在生物組織中的化學(xué)元素其正常含量如僅占體重的0.01%，稱為微量元素。人體每天所需要的各種微量元素分別為50μg～18mg，微量元素各有各的特殊功能，是生命不可缺少的。根據(jù)微量元素在體內(nèi)的作用，可分為必需微量元素和非必需微量元素。目前已被認(rèn)識到的人體必需的微量元素有14種： 鐵、碘、銅、鋅、錳、鈷、鉬、硒、鉻、鎳、氟、釩、硅和砷。很可能隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，又有其他元素加入此行列中。這些微量元素與人體健康有密切的關(guān)系。

必需微量元素 必需微量元素狹義的定義是維持人類生長、發(fā)育、生命活動(dòng)不可缺少的元素;廣義的定義是這種元素在長期攝取量不足時(shí)，會(huì)使機(jī)體某一功能降低或受損，當(dāng)補(bǔ)充該元素使其達(dá)到生理需要量時(shí)，有預(yù)防或修復(fù)這一損傷的作用，則此種元素稱為必需微量元素。其生理功能有： ①幫助將普通元素運(yùn)到全身。如鐵是血紅蛋白的一個(gè)重要部分，血紅蛋白在體內(nèi)能將氧帶到每一個(gè)細(xì)胞中去。②在酶系統(tǒng)中起著特異的活化中心作用，大多數(shù)的酶都含有一個(gè)或幾個(gè)微量金屬原子。如過氧化氫酶中含有鐵離子，碳酸酐酶分子中含有鋅離子，酪氨酸酶分子中含有銅離子等。當(dāng)酶分子中失去微量金屬原子時(shí)，酶的活力就下降或喪失。③幫助機(jī)體的激素發(fā)揮效用。微量元素濃度的增減可對下丘腦一垂體前葉一靶腺體軸產(chǎn)生影響。如碘對甲狀腺素的合成以及抑制其釋放有重要作用。④微量元素可能與致畸有關(guān)，核酸是遺傳信息的攜帶者，它含有很多微量元素。初步證實(shí)，這些微量元素的不足或過量能影響核酸的代謝作用，與畸胎的發(fā)生有關(guān)。⑤微量元素是某些維生素的組成成分，如鈷是維生素B12的重要成份。⑥微量元素與腫瘤的發(fā)生有關(guān)。如人體缺碘時(shí)，可引起單純性甲狀腺腫，甲狀腺腫易轉(zhuǎn)化為甲狀腺腫瘤。因甲狀腺機(jī)能低下時(shí)，通過反饋機(jī)理可使過量的垂體促甲狀腺激素不斷作用，結(jié)果導(dǎo)致甲狀腺組織增生及發(fā)生腫瘤。

人體對每一種元素都有一個(gè)安全和適宜的需要量范圍，在此范圍內(nèi)，通過體內(nèi)的調(diào)節(jié)作用，使組織濃度和功能維持在最佳狀態(tài); 超過這一范圍，就對機(jī)體有潛在毒性。美國國家科學(xué)院食品與營養(yǎng)委員會(huì)1980年訂出9種微量元素的每日膳食中供給的推薦量(表1)。

表1 成年人每日膳食中微量元素的安全適宜攝取量

元素

攝取量(mg/d)

鐵(男性)
鐵(女性)
鋅
錳
氟
銅
鉬
鉻
硒
碘

10.0
18.0
15.0
2.5～5.0
1.5～4.0
2.0～3.0
0.15～0.5
0.05～0.2
0.05～0.2
0.15

(1) 鐵： 鐵主要是血紅蛋白的組成成分，此外，還存在于細(xì)胞色素酶、過氧化氫酶和過氧化物酶內(nèi)。它在機(jī)體中參與氧的轉(zhuǎn)運(yùn)、交換和組織呼吸過程，如果鐵的攜氧能力被阻斷，或鐵的數(shù)量不足，可對機(jī)體發(fā)生缺鐵性或營養(yǎng)性貧血。

(2)鋅： 鋅是很多金屬酶的組成成分或酶的激活劑，已知鋅可同59種酶結(jié)合，如堿性磷酸酶、醇脫氫酶、碳酸酐酶、乳酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、胸腺嘧啶核苷激酶及羧肽酶等。當(dāng)鋅缺乏時(shí)，很多酶的活性受到抑制。許多研究表明，鋅是RNA聚合酶和DNA聚合酶呈現(xiàn)活性所必需的元素。鋅還能協(xié)助葡萄糖在細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)。鋅缺乏時(shí)，可致生長停滯，少年期性不發(fā)育，特發(fā)性味覺減退和創(chuàng)傷愈合不良等。攝入過量鋅，可引起發(fā)熱、惡心嘔吐、腹瀉、生長不良、貧血等。

(3) 銅： 銅為體內(nèi)很多金屬酶的組成成分。如血漿銅藍(lán)蛋白是一種多功能氧化酶，其重要作用之一是催化Fe2+氧化成為Fe3+，以利于鐵的吸收。機(jī)體缺銅時(shí)，表現(xiàn)為： ①貧血和生長停滯。②結(jié)締組織形成損害，由于單胺氧化酶(一種含銅酶)活力下降所致，彈性組織不正?？僧a(chǎn)生主動(dòng)脈或其它大血管破裂。③毛發(fā)失色癥及白化病。這是由于酪氨酸酶的完全缺乏。④Menkes綜合癥(“卷發(fā)”癥)。與先天性銅吸收缺陷有關(guān)，是嬰兒的一種進(jìn)行性腦病，病變影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在這種病人的腦組織中，含銅酶和細(xì)胞色素C氧化酶基本消失。

(4) 錳： ①錳與多糖聚合酶及半乳糖轉(zhuǎn)移酶的活力有關(guān)，此兩種酶的活力對于形成粘多糖并對形成骨基質(zhì)非常重要。因此，錳缺乏時(shí)可致動(dòng)物骨胳畸形。②錳是二羥甲戊酸激酶發(fā)揮催化作用不可缺少的因素，而此種酶又是膽固醇合成所必需的，所以，缺錳時(shí)膽固醇生物合成減少，以致性激素缺乏，而有生殖機(jī)能紊亂的現(xiàn)象。③錳可能與DNA、RNA和蛋白質(zhì)的生物合成有關(guān)，所以錳缺乏時(shí)，可引起生長停滯。④錳有使血糖降低的現(xiàn)象。

(5)鉻： 只有三價(jià)鉻具有生物學(xué)功能。鉻有維持胰島素發(fā)揮正常功能的作用，它可通過胰島素影響機(jī)體葡萄糖耐量以及氨基酸在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)。鉻和脂肪代謝也有明

表2 必需微量元素的功能和缺乏病體征

元素

功 能

缺 乏 病 體 征

人體的失調(diào)

動(dòng) 物

人

氟(F)

牙齒結(jié)構(gòu)，可能骨結(jié)構(gòu)，
可能影響生長

齲齒，可能抑制生長

增加齲齒發(fā)生率，可能
是骨質(zhì)疏松的危險(xiǎn)因子

缺乏與過量已清楚

硅(Si)

鈣化，可能對結(jié)締組織
有功能

生長抑制，骨畸形

不明

不明

釩(v)

不明

生長抑制，脂肪代謝改
變，生殖機(jī)能降低

不明

不明

鉻(Cr)

加強(qiáng)胰島素作用

相對的胰島素抗性

相對胰島素抗性，葡萄
糖耐量損害，血脂升高

已知營養(yǎng)不良，衰老，完
全腸道外營養(yǎng)療法出現(xiàn)缺
乏癥

錳(Mn)

粘多糖代謝，超氧岐化
酶

生長抑制，骨胳畸形，β-
細(xì)胞變性

不明

缺乏不明，吸入性中毒

鐵(Fe)

氧、電子轉(zhuǎn)移

貧血，生長遲緩

貧血

缺乏病很廣泛，過量時(shí)
可引起色素沉著病發(fā)生的
危險(xiǎn)，急性中毒

鈷(Co)

維生素B12的一部分

貧血、反芻類動(dòng)物生長
遲緩

如維生素B12缺乏病時(shí)
所見

不能吸收維生素B12，
素膳者維生素B12吸收低

鎳(Ni)

與鐵吸收相互作用

生長抑制，貧血，肝超微
結(jié)構(gòu)改變，生殖功能損害

不明

不明

銅(Cu)

氧化酶類，與鐵相互作
用，彈性蛋白交聯(lián)

貧血，大血管破裂，骨化
失調(diào)

貧血，骨化改變，可能血
清膽固醇升高

營養(yǎng)不良性和完全腸道
外營養(yǎng)療法時(shí)可出現(xiàn)缺乏

鋅(Zn)

能量代謝及轉(zhuǎn)錄所涉及
的許多酶

食欲不振，生長嚴(yán)重抑
制，皮膚損害，少年期性發(fā)
育受阻

生長抑制性發(fā)育受阻，
皮膚損害，免疫功能抑制，
味覺改變

伊朗、埃及的缺乏癥，完
全腸道外營養(yǎng)時(shí)，遺傳性
疾病，創(chuàng)傷性應(yīng)激均見缺
乏癥

砷(As)

不明

生長、生殖損害，第三代
哺乳山羊突然心臟病死亡

不明

不明

硒(Se)

谷胱甘肽過氧化物酶，
與重金屬相互作用

依動(dòng)物種類而不同，肌
肉變性(反芻動(dòng)物)，胰腺
萎縮(雞)

硒缺乏所引起的地方性
心肌病(克山病)

中國某些地區(qū)有缺乏和
過量，由于完全腸道外營
養(yǎng)療法的結(jié)果

鉬(Mo)

黃嘌呤氧化酶、醛脫氫
酶、硫化物氧化酶

產(chǎn)仔困難，生長抑制

不明

蘇聯(lián)許多地區(qū)有過量接
觸與類痛風(fēng)綜合征有聯(lián)系

碘(I)

甲狀腺激素的重要成分

甲狀腺腫，甲狀腺功能
抑制

甲狀腺腫，甲狀腺功能
抑制，克汀病

缺乏癥很廣泛，過量攝
取引起甲狀腺毒癥

(錄自： Mertz W： 必需微量元素，《國外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)分冊》25，1984)

顯關(guān)系，它可使血清膽固醇降低。

(6) 硒： 已知生物界有三種酶催化反應(yīng)需要有硒參加，即細(xì)菌中的甲酸鹽脫氫酶、梭狀芽胞桿菌的甘氨酸還原酶和紅細(xì)胞的谷胱甘肽過氧化物酶。對動(dòng)物來說，硒主要是以谷胱甘肽過氧化物酶形式發(fā)揮抗氧化作用，以保護(hù)細(xì)胞膜。靈長類動(dòng)物缺硒，可引起體重下降，毛發(fā)稀少，肝、腎壞死，心肌、骨胳肌變性，甚至死亡。硒可引起某些動(dòng)物疾病和地方病，如牛、羊的白肌病和豬膳食性肝壞死等。經(jīng)過我國有關(guān)單位的深入研究，認(rèn)為克山病和大骨節(jié)病也與缺硒有關(guān)。

(7) 鈷： 鈷必須以氰基鈷胺(維生素B12)的特殊結(jié)合形式供給人體，才能有效地發(fā)揮生理作用。鈷可促進(jìn)血液中網(wǎng)織紅細(xì)胞的形成，加速紅細(xì)胞的再生，缺鈷可發(fā)生貧血，也會(huì)影響甲狀腺機(jī)能，使地方性甲狀腺腫發(fā)病率增加。

人類本身不能合成維生素B12，只有反芻類動(dòng)物可以利用飼料中的鈷，借助瘤胃中微生物的作用，將其轉(zhuǎn)變成維生素B12，在瘤胃中吸收。人類則在生物鏈中得到維生素B12。

(8) 鉬： 鉬與黃嘌呤氧化酶的活性有關(guān)，對于許多能量交換過程是必需的，故缺鉬會(huì)引起生長不良。此外，鉬與醛氧化酶和亞硫酸氧化酶的活性亦有關(guān)，在高鉬地區(qū)生長的兒童，其齲齒病少于對照區(qū)的兒童，這對進(jìn)一步研究齲齒的病因有一定的意義。鉬還與銅的吸收有密切的關(guān)系，在家畜中已證明鉬和銅在硫酸鹽存在時(shí)可以互相影響其吸收。

(9) 氟： 氟能預(yù)防齲齒是因?yàn)樗苋〈m瑯質(zhì)中一部分羥磷灰石的羥基，形成不易溶于酸的結(jié)晶，因而可增強(qiáng)對口腔微生物形成的酸的抵抗力，不易被侵蝕造成齲齒。但攝入氟量過多，可引起氟病(見“地方性氟病”條)，牙齒琺瑯質(zhì)被破壞，牙齒表面原有光澤逐漸消失，出現(xiàn)灰色斑點(diǎn)，即氟斑牙癥。長期攝入過量的氟還可出現(xiàn)骨胳和腎臟的損害。

(10)碘： 參與合成甲狀腺素，甲狀腺素是一種調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的激素。這種激素對于生長、智力發(fā)育和個(gè)性等許多方面的發(fā)育都是必要的，當(dāng)機(jī)體缺碘時(shí)，甲狀腺就會(huì)增生、腫大以期加強(qiáng)功能，于是引起頸部的典型腫大稱為甲狀腺腫，嚴(yán)重缺碘還會(huì)妨礙兒童身體和智力的發(fā)育(見“地方性甲狀腺腫”條)。

(11)鎳： 近年來才認(rèn)為鎳為必需的微量元素。它在體內(nèi)能活化許多酶，包括精氨酸酶、脫氧核糖核酸酶等。鎳可能在RNA、DNA和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能方面起作用，與核酸的穩(wěn)定性及脂肪代謝有關(guān)。

(12)釩： 釩缺乏可導(dǎo)致動(dòng)物生長緩慢，雞的羽毛生長顯著減少。有關(guān)釩的生理作用了解得還不多，釩可能是一種或幾種酶或催化反應(yīng)中的一種重要輔助因素。藥理水平的釩可影響膽固醇的代謝，使膽固醇的生物合成作用減弱，但這種作用似乎僅與青年人有關(guān)，而對老年人不產(chǎn)生此作用。釩在骨的代謝或形成方面有一定的功能，在釩缺乏的動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)有異常骨的生長。

(13)硅： 硅對禽類羽毛和骨胳的正常發(fā)育是不可少的。它存在于骨和其它結(jié)締組織中，缺硅會(huì)出現(xiàn)瘦腿骨，并影響羽毛和骨胳的發(fā)育。

(14)砷： 現(xiàn)認(rèn)為砷亦屬人體必需的微量元素，它參與一些含有磷酸鹽的化學(xué)反應(yīng)，砷廣泛存在于地殼和生物體，因此在一般情況下人體不會(huì)缺砷。

非必需的微量元素 不具有特殊生理功能的微量元素稱為非必需的微量元素。其中無毒性的非必需微量元素有鋇、鋯、鈮、鉍、鋰、銀、鈦等，有潛在毒性的非必需微量元素有鎵、鍺、鎘、銦、銻、碲、汞、鉛、鈹、鉈、釷、鈾、釙、鐳等。

有人模擬人體組織中的濃度，給大鼠長期飼以低劑量的鉛，發(fā)現(xiàn)其壽命縮短20%。還有一些微量元素與致癌有關(guān)，如砷、鈹、鎘、鉻、鈷、鉛、鎳等。

人體中微量元素與環(huán)境有著密切的關(guān)系，環(huán)境中固有化學(xué)元素主要通過食物、空氣、水進(jìn)入人體，而水和植物中的含量和地殼化學(xué)成分又有密切的聯(lián)系。當(dāng)?shù)貧ぶ性胤植汲拭黠@的不均衡性時(shí)，生物體內(nèi)也會(huì)呈現(xiàn)出不均衡狀態(tài)，這種狀態(tài)如果超出了人類所能適應(yīng)的正常變動(dòng)范圍，就可能發(fā)生地方病(見“生物地球化學(xué)性疾病”條)。

除了地質(zhì)性因素之外，許多元素還往往通過環(huán)境的污染而進(jìn)入人體，而使機(jī)體出現(xiàn)急性或慢性中毒，甚至成為潛在的有害物質(zhì)(見“重金屬污染”條)。

相關(guān)知識

微量元素鐵與人體健康
健康瘦身首選四種微量元素
常見微量元素與人體健康的緊密聯(lián)系
微量元素對人體健康的影響摘要.doc
微量元素對人體健康的影響講義.doc
補(bǔ)充微量元素吃什么
微量元素對人體的作用是什么？如何在日常飲食上補(bǔ)充微量元素？
孕期補(bǔ)充微量元素別過量
如何補(bǔ)充礦物質(zhì)微量元素
怎么給孩子補(bǔ)微量元素

網(wǎng)址: 微量元素與健康 http://m.u1s5d6.cn/newsview864545.html