人類對生物微量元素的認識有一個漫長而又逐步加快的過程。鐵是最早發(fā)現(xiàn)的人體必需生物微量元素，150年前發(fā)現(xiàn)了碘，其后以十年左右發(fā)現(xiàn)兩個必需生物微量元素的速度前進，到上世紀七八十年代，人們開始進一步重視生物微量元素，同時對生物微量元素在生命過程中的意義、生理功能，代謝過程、缺乏時的表現(xiàn)及防治，過量時的中毒及防治等，有了更詳細的了解。隨著科學研究的進展，有生物功能人體微量元素的數(shù)目還將增加，而不僅限于目前已知的數(shù)目。探索生命之謎，保護人體健康，延年益壽是人類的普遍追求。
微量元素是人體中酶、激素、維生素等活性物質(zhì)的核心成分，對人體的正常代謝和健康起著重要作用?，F(xiàn)代醫(yī)學證明，人體所含微量元素的多少與癌癥、心血管疾病及人類的壽命有著密切的關(guān)系。所謂微量元素是針對大量元素而言的。人體內(nèi)的大量元素又稱為主要元素，共有11種，按需要量多少的順序排列為：氧、碳、氫、氮、鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂。其中氧、碳、氫、氮占人體質(zhì)量的95%，其余約4%，而微量元素約占1%。在生命必需的元素中，金屬元素共有14種，其中鉀、鈉、鈣、鎂的含量占人體內(nèi)金屬元素總量的99％以上，其余10種元素的含量很少。習慣上把含量高于0.01%的元素，稱為常量元素，低于此值的元素，稱為微量元素。人體若缺乏某種主要元素，會引起人體機能失調(diào)，但這種情況很少發(fā)生，一般的飲食含有綽綽有余的宏量元素。微量元素雖然在體內(nèi)含量很少，但它們在生命過程中的作用不可低估。沒有這些必需的微量元素，酶的活性就會降低或完全喪失，激素、蛋白質(zhì)、維生素的合成和代謝也就會發(fā)生障礙，人類生命過程就難以繼續(xù)進行。這些微量元素必須在每天的飲食中具有一定的量。另有兩種可能必須的微量元素，為鎳和砷，體內(nèi)含量各為0.1ug/g。
微量元素在人體中的主要功能是：
1.運載常量元素，把大量元素帶到各組織中去；2.充當生物體內(nèi)各種酶的活性中心，促進新陳代謝。酶在生物體內(nèi)是許多化學反應必不可少的催化劑，而許多微量元素卻是酶的組成部分或激活劑。例如鋅與200多種酶的活性或結(jié)構(gòu)有關(guān)。

鋅是人體必需的微量元素之一，在人體生長發(fā)育、生殖遺傳、免疫、內(nèi)分泌等重要生理過程中起著極其重要的作用，被人們冠以“生命之花”、“智力之源”、“婚姻和諧素”的美稱。鋅存在于眾多的酶系中，如碳酸酐酶、呼吸酶、乳酸脫氫酸、超氧化物歧化酶、堿性磷酸酶、DNA和RNA聚中酶等中，是核酸、蛋白質(zhì)、碳水化合物的合成和維生素A利用的必需物質(zhì)，具有促進生長發(fā)育，改善味覺的作用。鋅缺乏容易引起食欲不振、味覺減退、嗅覺異常、老年人加速衰老、缺血癥、毒血癥、肝硬化。

鐵對于人體是不可缺少的微量元素。在十多種人體必需的微量元素中，鐵無論在重要性上還是在數(shù)量上，都屬于首位。一個正常的成年人全身含有3g多鐵，相當于一顆小鐵釘?shù)馁|(zhì)量。人體血液中的血紅蛋白就是鐵的配合物，它具有固定氧和輸送氧的功能。人體缺鐵會引起貧血癥。只要不偏食，不大出血，成年人一般不會缺鐵。缺鐵還可以引起異食癖，即對正常飲食不感興趣，卻對粉筆、漿糊、泥土、石灰、布、紙、蠟燭等異物有癖好，吃得津津有味。現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，異食癖者缺鐵、缺鋅明顯，補充鐵、鋅后可迅速好轉(zhuǎn)。缺鐵引起的異食癖形式多樣，最為多見的是嗜食冰，大冷天也喜食冰塊。其他有研究發(fā)現(xiàn)嬰兒缺鐵時常常不愛笑精神萎靡不振，平時不合群，不愛活動，愛哭鬧，而且智商也顯著低于正常兒。

錳是幾種酶系統(tǒng)包括錳特異性的糖基轉(zhuǎn)移酶和磷酸烯醇丙錳砂酮酸羧激酶的一個成分并為正常骨結(jié)構(gòu)所必需。此微量元素的通常攝入量為每天2～5mg，吸收率為5%～10%。
成年人每日錳供給量為每千克體重0.1毫克。食物中茶葉、堅果、粗糧、干豆含錳最多，蔬菜和干鮮果中錳的含量略高于肉、乳和水產(chǎn)品，魚肝、雞肝含錳量比其肉多。一般葷素混雜的膳食，每日可供給5毫克錳，基本可以滿足需要。當正常人出現(xiàn)體重減輕、性功能低下、頭發(fā)早白可懷疑錳攝入不足。

銅與人體健康關(guān)系密切。人體每天都要攝入各種微量元素，銅是人體不能缺少的金屬元素之一。成年人體內(nèi)，1千克體重中，銅含量大約為1.4mg～2.1mg；血液中銅的含量約為1.0mg～1.5mg。這一數(shù)量雖小，但它對于維持身體健康和器官的正常運行不可缺少。這是因為銅元素在機體運行中具有特殊的作用。銅是機體內(nèi)蛋白質(zhì)和酶的重要組成部分，許多重要的酶需要微量銅的參與和活化。例如，銅可以催化血紅蛋白的合成。研究表明，缺銅會導致血漿膽固醇升高，增加動脈粥樣硬化的危險，因而是引發(fā)冠狀動脈心臟病的重要因素?？茖W家還發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)性貧血、白癲風、骨質(zhì)疏松癥、胃癌及食管癌等疾病的產(chǎn)生也都與人體缺銅有關(guān)。嚴重缺銅和長期邊緣性缺銅，還會引發(fā)小兒發(fā)育不良和一些地方病。

鈷是中等活潑的金屬元素。鈷可經(jīng)消化道和呼吸道進入人體，一般成年人體內(nèi)含鈷量為1.1-1.5mg。在血漿中無機鈷附著在白蛋白上，它最初貯存于肝和腎，然后貯存于骨、脾、胰、小腸以及其它組織。體內(nèi)鈷14%分布于骨骼，43%分布于肌肉組織，43%分布于其它軟組織中。食物中鈷含量較高者有甜菜、卷心菜、洋蔥、蘿卜、菠菜、西紅柿、無花果、蕎麥和谷類等，蘑菇含量可達61ug/100g。鈷是維生素B12組成部分，現(xiàn)在還不能確定鈷的其它的功能，但體內(nèi)的鈷僅有約10%是維生素的形式。已觀察到無機鈷對刺激紅細胞生成有重要的作用。

鉬作為3種鉬金屬酶的輔基而發(fā)揮其生理功能。有研究者發(fā)現(xiàn)，在體外實驗中，鉬酸鹽可保護腎上腺皮質(zhì)激素受體，使之保留活性。據(jù)此推測，它在體內(nèi)可能也有類似作用。有人推測，鉬酸鹽之所以能夠影響糖皮質(zhì)激素受體是因為它是一種稱為“調(diào)節(jié)素”的內(nèi)源性化合物質(zhì)。2000年中國營養(yǎng)學會根據(jù)國外資料，制訂了中國居民膳食鉬參考攝入量，成人適宜攝入量為60μg/d；最高可耐受攝入量為350μg/d。

釩在人體健康方面的作用，營養(yǎng)學界、醫(yī)學界至今仍不是很清楚，還處在進一步發(fā)掘的過程中，但可以確定，釩有重要作用。一般認為，它可能有助于防止膽固醇蓄積，降低過高的血糖，防止齲齒，幫助制造紅血球等。每天會經(jīng)尿液流失部分釩。食物來源是谷類制品、肉類、雞、鴨、魚、小黃瓜，貝殼類、蘑菇、歐芹、蒔蘿籽黑椒等。人類攝入的釩只有少部分被吸收，估計吸收的釩不足攝入量的5%，大部分由糞便排出。攝入的釩于小腸與低分子量物質(zhì)形成復合物，然后在血中與血漿運鐵蛋白結(jié)合，血中釩很快就運到各組織，通常大多組織每克濕重含釩量低10ng（納克）。吸收入體內(nèi)的80%～90%由尿排出，也可以通過膽汁排出，每克膽汁含釩為0.55～1.85ng（納克）。

硒在體內(nèi)和維生素E協(xié)同，能夠保護細胞膜，防止不飽和脂肪酸的氧化。微量硒具有防癌作用及保護肝臟的作用。科學界研究發(fā)現(xiàn)，血硒水平的高低與癌的發(fā)生息息相關(guān)。大量的調(diào)查資料說明，一個地區(qū)食物和土壤中硒含量的高低與癌癥的發(fā)病率有直接關(guān)系，例如：此地區(qū)的食物和土壤中的硒含量高，癌癥的發(fā)病率和死亡率就低，反之，這個地區(qū)的癌癥發(fā)病率和死亡率就高。同時科學界也認識到硒具有預防癌癥作用，是人體微量元素的“防癌之王”。食物中海味、小麥、大米、大蒜、芥菜及肉類中含硒量較高。所以，身體健康的正常人，每天通過合理調(diào)節(jié)膳食，一般可以滿足身體對硒的需要。

碘有“智力元素”之譽稱。碘在人體內(nèi)的含量約為25mg，其中一半分布在甲狀腺內(nèi)。缺碘對人體會造成巨大損害，特別是對兒童、嬰兒和孕婦。如果嬰幼兒時期嚴重缺碘，其骨骼生長和大腦的發(fā)育將會受到嚴重影響，患呆小癥，表現(xiàn)為身材矮小、行動遲緩、食欲不振、智力低下。但補充大劑量的碘，又會引起甲狀腺中毒癥，人長期攝入過多的碘不但無益，反而有害。

氟對牙齒、骨骼具有重要作用。微量的氟在人體中有利于鈣和磷的利用及在骨骼中沉積，可加速骨骼的形成，增加骨骼的硬度，并能刺激成骨細胞增生。微量的氟能被牙釉質(zhì)中的羥磷灰石吸附，形成堅硬質(zhì)密的保護層，從而抑制喜酸細菌的活性，對牙齒起到保護作用。一般認為：人對氟的生理需量為0.5～1.0毫克/每天。成年人在正常情況下，每天可從普通飲水、飲食中獲得。當攝入過多的氟時，會出現(xiàn)氟斑牙及慢性氟中毒癥，這是一種嚴重危害人類的疾病，會使人的牙齒脫落，肢體變形，全身關(guān)節(jié)疼痛。為了預防齲齒，可采取增氟措施，如飲用水加氟，使用含氟牙膏，食用含氟食品如貝類、海蟄、葡萄酒、茶飲料等。
微量元素對人體必不可少，但是在人體內(nèi)必須保持一種特殊的平衡狀態(tài)，一旦平衡被破壞，就會影響健康。至于某種元素對人體是有益還是無害則是相對的，關(guān)鍵在于適量；至于多少才是適量，以及它們在人體中的生理功能和形成的結(jié)構(gòu)如何等等，都值得我們作進一步的研究。

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