第五節(jié)　礦物質(zhì)——生命的使者

人體是一個整體，需要各種營養(yǎng)物質(zhì)的參與才能完成生命過程，缺一不可。前面介紹的營養(yǎng)物質(zhì)主要是有機(jī)化合物（烴類化合物），除烴類化合物以外的元素和化合物統(tǒng)稱為礦物質(zhì)（無機(jī)鹽），占人體重量的5％～6％。礦物質(zhì)也是人體重要組成部分，雖然需要量不像三大營養(yǎng)素那樣多，但也是維持機(jī)體正常生理功能不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。人體中20余種礦物質(zhì)根據(jù)其含量可以大致分成兩類，含量大于0.01％的，如鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、氯等稱常量元素，而含量小于0.01％的為微量元素?，F(xiàn)已證明人體必需微量元素有14種，包括鐵、鋅、碘、硒、氟、銅、鉬、錳、鉻、鎳、釩、錫、硅和鈷（最新的一些研究表明：鍶、硼、銣、砷、鍺等對人體也發(fā)揮一定生理作用）。微量元素在人體內(nèi)含量甚微，總量不足體重的0.05％，但在體內(nèi)發(fā)揮重要的生理作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的認(rèn)識不斷深化，新微量元素的功能還會被發(fā)現(xiàn)，微量元素的數(shù)目還可能增加。

一、無機(jī)鹽的主要生理功能

1.構(gòu)成機(jī)體組織的重要材料

鈣、磷、鎂是骨骼和牙齒的重要成分；磷還是能量分子ATP和核酸的重要成分；鐵參與血紅蛋白、肌紅蛋白和細(xì)胞色素的組成等。

2.維持機(jī)體的酸堿平衡和滲透壓

正常人體液（血液、細(xì)胞內(nèi)外液等）的pH值變化范圍很窄，甚至改變0.1個pH單位都會引起酶蛋白的變性、造成生理功能失調(diào)，因此體液緩沖系統(tǒng)如/、H2CO3/等緩沖對，在維持酸堿平衡方面發(fā)揮了重要作用。另外，體液電解質(zhì)主要是Na+、Cl-、K+、、、等離子。Na+、Cl-是維持細(xì)胞外液滲透壓的主要離子；K+、是維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓的主要離子。細(xì)胞內(nèi)外液的滲透壓平衡主要由以上離子的濃度決定。

3.維持神經(jīng)肌的應(yīng)激性

一些無機(jī)離子對神經(jīng)肌肉的興奮性有不同的影響，有的可增強(qiáng)其興奮性，有的可抑制其興奮性。實驗證明神經(jīng)肌肉的興奮性與下列離子濃度和比例有關(guān)。

從以上關(guān)系可看出Na+、K+濃度升高，可增強(qiáng)神經(jīng)肌組織的興奮性；Ca2+、Mg2+濃度升高降低神經(jīng)組織的興奮性。由此可見，缺鈣嚴(yán)重的嬰幼兒常出現(xiàn)手足抽搐，是由神經(jīng)組織應(yīng)激性升高所致。

心肌的應(yīng)激性也與上述離子有關(guān)，但效應(yīng)有所不同。其關(guān)系式如下：

掌握K+對心肌的影響非常重要，血鉀過高對心肌有抑制作用，心臟舒張期延長，心率減慢，嚴(yán)重時甚至可使心跳停止在舒張期。血鉀過低常出現(xiàn)心率失常，使心跳停止于收縮期。Na+和Ca2+可拮抗K+對心肌的不利作用，維持心肌的正常應(yīng)激狀態(tài)，保證其功能。

4.酶的組成成分和激活劑

不少無機(jī)離子常作為酶的輔酶或激活劑影響酶的活性。如呼吸鏈中細(xì)胞色素體系含鐵；碳酸酐酶含鋅；細(xì)胞色素氧化酶含銅；ATP酶需要一定濃度的Na+、K+、Mg2+或Ca2+存在才表現(xiàn)活性；Cl-是淀粉酶的激活劑，可提高淀粉酶對淀粉的消化能力，等等。

二、鈣

1.含量與分布

鈣是人體內(nèi)常量元素中含量最多的元素，成年人體總量可達(dá)1200g。其中99％以羥磷灰石［3Ca3（PO4）2·Ca（OH）2］的形式沉積于骨骼和牙齒中，使骨骼和牙齒堅固；其余的1％則存在于體液和軟組織中，雖然這部分鈣不多，卻具有非常重要的生理功能。血清中鈣濃度的正常值在2.45mmol/L左右。

2.生理功能

（1）構(gòu)成骨骼和牙齒　骨骼是由骨鹽（主要是羥磷灰石）在膠原蛋白（屬纖維蛋白）上沉積而形成的，這種沉積過程稱為成骨作用。骨骼中膠原蛋白提供韌性和彈性，羥磷灰石提供硬度和剛性，這種堅硬的復(fù)合體，在體內(nèi)起支撐作用。成骨作用的逆過程為溶骨作用，即骨鹽溶解、膠原水解過程。骨骼在成骨和溶骨過程中得到更新。

牙齒的主要部分由牙質(zhì)組成，牙質(zhì)的成分類似于骨骼。只是比骨骼結(jié)構(gòu)更致密，鈣鹽含量更高，所以更堅硬。牙釉質(zhì)（牙齒外層）比牙質(zhì)還堅硬。

齲齒是由于口腔中的細(xì)菌和酶把殘留在口腔中的糖類物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，酸性使牙齒礦物質(zhì)溶解，破壞牙釉質(zhì)，久而久之造成的。牙齒中的鈣與骨骼中的鈣不一樣，不能被置換，因此牙齒不能自己修復(fù)。預(yù)防齲齒的辦法是晚上睡前不吃甜食，睡前刷牙（因食物中酸性物質(zhì)侵蝕牙釉質(zhì)）。另外，含氟牙膏可起到預(yù)防齲齒的作用。

氟磷灰石較羥磷灰石溶解度小、更堅硬、更耐酸腐蝕。

（2）維持神經(jīng)肌肉的正常興奮性　神經(jīng)肌肉的興奮、神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)和心臟的正常搏動都需要鈣。當(dāng)血漿鈣離子明顯下降時，可引起手足抽搐，甚至驚厥。原因是缺鈣導(dǎo)致神經(jīng)組織應(yīng)激性升高，通常小孩兒和老人容易缺鈣，常出現(xiàn)手足抽搐癥狀。

（3）維持細(xì)胞膜和毛細(xì)血管的正常功能　只有Ca2+與卵磷脂密切結(jié)合，才能維持毛細(xì)血管和細(xì)胞膜的正常通透性和功能。

（4）凝血因子和信　使Ca2+可參與血液凝固過程。作為第二信使，調(diào)節(jié)機(jī)體的各種生理活動。

3.鈣的吸收及影響因素

鈣的吸收量較低，通常成人對膳食中的鈣的吸收率僅為20％～30％。正在生長的嬰幼兒、兒童、孕婦和乳母對鈣的利用率最為有效，他們能吸收膳食中40％以上的鈣。而對長期缺鈣者來說，鈣的吸收率高達(dá)60％～70％。鈣主要在小腸吸收，影響鈣吸收的因素很多，主要有以下幾方面。

（1）膳食中鈣磷比例　在對兒童的試驗觀察中發(fā)現(xiàn)，隨著鈣攝入量增加，吸收率相對下降，說明單純增加鈣攝入并不能增加其吸收率。鈣的吸收與體內(nèi)磷元素有關(guān)，膳食中鈣磷比例為2:1時，有利于鈣的吸收。

（2）維生素D　維生素D或其衍生物（VD3活性形式：1，25-二羥維生素D3）可以誘導(dǎo)機(jī)體合成鈣結(jié)合蛋白，這種蛋白質(zhì)有利于鈣通過腸壁的轉(zhuǎn)運以增進(jìn)鈣的吸收，從而使血鈣升高并促進(jìn)骨骼中鈣的沉積。因此，缺鈣還要補(bǔ)維生素D。

（3）消化管的酸堿度　鈣在酸性溶液中較易溶解，對鈣的吸收有利。

（4）食物因素　凡能與Ca2+形成可溶性復(fù)合物的食物成分都有利于鈣的吸收。而鈣與植酸、草酸形成不溶的植酸鈣、草酸鈣，從而抑制鈣的吸收。脂肪與鈣結(jié)合形成不溶性鈣，隨糞便排出體外。因此脂肪過多，會導(dǎo)致鈣的丟失。另外，鈣在堿性介質(zhì)中難溶解，利用率低。

（5）年齡因素　年齡也是影響鈣吸收的重要因素。40歲以后鈣吸收率明顯下降，這是導(dǎo)致中老年骨質(zhì)疏松的主要原因。加強(qiáng)運動使血液循環(huán)加快，有利于鈣的吸收。

4.食物來源和供給量

（1）食物來源　鈣的最理想來源是奶及奶制品，奶中不僅含鈣豐富，而且吸收率高（乳糖鈣有利于吸收）。動物性食品如蛋黃、魚、貝類、蝦皮等含量也高。植物性食物以干豆類含鈣量豐富。此外，綠葉蔬菜也含有較豐富的鈣，但是有些蔬菜像莧菜、菠菜等含草酸較多，會影響鈣的吸收。硬水含鈣高，所以一般不提倡喝純凈水。

（2）供給量　我國人群中鈣缺乏率較高，一方面膳食中含鈣量不足；另一方面與生活習(xí)慣有關(guān)，因為鈣的吸收與很多其他因素有關(guān)。我國營養(yǎng)學(xué)會推薦成人膳食鈣的供給量為800mg/d，兒童、孕婦、乳母和老年人的供給量應(yīng)較正常人高。在兒童與青少年膳食中加入骨粉、蛋殼粉也是補(bǔ)充膳食鈣的有效措施。

三、磷

1.含量和分布

通過前面的討論可知，骨鹽主要是磷酸鹽，所以，除鈣以外磷是人體含量最多的成鹽元素。成年人體內(nèi)含磷600～900g，其中約87.6％以上存在于骨骼和牙齒中。

2.生理功能

①構(gòu)成骨骼和牙齒的無機(jī)鹽。

②核酸、磷脂、磷蛋白及某些輔酶的組成成分，參與和調(diào)節(jié)體內(nèi)生理功能。

③磷酸根是細(xì)胞內(nèi)液的主要陰離子，可維持細(xì)胞的滲透壓。磷酸鹽組成的緩沖對可維持體內(nèi)的酸堿平衡。

④以磷酸高能鍵形式參與物質(zhì)代謝和能量代謝，如ATP、GTP、ADP等。

3.食物來源和供給量

含磷食物非常廣泛，如動物性食物中，瘦肉、蛋、魚、蝦、奶中含磷豐富，植物性食物豆類、杏仁、核桃、南瓜子、蔬菜等也是磷的良好來源。

成人磷供應(yīng)量約為720mg/d，因為磷廣泛存在于各種食物中，只要膳食中蛋白質(zhì)和鈣充分，磷也能滿足需要。磷的供應(yīng)量與鈣有關(guān)，我國建議成人鈣:磷為（1.5～2）:1。磷的吸收率比鈣高，故不易出現(xiàn)缺乏。

四、鉀、鈉和氯

1.含量與分布

正常人鉀的含量為45mmol/kg體重，鉀總量98％在細(xì)胞內(nèi)，只有2％在細(xì)胞外。正常人體內(nèi)鈉含量約為45～50mmol/kg體重，其中約45％分布于細(xì)胞外液，40％～45％分布于骨組織，其余分布于細(xì)胞內(nèi)液。氯主要分布于細(xì)胞外液，是細(xì)胞外液的主要陰離子。

2.生理功能

（1）鉀的生理功能　鉀是細(xì)胞內(nèi)液的主要陽離子，也是血液的重要成分。鉀不僅維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓和酸堿平衡，維持神經(jīng)肌肉、心肌的興奮性，而且還參與蛋白質(zhì)、糖及能量代謝過程。

（2）鈉的生理功能　鈉是細(xì)胞外液的主要陽離子，在維持細(xì)胞外液的滲透壓和酸堿平衡中起重要作用，并對細(xì)胞的水分、滲透壓、應(yīng)激性、分泌和排泄等具有調(diào)節(jié)功能。

（3）氯的生理功能　氯是細(xì)胞外液的主要陰離子，對維持細(xì)胞外液滲透壓和酸堿平衡起重要作用，并且是合成胃酸的原料，也是唾液淀粉酶的激活劑，能促進(jìn)唾液分泌，增進(jìn)食欲。

3.食物來源與需要量

正常人每日需鉀約2g，所需鉀來自蔬菜、水果、谷類、薯類等食物。日常膳食就能滿足機(jī)體對鉀的需要量。但飲食中缺乏蛋白的兒童可能發(fā)生低鉀血癥。血鉀降低的最常見原因是由藥物的利尿作用造成的，特別是應(yīng)用噻嗪類利尿劑、長期應(yīng)用腎上腺皮質(zhì)激素及瀉劑等。血鉀降低的最嚴(yán)重后果是心律失常和神經(jīng)肌肉病變。但高鉀血癥的最常見原因是腎臟排鉀障礙，可見于腎上腺皮質(zhì)功能減退；維生素K補(bǔ)充失當(dāng)；應(yīng)用醛固酮拮抗劑等。最嚴(yán)重的后果是劇烈心律失常和傳導(dǎo)缺陷。其他征象包括軟弱無力和感覺異常等。

人體每日攝入的鈉和氯主要來自食鹽，高鈉飲食會導(dǎo)致血壓升高。成人每日氯化鈉的需要量為3～6g。在天熱、運動量大、出汗多或嚴(yán)重腹瀉情況下，需要適當(dāng)補(bǔ)充，可用0.3％的淡鹽水直接補(bǔ)充。

世界衛(wèi)生組織和我國的調(diào)查均表明，食鹽的攝入量與高血壓發(fā)病率成正相關(guān)（表2-12）。

在日常生活中，很多調(diào)味品中都含有鹽，如各種甜面醬、辣醬、醬油、醋、味精、雞精、調(diào)味包、食用堿等都是高鹽高鈉。還有一些加工食品如方便面、鍋巴、含鹽奶酪、蝦皮、話梅、薯片等零食也都是富鹽食品。所以在考慮每天鹽的攝入量時不能忽略這些含鹽食品。另外在購買加工食品時，還要注意營養(yǎng)標(biāo)簽上的鈉含量（表2-13）。

低鈉血癥指血鈉<135mmol/L，通常指合并有細(xì)胞外液滲透壓過低的情況（攝入不足、嘔吐腹瀉、利尿過度等因素引起）。血鈉下降造成細(xì)胞外液滲透壓下降，水分從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)胞水腫，特別是腦細(xì)胞水腫。急劇出現(xiàn)的低鈉血癥病者?？沙霈F(xiàn)明顯神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。血鈉水平<125mmol/L時常有惡心、不適，血鈉水平為115～120mmol/L時則有頭痛、乏力及感覺遲鈍等癥狀，血鈉進(jìn)一步下降則可出現(xiàn)一系列更嚴(yán)重癥狀，包括神經(jīng)異常、抽搐、昏迷等。

生活中遇到這種情況應(yīng)該及時補(bǔ)充鹽分。如當(dāng)患有腸道疾病嘔吐腹瀉時，應(yīng)及時補(bǔ)充糖鹽水，這樣可盡快緩解惡心、乏力等電解質(zhì)失衡癥狀。

老年人由于多種器官功能減退，自身調(diào)節(jié)能力差，一旦患病，極易引起水、電解質(zhì)和酸堿平衡失調(diào)，其中以低鈉血癥較為常見。患者有的表現(xiàn)為表情淡漠、精神恍惚、嗜睡、疲乏無力，有的表現(xiàn)為煩躁不安、幻視、打人、不識家人，還有的表現(xiàn)為癲癇發(fā)作或昏迷等。由于其臨床表現(xiàn)不盡相同，易被誤診為肺性腦病、腦卒中、老年性精神病等。

一般血鈉低于135mmol/L即為低鈉血癥。低鈉血癥可分為缺鈉性、稀釋性、消耗性三種。低鈉血癥往往是復(fù)合型的，很少是單一的。常見的引起血鈉降低的原因如下。

①進(jìn)食少，攝入不足。

②不恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用利尿劑。

③嚴(yán)重心衰、腎功能不全、肝硬化腹水。

④腎上腺皮質(zhì)功能低下。

⑤抗利尿激素分泌過多等（腦炎、腦卒中等造成）。

五、鎂

1.含量與分布

成年人鎂含量為20～30g，其中約70％分布于骨骼中，約30％儲存于骨骼肌、心肌、肝、腎、腦組織的細(xì)胞內(nèi)，只有1％分布于細(xì)胞外液。

2.生理功能

①以磷酸鹽和碳酸鹽的形式組成骨骼和牙齒的重要成分。

②鎂可使很多酶系統(tǒng)（如羧化酶、己糖激酶、ATP酶等）激活活化，也是氧化磷酸化、體溫調(diào)節(jié)、肌肉收縮和神經(jīng)興奮所必需的輔助因子。

③維持神經(jīng)肌正常興奮性，維持心肌正常的結(jié)構(gòu)與功能。

3.食物來源與需要量

成年人需要量約為330mg/d，鎂的需要量與蛋白質(zhì)、鈣、磷攝入量是平衡的。鎂廣泛存在于動植物組織中，谷類、豆類食物中含鎂最豐富。進(jìn)食多樣化的正常人一般不會缺鎂。

低鎂血癥可見于嗜酒者，加西卡?。╧washiorkor）、糖尿病、吸收不良綜合征、甲狀腺功能亢進(jìn)和減低、腎病患者等。低鎂血癥可使神經(jīng)元興奮性和神經(jīng)肌肉傳遞提高，故嚴(yán)重缺鎂，可致抽搐和驚厥。血鎂增高可使末梢血管舒張、腱反射消失，極大劑量的鎂可使呼吸衰竭、心臟停搏。

六、鐵

1.含量與分布

鐵是人體內(nèi)含量最多的一種必需微量元素，正常成人體內(nèi)含鐵總量為4～5g，女性較男性略低。體內(nèi)鐵總量的60％～70％存在于血紅蛋白中，約3％分布于肌紅蛋白中，約0.3％分布于含鐵卟啉的酶類（如細(xì)胞色素、過氧化物酶等）中，這部分具有代謝功能和酶功能的鐵稱功能性鐵。另有30％以運鐵蛋白或儲鐵形式存在于肝、脾和骨髓中，稱儲備鐵。

鐵是世界上缺乏率較高的營養(yǎng)素之一，據(jù)世界衛(wèi)生組織報道，缺鐵率在發(fā)達(dá)國家為10％～20％，在發(fā)展中國家為30％～40％，鐵對人體機(jī)能和健康有很大影響，在營養(yǎng)中十分重要。

2.生理功能

①運輸氧和二氧化碳，參與組織呼吸，推動生物氧化還原反應(yīng)。鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白的成分，在人體內(nèi)血紅蛋白擔(dān)負(fù)了O2和CO2的運輸，肌紅蛋白在肌肉中轉(zhuǎn)運和儲存氧，在肌肉收縮時釋放氧以滿足代謝的需要。含鐵的細(xì)胞色素和一些酶類，參與體內(nèi)生物氧化和能量釋放。

②催化β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A，參與膠原蛋白的合成，并促進(jìn)抗體的產(chǎn)生，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。

3.營養(yǎng)性缺鐵性貧血

營養(yǎng)性缺鐵性貧血（iron deficiency anemia，IDA）是由于鐵攝入不足或吸收不良，需要量增加，丟失過多，造成的鐵缺乏。尤其是嬰幼兒，由于生長發(fā)育迅速，體內(nèi)鐵儲備又不足，如果不能及時給予補(bǔ)充，勢必會影響血紅蛋白的合成而引起缺鐵性貧血。這是一種世界性的營養(yǎng)缺乏病，可發(fā)生在各個年齡段，尤以嬰幼兒多發(fā)，婦女和老人中也有不同程度的發(fā)生。該病起病緩慢，輕者可無明顯癥狀，僅表現(xiàn)為面色蒼白、口腔黏膜和眼結(jié)合膜蒼白無血色。嚴(yán)重者有頭昏、耳鳴、乏力、食欲低下、體重增長緩慢、記憶力減退、思想不集中等癥狀。重度貧血者可有肝脾腫大，出現(xiàn)貧血性心臟病，紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白均低于正常值等癥狀。

4.食物來源

膳食中鐵的良好來源為動物肝臟、動物全血、紅肉類、魚類和某些蔬菜（白菜、油菜、雪里紅、莧菜、韭菜等）。食物中含鐵化合物為血色素鐵和非血色素鐵，估計膳食鐵的吸收率為10％。鐵的吸收率與鐵在食物中的存在形式和飲食結(jié)構(gòu)有關(guān)。吸收率一般為血紅素鐵>Fe2+>Fe3+>膠態(tài)鐵。若膳食中有較多的植酸、草酸和碳酸等鹽類抑制鐵吸收的因素存在，可影響鐵的吸收與利用。植物性食品鐵的吸收率較低，多在10％以下，如豆類食物含鐵雖多，但不易吸收；菠菜因含草酸較高，所以鐵的吸收率只有2％。維生素C和動物細(xì)胞蛋白質(zhì)（如豬、牛、羊等紅肉與肝臟、魚、禽肉等）為鐵吸收的促進(jìn)因子，可促進(jìn)鐵的吸收。動物性食品的鐵為血紅素鐵，吸收率一般較高，如魚為11％，動物肉與肝臟為22％。牛奶是一種貧鐵食物，有些國家限制兒童每日鮮奶的攝取量，每周安排一次無奶日，以預(yù)防缺鐵性貧血。蛋中鐵的吸收率也較低，僅為3％。

5.供給量

機(jī)體內(nèi)的鐵與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起而沒有游離的鐵離子存在，體內(nèi)的鐵可以反復(fù)被機(jī)體利用。在新陳代謝過程中每日約損失1mg鐵，只要每日從膳食中攝入的鐵能夠吸收，就可以彌補(bǔ)這個損失，滿足機(jī)體的需要，在體內(nèi)完成重要的生理功能。

我國居民鐵的每日推薦供給量為：0～4歲不分性別為10mg；7～11歲為13～18mg；成年男12mg，成年女20mg；孕婦及乳母不同時期分別為20～29mg（詳見附錄3-2）；自老年前期（50歲）以后的男女皆為12mg。

必要時可通過強(qiáng)化食物和鐵制劑補(bǔ)充鐵，但必須慎重，因為過量的鐵在體內(nèi)積蓄可造成惡心、嘔吐、腹瀉、昏迷等急性鐵中毒癥狀，嚴(yán)重者會致人休克、死亡。一般通過正常膳食營養(yǎng)補(bǔ)充鐵不會引起鐵中毒。

七、鋅

最早發(fā)現(xiàn)鋅缺乏癥是在1961年，當(dāng)時有一名英國醫(yī)生在伊朗的鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)一些兒童和青少年食欲很差，生長發(fā)育緩慢，身材矮小而成為侏儒。有的已到性成熟年齡，但第二性征發(fā)育不全，性功能低下，女孩子沒有月經(jīng)。臨床檢查發(fā)現(xiàn)，這些孩子皮膚粗糙，并有色素沉著，嚴(yán)重貧血，肝脾腫大。后來經(jīng)營養(yǎng)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，這些孩子的癥狀與動物實驗中小白鼠缺鋅的癥狀相似，于是就讓患者口服鋅制劑，果然取得了良好的效果。由于這種缺鋅病首先在伊朗鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)，又因為患者的身體短小，故又稱“伊朗侏儒癥”或“缺鋅性侏儒癥”。這樣，鋅的營養(yǎng)作用逐漸被人們重視。

1.含量與分布

鋅在正常人體中含量為1.4～2.3g，是含量僅次于鐵的必需微量元素。鋅廣泛分布于各組織器官中，其中骨骼與皮膚中分布較多。頭發(fā)鋅含量可以反映膳食鋅的長期供應(yīng)水平和人體鋅的營養(yǎng)狀況。

2.生理功能

（1）促進(jìn)機(jī)體的發(fā)育和組織再生　鋅參與人體內(nèi)許多金屬酶的組成。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，有80余種酶必須有鋅存在才能發(fā)揮作用。鋅是調(diào)節(jié)DNA復(fù)制、翻譯和轉(zhuǎn)錄的DNA聚合酶的必需組成部分，鋅不僅對于蛋白質(zhì)和核酸的合成，而且對于細(xì)胞的生長、分裂和分化的各個過程都是必需的。因此，缺鋅可導(dǎo)致生長發(fā)育減緩或停滯。

（2）增強(qiáng)機(jī)體免疫力　鋅能促進(jìn)淋巴細(xì)胞有絲分裂，T細(xì)胞（胸腺依賴性淋巴細(xì)胞）的功能增強(qiáng)，使免疫球蛋白增加，使機(jī)體免疫力和抗衡自由基的侵襲能力加強(qiáng)。

（3）加速創(chuàng)傷愈合鋅為合　成膠原蛋白所必需，故能促進(jìn)皮膚和結(jié)締組織中膠原蛋白的合成，加速創(chuàng)傷、潰瘍、手術(shù)傷口的愈合。大家知道，氧化鋅橡皮膏（醫(yī)用白膠布）有使裂口愈合的作用。

（4）促進(jìn)食欲　唾液蛋白是一種味覺素，也是含鋅的蛋白質(zhì)，當(dāng)機(jī)體缺鋅時此種蛋白合成減少，將影響味覺和食欲。

（5）促進(jìn)維生素A的正常代謝和生理功能　鋅可參與維生素A還原酶和視黃醇結(jié)合蛋白的合成，故缺鋅時暗適應(yīng)能力下降，夜間視力受影響。

（6）促進(jìn)性器官與性機(jī)能的正常發(fā)育　缺鋅會影響男性第二性征和女性生殖各期的發(fā)育成熟，并有性功能減退的現(xiàn)象。

（7）提高智力　鋅是腦細(xì)胞含量最高的微量元素，它使神經(jīng)興奮性提高，思維敏捷，所以被稱為益智元素。

3.食物來源和供給量

鋅的最佳來源是海產(chǎn)品中的蛤貝類，另外，肉類、蛋類、菇類、硬果類含量也較豐富。而谷類食品不僅含鋅量低，而且因為有較多的纖維素和植酸而降低鋅的吸收率。

1988年修訂的營養(yǎng)素供給量表中首次將鋅列入其中，每天1歲以內(nèi)為2～4mg；兒童與青少年為5～12mg；成人至各年齡段男12.5mg，女7.5mg；孕婦和乳母各增加2～5mg。

八、銅

1.含量與分布

成人體內(nèi)銅含量為100～150mg，以肝、腦、腎及心含量最高，其次在肺、腸及脾，肌肉和骨骼中最低。銅的吸收機(jī)制與鐵、鋅類似，借助腸黏膜細(xì)胞中的載體蛋白，銅鋅之間的拮抗作用可能與競爭共同的載體蛋白有關(guān)。血漿銅有90％與蛋白載體結(jié)合成銅蛋白進(jìn)行運輸并發(fā)揮生理作用。

2.生理功能與缺乏癥

①參與生物氧化和能量代謝。銅是細(xì)胞色素氧化酶和細(xì)胞色素a的成分，在呼吸鏈中起傳遞電子的作用。缺銅引起心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)損害與細(xì)胞色素氧化酶活性低下有關(guān)。

②促進(jìn)組織中鐵的轉(zhuǎn)移和利用，參與造血過程。銅是血漿銅藍(lán)蛋白的成分，銅藍(lán)蛋白是鐵的運輸形式，當(dāng)血漿銅低下時，銅藍(lán)蛋白活性降低，使鐵蛋白中鐵的利用受阻，從而引起鐵在肝中潴積，發(fā)展成含鐵血黃素，導(dǎo)致沉著性貧血。另外，銅可促進(jìn)Fe3+還原為Fe2+，有利于鐵的利用。

③銅是某些酶活性中心的必需成分，如胺氧化酶、酪氨酸酶、超氧化物歧化酶等。酪氨酸酶催化酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素，此酶缺乏會造成毛發(fā)色素消失的白化病。超氧化物歧化酶可以清除體內(nèi)自由基，具有抗衰老和抗癌作用。

3.食物來源與供給量

含銅食物種類比較廣泛，尤以肝、腎、甲殼類、硬果類、干豆類、芝麻、綠葉蔬菜等食物中含量較豐富。正常成人0.8mg/d即可。人體正常膳食結(jié)構(gòu)一般不會缺銅。

九、氟

1.含量與分布

正常人體含量約為2.6g。人體組織以骨骼含氟量最多，其次是牙齒、指甲和毛發(fā)。

2.生理功能與缺乏癥

①預(yù)防齲齒和老年人的骨質(zhì)疏松。氟的存在使骨質(zhì)穩(wěn)定性增加，因氟可取代骨骼和牙齒中羥磷灰石中的羥基形成氟磷灰石。氟磷灰石硬度高，在酸中溶解度小，在牙釉質(zhì)表面抗酸腐蝕，并抑制嗜酸細(xì)菌的活動和拮抗某些酶對牙齒的不利影響，有防齲齒作用。適量的氟有利鈣和磷的利用及其在骨骼中沉積，加速骨形成，增加骨硬度。

缺氟后，牙釉質(zhì)中氟磷灰石形成受阻，使結(jié)構(gòu)疏松，易被微生物、有機(jī)酸及酶的作用侵蝕損壞而發(fā)生齲齒。在低氟地區(qū)，?？梢姷嚼夏晷怨琴|(zhì)疏松癥。在高氟地區(qū)，長期飲用含氟量超過1.2mg/L的水，使用煤煙熏（燃煤取暖不用煙囪）都會引起氟中毒，表現(xiàn)為氟斑牙和骨變形（稱氟骨?。?，見圖2-18和圖2-19。

②近年來有實驗發(fā)現(xiàn)，氟可加速傷口愈合和鐵的吸收，機(jī)理尚不清楚。

3.食物來源和供給量

氟主要由飲水獲得，植物性食物含氟豐富，尤其是茶葉，故茶是含氟最高的飲料。氟的供給量，以既能預(yù)防齲齒，又不造成氟中毒為宜，成人約為1.5mg/d，最高攝入量可耐受3mg。

十、碘

1.含量與分布

成年人體內(nèi)含碘量為15～25mg，其中70％～80％存在于甲狀腺，甲狀腺是機(jī)體含碘最多的器官。

2.生理功能與缺乏癥

碘是合成甲狀腺素的必需原料。甲狀腺素是一種激素，有促進(jìn)物質(zhì)代謝，如促進(jìn)蛋白質(zhì)合成；調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換；加速生長發(fā)育；維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等功能。

缺碘導(dǎo)致甲狀腺素合成減少，血中甲狀腺激素水平降低，促甲狀腺素分泌增多，引起甲狀腺代償性肥大。由于缺碘往往是地區(qū)性的，所以將這類因缺碘引起的甲狀腺腫稱地方性甲狀腺腫。患者除甲狀腺腫大外（圖2-20），還伴有甲狀腺功能低下的癥狀，如發(fā)育遲緩、生殖力下降、智力低下甚至癡呆，稱呆小癥。

呆小癥又稱“克汀病”（圖2-21）。由于先天甲狀腺發(fā)育不全或功能低下造成的幼兒發(fā)育障礙，主要癥狀表現(xiàn)在骨骼系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，如身體矮小，上身長，下身短，常有四肢畸形；精神呆滯，表情淡漠，智力低下，有的有耳聾（這是由于患兒在母體中或出生之后，神經(jīng)細(xì)胞的軸突、樹突的形成和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展都需要一定量的甲狀腺素，但由于母體缺碘或食物中缺碘，導(dǎo)致了這一系列過程的障礙）；常伴有體溫低，毛發(fā)稀少，面部浮腫等癥狀?；純撼錾鷷r身高體重?zé)o明顯差異，一般在3～6個月可出現(xiàn)異常，若能在3個月左右即得到明確診斷，食物中開始加碘或補(bǔ)充甲狀腺素，可以使患兒基本正常，若發(fā)現(xiàn)晚，貽誤了治療期，則治療難以生效。

3.食物來源與供給量

碘的重要食物來源是海產(chǎn)品，因此經(jīng)常吃含碘豐富的海藻、紫菜、海魚等產(chǎn)品，可以有效地補(bǔ)充碘。成人需碘量是120μg/d，在地方性碘缺乏病流行地區(qū)應(yīng)額外補(bǔ)充碘。我國也是世界上碘缺乏危害最重的國家之一（日本最低），除沿海地區(qū)和大城市外，多數(shù)省份都曾有該病流行。由于國家及時采取強(qiáng)制補(bǔ)碘措施（食鹽中加碘），使這種地方病得到了緩解。

值得注意的是，1994年到現(xiàn)在，全民補(bǔ)碘政策已實施了15年，全國碘鹽覆蓋率已達(dá)到97.5％，有效遏制了內(nèi)陸地區(qū)的碘缺乏病。但在遼寧、浙江、天津、上海、福建等沿海高碘地區(qū)，卻出現(xiàn)了碘過量的問題。有調(diào)查顯示，一些居民每天攝碘量高達(dá)220～850μg。由于長期碘過量，這些地區(qū)正迎來甲狀腺病的高發(fā)期。如甲狀腺機(jī)能低下、慢性甲狀腺腫大和囊性纖維化、慢性淋巴細(xì)胞性甲狀腺炎（橋本甲狀腺炎）等呈現(xiàn)發(fā)病率高和年輕化的趨勢，橋本式病癌變發(fā)生率甚至高達(dá)10％。原本預(yù)防大脖子病的碘鹽，反而成為了健康風(fēng)險。所以目前食鹽加碘“一刀切”的政策或?qū)⒚媾R深層次的整改和調(diào)整。

十一、硒

對于硒的認(rèn)識曾經(jīng)有過使人啼笑皆非的經(jīng)歷。早在20世紀(jì)40年代，人們曾認(rèn)為硒有較大的毒性，甚至有人認(rèn)為是致癌物。近年來通過深入研究發(fā)現(xiàn)，適量的硒是維持身體健康，防治疾病所不可缺少的營養(yǎng)素之一，且有抗癌作用。

1.含量與分布

成人體內(nèi)含硒14～20mg，多分布于指甲、頭發(fā)、腎和肝中，肌肉、脂肪、血液等組織器官中含量很少。血硒與頭發(fā)中硒可以反映體內(nèi)硒的營養(yǎng)水平。

2.生理功能

（1）維持細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)的完整性　作為谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）的成分，硒可以保護(hù)細(xì)胞膜中的脂類免受過氧化氫和其他過氧化物的侵害。與維生素E作用類似，兩系統(tǒng)相互補(bǔ)充，共同保護(hù)細(xì)胞膜的完整性。

（2）預(yù)防克山病和大骨節(jié)病　克山病一種是以心肌壞死為特征的地方性心臟病，此病因在克山縣發(fā)現(xiàn)而得名。我國學(xué)者在1973年從正常心肌中分離得到了一種硒蛋白，這種硒蛋白在缺硒地區(qū)心肌功能不全的動物心肌中沒有找到，因此，硒作為心肌代謝不可缺少元素被認(rèn)可。大骨節(jié)病（圖2-22）為慢性畸形性骨關(guān)節(jié)病，主要累及四肢骨和關(guān)節(jié)，病人指短，關(guān)節(jié)增粗，有時肘關(guān)節(jié)不能完全伸直。這兩種病用亞硒酸鈉預(yù)防和治療可收到良好效果。

（3）促進(jìn)免疫球蛋白合成，增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。

（4）抗腫瘤作用　硒具有調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的增值、分化及使惡性表型逆轉(zhuǎn)的作用，并能抑制癌細(xì)胞的浸潤、轉(zhuǎn)移以延緩腫瘤的復(fù)發(fā)。因此對多種癌有一定的預(yù)防和治療作用。調(diào)查結(jié)果表明，硒與癌癥發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)。

（5）抵御毒物對人體的侵害　硒與金屬有很強(qiáng)的親和力，有解除體內(nèi)重金屬毒性的作用。硒在體內(nèi)與金屬如汞、甲基汞、鎘及鉛等結(jié)合成金屬硒蛋白復(fù)合物而解毒，并使金屬排出體外。動物實驗還發(fā)現(xiàn)硒有降低黃曲霉素急性損傷的作用，還可降低肝中心小葉壞死的程度和死亡率。

（6）促進(jìn)生長，保護(hù)視覺功能的健全　實驗表明，硒參與輔酶A和泛醌的合成，參與能量代謝，在三羧酸循環(huán)和呼吸鏈氫和電子傳遞過程中發(fā)揮一定的生物學(xué)作用，因此硒可促進(jìn)生長發(fā)育。另外，硒能保護(hù)視器官的健全功能和視力。谷胱甘肽過氧化物酶和維生素E可使視網(wǎng)膜上的氧化損傷降低，亞硒酸鈉可使神經(jīng)性視覺喪失得到改善。所以，白內(nèi)障患者和糖尿病失明者補(bǔ)充硒后，視覺功能有所改善。

3.食物來源與需要量

海產(chǎn)品、動物肝、腎、魚、肉類、蛋、南瓜、大蒜等為硒的良好來源。糧谷類、蔬菜、水果中含硒量隨該地區(qū)土壤含硒量而異。正常成人需硒量約60μg/d?？赡褪軘z入量較高，為400μg/d。

除缺硒地區(qū)外，一般膳食不缺硒。硒的毒性很大，過量會引起中毒。硒能抑制某些酶的活性，中毒表現(xiàn)為脫發(fā)、脫甲、乏力以及一些精神癥狀等。硒是體內(nèi)需要量最少的必需元素，也是毒性最大的元素。因此，缺硒時只能根據(jù)內(nèi)科醫(yī)生或營養(yǎng)師的意見才可采用含硒豐富的補(bǔ)充品。

食物中無機(jī)鹽的含量比較豐富，一般都能滿足機(jī)體的需要。微量元素的補(bǔ)充主要依靠食物，因各種食品含微量元素多少不同，為預(yù)防微量元素缺乏，應(yīng)增加食物的種類，不能偏食、挑食。只有豐富多樣的飲食，才能維持體內(nèi)微量元素含量的正常與均衡。膳食調(diào)配不當(dāng)或患有某些疾病，容易造成缺乏癥。從實用營養(yǎng)學(xué)的觀點出發(fā)，比較容易缺乏的元素是鈣和鐵，特殊地理環(huán)境或其他特殊條件也可能造成碘、鋅、硒的缺乏。應(yīng)該注意的是，某些元素也可因攝入過量而發(fā)生中毒。

人體必需礦物質(zhì)元素的生理功能及相關(guān)因素見表2-14，各元素推薦攝入量見附錄3-2。關(guān)于礦物質(zhì)在人體當(dāng)中的作用，我們應(yīng)該辯證地去看待。人體和地球一樣，都是由各種化學(xué)元素組成的，存在于地殼表層的90多種元素均可在人體組織中找到。元素根據(jù)在機(jī)體內(nèi)的含量，可劃分為宏量與微量兩種。另外，根據(jù)機(jī)體對微量元素的需要情況又分為必需微量元素和非必需微量元素。維持人體正常生命活動不可缺少的元素稱為必需微量元素。所謂不可缺少，并非指缺少將危及生命，而是指缺少時會引起機(jī)體生理功能及結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致疾病發(fā)生。目前尚未明確其生物學(xué)作用，也未發(fā)現(xiàn)有毒性的元素稱為非必需微量元素。將微量元素分為必需與非必需、有毒或無害，只有相對的意義。因為即使同一種微量元素，低濃度時是有益的，高濃度時就可能是有害的。同時不是以任何濃度使用該元素都是安全的。因此，今后應(yīng)對微量元素的生物學(xué)作用及其安全濃度進(jìn)行更深入的探討，以防止盲目攝入過多的必需微量元素或從膳食中去除某種可能的“有毒”元素。隨著研究的深入，將會發(fā)現(xiàn)一些“非必需元素”甚至“有害元素”可能具有一定的生物學(xué)作用，甚至可能是必需的元素。

關(guān)于營養(yǎng)素的適宜攝入程度和比例請參照附錄3。