人体中不可或缺的生命元素

2023-07-04 理论教育版权反馈

【摘要】：为便于研究，我们将占人体体重0.01%以上、每人每日需要量在100mg以上的元素称为常量元素或宏量元素；人体中含量占体重万分之一以下的元素称为微量元素，它们都是人体所必需的生命元素。铁元素是人体中必需元素之一，人体中铁呈+2价，人体缺铁会导致贫血。后来科学家证实铬是葡萄糖耐量因子的重要组成部分，1989年被定为人体必需微量元素。

为便于研究，我们将占人体体重0.01%以上、每人每日需要量在100mg以上的元素称为常量元素或宏量元素；人体中含量占体重万分之一以下（小于0.01%）的元素称为微量元素，它们都是人体所必需的生命元素。

常量元素＞0.01%（质量分数）：H、C、N、O、Na、Mg、P、S、Cl、K、Ca。

微量元素＜0.01%（质量分数）：F、Si、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo、Sn、I。

主要有害微量元素：Pb、Hg、Cd、Al等。

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图4.1　必需微量元素浓度——生物功能相关图

由于头发取样较方便，且易保存，所以通过对头发成分的分析，比较正常人与病人头发中微量元素的含量，对疾病的诊断、治疗都很有价值。例如：

（1）癌症患者：Mo、Se含量偏低。

（2）侏儒症患者：Zn含量为正常值的一半。

（3）糖尿病患者：Cr含量低。

（4）心血管病患者：Ca、Cr含量低。

（5）性别：女性体内Mn、Ni含量超过男性体内Mn、Ni含量的2～3倍；女性体内Mg、Cu、Co含量＞男性体内Mg、Cu、Co含量。

（6）精神因素：精神分裂症患者，Mn含量低；精神异常者，Cd、Cu含量低。

（7）智力高者：Zn、Cu含量较高，Pb、Cd含量较低。

（8）食物：爱吃鱼者，Hg、Se含量高；肉食者Se含量较素食者明显偏高。

1.生命之盾——钙

我国人均钙摄入量仅为400mg/d，远低于正常需要量（800mg/d）。

在人体各组织之间进行着钙的代谢，血钙与骨钙维持着动态平衡（即骨中的钙不断从破骨细胞中释放出来并进入血液和组织细胞外液中，而血液和细胞外液中的钙又不断沉积于成骨细胞中）：

缺钙会引起一系列疾病，严重的可形成佝偻病或软骨病，进入成年后会较早地发生骨骼退行性病变，容易骨折。中、老年人缺钙可引起骨质疏松、骨质增生和高血压病。儿童、孕妇、老人、绝经期妇女等尤其需要补钙。

牛奶不仅含钙量丰富（每250mg鲜奶可提供25mg钙），而且容易吸收。海产品，如虾皮、海带、紫菜等含钙量都很丰富。此外，蔬菜、蛋类、油料种子（如芝麻、花生、大豆）、豆制品中含钙量也比较多。

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图4.2　虾皮、海带和紫菜含钙量丰富

选择钙剂的要求：①溶解度大（指水溶性）；②肠道吸收率高；③生物利用度好；④重金属含量低。

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用骨头汤补钙好吗

我们都知道，人体中的钙主要分布在骨骼中。中国有句古话：“吃啥补啥。”那么，对骨折病人，多喝骨头汤能起到补钙作用吗？

骨质的主要成分是难溶性的羟基磷灰石，实验表明，将5kg猪骨头加5kg水，在高压锅里熬10小时，一碗骨头汤中的钙含量不超过10mg。而同样一碗牛奶中的钙含量可达200mg。另外，骨头汤中溶解了大量骨内脂肪，老年人经常食用还可能引起其他健康问题。

所以，用骨头汤补钙并不好，“吃啥补啥”也并不科学。

想一想，为什么熬骨头汤时加点醋能增加钙的溶出量？

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图4.3　补钙

2.抗衰老、抗癌变的新星——硒

硒是谷胱甘肽过氧化物酶的一个组分（每摩尔红细胞中的谷胱甘肽过氧化物酶中含4摩尔硒）。硒的主要生理功能是通过谷胱甘肽过氧化物酶来清除或阻止过氧化物和自由基的形成，这两种物质能诱发多种癌症，并引发人体衰老。

目前发现，硒与人体20多种疾病有程度不等的相关性，如肿瘤、心血管疾病、肝病、糖尿病、老年性白内障、艾滋病等。

我国从1970年起，在贫硒地区采取大规模服用亚硒酸钠的方法防治了千百万人的克山病，取得显著效果。这项成果在第3届国际硒讨论会上获得了1984年度国际施瓦茨奖。同时，我国对防治另一种缺硒的地方病——大骨节病也获得成功。

硒具有解除镉、汞等金属毒性的作用，其实质是生成难离解化合物、配合物或缔合物，从而起到解毒作用。

硒及其化合物大多数有毒性，硒过量均可引起急、慢性中毒。硒在工业上主要危害是二氧化硒。

正常人体内的硒来自食物，食物中肉类（特别是动物肾脏）、海味以及大蒜、芥菜等的硒含量较高。中药黄芪、地龙（蚯蚓）中含硒也较多。有机硒化物的生物活性较高，且毒性比无机硒化物小，如硒酵母菌。补充无机硒时可采用亚硒酸钠的强化食盐。

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图4.4　大蒜和芥菜的硒含量较高

3.抗击贫血——铁

铁是地壳中含量较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿石。

铁元素是人体中必需元素之一，人体中铁呈+2价，人体缺铁会导致贫血。成人体内有4～5g铁，其中72%以血红蛋白、25%以肌红蛋白、0.2%以其他化合物形式存在，其余为储备铁。储备铁主要以铁蛋白的形式储存在肝、脾和骨髓中。成人每日摄取量是10～15mg，妊娠期妇女需要30mg。饮用大量的红茶会阻碍铁的吸收，因为茶中含有鞣酸，与铁易形成鞣酸亚铁沉淀。表4.1列出了部分食物中的含铁量。

表4.1　部分食物中的含铁量（mg/100g）

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铬与糖尿病

铬是一种微量元素，1797年由法国化学家沃奎林首次发现。后来科学家证实铬是葡萄糖耐量因子的重要组成部分，1989年被定为人体必需微量元素。

正常人体中含铬量甚微，全身含量为6～7mg，但发挥重要的生理功能，包括对糖类和脂肪代谢的调节，维持核酸结构的完整性和稳定性，以及对某些酶活性的影响。其中，与糖尿病密切相关的是铬作为葡萄糖耐量因子组成部分，它能协助胰岛素发挥作用，调节糖代谢、维持体内正常的糖耐量。国内外临床实验发现，通过补充铬，可以明显地改善糖尿病人多渴、多尿等症状，使血糖平稳，降低糖化血红蛋白值。

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图4.5　啤酒、玉米和蘑菇含天然有机铬化物

铬有两种常见化合价，如长期接触+6价铬有可能致癌。具有间接调节血糖作用的+3价铬，化学性质稳定，对人与动物非常安全。铬多存在于发酵菌，动物的肝、肾、肠及牡蛎和啤酒中，玉米、高粱、土豆、蘑菇、绿豆也是天然有机铬化物的良好来源，奶酪及海产品同样含有较丰富的铬。但是，食品经精加工后几乎都不含铬，因此应适当增加粗粮的摄入。

4.生命的火花——锌

在生物体内大多数锌酶属于水解酶，催化脂类、肽类及磷酸盐的水解。

人体内的锌浓度分布：精液0.2%，视神经4%，前列腺0.2%。锌在人体中的含量为：骨骼28.5%，肌肉62.2%。

血液中的锌浓度为：血浆（10～20）μmol/L、红细胞（10～20）×10μmol/L、白细胞（10～20）×25μmol/L。表4.2列出了部分含锌量较高的食物。

表4.2　部分含锌量较高的食物（mg/kg）

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植物蛋白及谷物制品中富含植物酸。当有钙离子存在时，可促进Zn—Ca—植物酸配合物的生成，在小肠中沉淀98%的锌，导致侏儒症。

超氧化物歧化酶（SOD）是机体抗氧化损伤的重要保护酶。人体中的Cu—Zn—SOD主要存在于肝脏和红细胞中，铜是其活性中心，起催化作用，锌与其结构稳定性有关。

缺锌使“促性腺激素”分泌减少，导致性迟钝和男性不育症。体内含锌量减少可引起细胞免疫力低下。

锌通过锌唾液酶影响味觉与食欲。

补充锌一般通过食用富含锌与蛋白质的鱼类、动物眼珠、人乳、各类肉食、肝等食物，口服葡萄糖酸锌等锌制剂来调节、补充。

眼组织对缺锌最为敏感，在各种含色素的组织中（包括视神经、视网膜）均含较高浓度的锌。

过多食用精制食物也会造成锌营养供应不足，先天性痴呆或智力低下的发生率与锌和碘的缺乏有关。锌过量对人体也有危害，会导致胃肠炎、前列腺肥大、贫血、高血压、冠心病等。

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媳妇做的菜为什么不合婆婆的口味

人的唾液中有一种含锌的唾液蛋白，称为味觉素，它作为一种介质，能使舌面上分布着感觉神经末梢的味觉感受器——味蕾感受到食物的味道。人体中锌的含量随年龄增长而降低，味觉也就随之变差，这就是“媳妇做的菜为什么不合婆婆的口味”的症结所在。当媳妇做的菜合婆婆口味时，往往盐、糖超标，易引发心血管疾病。

5.四两拨千斤——碘

近年来补碘已经成为人们的热点话题之一。碘对人体的健康、生长发育影响很大。缺碘除了会引起“大脖子病”外，它还是目前已知的导致青少年智力低下的主要原因之一。

碘是甲状腺激素合成的必需材料。碘通过甲状腺激素促进蛋白质的合成，活化100多种酶，调节能量代谢。甲状腺激素能加速各种物质的氧化过程，增加人体耗氧量和产生热量。甲状腺激素可从多方面影响糖的代谢，小剂量激素可增加糖原合成，大剂量激素则促进糖原分解。甲状腺激素与大脑的发育和功能活动有密切关系，如在胚胎早期缺乏甲状腺激素，则脑部发育受影响，造成不可逆转的功能性损害。

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图4.6　碘盐

食物中有含碘丰富的海产品，如海鱼、海带、紫菜、蛤蜊等，海盐中也含有一定量的碘。

由于饮水、土壤、植物中含碘量少，人体碘摄入量少，所以碘缺乏病是全球性的流行性地方病，患者占世界总人口的7%以上。我国东北、西南、西北、山区、丘陵等地较严重。1993年起，全国普遍实施食用盐加碘[碘酸钾，早期用碘化钾，食盐中含碘量为（20～60）mg/kg]，并达到了预期效果。

碘盐须知：碘盐中的碘酸钾（KIO3，分解温度为560℃）性质较稳定。但是，烹调中，在高温和铁离子的作用下，蔬菜中一些还原性物质在酸性条件下易与碘酸钾发生反应，造成碘损失。因此，尽量在起锅时加碘盐。

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上海人需要大量补碘吗

补碘有利于人智力的发展，特别是处于生长发育期的青少年。以前，由于国内大部分地区普遍缺碘（特别是内陆地区），国家要求在食盐中加碘（碘酸钾），这一措施取得了良好的成效。

近几年，不少上海人仍然得了“大脖子病”，这又是什么原因呢？经专家研究分析，这种“大脖子病”是由碘过量引起的，称为“甲亢”或“甲状腺结节”。平时饮食不注意，摄入过量的碘，长期积累，导致发病。上海是一个沿海城市，平时海产品中碘元素摄入量较充足，所以不需要大量补碘。经批准，我国部分沿海城市食盐中的加碘量可以减少。在缺碘地区食用适量的碘盐是消除碘缺乏病的重要举措，但应避免高碘引起的高碘性疾病。因此，并非“家家都要用加碘食盐”，应该因地制宜，因人而异。专家建议上海及不缺碘地区的居民，尤其是经常吃海带、紫菜等的人，可以食用无碘食盐。

6.微量元素中的奇葩——钼

钼是大脑必需的七种微量元素（铁、铜、锌、锰、钼、碘、硒）之一，钼的生化功能是通过各种钼酶的活性来表现的。含钼丰富的食物有：动物肾、肝、谷物、豆类等。

经研究发现，钼是一种抗癌元素。动物实验结果表明，钼酸钠可抑制大鼠的食管癌、乳腺癌、膀胱癌的生长。某些克山病病区玉米中钼的含量与克山病发病率有关，推行施钼肥能有效降低克山病发病率。

另外，科学家发现氟钼酸铵是一种能有效预防牙齿釉质和牙本质龋齿的新药。

钼过量，会导致慢性中毒，病状为多发性痛风症，关节畸形，尿酸盐过高，肝、肾受损。一般情况下，只需要通过食物调理即可。

7.氟的“利”与“弊”

氟在自然界中主要存在于萤石中，是人体必需的微量元素。

人体中的氟：

主要存在：硬组织，如骨骼、牙齿、指甲和毛发，占体内氟总量的90%。

变化趋势：年龄越大，含氟量越高。

影响氟吸收的因素：

溶解度大的氟化物，如氟化钠、氟化氢和氟硅酸钠易被人体吸收；脂肪促进吸收，胃酸提高吸收；食物中含钙、镁或铝时会生成难溶性氟化物，如氟化钙等则难被人体吸收。