矿物质的重要作用及缺乏对健康的影响

2023-07-18 理论教育版权反馈

【摘要】：矿物质中含量大于体重0.01%的元素称为常量元素或宏量元素，如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫等；含量小于体重0.01%并有一定生理功能的元素为微量元素。矿物质是构成机体组织如骨骼、牙齿等的重要材料，也是维持机体酸碱平衡和正常渗透压的必要条件，参与生理活性物质如血红蛋白、甲状腺素的合成。缺钙者易患龋齿，影响牙齿质量。

一、概述

人体组织中含有自然界各种元素，目前在地壳中发现的90多种天然元素在人体内几乎都能检测到。这些元素除了碳、氢、氧、氮等主要以有机物的形式存在以外，其余元素均称为矿物质，亦称无机盐或灰分。矿物质中含量大于体重0.01%的元素称为常量元素或宏量元素，如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫等；含量小于体重0.01%并有一定生理功能的元素为微量元素。其中，构成人体组织、参与机体代谢、维持生理功能所必需的矿物质元素有21种，按其需要量的多少又可分为三类：铁、铜、锌、硒、铬、碘、钴、钼是必需微量元素；锰、硅、镍、硼、钒为可能必需微量元素；氟、铅、镉、汞、砷、铝、锡和锂为具有潜在毒性，但低剂量可能具有功能作用的微量元素。矿物质是构成机体组织如骨骼、牙齿等的重要材料，也是维持机体酸碱平衡和正常渗透压的必要条件，参与生理活性物质如血红蛋白、甲状腺素的合成。

二、常见重要矿物质的营养学意义

（一）钙

钙（Ca）是人体含量最多的矿物质元素，正常人含钙总量为1000～1200 g，相当于成年人体重的1.5%～2.0%，其中99%集中在骨骼和牙齿中；其余1%的钙分布于软组织、细胞外液和血液中，统称为混溶钙池。

1.生理功能　钙的主要生理功能是构成骨骼和牙齿；维持神经与肌肉活动；促进体内某些酶活性；还参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡及细胞内胶质稳定性等。

2.影响钙吸收的因素　促进机体钙吸收的因素有维生素D、蛋白质或氨基酸、乳糖、胃酸和胆汁的分泌等；而抑制钙吸收的因素有草酸、植酸、脂肪酸、膳食纤维、绝经期和老年等。

3.缺乏或过多　儿童长期钙缺乏和维生素D不足可致佝偻病；中老年人随年龄增加逐渐脱钙易引起骨质疏松症和骨质软化症。缺钙者易患龋齿，影响牙齿质量。钙为毒性最小的一类元素，无明显毒性作用，过量摄入致高钙尿，是肾结石的危险因素。

4.食物来源　钙的良好食物来源是奶与奶制品，奶与奶制品也是婴儿理想的钙来源。水产品中小虾皮含钙特别多，其次是海带；豆类及其制品及油料种子和蔬菜含钙也不少，特别是黄豆及其制品，黑豆、赤小豆、各种瓜子、芝麻酱、海带、发菜等钙含量丰富。

5.参考摄入量　推荐摄入量（RNI）为成年人800 mg/d，孕妇800～1200 mg/d，乳母1200 mg/d。成年人钙的可耐受最高摄入量（UL）为2000 mg/d。

（二）钠

钠（Na）是人体不可缺少的常量元素，是细胞外液的主要阳离子。钠约占体重的0.15%。氯化钠是人体获得钠的主要来源。正常情况下每日摄入的钠只有小部分为身体所需，大部分通过肾脏从尿液排出。钠亦可从汗中排出。钠摄入量高时会减少肾小管对钙的重吸收从而增加钙的排泄，故高钠膳食会导致骨中钙的丢失。

1.生理功能　钠的主要生理功能是调节体内水分与渗透压；维持酸碱平衡；增加神经肌肉的兴奋性；提供钠泵；维持血压正常。研究发现，膳食钠摄入与血压有关，为防止高血压，WHO建议每日钠的摄入量应少于2.3 g，相当于食盐6 g。

2.缺乏或过多　当胃肠道消化液因腹泻或引流等原因丧失、大面积皮肤烧伤、大量出汗、体液积聚在间隔内、肾脏疾病、放腹水或胸水等情况下，可能会发生钠缺乏。钠摄入量过多，是导致高血压的重要因素，还可导致水肿、血清胆固醇升高等。

3.食物来源　钠普遍存在于各种食物中，一般动物性食物含量高于植物性食物，但人体钠来源主要是食盐，其次是含盐的加工食品如酱油、腌制品、发酵豆制品或咸味膨胀食品等。

4.参考摄入量　中国居民膳食钠适宜摄入量（AI）不同年龄段标准不同，18～49岁、孕妇和乳母为1500 mg/d，50～79岁1400 mg/d，80岁以上1300 mg/d。

（三）钾

钾离子（K+）为人体重要的阳离子之一，正常人血浆中钾的浓度为3.5～5.3 mmol/L，摄入人体的钾大部分由小肠吸收，吸收的钾通过钠泵将钾转入细胞内，使细胞内保持高浓度的钾。肾是维持钾平衡的主要调节器官，约90%摄入人体的钾由肾脏排出。

1.生理功能　钾的主要生理功能是维持糖、蛋白质的正常代谢，维持细胞内外正常的酸碱平衡、维持神经肌肉的应激性和正常功能，维持心肌的正常功能，降低血压。

2.钾缺乏或过多　体内缺钾的常见原因是摄入量不足或损失过多。正常进食一般不易发生摄入不足，但由于疾病或其他原因长期禁食或少食，而静脉补液内少钾或无钾时，易发生钾不足。出现频繁呕吐、腹泻、胃肠引流、长期服用缓泻剂等可使钾损失。患肾小管功能障碍为主的肾脏疾病，以及从事高温作业或重体力劳动导致大量出汗，均可使体内钾大量流失。体内钾总量减少可引起钾缺乏症，可出现肌肉无力、瘫痪、心律失常、横纹肌裂解症及肾功能障碍等。当摄入过多或排出困难时，体内钾浓度增高，血钾浓度达到5.5 mmol/L以上，可出现高钾血症，神经肌肉表现为极度疲乏软弱、四肢无力、心率缓慢、心音减弱。

3.食物来源　大部分食物都含有钾，但蔬菜和水果是钾最好的来源。含钾量在8 g/kg以上的食物有紫菜、黄豆和冬菇等，谷类含钾100～200 mg，蔬菜和水果为200～500 mg，肉类为150～300 mg。

4.参考摄入量　中国营养学会提出的膳食钾适宜摄入量（AI）与年龄段有关，14岁以上为2000 mg/d，乳母为2400 mg/d。

（四）铁

铁（Fe）是人体必需微量元素中含量最多的元素，成人体内铁总量为4～5 g。其中65%～70%的铁存在于血红蛋白，3%在肌红蛋白，1%在含铁酶类（如细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等）、辅助因子及运铁载体中，此类铁称为功能性铁。剩余25%～30%为储存铁，主要以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于肝、脾和骨髓的网状内皮系统中。

1.生理功能　铁的主要生理功能是作为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素A及某些呼吸酶的成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程；铁与红细胞形成和成熟有关；铁还可促进胶原合成，参与许多重要功能。

2.影响铁吸收的因素　食物中的铁有两种形式，即血红素铁（Fe2+）和非血红素铁（Fe3+）。血红素铁主要存在于动物性食物中，可直接被肠黏膜上皮细胞吸收而不受其他因素的影响，吸收率可达25%～35%；非血红素铁主要存在于植物性食物中，需在胃酸的作用下还原成Fe2+后才能被吸收，并受很多因素的影响，吸收率一般小于10%。维生素C、含巯基氨基酸、胃酸等能促进铁吸收；膳食中的植酸、草酸、磷酸和碳酸等可与铁结合形成难溶的铁盐而抑制铁的吸收。铁的吸收也受体内铁存量和需要量的影响，铁存量丰富时铁的吸收率低，体内需要量高时铁的吸收率高，如在生长发育期和妊娠期铁吸收率较高。

3.缺乏或过量　缺铁性贫血是常见的营养缺乏病，婴幼儿、孕妇及乳母更易发生。缺铁还可引起智力发育的损害及行为改变，损害儿童的认知能力，降低抗感染能力等。铁过量可引起肝纤维化、肝细胞瘤，增加心血管疾病发生的风险。

4.食物来源　膳食中铁的良好来源为动物性食物，如肝脏、瘦肉、鸡蛋、动物全血、禽类、鱼类等。但奶的含铁量较少，牛奶的含铁量更低，长期食用牛奶喂养的婴儿应及时补充含铁量丰富的食物。海带、芝麻的铁含量较高，豆类及红蘑、蛏子、蚌肉、油菜、芹菜、藕粉含铁量也较丰富。使用铁锅炒菜也是铁的一个很好来源。口服铁剂和输血可致铁摄入过多。

5.参考摄入量　铁的适宜摄入量（AI）：成年男性12 mg/d，成年女性20 mg/d；孕妇及乳母24～29 mg/d；老年人12 mg/d；成年人可耐受最高摄入量（UL）42 mg/d。

（五）锌

正常成年人体内含锌（Zn）量为2～2.5g，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤。

1.生理功能　锌是体内酶的重要成分或酶的激活剂，体内已知含锌酶有200多种。锌可促进生长发育与组织再生，促进食欲，促进维生素A代谢和生理作用，参与免疫功能。

2.锌缺乏或过多　锌缺乏表现为生长迟缓、认知行为改变等症状。生长期儿童极易出现锌缺乏，常有食欲缺乏、味觉迟钝甚至丧失、皮肤创伤不易愈合、易感染、第二性征发育障碍等症状。成年人一次性摄入2 g以上的锌可致锌中毒，表现为上腹疼痛、腹泻、恶心、呕吐。

3.食物来源　锌来源广泛，但动物性食物与植物性食物的锌含量与吸收率有很大差异。贝壳类海产品、红色肉类、动物内脏是锌极好来源，干果类、谷类胚芽和麦麸也富含锌。

4.参考摄入量　我国锌推荐摄入量（RNI）：成年男性12.5 mg/d，成年女性7.5 mg/d；孕妇（中后期）9.5 mg/d，乳母12 mg/d。

（六）碘

健康成年人体内含碘（I）15～20 mg，其中70%～80%存在于甲状腺组织。

1.生理功能　碘的生理功能通过甲状腺素完成，主要是促进和调节代谢及生长发育。

2.碘缺乏或过多　机体因缺碘所导致系列障碍统称为碘缺乏病，在成年人可引起甲状腺肿，在胎儿期和新生儿期可引起呆小症（克汀病）。较长时间高碘摄入可导致高碘甲状腺肿。碘过量通常发生于摄入含碘量高的食物及在治疗甲状腺肿等疾病中使用过量碘剂时。

3.食物来源　机体所需碘主要来自食物，占每日总摄入量的80%～90%；其次来自饮水与食盐。海产品碘含量高于陆地食品，其中含碘丰富的海产品有海带、紫菜、鲜鱼、蛤干、干贝、虾、海参及海蜇等。陆地食品中蛋、奶的碘含量较高，大于一般肉类，肉类大于淡水鱼，植物性食物含碘量最低，尤其是蔬菜和水果。

4.参考摄入量　中国营养学会建议碘的推荐摄入量（RNI）：成年人为120μg/d，孕妇为200 μg/d；成年人可耐受最高摄入量（UL）为600 μg/d。

（七）硒

硒（Se）在人体内总量为14～20 mg，广泛分布于所有组织和器官中，肝、胰、肾、心、脾、牙釉质及指甲中硒浓度较高，脂肪组织内较低。

1.生理功能　进入人体内的硒绝大部分与蛋白质结合，称为硒蛋白，目前认为只有硒蛋白具有生物功能，如：构成谷胱甘肽过氧化物酶；增强免疫作用；保护心血管功能；促进生长、保护视觉器官；抗肿瘤作用；对有毒重金属的解毒作用。

2.硒缺乏或过多　硒缺乏已被证实是发生克山病的重要病因，克山病是以多发性灶状心肌坏死为主要病变的地方性心肌病。缺硒还可引起大骨节病，主要发生于青少年，严重影响骨发育。硒摄入过多可致中毒，主要表现为头发变干、变脆、易断裂及脱落，其他部位如眉毛、胡须及腋毛也有上述现象。并有指甲变形，肢端麻木、抽搐，甚至偏瘫，严重者可致死亡。

3.食物来源　动物的肝肾、肉类和海产品都是硒的良好来源。但食物中的硒含量受当地水土中硒含量影响很大。

4.参考摄入量　中国营养学会提出硒推荐摄入量（RNI）：成年人为60μg/d，孕妇为65 μg/d。成年人可耐受最高摄入量（UL）为400 μg/d。

（战则凤）

矿物质的重要作用及缺乏对健康的影响

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