【金健康营养专家解析】—微量元素与人体健康!

金健康贵和系统2021-11-22 09:06:57



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【微量元素与疾病】


古往今来,探索生命之谜,保护人体健康、延年益寿已成为人类梦寐以求的美好愿望。目前已发现许多元素在人体内含量不足人体体重的万分之一,总量之和还不足人体体重的千分之一,故取名为微量元素。微量元素是人体中酶、激素、维生素等活性物质的核心成份,对人体的正常代谢和健康起着重要作用。现代医学证明,人体所含微量元素的多少与癌症、心血管疾病及人类的寿命有着密切的关系。因此微量元素被誉为是量微功奇的元素。

近年来,微量元素与人体健康的关系越来越引起人们的重视,含有某些微量元素的食品也应运而生。所谓微量元素是针对大量元素而言的。人体内的大量元素又称为主要元素,共有11种,按需要量多少的顺序排列为:氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁。其中氧、碳、氢、氮占人体质量的95%,其余约4%,此外,微量元素约占1%。在生命必需的元素中,金属元素共有14种,其中钾、钠、钙、镁的含量占人体内金属元素总量的99%以上,其余10种元素的含量很少。习惯上把含量高于0.01%的元素,称为常量元素,低于此值的元素,称为微量元素。人体若缺乏某种主要元素,会引起人体机能失调,但这种情况很少发生,一般的饮食含有绰绰有余的宏量元素。微量元素虽然在体内含量很少,但它们在生命过程中的作用不可低估。没有这些必需的微量元素,酶的活性就会降低或完全丧失,激素、蛋白质、维生素的合成和代谢也就会发生障碍,人类生命过程就难以继续进行。

微量元素在人体细胞内的新陈代谢过程中起着十分重要的作用,一些微量元素在人体中成为某些酶、激素和维生素等的活性中心组成部分,部分微量元素还与癌症、心血管病、瘫痪、生育等息息相关,缺乏必需的微量元素,将会引起生理功能及组织结构异常,从而发生各种病变及疾病,使人体健康状况下降或寿命缩短。

微量元素在人体中的主要功能是:
1.运载常量元素,把大量元素带到各组织中去。
2.充当生物体内各种酶的活性中心,促进新陈代谢。酶在生物体内是许多化学反应必不可少的催化剂,而许多微量元素却是酶的组成部分或激活剂。例如锌与200多种酶的活性或结构有关。
3.参与体内各种激素的作用。如锌可以促进性激素的功能,铬可促进胰岛的作用等。

目前,对于某些微量元素的功能尚不完全清楚,下面只作一简要介绍。


1.碘

  碘在食物中主要以无机碘化物形式存在,其他形态的无机碘首先被吸收,然后被还原成碘化物。消化器官中的碘迅速地几乎完全被吸收。碘在人体内的含量约为25mg,其中一半分布在甲状腺内。甲状腺的作用是合成、分泌出一种甲状腺激素,它是促进人体生长发育和新陈代谢的重要激素,特别是对脑细胞的发育起决定作用。因此碘有“智力元素”之誉称。缺碘对人体会造成巨大损害,特别是对儿童、婴儿和孕妇。如果婴幼儿时期严重缺碘,其骨骼生长和大脑的发育将会受到严重影响,患呆小症,表现为身材矮小、行动迟缓、食欲不振、智力低下。另外,近年来医学研究表明,人体缺碘还能诱发乳腺癌、卵巢癌、子宫癌及甲状腺癌等。防治碘缺乏症最方便又经济的方法是食盐加碘,同时可经常食用含碘丰富的海产品如海虾、带鱼、海带、紫菜等。


2.铁
  铁在周期表中属d区第Ⅷ族过渡金属,最常见的氧化态是Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)。Fe(Ⅲ)的电子构型是3d5,顺磁性;Fe(Ⅱ)的电子构型是3d6,其高自旋态有顺磁性,低自旋态是逆磁性的。Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)都是较强的路易斯酸,易形成立体构型为八面体的配合物。

一般成年人体内含铁约3~5g,相当于一枚小铁钉的重量,主要存在血液当中。这些铁主要是以络离子的形式存在,可与血红素、蛋白质等形成血红蛋白和肌红蛋白,起到运输和贮存氧的作用。当人体缺铁时会影响血红蛋白和肌红蛋白的形成,从而使血液中的红细胞数量或血红蛋白含量降低,影响载氧量,引起整个肌体的生理紊乱,这就是贫血。据世界卫生组织调查,缺铁性贫血是世界通病,婴幼儿贫血的根源在于缺铁。许多儿童呈“豆芽菜”体型,缺铁也是一个重要原因。防止人体缺铁最方便的方法是通过饮食调节,多食用含铁质较多的动物肝脏和其它内脏,其次是瘦肉、蛋黄。在一些蔬菜和水果中也含有较多的铁质。另外使用铁锅炒菜也能补充人体铁质。在酸性条件下人体肠胃有利于铁的吸收,因此在食物中含有带酸性的维生素C有利于铁的吸收和利用。


3.氟
  氟是卤族元素,价电子构型是2s22p5,电负性最高(4.10),是最活泼的非金属。在水溶液中以F-离子形式存在。单质氟(F2)是淡黄绿色气体,有强烈的刺激性。其典型的化学性质是强氧化性:常温下能同多种物质反应,高温下几乎能同所有的物质作用。

现代医学已确认氟是人体必需的微量元素,对牙齿、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟约在0.01%~0.02%,在牙齿中氟的含量约在0.01%~0.03%。微量的氟在人体中有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积,可加速骨骼的形成,增加骨骼的硬度,并能刺激成骨细胞增生。微量的氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附,形成坚硬质密的保护层,从而抑制喜酸细菌的活性,对牙齿起到保护作用。当饮用水中含氟量降低时就会患龋齿,不仅危害牙齿,还可导致其他口脑疾病的产生。世界卫生组织已把龋齿列为继心血管病和癌症之后的第三大疾病。为了预防龋齿,可采取增氧措施,如饮用水加氟、使用含氟牙膏,食用含氟食品及饮料如贝类、海蛰、葡萄酒、茶饮料等。


4.钼
  钼是周期系中d区ⅥB族第二过渡系元素。Mo的价电子构型为4d55s1,有从-2到+6的多种氧化态,其低氧化态不稳定,常见的氧化态是+4、+5、+6。形成多酸型配合物是高氧化态钼的特征。

微量元素钼在人体内分布很广,成年人体内含钼总量约9mg,在体内分布以肝内含量最高,肾其次。近年来研究表明,缺钼可导致神经异常,智力发育迟缓,影响骨骼生长。更为严重的是人体内含钼量降低可提高食管癌的发病率。众所周知,亚硝胺类致癌物是诱发食管癌的重要因素,亚硝胺类的前体是亚硝酸盐和胺类,它们在适当的酸碱条件下合成亚硝胺。亚硝酸盐主要来自环境中的NO3-,因此降低NO3-的来源是阻断食管癌高发的有效措施。钼是一重有实用意义的抗癌元素,它能有效降低亚硝胺前体NO3-和NO2-,抑制亚硝胺类致癌物的产生。钼的摄入量与饮食有关,动物肝肾、谷物、豆类物质含钼丰富,实为补钼佳品。


5.钒
    正常成年人体内共含钒约25mg,血液中钒含量甚微,人体内钒多集中在骨骼和牙齿中。钒能刺激人体的造血功能,使血红蛋白及红细胞均增多,促进人体的造血功能得以改善。钒还能抑制胆固醇的合成,减轻诱发动脉硬化的程度。若人体内钒的含量降低则导致骨骼发育不正常,生长缓慢,生殖功能受损。另外,牙釉质和牙本质都属于羟磷灰石,钒可以置换到羟磷灰石中,起到预防龋齿的作用。日本学者研究表明,糖尿病患者与体内钒含量的降低有一定的关系。


6.锌  

锌位于元素周期表ⅡB族。在化合物中锌以+2价氧化态存在,它具有一个充满的3d电子壳层,故稳定性强。锌能在许多生物学过程中被利用。它是一个强路易斯酸。

锌是人体中约200种的组成成份,亦是许多的催化剂。缺锌後各种含锌的活性降低,DNA、RNA和蛋白质的合成减少,氨基酸的代谢紊乱。由於锌与很多、核酸及蛋白质的合成密切相关,通过DNA和RNA聚合的作用,促进蛋白质的吸收和合成、细胞的分裂生长和再生。所以锌对婴幼儿和青少年的生长发育有重要的营养意义。如果缺锌可发生缺锌侏儒,补锌可消除缺锌侏儒。锌通过乙氨基酸的媒介,增进食欲和消化机能。还通过唾液内含锌蛋白━味觉素作介质影响味觉和食欲。人和动物缺锌後味觉和食欲减退,补锌即可以改善。现已将食欲降低、偏食、异食癖等列为婴幼儿缺锌的早期表现。有人认为妊娠初期味觉、嗅觉异常也与缺锌有关。缺锌损害免疫功能、生殖功能等。


7.铜
  铜是人体必需的微量元素之一,在成年正常人体内含量约为60~120mg,分布在身体各部分,在肝、脑、心脏及肾内浓度较高。在血液中铜主要存在于红细胞和血清中。与铁相似,铜也参与人体内的造血过程,催化血红蛋白的合成,同时又是人体内的一些金属酶的组成成分。若人体内铜的含量降低则神经、肌肉及肝脏等组织中的氧化代谢就无法得到调节,人体就会出现动作失调、神经失常等症状。若在婴幼儿时期严重缺铜,会导致发育迟缓、肝脾肿大、厌食等疾病。若成年人严重缺铜则会出现血管破裂、内出血及骨骼变脆等疾病。当人体缺乏铜时,在膳食方面可多食肉类、蛋类、豆类、粗粮、蔬菜等含铜丰富的食品或服用铜制剂药物。


8.硒
      在周期表中,Se是ⅥA族元素,与氧、硫同族。Se的价电子构型是4s24p4,有多种氧化态(-2,0,+4,+6),其高氧化态常以含氧酸根形式存在,-2价的低氧化态为H2Se或-SeH。这些存在形式与同族元素S相应氧化态的化合物极相似。

硒是人体必需的微量元素之一,与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高,它对心肌起到保护作用。如果人体缺乏硒,机体细胞就会缺乏自我保护功能,所以全身的组织、脏器功能缺乏。在心脑血管方面表现尤为突出:脑内动脉硬化加重,脑血栓、脑栓塞的发生也会增多,而且脑动脉硬化及脑血栓、脑栓塞通常治疗效果不好;在肝脏的急、慢性炎症期,由于硒的缺乏,肝脏也会缺乏自我保护功能;在消化系统方面,由于缺硒,可出现消化性溃疡、原因不明的乳糜样腹泻。同时,缺硒后全身免疫系统的免疫功能低下,抗感染能力下降,甚至可以导致癌症的发生。食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食,一般可以满足身体对硒的需要。


9.铬        
        在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中,铬是必不可少的一种元素,也是维持正常胆固醇所必需的元素。铬可协助胰岛素发挥作用,防止动脉硬化,促进蛋白质代谢合成,促进生长发育。但当铬含量增高,如长期吸入铬酸盐粉,可诱发肺癌。


10.钴 
        在周期表中,钴和铁相邻,属d区第Ⅷ族过渡金属。价电子构型3d74s2。有多种氧化态,常见的重要氧化态是Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)。在通常情况下,Co2+离子稳定,Co3+离子氧化性强。它们皆有较强的配位能力,能与多种配体形成配合物,其立体几何构型以八面体为主。

钴是维生素B12分子的一个必要组分,B12是形成红细胞所必需的成分。钴对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用,并可扩张血管,降低血压。但钴过量可引起红细胞过多症,还可引起胃肠功能紊乱,耳聋、心肌缺血。


11.锰  
       锰参与许多酶催化反应,是一切生物离不开的。

【微量元素的失衡与缺乏的临床表现】

  微时元素在人体内应保持适量,以维持体内新陈代谢的平衡,不足或过量都是有害的。许多疑难杂症和区域性的地方病,很可能都与体内元素失去平衡有关。微量元素的失衡与两个因素有关:一个是环境;例如,克山病就是发生在我国黑龙江克山地区的一种缺硒的疾病,是一种死亡率很高的心脏病,而我国湖北恩施等地的水、土中硒含量较高,那里的癌症发病率就明显低于其它地区。又如曾在我国贵州地区流行的“鬼剃头”的怪病,就是由于当地土壤中含过量的铊元素引起的;在我国西南山区,解放前由于缺少海盐,缺乏碘质而引起甲状腺肿大的疾病,俗称“大脖子”病;还有些地区因缺氟而影响牙齿质量造成龋齿病。而芬兰某些地区缺锰,可能是那里肝癌发病率高的原因。微量元素失衡的另一个因素是环境污染。据测算,在十年左右时间内,地球大气中已进入了430万吨铅,330万吨锌,58.5万吨铜,7.4万吨镉和4.5万吨镍,至于进入水和土壤中的各种有毒元素更是不计其数。这些元素或者直接参与残害人类,如镉,不仅使人体骨骼变形、折裂,而且还会引起肺、肾疾患,或者破坏微量元素在地壳表面的构成,从而给人类带来灾难。

因此,人们愈来愈多地认为,人类的生存和发展绝对离不开这些必要的微量元素的吸收、传输、分布和利用。在人体内,微量元素的含量虽然远不如糖、脂肪和蛋白质那样多,但是它们的作用却一点也不亚于糖、脂肪和蛋白质。

我国医学家很早就在注意到人体健康与微量元素的关系。早在两千年前的《神农本草经》上,就记载了41种金属及矿石与疾病和健康的关系。到了明朝李时珍的《本草纲目》则发展到217种,并对各种金属和矿石的性质及其与疾病和健康的关系,作了深刻论述,我国科研人员继承和发展了古代医学科学,为微量元素与健康的研究开辟了新路。我们深信,对人体健康与微量元素关系的研究,必将为人体健康与长寿作出新贡献!





























【微量元素与糖尿病】


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