，Se的研究已越来越引起人们的关注。然而，正如任何事物都具有两重性一样，Se有其有益的一面，也有其有害的一面，而且，人们对 Se元素的认识正是首先从其有害的一面开始的，人们最初只把 Se看作是一种有毒物质，因为经过研究证明，食物和饲料中含 Se量过高会使人体和动物发生硒中毒。,（一）硒中毒研究简史1274年前后，意大利威尼斯人马可波罗（Marco Polo）随其父亲和叔父来中国通商途径肃州（今甘肃省西部）时，听说外地商人的马吃了当地的某些草会掉蹄子、脱毛等。后来，他把这种见闻记述在马可波罗游记中。由于当时的医学和科学水平所限，一直不明白这是一种什么病。后人认为，这是有关硒中毒的最早记载
18、。,16世纪以后，某些旅行家和传教士在南美洲哥伦比亚等地也发现有类似的疾病，并在年代史中有较详细的记载。奔纳维达斯（Benavides）和迈及克（Mojica）写有一份报告，详细记述了这种病的分布范围，以及与其有关的土壤和植物的分布情况。1560年，一位传教士记述了哥伦比亚某地的谷类毒性很大，不论是人或牲畜吃了都会掉毛，而且当地的印第安妇女生怪胎的多。然而，关于这种病的病因在当时却仍然是个谜。1817年，瑞典化学家柏齐利乌斯（Berzelius）发现了 Se元素。Se的发现及对其化学性质的深入研究，为探明硒中毒提供了很有利的条件。,1856年8月10日，美国军医麦迪逊（Madison）随骑兵部
19、队到南达科他州密苏里河右岸的伦道尔（Randall）要塞驻防，要塞处于一条干谷中。十天之后，即 8月 20日，这个部队的军马同时发生一种疾病，他用尽各种办法进行治疗都无法控制。疾病一直延续了好几个月，造成许多军马死亡，但也一直未弄清其原因。,1893年，在毗邻南达科他的怀俄明州Corhon县Shir1ey盆地中的马群也发生了类似疾病，马吃了当地的草就会得这种病，掉蹄子，脱毛等，甚至死亡，造成马群损失严重。 Randall要塞周围地区自 1891年以后开放为居民点，当地居民反映，此地的马、牛、羊等牲畜继续发生这种病，造成牲畜大批死亡。他们认为这种病是由于当地的碱或矿质盐类引起的，因此，称之为“碱
20、病”。以后，在美国西部十五个州中的广大牧区都陆续发生了这种原因不明的中毒症。经过流行病学调查，发现这种病主要是由于牲畜在长有大量紫云英、黄芪和野豌豆一类植物的地区放牧而引起的，当地居民也深信是由于牲畜吃了某种有毒的植物所致。于是，研究人员就对这些植物的化学成分进行分析。,1929年，Franke等人开始在南达科他州农业试验站研究这种“碱病”问题。1931年，在华盛顿召开的一次内务部会议上，Knight HG曾提出当地饲料中的有毒因子可能是 Se。1932年，有人用黄芪属一些本地种来研究这一类植物的化学特征及其生理学影响。有人发现，某些生长在特定范围土壤中的本地种紫云英能够引起牲畜的急性和慢性中
21、毒。Bobinson分析了南达科他州有毒的小麦，1933年，他发表了一篇研究报告，谈到其中一份样品含Se达 1012ppm，其它样品为 56ppm，而无毒小麦则含Se很少。1934年Franke发表了他的第一篇研究报告，论证了某些土壤生长的谷物和青草含有大量的Se，经动物试验后，证明能引起牲畜的“碱病”。直到这时，才确定了 Se和牲畜中毒症之间的相互关系，并证实所谓“碱病”实际上就是硒中毒。从此以后，硒就被认为是一种毒物。,1817年发现硒（Se，selenium），瑞典化学家Berzelius。1934年硒中毒动物碱毒症和瞒跚盲。1957年硒营养作用德国Schwarz发现第3因子硒可预防实验
22、大鼠食饵性肝坏死。小鸡的渗出性素质、猪的食饵性肝坏死、牛羊白肌病。1973年揭示了硒的第一个生物活性形式，美国学者Rotruck等发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶的必需组分。,我国关于硒中毒的研究开展得较晚，虽然马可波罗早在几百年前就记述甘肃西部地区有马掉蹄子的现象，以及19061908年，英国议员斯太因（Stein）等人在我国西部旅行时，亲自目睹了乘马吃了山上一种醉马草（inetrating Plant）而麻木不动的情景，他联想到马可波罗当年记述，认为这是同一类疾病，但后人未作进一步研究，至今尚未证实是否属硒中毒。,（二）硒中毒的类型和症状地方性硒中毒是由于人和动物摄食过量的Se造成在体内累积而引
23、起的，一般表现为慢性病程，有的研究认为，人进入病区后，3、4天内就可发病。根据临床症状的不同，地方性硒中毒可分为两种类型:1.盲目蹒跚,这是由于人和动物摄食了含有中等量Se的食物和饲料而引起的，Se主要以有机态进入人和动物体内。病畜的症状多与中枢神经系统有关，主要表现是无目的游走，转圈，走路时冲撞物件，在没有障碍的情况下又时而颠跛而过，食欲明显减退，四肢瘫痪，肌肉张力普遍丧失，呼吸困难，剧烈腹痛，视力严重衰退，最后由于呼吸衰竭而突然死亡。病理检查可见心、肝、肾出血及坏死等病变。病人也有神经系统的症状，如皮肤痛觉迟钝，四肢麻木，头昏眼花，食欲不振等。,2.碱病这是由于人和动物摄食了含有蛋白质结合
24、硒（可能是硒氨基酸）的谷物、蔬菜和植物而发病，这种硒比较不溶于水，其症状是病畜生长停滞，消瘦，蹄甲伸长，变形成靴状，最后脱落，掉毛，贫血，关节僵硬等。母畜不育，幼畜不易养活，鸡蛋不易孵化，或孵出畸形雏鸡。病理检查可见心、肝损害。病人也表现为头发脱落，甚至眉毛、胡子、阴毛等都会脱落，指甲变形、凹陷，最后脱落。还有皮疹、皮痒等症状。硒中毒所以会掉蹄子，脱毛发，是因为Se在蛋白质物质（朊）的胱氨酸或半胱氨酸中以及其它含S的氨基酸中代替了S，破坏了机体内S的代谢，从而引起含有大量硫的角质素发生分解或死亡。,我聪明，我可爱，我不掉毛！,有学者曾提出龋齿增多也是人体摄入过量Se的一个中毒体征。在美国富Se
25、地区人群中，普遍流行龋齿病。在俄勒冈的研究发现，在动物白肌病普遍流行的地区出生和抚养的儿童，其龋齿的发病率比其它三个已知富 Se地区的儿童为低。湖北恩施硒中毒的主要症状为脱发，掉甲和神经中毒，牲畜中毒表现为碱性病，植物也有中毒现象，如叶枯黄，叶面出现黄色斑点，玉米出现“白菌”。职业性硒中毒的主要症状是：面色苍白，精神疲惫，胃肠功能紊乱，消化不良，呼吸有大蒜气味。严重者可导致中枢神经系统中毒或“碱性病”。,（三）硒中毒的地理分布1.硒中毒的地理分布据报道，世界上发生硒中毒的国家和地区有：美国的南达科他、内布拉斯加、怀俄明、亚利桑那、堪萨斯、北达科他、新墨西哥、蒙他那、犹他等州，爱尔兰的利默里克、
26、提珀雷里、未思等郡，以色列的Huleh盆地，澳大利亚的北昆士兰州，墨西哥的加纳华托、奇瓦瓦、托雷翁、萨尔提略、墨西哥城等。中国的湖北和陕西省，哥伦比亚，南非，委内瑞拉等。另外，阿尔及利亚、西班牙、保加利亚和法国曾发现含有致毒量 Se 的小麦和植物，而在前苏联和加拿大也报导有富Se植物和富Se土壤分布区。,硒中毒地区主要受非地带性的地质因素岩石的影响，所以，其分布不是呈地带性规律，而是呈散灶状分布，如爱尔兰的硒中毒范围只不过30平方英里。我国的湖北恩施、陕西紫阳为硒中毒灶状病区，主要与高硒含煤地层有关。,2.硒中毒地区的高Se环境1、高 Se的地质背景岩石含 Se高：世界的硒中毒地区一般都分布在
27、富 Se岩层上，Beath等人（1934年）对怀俄明硒中毒地区各种岩石的含Se量进行研究后发现，该地的白垩系凝灰岩质沉积岩含有大量的Se，范围值为12.5187ppm。犹他州硒中毒地区的碳质页岩和页岩含Se也较高，为 250ppm，海相碳质页岩为 1277ppm，最高达 675ppm。这说明早至古生代植物或腐败的有机质就能累积或吸收 Se，其他大陆页岩的含 Se情况表明，中生代和古生代可能是Se最广泛的沉积时期，这个地质时代的沉积岩含Se一般较高。Fleming等人指出，爱尔兰的硒中毒地区，含黄铁矿的页岩、风化页岩和风化石灰岩等，含Se0.128.5ppm。湖北恩施硒中毒地区的煤含 Se 32
28、9ppm，陕西紫阳硒中毒地区的煤含 Sel.1837.02ppm，而四川等非中毒地区的紫色砂岩含Se只有0.05ppm。硒中毒地区的富Se岩层为病区的土壤提供了富Se的成土母质。,2、土壤含Se高：岩石风化产物是土壤形成的物质基础，富Se岩层的风化产物给土壤提供了丰富的Se，因此，硒中毒地区由于富Se岩层的影响，其土壤含Se量一般较高。美国南达科他和怀俄明等地的富 Se地区，土壤表层含 Se 22ppm，下层为 23ppm，其中 30为有机硒，12为硒酸盐。美国其它富 Se地区表层土壤含 Se 1520ppm。下层为 0.716ppm。亚利桑那、新墨西哥、北达科他、蒙他那和犹他等地，硒中毒地区
29、范围较小，土壤含Se量也较低，在5ppm以下。美国的非硒中毒地区，土壤Se只有0.012.5ppm。爱尔兰硒中毒地区土壤含Se高达 13105ppm，而非中毒地区只有 1.43.3ppm。另外，该中毒地区土壤中的有机质含量较高，为0.6275，土壤含Se量与有机质含量呈正相关。湖北和陕西硒中毒地区土壤的含 Se量分别为 9.68ppm和 0.227.2ppm，而我国非中毒地区的土壤含 Se量仅为0.050.18ppm。,我国土壤的含硒量呈明显的地区差异，其特征为东南地区含硒量偏高，西北地区较高，而在这两带之间的过渡带土壤含硒量相对较低，是我国的一个缺硒带。我国非中毒地区的土壤 Se含量有 0.
30、050.8ppm。,3、植物含 Se高：土壤中的 Se对植物的含 Se量有直接影响，是植物 Se的主要来源。土壤中硒的存在形态可能有硒酸盐（极少），亚硒酸盐、元素硒和未知组分的有机硒化合物等。其中最容易被植物吸收的是有机硒化合物和硒酸盐，但元素硒和硒化物等可能发生缓慢的水化作用，从而变成植物能够吸收的有效态Se。美国富Se地区年降雨量在500mm以下，属于旱半干旱地区，土壤呈碱性，因而土壤中的Se多数都处于有效态。Beath等人研究了怀俄明州各种植物的含Se量，发现本地区生长的紫云英属植物含 Se较高，其中一种紫云英（Astraglusracemosus）含Se高达14920ppm。在澳大利亚
31、昆士兰富Se土壤上生长的一种豆科植物含Se达4000ppm以上。Beath等人的研究说明紫云英等多种植物能将土壤中的Se转变成可以利用的形态，这些植物的分布仅局限于富Se的土壤中，所以，人们称之为Se的“指示植物”。南达科他的小麦含Se量比较高，为612ppm，称为“毒麦”。而美国非中毒地区植物的含Se量则低得多，均在0.1ppm左右。“毒麦”的含Se量已超过中毒水平，Mnnsen等（1936）报导，饲料中含Se量达34ppm时就可引起马发生硒中毒。动物饲料含Se量超过5ppm时，就会发生硒中毒。,有人提出，慢性硒中毒的剂量范围为210ppm，如超过10ppm，则有致死的危险。在某些富 Se土
32、壤中，如夏威夷的红壤，由于 Se和 Fe形成植物难于吸收的亚硒酸铁。所以，植物中的 Se并不高，也未出现硒中毒。我国湖北硒中毒地区的玉米含 Se 8.66ppm，稻米3.96ppm，黄豆11.86ppm，大白菜36.42ppm，白萝卜叶457ppm，青草21.92ppm。陕西硒中毒地区玉米的含 Se量也在 5ppm以上，但我国非硒中毒地区粮食的含 Se量却低得多，玉米、稻米和小麦的含Se量一般在 0.0250.04ppm之间，牧草为 0.0150.642ppm。另外，在高 Se地区也有高 Se的地下水存在，并能引起硒中毒。美国某地在 Wasatch地质形成物上打的一口 140英尺的深井，井水含
33、Se高达9ppm，而一般地下水含Se只有0.001ppm，有一户人家饮用上述高Se井水三个月之后，全家人都出现了硒中毒症状。如脱发，指甲褪色，最后变脆以至脱落，小孩还感觉疲乏。考虑到硒的毒性及其摄入量的影响，1973年世界卫生组织顾问委员会推荐水硒标准为0.01ppm。,硒中毒地区人和动物体内的Se：由于人和动物摄食了富Se食物和植物，致使血液、毛发、奶和尿中的含Se量也显著增高。快要死亡的中毒绵羊血 Se为1.343.10ppm。以含Se量正常的牧草为饲料的绵羊血Se只有0.060.20ppm和0.040.08ppm。正常奶牛的血 Se为0. 08ppm。湖北恩施硒中毒地区人血 Se平均为3
34、. 18ppm，而邻近非中毒区只有 0.444ppm。瑞典正常人的血 Se为 0.12ppm，新西兰人为 0.068ppm，均比硒中毒地区低。硒中毒地区动物毛和人发的含Se量比非中毒区高。在美国，牧草含Se平均在10ppm以上的富 Se地区，一岁左右的小牛毛 Se高达30ppm，正常地区的小牛毛 Se只有 14ppm。湖北硒中毒地区牛毛含Se平均为28.52ppm，人发Se为32.2ppm，而邻近非病区人发Se为3.69ppm，远离中毒地区的人发 Se只有 0.81ppm。,陕西硒中毒地区人发Se高达 58.21ppm，猪毛为 12.67ppm。因为毛发 Se和血 Se是机体对外环境 Se水平
35、的反映，所以许多国家都用毛发 Se或血 Se作为机体内 Se动态的监测指标。饲料中的 Se对奶中的 Se也有影响，Allawag等报导，俄勒冈非中毒地区的牛奶含Se量不足 0.02ppm，而在南达科他富Se地区，牛奶含Se量为0.05ppm，有些富Se地区为0.161.27ppm。尿Se可反映机体内吸收Se的情况，湖北硒中毒地区人尿 Se为 2.68ppm，邻近非中毒区只有 0.144ppm。可见硒中毒地区人体内确实吸收了比较多的Se。,我国不同地区人群的发硒、尿硒水平,人体含硒水平判断参考标准,（四）硒中毒的防治,预防硒中毒最有效的办法就是使人和动物避免摄入富Se的食物和饲料，美国采取除去富
36、Se牧草或更换草场的办法来预防。有些牲畜也有识别富Se牧草的能力，因有些富Se牧草会散发出一种蒜臭味。另外，土壤中含硫多会抑制植物对 Se的吸收，因此，有些国家采取在草场施用石膏或含 S肥料等措施，来降低植物含 Se量。陕西近年来采用换粮的办法，对预防人体硒中毒也收到良好的效果。,硒中毒的治疗，主要是如何降低以至消除硒的毒性。研究证实，进食含 Se 15ppm的富Se谷物所引起的急性或慢性硒中毒，可以用含有5ppm亚砷酸钠的饮水而得到缓解或完全去毒。砷的功能在于增加硒经胆汁排入肠胃道，最后排出体外，蛋氨酸可以防止硒中毒，但口粮中必须有足够的维生素E。除蛋氨酸外，甜菜碱和胆碱也能在抵抗硒酸盐的毒
37、性中起一定作用。口粮中的硫酸盐可以减轻硒酸盐的毒性，但不能减轻亚硒酸盐或有机硒的毒性。,研究发现，亚麻籽油饼也有拮抗硒中毒的作用。吕文特尔（Levander）对这一发现作了进一步研究，他认为决定硒这个元素毒性的最重要因素是组织中硒的化学形态，而不是组织中硒总量的多少。他的结论是，喂亚麻籽油饼以后，硒的化学性质发生了改变，经过这种化学改变后的硒，对动物的毒性降低了。Hg、Cd、Cu、与Se均有拮抗作用，能降低 Se的毒性。VE是一种良好的抗氧化剂，可预防硒中毒，蛋氨酸分子可以与机体内过量的硒结合，从而起到解毒作用。因食入高硒（含Se 15mg），而引起的急性和慢性中毒者，服用5mg的Na2AsO
38、3水溶液，可促使过量的砷经胆汁排泄到胃肠道，最后从肾脏排出体外，以达到缓解毒性或完全解毒的目的。,VE 是一种强有效的自由基清除剂, 有延缓衰老和抗氧化的作用,三、环境中的锌与健康,锌在地壳中的丰度为77ppm，大部分存在于金属硫化物中，常与铜、铅、银、镍、钴、钼等元素共生。主要的含锌矿物为闪锌矿（Zns）。在氧化环境中，可形成ZnSO4（锌钒），大量溶于弱酸性水中。当 PH为 5.56.5时，含锌量为 101000g/L。在一般的中性水中，含锌量为1.010g/L。在碱性环境中，水的含锌量更低，仅为 0.25.0g/L。海水中含锌为 5.0g/L，河水含锌约为 1020g/L。,锌是一种生物
39、必需元素，它具有多方面的生物学功能，人体中的锌主要来自饮水和食物。缺锌对人体健康有多方面的影响。例如，性发育不全的侏儒症，多发生于碱性的低锌环境。新疆的伽师病，即地方性不孕症与缺锌有一定的关系。锌还参与机体多种酶的合成，为200余种金属酶的组成成份，如无水碳酸酐酶、羧基肽酶、RNA 聚合酶等。锌的重要生理功能是参与核酸和蛋白质的合成，能增强体液和细胞的免疫能力，抑制过氧化物对细胞的损害，稳定细胞膜，抗衰老，防止心肌坏死，防治感冒，促进溃疡和伤口愈合，加速机体的生长发育等。缺锌可引起机体的一系列生化紊乱，并造成很多器官和组织的生理功能异常。,（一）锌在土壤中的分布我国土壤含锌量根据现有资料为37
40、90ppm，平均含量为100ppm，高于世界各国土壤的含锌量50ppm（维诺高尔脱夫，1957）。土壤的含锌量与土壤类型和成土母质有关。我国土 壤含锌量按土类区分有一定差异，例如：,在同一土类中，土壤含锌量与成土母质有一定的关系。以砖红壤、红壤等为例，华南的砖红壤、赤红壤和红色石灰土等土壤的含锌量为20600ppm，其中以石灰岩发育的红色石灰土和棕色石灰土含锌量最高。玄武岩发育的土壤次之，砂岩发育的土壤最少，例如：,华中丘陵区红壤有类似的情况，例如江西、浙江各种成土母质发育的红壤含锌量为22172ppm，平均为79ppm。其中以石灰岩和花岗岩发育的红壤最多，含量为85172ppm，红砂岩发育的
41、红壤最少，为2863ppm，红色粘土发育的红壤含锌量介于二者之间。按成土母质区分，各种红壤的平均含锌量可排列成以下的顺序：花岗岩（153ppm）石灰岩（91ppm）紫砂岩（81ppm）千枚岩（68ppm）红色粘土（61ppm）红砂岩（31ppm）,土壤中锌的可给性主要受土壤条件、尤其是土壤酸碱度的影响。在碱性反应下，锌的可给性降低。因此，缺锌多发生在PH6.5的土壤上。在酸性土壤中则有效态锌较多。红壤中有效态锌的含量又因成土母质不同而有差异。例如。石灰岩发育的红壤中有效态锌最多，而红砂岩发育的红壤中则最少，红色粘土发育的红壤介于二者之间。在石灰性土壤中，有效态锌一般较低，常低于缺锌临界值。,（
42、二）锌的生理功能,锌是一种十分重要的生物必需微量元素。锌参与18种酶的合成，可激活80多种酶，还具有多种辅酶因子的功能。锌在组织呼吸、机体代谢等过程中起着重要的作用。在性腺、胰腺、脑下垂体中都含有较大量的锌。缺锌可导致生殖力下降，侏儒症，味觉、嗅觉低下，视力减退，形成暗视盲。,锌参与多种蛋白质合成与代谢。锌对于脂质具有抗过氧化作用。锌参与细胞的构成，可促使细胞分裂、生长和繁殖。锌赋予细胞对自由基的侵袭以很强的抗御能力。因此，适量的锌对人体可起到预防、保健、医疗和抗衰老等多种作用。人体含锌约2.31g，血中含锌34mg。每人每天对锌的摄入量平均为17mg。锌分布于全身，以肌肉中最多（65），骨骼
43、中次之（25），视网膜含锌4，精液中含锌0.2。在前列腺和性腺中也含有较多的锌。此外，在胃、肝等脏器中也含有少量的锌。,锌的生理功能,人体缺锌时会引起味觉不灵，食欲不振，生长停止，乃至形成性发育不全的侏儒。锌的结合物在机体中能形成良好的酸碱缓冲体系。它能参与机体内极其重要的PH值调节机制，将人体血浆的PH值保持在7.4水平上，而这对于维持机体健康是非常必要的。有人提出低锌环境可能会促使食管癌的发生，经测试食管癌患者的血液、毛发以及食管组织等部位的锌含量都偏低。锌还可以增强抗癌药物的有效性。流行病学调查中发现，环境中缺锌会在少年中出现性发育障碍症，即营养性侏儒。这种症状在伊朗、埃及均有发现。经测
44、定患者头发和血液中的含锌量显著低于正常人头发、血液中的含锌量。正常人头发和血液的含锌量为 54.10ppm和 125150ppm，而伊朗、埃及侏儒的头发和血液的含锌量分别仅为0.730.06ppm和 1.21 0.019ppm。,锌在医疗方面具有较多的用途。锌对于砷、镉的中毒都有解毒作用，因为锌与砷、镉可以相互拮抗。可以用锌治疗由高浓度的镉所引起的高血压，或由于高浓度的砷所引起的动脉粥样硬化症。采用适量的ZnSO4可治疗性发育不全的侏儒症和暗视盲。锌有利于细胞组织的修复，所以利用ZnSO4可促使外伤的愈合。锌可以增加机体的免疫力，还可以用来进行预防、保健和抗衰老。所以说，锌是一种具有多种重要的
45、生理和医疗功能的人体必需的微量元素。,我国居民膳食锌的每日推荐摄入量,锌缺乏表现：1. 生长发育障碍胎儿先天缺锌，影响细胞分化复制，进而影响骨骼和脑发育不良，造成畸形儿；婴儿后天缺锌，影响生长而矮小瘦弱。孕妇和乳母缺锌首先累及胎儿和婴儿，因此母亲有足够的锌摄入至关重要。锌缺乏表现：2. 组织再生能力减弱缺锌时伤口愈合不良，锌在伤口愈合中起到促进成纤维细胞和上皮细胞增生以及胶原合成作用，从而影响瘢痕紧张度。,锌缺乏表现：3. 生殖器官和性机能发育障碍人体缺锌使性成熟推迟，性器官和第二性征发育不全、性功能降低、精子减少、月经停止。锌缺乏表现：4. 味觉障碍偏食、厌食、异食癖（唾液中的味觉素含有锌）
46、。锌缺乏表现：5. 皮肤损害皮肤粗糙、上皮角质化；眼鼻周围和口腔溃疡；肢端皮炎；头发脱落等。,锌缺乏表现：6. 抗感染免疫力下降T细胞功能受损，淋巴细胞转化率降低、胸腺退化。锌缺乏表现：7. 对脑功能有影响人体总锌含量的1.5%在脑中，主要聚集在大脑皮层和海马体上，人体严重缺锌时，表现出易激动、嗜睡、抑郁、认知行为改变。,锌缺乏原因：摄入不足：动物性食物摄入不足，或疾病导致食欲不振而各种营养素摄入减少。吸收率低：以谷类为主的膳食（植酸、纤维素），以及二价金属（Cu、Co、Fe、Mn等）竞争；酒精也有抑制或延缓锌的吸收作用。对铁需要量增加：特殊生理时期丢失增加：大量出汗可使锌从皮肤丢失；烧伤骨折
47、、糖尿病、肾病综合症等可使锌从尿排出增加；血吸虫病等疾病可使锌从肠道排出增加。,锌中毒表现：急性：职业中毒（金属锌烟气）；治疗中过量涂抹、服用或注射锌剂。腹痛、腹泻、恶心、呕吐。慢性：长期补充大剂量锌（100mg/d）影响。贫血、免疫功能下降、HDL胆固醇降低等。,人体中的锌主要来源于饮食。饮食中锌的含量主要依赖于两类食品：一为高锌动物，如鲜肉、肝、蛋和海洋生物，海洋生物中尤以牡蛎、鲱鱼的含锌量最高；其二为高锌植物，如谷类、蔬菜、水果等，而花生、核桃、杏仁和茶叶等含锌量也较高。,部分食物中的含锌量,膳食中的植酸、草酸及过量的膳食纤维、过量的钙、铁会降低锌的吸收，半胱氨酸、组氨酸有利于锌的吸收。
48、 贝类海产品、红色肉类、肝脏、海鱼及蛋类含锌丰富，植物性食品如谷类胚芽和麦鼓、豆类、花生等含锌也丰富，但吸收率低。,据报道，口服葡萄糖酸锌50mg，可使感冒数小时症状消失，认为锌能防止病毒的繁殖或复制。由于锌是视黄醇脱氢酶的组成成分，锌缺乏可致夜盲等视力障碍。胰腺细胞含锌较多，缺锌胰岛功能不足，可导致高血糖。锌对机体免疫功能有关，缺锌则致免疫功能低下易患癌肿。因而锌制剂对维持正常的视觉、胰腺功能及免疫功能都是必需的。特别是对幼儿的厌食症、异食癖、以及促进儿童生长、智力发育占有重要地位。,临床常用的锌制剂有硫酸锌片剂或胶囊，国内生产的还有甘草酸锌片剂，国外已生产硫酸锌注射液，此外还有醋酸锌、葡萄
49、糖酸锌、氧化锌等制剂。据目前调查。我国儿童每天饮食锌摄入量为4mg，而正常则需要10mg，饮食普遍存在缺锌情况。世界范围内，人们平均的摄锌量仅仅是推荐量的4663。儿童的锌用量尚无统一标准，认为每日 310mg，是安全有效的。推荐小剂量、短疗程口服锌制剂，对促进儿童生长和智力发育会产生良好影响。每天口服锌制剂1520mg，可用于溃疡、伤口愈合，老年保健、孕妇及哺乳妇女也是需要的。,有三精，妈妈再也不担心我挑食,四、环境中的铜与健康,地壳中的铜含量较低，为55ppm，在自然界中含铜矿物很多，大体可分为氧化铜、硫化铜和碳酸铜三大类。由于铜易被岩石和土壤颗粒所吸附，所以水中含铜量一般较低。当PH5.3时，铜便开始从溶液中沉淀。因此，只有在PH5时，铜才可能在水中聚集。在中性水中铜的浓度一般低于 10g/L。天然水含铜为 0.055.0g/L，最高可达 15g/L。河水含铜一般为15g/L，海水为 0.9g/L。,
