1、- 1 -微量元素与健康1、宏量元素：宏量元素指重量占体重的万分之一以上的元素，占人体中的 99.95%。人体内 11 种宏量元素包括：碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、钠、钾、镁、钙，在周期表中位于前 20 号。微量元素：含量低于体重量万分之一的元素，叫做微量元素（或痕量元素） ，总质量占 0.05%。现认为必须的 14 种微量元素是：铁(Fe) 、铜(Cu)、锌(Zn)、碘(I)、钴(Co)、铬(Cr)、氟(F)、钼(Mo) 、硒(Se) 、锰(Mn)、镍(Ni)、钒(V) 、硅(Si)、锶(Sr)微量元素的分类：必须微量元素，现在尚不知其必须性的元素（包括：非必须元素，有害元素）微量元素的特点
2、：微量元素在体内不能合成，必须从环境中摄取，生理需要量与中毒剂量的范围较窄，缺乏会引起相关疾病，过量摄入易引发中毒。2、在人体中，作为必须微量元素的条件为：存在于所有生命的所有健康组织中；在组织中浓度相当恒定；没有它，生物不能生长，也不能完成生命循环；该元素在体内的作用不能被另一元素完全代替；该元素对生物功能有直接影响，并参与代谢过程；补充该种元素，可防止异常的发生和使其恢复正常。3、 微量元素研究新动向：微量元素的生物活性研究；微量元素的代谢机制研究；微量元素生态学研究。4、微量元素的中毒机制主要是：阻断生物分子活性功能基，取代生物分子必须金属离子，改变生物大分子结构和空间构象，导致脂质过氧
3、化。微量元素的主要生理生化功能表现在： 在 酶 系 统 中 的 起 催 化 作 用 ， 参 与 激 素 与 维 生 素 的 合 成 ， 形 成 功 能 蛋 白 ，影 响 免 疫 功 能 ， 参 与 核 酸 作 用 。5、微量元素抗衰老的机理: 提高机体免疫能力；调节自由基代谢，防止过氧化损伤；增强内分泌调节功能；维持生物膜的稳定性；维持酶的正常活性。6、 微量元素具有扩大功能和调节功能， 在 体 内 的 作 用 形 式 是 以 低 浓 度 出 现 在 生 物 体 内 ， 并 发 挥 作 用 。 微量元素的必需和有害都是相对的，没有绝对的界限。7、 金属活化酶的特点： 在 金 属 活 化 酶 中
4、 必 须 的 金 属 往 往 结 合 不 牢 ， 常 在 酶 纯 化 过 程 中 丢 失 ， 特 异 性 比 较 差 。 如 ：K + Na + Mg2+ Ca2+的 金 属 酶 金属酶的特点： 金 属 与 蛋 白 质 结 合 很 牢 ， 具 有 很 强 特 异 性 ， 是 酶 的 基 本 组 成 部 分 。8、 微量元素在体内参与激素合成，一种形式是：微量元素本身是激素的组成成分；另一种形式是：微量元素与激素形成复合物，促进激素的合成，延长激素的作用时间。9、 现代医学表明， 微 量 元 素 在 人 体 内 每 一 个 器 官 内 都 有 一 个 正 常 的 范 围 ， 低 于 或 高 于
5、这 个 范 围 都 会 致 病 。 要 保 护 生 物组 织 的 功 能 和 结 构 的 完 整 性 ， 使 生 长 、 健 康 与 繁 殖 不 受 损 害 ， 微 量 元 素 的 特 征 浓 度 和 功 能 形 式 必 须 维 持 在 一 个 狭 小的 限 度 内 。10、 微量元素存在的状态分为：无机态、有机态、生物态。存 在 形 式 不 同 ，其 毒 性 有 显 著 性 差 异 。一般而言，无机态毒性有机态生物态，而生物利用率却相反。从接触方式来看，一般毒性顺序为：静脉注射吸入皮下注射腹腔注射灌胃口服。 11、 钴是维生素 B12 的 组 成 部 分 ； 铁 是 血 红 素 的 组 成
6、成 分 ； 铬 是 胰 岛 素 的 组 成 成 分 ；12、 碘是人类发现的第二个必需微量元素，现在我们食用的加碘食盐是加入的碘酸钾。碘的一大化学特性是升华，即由固体可以直接变成气体。13、 微量元素在环境中的分布特征是具有不均匀性，也是造成地方病的原因。微量元素在水中的迁移形式是以真溶液（1nm ）或胶体溶液（=1-100nm）形式迁移元素。15、 生物从环境中吸收微量元素，服从于以下几个原则： 丰度规则和可利用规则； 有效规则； 基本匹配规则； 有效性和特异性的进化规则。16、 环境与生物体内微量元素的关系：总体而言，环境中某元素的含量与生物体内该元素的含量成正相关关系。但这种总体的一致性
7、，还受到元素的易被吸收程度及水文地球化学等条件的制约，因而不能绝对说环境中含量最高的元素，其在生物体内的含量也是最高的。 17、微量元素在生物体中的分布不均匀性是指：不同的生物体内微量元素的含量不同；在同一生物体内的不同组织部位，不同发育阶段不相同，还存在着昼夜周期性变化；与元素易被吸收的程度有关；与水文地球化学条件有关。必须微量元素在某些器官中的分布不均匀性，预示着该元素在某些功能具有一定的关系。有害元素在体内分布的不均- 2 -衡性，体现了元素毒性的选择性。18、微量元素的食物来源包括动物性食物和植物性食物，其含量一般为动物性食物大于植物性食物。吸收率为动物性食物大于植物性食物。19、长寿
8、地域的山泉水具有以下六大特征： 洁净无污染，不含有害物；适量有益于人体健康的矿物质；分子团小，溶解力和渗透力强；负电位；弱碱性；富含氧 20、人体必需的五大营养素指：蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质。21、微量元素的吸收率，可分为高、 中、 低三大类，一般规定：吸收75% 则为高吸收率。22、铁： 铁在体内分布很广，几乎所有组织都含有铁，人体内铁的总量约 4-5 克，女性比男性略少，铁是人体含量最高的微量元素。主要存在于血红蛋白、肌红蛋白和含铁酶中。缺铁性贫血、碘缺乏病与维生素 A 缺乏并列为世界卫生组织、联合国儿童基金会等国际组织重点防治、限期消除的三大微营养不良疾病。 铁在人体内的存在形式
9、可分为两类：血红素类，约占 75%以上，主要有血红蛋白（占 67.58%）、肌红蛋白（约 3%）、细胞色素及含铁酶；非血红素类约占 20%。血红蛋白由蛋白质和血红素构成。 铁在人体内的吸收主要部位在十二指肠及空肠上段。影响铁吸收的因素有：机体铁营养状况；膳食铁的含量及存在形式；某些食品添加剂；食品的某些成分；如：维生素 C 能促进铁在肠道中的吸收，并能阻断和逆转鞣酸对铁吸收的抑制。 人体铁营养的评定指标有：血红蛋白；血清铁；总铁结合力；转铁蛋白饱和度；红细胞游离原卟啉；血清铁蛋白。其中红细胞游离原卟啉，是目前认为评定缺铁性贫血的敏感指标。23、铜 铜在生物体中主要以结合态存在，小部分成游离态，
10、在机体的各组织器官中，肝、肾及脑的浓度较高，肝组织中最高。 中国营养学会，于 2000 年制订了不同年龄各人群铜的摄入量，成人每人每天 2mg，可耐受最高摄入量，成年人为 8 mg/d。24、锌 锌在植物体内的自然含量有从低等植物到高等植物锌含量表现有降低趋势。 锌分布于人体所有组织器官、体液和分泌物，含量仅次于铁。普通成人体内含锌 23g。锌与体内 300 多种酶的活性有关，参与体内多种酶的组成。体内锌大致分为两部分：结合锌，锌代谢池。1926 年测定出一名成人体内含锌 2.2 克。 锌是大脑中含量最高的微量元素。缺锌能给儿童发育造成以下不良影响，一般表现为：免疫力下降，生长发育缓慢，智力发
11、育不良，食欲减退，视力问题，皮肤损害，性器官发育不全等。 锌在胃肠道的吸收一般需要在胃内酸性环境下与食糜中的配体形成复合物才易吸收，一般在锌的吸收率为2030。人体锌营养状况评价指标可分为：静态生化指标，功能性指标，动力学检测指标。25、锰 植物对锰的吸收与积累一般情况下，锰主要积累在根部，其次是茎、叶，种子积累较少。 锰的生物学效应：多种酶的成分和激活剂，对生长发育的影响，改善机体造血功能，促进骨骼生长发育，参与蛋白质、维生素 B、维生素 C、维生素 E 合成和糖、脂肪等代谢；26、铬 铬中毒主要来源于六价铬，六价铬的化合物不能自然降解，会在生物和人体内长期积聚富集，是一种重要的环境污染物质
12、，铬在水中含铬量一般很微量，一般是：海水井水河水。远海近海。城市自来水中铬含量一般都在 10ng/ml以下。Cr（）生活饮用水卫生标准为： 0.05mg/L(GB5749-2006) 铬的生物学效应：铬是葡萄糖耐量因子（CTF）的组成成分；铬影响糖及脂肪代谢；铬能增强细胞膜的稳定性，保护动脉 内膜不受外因损伤；铬是核酸类物质(RNA、DNA)的稳定剂；铬对体质及减肥的影响。27、钴 植物主要是根部吸收钴，主要积累在根部，通常是地下部分大于地上部分 。28、硒 一般情况下，硒在植物体内分布特点是根茎叶果，地下部分地上部分，成年植物幼年植物。植物吸收的硒，主- 3 -要以硒蛋氨酸形式存在。硒缺乏是
13、造成克山病的原因。 硒的吸收：主要通过胃、肠道吸收；十二指肠是硒化合物吸收的主要部位。 科学补硒：所谓科学补硒，就是指对一般的人们可以通过合理膳食，获得相应的硒含量，维持硒元素在人体内的平衡来预防缺硒症。人体可以从天然食物和人工制品两种途径补硒。 硒的生物利用率：与其他微量元素不同，植物中硒的生物利用率远大于动物食品中的硒。 29、氟 氟在常人体内的含氟量为 2.6 g，仅次于硅和铁，主要分布在骨骼、牙齿、指甲及毛发中，骨骼中以长骨的含氟量最高，骨骼和牙齿的含氟量约占身体含氟总量的 90%，尤以牙釉质中含量最多。 中国氟中毒类型分成： 饮 水 型 、燃煤型、饮茶三种。氟中毒病程可长达数十年，重
14、者造成残疾，甚至由于慢性衰竭或严重合并症而导致死亡。儿童氟中毒主要表现为氟斑牙，成人主要表现为氟骨症等。30、碘 人体含碘 20-50 毫克，其中 70%80%浓集在甲状腺内，被称为人体内的“碘库”。环境缺碘而引起的地方病，是低碘甲状腺肿(IDD)的主要表现之一。 碘缺乏病与维生素 A 缺乏、缺铁性贫血并列为世界卫生组织、联合国儿童基金会等国际组织重点防治、限期消除的三大微营养不良疾病。 高碘对人体的危害：高碘性甲状腺肿，碘性甲亢，桥本氏甲状腺炎；碘过敏。不宜吃碘盐的人群有：甲状腺功能亢进者，甲状腺炎症患者，生活在高碘地区的人群。31、硅 硅在人体中含量为 260ug/g，是体内最多的微量元素
15、。32、铅 铅进入人体后主要储积于骨骼、主动脉、肝、肾、胰、气管、喉、肺和皮肤。骨骼中含铅量约为人体总铅量的 90%以上( 儿童约占 64%)。 我国饮水中规定铅的卫生标准为 0.01mg/L，与 1992 年世界卫生组织(WHO)规定相同。 铅主要通过呼吸道和胃肠道吸收。大颗粒主要沉积在上呼吸道，通过纤毛和吞咽运动进入胃肠道后吸收；小颗粒则主要沉积在下呼吸道，可很快为机体所吸收，且吸收率非常高。铅在胃肠道的吸收作用低于呼吸道。 一般经食物摄入的铅仅 5-10为机体所吸收。婴幼儿、儿童对铅的吸收率很高，前者高达 53，后者为 42。所以，对 铅 的 毒 性 最 敏 感 的 人 群 是 婴幼儿、
16、儿童。 铅的生活性接触途径有：食物，水，空气，学习、生活用具和居住场所，化妆品，药物。33、汞 汞在食物中的分布特征：水生动、植物对汞有富集作用，且随随食物链而逐级放大。鱼类特别是食肉鱼类，在水生生物食物链中处于顶层地位，所以汞含量也最高。 有机汞在人体内损害最严重的部位是小脑和大脑两半球，特别是枕 叶、脊髓后束和末梢感觉神经，如：甲基汞中毒的靶器官组织主要是脑组织。与有基汞不同，无机汞的靶器官是肾脏。 不同汞的化合物，其生物半减期有很大差异。金属汞的生物半减期为 58d 左右，甲基汞的为 7074d。甲基汞毒性的靶器官是脑组织，在脑中的生物半减期更高达 240 d。34、镉一般食品都含有少量
17、的镉。植物性食品含镉量大多数低于 0.05mg/kg，而动物性食品含镉量比植物性食品略高些，内脏含镉量明显比肌肉高。不同食物被镉污染的情况差异很大。甜菜、洋葱、豆类和萝卜最易受污染，谷类能蓄积较多的镉。镉含量在 1mg/kg 的被称为“镉米” 。 镉进入人体主要途径是饮食和呼吸。对于非职业接触的人来说，吸烟是重要的镉污染源。35、砷砷及其化合物主要经呼吸道、消化道，少量也可经皮肤和黏膜进人人体。砷污染的主要来源是开采、焙烧、冶炼含砷矿石，以及生产含砷产品过程中产生的废水、废气和废渣。高砷煤燃烧可释放出大量的砷。砷的毒性主要涉及皮肤、神经系统和生殖系统，具有致癌、致畸作用。36、铝- 4 -现在
18、认为铝具有弱神经毒性，摄人过多容易造成慢性中毒，可引起骨质疏松、老年性痴呆症等，在 1989 年，世界卫生组织和联合国粮农组织定为食品污染物。37、微量元素与肿瘤根据组成、结构和性质，化学致癌物可分为两大类：有机化合物和微量元素及其化合物。根据体内作用方式，又可分为两类：直接致癌物和间接致癌物。有机化合物中苯并芘致癌作用最强，也最常见。38、微量元素与抗衰老：人类生命过程大致分为三个时期，即发育期或胚胎期、成熟期或健康成人期、衰老期或衰退期。39、微量元素与膳食： 平衡膳食：是现代营养学总结出来最佳的膳食结构，指的是膳食中所含营养素，不仅种类齐全、数量充足，而且配比适宜，既能满足机体的生理需要
19、，又可避免因膳食构成营养素比例不当。 婴幼儿最容易缺乏的微量元素是铁、锌和碘，而半岁以上的孩子容易缺铁。 食物中有害微量元素的污染主要来自三个方面 ：外界污染 ；食物加工过程中添加剂使用不当 ；食物原料在生长过程对某些重金属的过量富集。 根据水的硬度大小，可以把水分成硬水和软水。一般 8 度以下为软水，816 度为中水，16 度以上为硬水，30 度以上为极硬水。一般饮用水的适宜硬度以 1020 度为宜。40、微量元素与化妆品： 化妆品中微量元素的作用：着色剂，化学脱毛剂，防腐、杀菌剂，功能性作用 化妆品中最常见的化学毒物为汞、铅、砷和甲醇。国家强制标准规定化妆品中有毒物的限量为：汞不超过 1m
20、g/Kg，铅不超过 40mg/kg，砷不超过 10mg/kg，甲醇不超过 0.2%。 常见的有害元素超标化妆品主要是美白类化妆品和祛斑类化妆品。 美白类化妆品：有害成分主要是汞，包括氟化汞和碘化汞等。祛斑类化妆品：有害成分主要有汞、铅等化妆品中有毒物的来源：原料、辅料，化学污染。 化学脱毛剂分为：无机脱毛剂，有机脱毛剂两大类。 化妆品卫生标准有防腐剂使用限量。目前用于防腐剂的微量元素化合物有硼酸、硫柳汞、苯基甲汞、吡啶硫酮锌和碘酸钠等。 41、微量元素检测：、微量元素的检验项目包括常规项目：铅、锌、铜、钙、镁、铁等；特殊项目：职业病，地方病调查，环境及污染调查等。、临床微量元素分析中样品的采集一般情况下主要使用有验血和头发。另外还可以采集尿样，特殊需要时有时采用其他组织，如内脏、眼球、骨骼、牙齿、指甲等。、保证所取样品的均匀性和代表性。记录相关信息：年龄、性别、职业 (有无金属接触史)，采样时间以及其他信息。可取静脉血或末梢血，一般测试结果只作为床临指导。头发样品多用于保健膳食参考及科学筛查。、微量元素检测的质量控制包括：分析前的质量管理、分析时的质量管理及统计质量控制。 、微量元素检测在临床医学上广泛应用的方法主要为：生化法、电化学分析法、原子吸收光谱法。另外还可采用同位素稀释质谱法、分子光谱法、原子发射光谱法、X 射线荧光光谱分析法、中子活化分析法等。
