微量元素與健康論文
微量元素與人體健康和疾病的關(guān)系十分密切。下面是小編為你精心整理的微量元素與健康論文，希望對你有幫助!
微量元素與健康論文篇1
摘要：人類是大自然的產(chǎn)物，是由多種元素組成的生命體，同時又是各種化學(xué)反應(yīng)密切配合的體系。人體與外界環(huán)境存在著物質(zhì)和能量的交換。人類生存需要各種常量元素和微量元素，維持人體正常機(jī)能所必需的微量元素，無論缺乏或過量都會導(dǎo)致人體產(chǎn)生疾病;而Cd等無生物功能作用的微量元素，對人體只能有毒害作用。
關(guān)鍵詞：微量元素;人體健康;地質(zhì)環(huán)境;常量元素;必需元素;有毒元素
微量元素與人體健康是新興的由多學(xué)科相互滲透的研究領(lǐng)域，它與化學(xué)、生物學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)等有著密切的關(guān)系?，F(xiàn)代化學(xué)痕量分析技術(shù)的不斷完善、日益突出的環(huán)境污染問題及配位化學(xué)理論體系和研究方法的創(chuàng)立，促使該領(lǐng)域的相關(guān)研究不斷深入?，F(xiàn)從地質(zhì)與環(huán)境、環(huán)境與微量元素入手，側(cè)重闡述幾種微量元素與人體健康的關(guān)系.
1 地質(zhì)與環(huán)境
人類是地球演化過程的產(chǎn)物，人類的生命和生活與地質(zhì)環(huán)境戚戚相關(guān)。早在兩千年前的“黃帝內(nèi)經(jīng)”中就有人與天地相應(yīng)的思想。恩格斯指出：“地球表面和一切生活條件的漸次改變，直接導(dǎo)致有機(jī)體的漸次改變和他們對變化著的環(huán)境的適應(yīng)⋯⋯。”這一論斷深刻地揭示了生物演化的根本規(guī)律。地殼演化不斷為生命活動提供新的物質(zhì)基礎(chǔ)，而生命通過自然選擇始終和地殼物質(zhì)保持統(tǒng)一。當(dāng)今的生物群落和人類都是地球演化到一定階段的必然產(chǎn)物，和地殼物質(zhì)始終保持平衡。地質(zhì)背景不同會導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境差異，例如：花崗巖區(qū)的風(fēng)化物中富含K Rb Cs(Li) Ba;基性、中性巖區(qū)的純土壤中都含有豐富的Fe Ti Cu V 的化合物;而超基性巖區(qū)的土壤中含有大量的Cr Ni Co Mg，且重金屬離子與鎂的含量成正比。而不同地質(zhì)環(huán)境所分布的生物群落又有不同，從而不難理解植物和動物群落的界限常常與一定的地質(zhì)建造界限相吻合，不同的土壤植物群落和動物群落顯然不同。
2 環(huán)境與微量元素
地質(zhì)環(huán)境是通過物質(zhì)作用于生命體的，這種將環(huán)境與生命聯(lián)系起來的最基本的物質(zhì)，就是活躍于大自然的各種化學(xué)元素。在了解地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，深入研究各種元素在巖石—土壤—地下水和地表水—生物體的分布、賦存狀態(tài)和遷移規(guī)律，有助于尋找地質(zhì)環(huán)境與人體健康的相關(guān)性。
美國地球化學(xué)工作者漢密爾頓領(lǐng)導(dǎo)的實驗室曾做了有價值的分析工作：在對數(shù)坐標(biāo)中比較巖石和人體血液中元素的豐度，除了原生質(zhì)中的主要成分(C H O N)和巖石中的主要成分.Si以外，兩者元素豐度的吻合是驚人的。同時發(fā)現(xiàn)這些元素的含量在新陳代謝功能強(qiáng)的臟器內(nèi)高些，在新陳代謝功能弱的臟器內(nèi)低些，但是含量的變化仍沿襲元素在巖石中豐度變化的趨勢。
隨著痕量分析技術(shù)的進(jìn)步，目前已知92種天然元素中，已有81種在人體中被發(fā)現(xiàn)(除He Ne Ar Kr Se Tc Pm Fr Ac Pa At).
3 微量元素與人體健康
地球上的各種生物都是化學(xué)元素的物理、化學(xué)作用的結(jié)果。微量元素在環(huán)境中含量的不同，對人體健康的影響也可能不相同。當(dāng)有機(jī)體由于缺乏某種必需的微量元素而生長不良或不能完成其生命循環(huán)時，補(bǔ)充適量的這種元素對有機(jī)體是非常必需的;但當(dāng)供給量超過了有機(jī)體的需要時，同一種元素又可能起毒害作用。有些微量元素在人體中不論含量多少都會起毒害作用。有益元素的濃度和有機(jī)體生長關(guān)系呈兩邊低中間平的曲線，曲線的平臺部分指示了對有機(jī)體生長發(fā)育的最適宜濃度。不同元素可能有不同寬度的平臺曲線。當(dāng)環(huán)境中元素的供給量低于有機(jī)體所需要的最適宜濃度時，有機(jī)體的生長表現(xiàn)為缺乏癥狀;而環(huán)境中元素的供給量超過最適宜濃度，有機(jī)體就會中毒，甚至死亡。地球化學(xué)元素通過地殼表面從巖石—水、土—生物，以及人體攝取的全過程，與人類健康相關(guān)聯(lián)。當(dāng)環(huán)境中某些元素超出或低于人類生理所能承受的極限時，就會影響人體的健康，患上地方病。人類在生長，發(fā)育，繁衍等各個生命過程中需要許多元素，這些元素之間發(fā)生成千上萬的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)組成密切配合的體系，以提供生命所需的物質(zhì)和能量。在人體所發(fā)現(xiàn)的眾多元素中：
(1) C H O N P S K Ca Mg Cl Na等11種元素是生命組成元素(金屬周期表前.20號元素),占人體總質(zhì)量的99.25%，又稱為常量元素或宏量元素;其余70種元素僅占人體總質(zhì)量的0.01%——0.005%以下，稱為微量元素或痕量元素。
(2)Fe F Zn Cu V Sn Se Mn I Ni Mo Cr Co Br As Si B Sr等18 種微量元素，是人體維持正常機(jī)能所必需的，它們在人體內(nèi)的不足或過剩都會影響健康，甚至危及生命.
(3)Rb Al Ba Ti Nb Zr等元素對人體無明顯生物功能作用。
(4)As Cd Hg Ln Tl Pb Sb Be 等元素對人體有毒性而無生物功能作用。其中(1)和(2)兩項又稱為必需元素;(3)稱為非必需元素,(4)稱為有毒元素或有害元素。必需和非必需的界限是相對的，隨著研究的不斷深入，非必需元素可能明天會發(fā)現(xiàn)是必需的。主要微量元素對人體的影響如下：
(1)Fe
鐵是生命必須元素之一，在60kg, 成人體內(nèi)含鐵總量為.2~3.5g ,。其中65%~70%存在于紅細(xì)胞中，組成血紅蛋白;約25%存在于骨髓、肝、脾中，組成儲存形式的鐵蛋白或鐵血黃素;約4%~6%存在于肌紅蛋白中;微量組成多種酶(各種細(xì)胞色素酶、琥珀酸脫氫酶等)。
鐵是人體血液中運(yùn)輸和交換氧所必需的成分。鐵參與血紅蛋白，及各種酶等的合成，激發(fā)輔酶B等多種酶的活性，有促進(jìn)造血、能量代謝、生長發(fā)育和殺菌的功能。人體缺鐵易得傳染病和貧血癥;過量可引起中毒，表現(xiàn)為肝、腎受損。
(2)銅
銅是維持生命體活動所必須的微量元素之一，正常人體內(nèi)銅的含量約
100~150mg，主要存在于肝，腎，小腸及中樞神經(jīng)等。銅在人體內(nèi)以銅蛋白的形式存在，它具有多方面的生理功能。少量的銅離子就能活化那些含有脯氨酸或鉻氨酸的短神經(jīng)多鈦，其中包括緩激嗎啡、催產(chǎn)和血管加壓素。當(dāng)人體處于應(yīng)激狀態(tài)時，這些物質(zhì)增加人體的應(yīng)激能力，使人體對疼痛的耐受力增強(qiáng)。缺銅能使血液中膽固醇的含量迅速增加，導(dǎo)致冠狀動脈粥樣硬化而形成冠心病;缺銅能使酷氨酸喪失制造黑色素的能力，引起白癜風(fēng)，白發(fā)等黑色素脫色癥，并使毛發(fā)易折斷和產(chǎn)生階段性卷曲，有時還使患者雙目失明;缺銅能影響大腦的正常發(fā)育，使患者智力降低，并出現(xiàn)驚厥等癥狀;缺銅還能使鐵吸收及骨髓細(xì)胞的形成受到阻礙，并導(dǎo)致嚴(yán)重的貧血。
而過量的銅能嚴(yán)重影響機(jī)體的正常代謝。
(3)Zn
鋅是人體必須的微量元素，能增強(qiáng)食欲、促進(jìn)生長發(fā)育;有增強(qiáng)創(chuàng)傷組織的再生能力，促進(jìn)組織愈合及壯陽等作用;有重要的營養(yǎng)價值。鋅能保護(hù)心肌免受異丙腎素導(dǎo)致的心肌損害。鋅與利尿劑合用能增強(qiáng)作用，有利于控制冠心病的發(fā)生。人體缺鋅將引起鋅酸活力減退，產(chǎn)生營養(yǎng)不良、嗅覺和味覺喪失、視力下降、貧血、肝脾腫大、生殖器官發(fā)育不全等。鋅過量會引起惡心、嘔吐、痙攣、下痢等.
(4)Sr
人體所有的組織都含有鍶，鍶的功能與骨骼的形成密切相關(guān)，為人體骨骼及牙齒的正常組成部分。它與血管的功能及構(gòu)造也有關(guān)系，其作用機(jī)制可能是鍶在腸內(nèi)與鈉競爭吸收部位，從而減少鈉的吸收，增加鈉的排泄。體內(nèi)鈉過多，易引起高血壓，心血管疾病，而鍶卻能減少人體對鈉的吸收，故也有預(yù)防血管疾病的作用。鍶還與神經(jīng)及肌肉的興奮有關(guān)，臨床上曾用多種化合物治療麻疹和副甲狀腺功能不全而引起的抽搐癥。鍶在人體內(nèi)有強(qiáng)壯骨骼，防治心血管疾病的功效，人體缺乏鍶，將會阻礙新陳代謝，產(chǎn)生牙齒和骨骼發(fā)育不正常等癥狀。鍶過量時危及骨骼結(jié)構(gòu)和功能。
(5)F
氟是一種重要的生命必需微量元素，在人的骨骼、肌肉、血液和臟器中都有它的存在。氟過量導(dǎo)致牙齒變脆，出現(xiàn)褐斑，嚴(yán)重者周身骨質(zhì)疏松，形成氟骨病。過量氟可抑制許多酶的活性，干擾基因合成，影響內(nèi)分泌功能。生活在高氟區(qū)的人群往往有肢體麻木、知覺異常、反映遲鈍、嗜睡不醒等癥狀。而氟缺乏可導(dǎo)致齲齒
(6)I
碘是人體必需的微量元素，也被稱為智力元素。是甲狀腺的成分，通過甲狀腺素和三碘甲狀腺原氨酸發(fā)揮生理作用。有促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、活化多種酶、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)的作用。缺碘時可導(dǎo)致一系列的生化紊亂及生理功能異常。中度缺碘時會引起甲狀腺腫。嚴(yán)重缺碘時可致生長發(fā)育停滯，妨礙兒童身體和智力發(fā)育;可引起腦的電活動降低，細(xì)胞代謝異常，皮膚毛發(fā)結(jié)構(gòu)異常，生殖能力低下，神經(jīng)發(fā)育受限，以致癡呆產(chǎn)生克汀病。機(jī)體攝入碘量過多不但無益，反而有害。
(7)Se
硒是人體必需微量元素中研究最廣泛最深入的一個特殊元素，在人體各器官和組織中都有分布。各器官組織蓄積量由高到低的順序為：腎—肝—脾—胰—睪丸—心—肺—腦。在肌肉、骨骼和血液中相對較低，脂肪中最低。硒在機(jī)體抗氧化防御體系中有著舉足輕重的作用。缺硒會造成克山病，大骨節(jié)病，白內(nèi)障。而硒過量則有毒，會得脫發(fā)脫甲病，也會得白內(nèi)障。
(8)Si
硅是人體必需的微量元素之一，在人體所含所有必需微量元素中其含量最高。硅在人體的所有組織及器官中都有分布，以皮膚及肺部最高。硅是構(gòu)成某些葡萄糖氨基糖和多糖羧酸的主要成分，參與多糖的代謝，為生物連接劑，與結(jié)締組織的彈性和結(jié)構(gòu)有關(guān)。硅元素可能誘發(fā)膠原的生物合成及骨的生成。硅對人體衰老可能有影響。另外硅在人體內(nèi)與鍺、鉬、鋁等多種元素有相互作用。
長期大劑量吸入游離的SiO2引起矽肺。結(jié)晶SiO2對動物有致癌作用。人體內(nèi)硅含量高可引起腎臟疾病，攝入量過大對骨胳發(fā)育不利。硅缺乏或硅代謝發(fā)生障礙時，可發(fā)生多種疾病，
如引起心血管、骨、腎疾患，并有可能引起人體衰老.
所有的有毒元素?zé)o論在人體內(nèi)的多少，都會對人體產(chǎn)生不良影響，使人發(fā)病甚至死亡，因此對有害元素必須采取綜合的防治措施。
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微量元素與健康論文篇2
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們了解到，許多元素對人體的健康影響很大，這些元素影響人體的新陳代謝，我們必須了解微量元素的生物學(xué)功能，在人體中的吸收分布情況，人體需要量，以及缺乏和過多時引起的疾病。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素雖然有110多種，但其中不少是人工合成的，實際上，自然界存在的天然元素只有92種，天然元素中除惰性氣體元素和锝、鈁、錒、鏷、砹等以外，其他81種均存在于生物體中。天然元素在生物體中的含量并不相同，其在人或動物體中的作用、功能千差萬別。天然元素根據(jù)其在人體中的含量可分為宏量元素和微量元素，根據(jù)其在人或動物體中的作用、功能又可分為必需元素、非必需元素和有害元素。生命元素通常是指對維持機(jī)體正常生理功能所不可缺少的元素。
宏量元素與微量元素。宏量元素是指在人體中的含量占人體質(zhì)量萬分之一以上的元素，包括碳、氫、氧、氮、磷、硫、氯、鈣、鎂、鉀、鈉等11種在周期表中位于前20號的元素，共占人體總質(zhì)量的99.25%。微量元素約有70種，指的是在人體中含量低于人體質(zhì)量的0.01%‐0.005%的元素，包括鐵、碘、鋅、硒、氟、銅、鈷、鎘、汞、鉛、鋁、鎢、鋇、鈦、鈮、鋯、銣、鍺和稀土元素等。 必需元素、非必需元素和有害元素。必需元素，世界衛(wèi)生組織規(guī)定，當(dāng)一元素含量低于一定量時通常會導(dǎo)致某一重要生理功能的降低，或該元素對生物體具有重要功能且為有機(jī)結(jié)構(gòu)的組成成分，則它對生物體而言就是必需的元素。目前已證實的必需元素有碳、氫、氧、氮、磷、硫、氯、鈣、鎂、鉀、鈉碘、鋅、硒、氟、銅、鈷、錳、鉻、釩、鎳、錫、鍶、硅、溴、砷、硼等，顯然，11種宏量元素均為必需元素;非必需元素，一般來說，若某種元素的缺少或者過多對人體或動物體并無顯著影響，則可視為非必需元素。主要有鋁、鎢、鋇、鈦、鈮、鋯、銣、鍺和稀土元素等;有害元素主要包括汞、鉛、鎘、鈹、銻等，其中汞、鉛和鎘是最常見的食品和空氣污染物，因此而中毒的事件時有發(fā)生。
微量元素的生理生化功能。生物體內(nèi)時刻發(fā)生著成千上萬的化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)需要酶的催化才能完成，有的酶僅由蛋白質(zhì)組成，有的酶，則除了蛋白質(zhì)外，還有一些金屬離子或小分子參與，這些金屬離子或小分子是酶的活性所必需的，分為金屬活化酶和金屬酶;也可作為激素、維生素的必需成分或輔助成分發(fā)揮作用，或形成功能蛋白，也會影響免疫功能。
鐵―微量元素中的老大，鐵，元素符號為Fe,是周期表26號元素，在自然界的儲量比較豐富，但屬于微量元素，正常成年男子體內(nèi)鐵含量平均為50㎎∕㎏，女性為35㎎∕㎏。鐵是血紅蛋白的組成成分，從而參與氧的儲存和運(yùn)輸;目前發(fā)現(xiàn)有數(shù)十種酶的合成或活性與鐵有關(guān)，如過氧化氫酶、過氧化物酶和單胺氧化酶等;鐵直接參與能量代謝，細(xì)胞中線粒體聚集鐵越多，能量釋放越多，鐵缺乏 可引起患者免疫功能障礙，高鋅對鐵的吸收有抑制作用;人體小腸黏膜上皮細(xì)胞有控制和調(diào)節(jié)鐵吸收的能力，人體內(nèi)儲存的鐵不多，但是人體內(nèi)鐵的代謝非常旺盛，可被人體吸收的鐵有血紅素鐵和非血紅素鐵，鐵的攝入不足、需求量增加未及時補(bǔ)充、吸收不良、排泄過多、遺傳疾病都可造成缺鐵性貧血，缺鐵還會導(dǎo)致形成青春期女性慢性萎黃病、缺鐵吞咽困難綜合征等。
碘―智力元素，碘是甲狀腺素的主要組成成分,甲狀腺是人體內(nèi)最大的內(nèi)分泌腺，由無數(shù)囊狀小泡即甲狀腺濾泡組成，甲狀腺濾泡中含有甲狀腺球蛋白，甲狀腺球蛋白是一種含碘蛋白，呈膠狀，是人體的碘庫，為甲狀腺素的前體。一旦人體需要，甲狀腺球蛋白即可被水解成有生物活性的甲狀腺素，通過血液循環(huán)到達(dá)全身各處。甲狀腺含碘8―15㎎，占人體含碘量的80%。甲狀腺激素能促進(jìn)機(jī)體的能量代謝，增加產(chǎn)熱量，影響蛋白質(zhì)、糖、脂肪代謝，影響人或動物體的生長發(fā)育，影響人或動物體的神經(jīng)系統(tǒng)，碘的缺乏會引起地方性甲狀腺腫大和克汀病;高碘會引起高碘甲狀腺腫、碘性甲亢、橋本氏甲狀腺炎、碘過敏、碘中毒，影響兒童智力。
鋅―生命的火花。鋅參與酶的合成及活性的發(fā)揮、促進(jìn)性器官發(fā)育、維持正常味覺和食欲、促進(jìn)細(xì)胞的正常分化和發(fā)育、影響維生素A的代謝及視覺、參與免疫功能、對細(xì)胞膜的穩(wěn)定作用，飲食是鋅的主要來源，我國膳食營養(yǎng)中鋅的攝入標(biāo)準(zhǔn)為：兒童10㎎每天，青少年及成人15㎎每天，孕婦、乳母20㎎每天;缺鋅會引起營養(yǎng)性侏儒癥、腸原性肢體皮炎、原發(fā)性男性不育癥、厭食癥、異食癥、口腔潰瘍、影響兒童智商、夜盲癥。
硒―癌癥的克星。硒的最基本、最主要的生物學(xué)功能是抗氧化性，硒有抗癌作用，原因是硒能影響某些致癌劑的體內(nèi)代謝、硒的抗氧化作用、抗突變作用、激活免疫系統(tǒng)、對腫瘤細(xì)胞直接作用，另外，硒能解除重金屬的毒性作用，還有抗艾滋病的作用，硒的攝入量為50-250微克每天，缺硒會引起克山病、大骨節(jié)病、白內(nèi)障，但是人體內(nèi)硒過量也會誘發(fā)硒中毒。
氟―防治齲齒。液態(tài)氟呈淡黃色，固態(tài)時為乳白色，室溫下是一種淡黃色氣體，氟是人體必需的微量元素，正常成人體內(nèi)共含氟2.6g，人體中幾乎所有的器官和組織中都含有氟，其中骨骼和牙齒中的氟含量大約占人體中氟含量的90%，缺氟可引起齲齒，但氟過多又可引致氟斑牙，甚至氟骨病;氟可以使骨質(zhì)堅硬，強(qiáng)度增加，氟化物對骨質(zhì)軟化和骨質(zhì)疏松有較好的效果;適量的氟有利于提高機(jī)體的造血能力;氟還影響體內(nèi)脂類的代謝，飲用水是氟的主要來源，總攝氟量的安全值，青少年為1.5―2.5㎎每天,成人為1.5―4.0㎎每天，但是高氟有劇毒，其毒性可達(dá)腎臟、心血管、牙齒、骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)。
銅―鐵的助手。銅，原子序數(shù)29，是人體必需微量元素，銅的生物功能非常廣泛，與多種酶的活性和合成有關(guān)，這些酶涉及能量代謝、鐵的代謝、色素的合成、抗氧化及膠原組織的交聯(lián)等等;銅影響鐵的代謝和造血功能，還具有解毒(重金屬中毒)功能，有助于形成黑色素，影響骨骼、心血管系統(tǒng)及結(jié)締組織代謝，影響能量代謝，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，成人體內(nèi)含銅總量為100―150㎎，其中50%―70%存在于肌肉與骨骼中，20%的銅儲存在肝臟中，5%―10%的銅分布于血液中，微量銅存在于酶分子中，世界衛(wèi)生組織公布人群每天銅攝入量：嬰兒0.13―0.2㎎∕㎏每天,幼兒0.08―0.12㎎∕㎏每天,兒童和成人0.03―0.06㎎∕㎏每天,銅缺乏會引起低色素小細(xì)胞性貧血、白化病、Menkes綜合征、嬰兒營養(yǎng)性銅缺乏癥、少白頭、白癜風(fēng)、冠心病、女性不孕。
鈷―絕對素食者的軟肋。鈷在體內(nèi)主要通過維生素B12發(fā)揮其功能，鈷還能影響造血功能、影響新陳代謝影響甲狀腺功能、解毒(苯胺、鉛中毒)，鈷主要在小腸上端吸收，吸收率在20%―95%之間。鈷缺乏會引起巨幼紅細(xì)胞貧血、白血病、老年性癡呆。
其他必需微量元素有錳、鉻、鉬、鎳;錳是多種酶的組成成分和激活劑，影響生物體生長發(fā)育，能改善機(jī)體造血功能，促進(jìn)骨骼生長發(fā)育，成人體內(nèi)含錳12―20㎎，錳中毒多見于使用錳的人;鉻元素能形成葡萄糖耐量因子，參與糖代謝，參與脂類代謝，影響體質(zhì);鉬元素是多種酶的組成成分，鉬還具有抗癌作用，成人體內(nèi)含鉬9㎎左右;鎳是多種酶的激活劑，鎳還能刺激機(jī)體造血功能，人體含鎳總量約為6―10㎎，鎳過量可能造成慢性鎳中毒、鼻咽癌。
有害元素包括鉛、汞、鎘、砷、鋁等，鉛用途很廣，鉛在人體中會累積，到一定量會危害人體健康;汞還有可能導(dǎo)致水俁病。
人以及動物體內(nèi)含多種元素，巧妙合適地利用它們，但愿我們的身體健康，精力旺盛，快樂生活每一天。
微量元素與健康論文篇3
內(nèi)容概要
古往今來，探索生命之謎，保護(hù)人體健康、延年益壽已成為人類夢寐以求的美好愿望。目前已發(fā)現(xiàn)許多元素在人體內(nèi)含量不足人體體重的萬分之一，總量之和還不足人體體重的千分之一，故取名為微量元素。微量元素是人體中酶、激素、維生素等活性物質(zhì)的核心成份，對人體的正常代謝和健康起著重要作用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)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。本文旨在探索微量元素與人體健康之間的關(guān)系。
關(guān)鍵詞
微量元素 健康 人體
一、微量元素的概念
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(xí)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(jī)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(jìn)行。
圖表 1微量元素在人體中的含量和日需量
從上表中可以看出微量元素在人體中含量很低，但又不可或缺。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(yùn)載常量元素，把大量元素帶到各組織中去。
2.充當(dāng)生物體內(nèi)各種酶的活性中心，促進(jìn)新陳代謝。酶在生物體內(nèi)是許多化學(xué)反應(yīng)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)。
3.參與體內(nèi)各種激素的作用。如鋅可以促進(jìn)性激素的功能，鉻可促進(jìn)胰島的作用等。
二、微量元素具體介紹
目前，對于某些微量元素的功能尚不完全清楚，下面只作一簡要介紹。
碘在食物中主要以無機(jī)碘化物形式存在，其他形態(tài)的無機(jī)碘首先被吸收，然后被還原成碘化物。消化器官中的碘迅速地幾乎完全被吸收。碘在人體內(nèi)的含量約為25mg，其中一半分布在甲狀腺內(nèi)。甲狀腺的作用是合成、分泌出一種甲狀腺激素，它是促進(jìn)人體生長發(fā)育和新陳代謝的重要激素，特別是對腦細(xì)胞的發(fā)育起決定作用。因此碘有“智力元素”之譽(yù)稱。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(yán)重缺碘，其骨骼生長和大腦的發(fā)育將會受到嚴(yán)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。另外，近年來醫(yī)學(xué)研究表明，人體缺碘還能誘發(fā)乳腺癌、卵巢癌、子宮癌及甲狀腺癌等。防治碘缺乏癥最方便又經(jīng)濟(jì)的方法是食鹽加碘，同時可經(jīng)常食用含碘豐富的海產(chǎn)品如海蝦、帶魚、海帶、紫菜等。
鐵在周期表中屬d區(qū)第Ⅷ族過渡金屬，最常見的氧化態(tài)是Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)。Fe(Ⅲ)的電子構(gòu)型是3d5,順磁性;Fe(Ⅱ)的電子構(gòu)型是3d6，其高自旋態(tài)有順磁性，低自旋態(tài)是逆磁性的。Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)都是較強(qiáng)的路易斯酸，易形成立體構(gòu)型為八面體的配合物。
一般成年人體內(nèi)含鐵約3~5g，相當(dāng)于一枚小鐵釘?shù)闹亓?，主要存在血液?dāng)中。這些鐵主要是以絡(luò)離子的形式存在，可與血紅素、蛋白質(zhì)等形成血紅蛋白和肌紅蛋白，起到運(yùn)輸和貯存氧的作用。當(dāng)人體缺鐵時會影響血紅蛋白和肌紅蛋白的形成，從而使血液中的紅細(xì)胞數(shù)量或血紅蛋白含量降低，影響載氧量，引起整個肌體的生理紊亂，這就是貧血。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，缺鐵性貧血是世界通病，嬰幼兒貧血的根源在于缺鐵。許多兒童呈“豆芽菜”體型，缺鐵也是一個重要原因。防止人體缺鐵最方便的方法是通過飲食調(diào)節(jié)，多食用含鐵質(zhì)較多的動物肝臟和其它內(nèi)臟，其次是瘦肉、蛋黃。在一些蔬菜和水果中也含有較多的鐵質(zhì)。另外使用鐵鍋炒菜也能補(bǔ)充人體鐵質(zhì)。在酸性條件下人體腸胃有利于鐵的吸收，因此在食物中含有帶酸性的維生素C有利于鐵的吸收和利用。
氟是鹵族元素，價電子構(gòu)型是2s22p5，電負(fù)性最高(4.10)，是最活潑的非金屬。在水溶液中以F-離子形式存在。單質(zhì)氟(F2)是淡黃綠色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性。其典型的化學(xué)性質(zhì)是強(qiáng)氧化性：常溫下能同多種物質(zhì)反應(yīng)，高溫下幾乎能同所有的物質(zhì)作用。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已確認(rèn)氟是人體必需的微量元素，對牙齒、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟約在0.01%~0.02%，在牙齒中氟的含量約在0.01%~0.03%。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(xì)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(hù)層，從而抑制喜酸細(xì)菌的活性，對牙齒起到保護(hù)作用。當(dāng)飲用水中含氟量降低時就會患齲齒，不僅危害牙齒，還可導(dǎo)致其他口腦疾病的產(chǎn)生。世界衛(wèi)生組織已把齲齒列為繼心血管病和癌癥之后的第三大疾病。為了預(yù)防齲齒，可采取增氧措施，如飲用水加氟、使用含氟牙膏，食用含氟食品及飲料如貝類、海蟄、葡萄酒、茶飲料等。
鉬是周期系中d區(qū)ⅥB族第二過渡系元素。Mo的價電子構(gòu)型為4d55s1，有從-2到+6的多種氧化態(tài)，其低氧化態(tài)不穩(wěn)定，常見的氧化態(tài)是+4、+5、+6。形成多酸型配合物是高氧化態(tài)鉬的特征。
微量元素鉬在人體內(nèi)分布很廣，成年人體內(nèi)含鉬總量約9mg，在體內(nèi)分布以肝內(nèi)含量最高，腎其次。近年來研究表明，缺鉬可導(dǎo)致神經(jīng)異常，智力發(fā)育遲緩，影響骨骼生長。更為嚴(yán)重的是人體內(nèi)含鉬量降低可提高食管癌的發(fā)病率。眾所周知，亞硝胺類致癌物是誘發(fā)食管癌的重要因素，亞硝胺類的前體是亞硝酸鹽和胺類，它們在適當(dāng)?shù)乃釅A條件下合成亞硝胺。亞硝酸鹽主要來自環(huán)境中的NO3-，因此降低NO3-的來源是阻斷食管癌高發(fā)的有效措施。鉬是一重有實用意義的抗癌元素，它能有效降低亞硝胺前體NO3-和NO2-，抑制亞硝胺類致癌物的產(chǎn)生。鉬的攝入量與飲食有關(guān)，動物肝腎、谷物、豆類物質(zhì)含鉬豐富，實為補(bǔ)鉬佳品。
正常成年人體內(nèi)共含釩約25mg，血液中釩含量甚微，人體內(nèi)釩多集中在骨骼和牙齒中。釩能刺激人體的造血功能，使血紅蛋白及紅細(xì)胞均增多，促進(jìn)人體的造血功能得以改善。釩還能抑制膽固醇的合成，減輕誘發(fā)動脈硬化的程度。若人體內(nèi)釩的含量降低則導(dǎo)致骨骼發(fā)育不正常，生長緩慢，生殖功能受損。另外，牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)都屬于羥磷灰石，釩可以置換到羥磷灰石中，起到預(yù)防齲齒的作用。日本學(xué)者研究表明，糖尿病患者與體內(nèi)釩含量的降低有一定的關(guān)系。
鋅位于元素周期表ⅡB族。在化合物中鋅以+2價氧化態(tài)存在，它具有一個充滿的3d電子殼層，故穩(wěn)定性強(qiáng)。鋅能在許多生物學(xué)過程中被利用。它是一個強(qiáng)路易斯酸。
鋅是人體中約200種的組成成份，亦是許多的催化劑。缺鋅後各種含鋅的活性降低，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成減少，氨基酸的代謝紊亂。由於鋅與很多、核酸及蛋白質(zhì)的合成密切相關(guān)，通過DNA和RNA聚合的作用，促進(jìn)蛋白質(zhì)的吸收和合成、細(xì)胞的分裂生長和再生。所以鋅對嬰幼兒和青少年的生長發(fā)育有重要的營養(yǎng)意義。如果缺鋅可發(fā)生缺鋅侏儒，補(bǔ)鋅可消除缺鋅侏儒。鋅通過乙氨基酸的媒介，增進(jìn)食欲和消化機(jī)能。還通過唾液內(nèi)含鋅蛋白━味覺素作介質(zhì)影響味覺和食欲。人和動物缺鋅後味覺和食欲減退，補(bǔ)鋅即可以改善。現(xiàn)已將食欲降低、偏食、異食癖等列為嬰幼兒缺鋅的早期表現(xiàn)。有人認(rèn)為妊娠初期味覺、嗅覺異常也與缺鋅有關(guān)。缺鋅損害免疫功能、生殖功能等。
銅是人體必需的微量元素之一，在成年正常人體內(nèi)含量約為60~120mg,分布在身體各部分，在肝、腦、心臟及腎內(nèi)濃度較高。在血液中銅主要存在于紅細(xì)胞和血清中。與鐵相似，銅也參與人體內(nèi)的造血過程，催化血紅蛋白的合成，同時又是人體內(nèi)的一些金屬酶的組成成分。若人體內(nèi)銅的含量降低則神經(jīng)、肌肉及肝臟等組織中的氧化代謝就無法得到調(diào)節(jié)，人體就會出現(xiàn)動作失調(diào)、神經(jīng)失常等癥狀。若在嬰幼兒時期嚴(yán)重缺銅，會導(dǎo)致發(fā)育遲緩、肝脾腫大、厭食等疾病。若成年人嚴(yán)重缺銅則會出現(xiàn)血管破裂、內(nèi)出血及骨骼變脆等疾病。當(dāng)人體缺乏銅時，在膳食方面可多食肉類、蛋類、豆類、粗糧、蔬菜等含銅豐富的食品或服用銅制劑藥物。
在周期表中，Se是ⅥA族元素，與氧、硫同族。Se的價電子構(gòu)型是4s24p4,有多種氧化態(tài)(-2，0，+4，+6)，其高氧化態(tài)常以含氧酸根形式存在，-2價的低氧化態(tài)為H2Se或-SeH。這些存在形式與同族元素S相應(yīng)氧化態(tài)的化合物極相似。
硒是人體必需的微量元素之一，與人類健康息息相關(guān)。在人體內(nèi)硒在心臟中的含量最高，它對心肌起到保護(hù)作用。如果人體缺乏硒，機(jī)體細(xì)胞就會缺乏自我保護(hù)功能，所以全身的組織、臟器功能缺乏。在心腦血管方面表現(xiàn)尤為突出：腦內(nèi)動脈硬化加重，腦血栓、腦栓塞的發(fā)生也會增多，而且腦動脈硬化及腦血栓、腦栓塞通常治療效果不好;在肝臟的急、慢性炎癥期，由于硒的缺乏，肝臟也會缺乏自我保護(hù)功能;在消化系統(tǒng)方面，由于缺硒，可出現(xiàn)消化性潰瘍、原因不明的乳糜樣腹瀉。同時，缺硒后全身免疫系統(tǒng)的免疫功能低下，抗感染能力下降，甚至可以導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。食物中海味、小麥、大米、大蒜、芥菜及肉類中含硒量較高。所以身體健康正常的人每天通過合理調(diào)節(jié)膳食，一般可以滿足身體對硒的需要。
在由胰島素參與的糖或脂肪的代謝過程中，鉻是必不可少的一種元素，也是維持正常膽固醇所必需的元素。鉻可協(xié)助胰島素發(fā)揮作用，防止動脈硬化，促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝合成，促進(jìn)生長發(fā)育。但當(dāng)鉻含量增高，如長期吸入鉻酸鹽粉，可誘發(fā)肺癌。
在周期表中，鈷和鐵相鄰，屬d區(qū)第Ⅷ族過渡金屬。價電子構(gòu)型3d74s2。有多種氧化態(tài)，常見的重要氧化態(tài)是Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)。在通常情況下，Co2+離子穩(wěn)定，Co3+離子氧化性強(qiáng)。它們皆有較強(qiáng)的配位能力，能與多種配體形成配合物，其立體幾何構(gòu)型以八面體為主。
鈷是維生素B12分子的一個必要組分，B12是形成紅細(xì)胞所必需的成分。鈷對蛋白質(zhì)、脂肪、糖類代謝、血紅蛋白的合成都具有重要的作用，并可擴(kuò)張血管，降低血壓。但鈷過量可引起紅細(xì)胞過多癥，還可引起胃腸功能紊亂，耳聾、心肌缺血。
錳參與許多酶催化反應(yīng)，是一切生物離不開的。
五、總結(jié)
隨著社會工業(yè)化的發(fā)展及人們生活方式的改變也影響到人體內(nèi)微量元素的平衡并導(dǎo)致許多疾病，如嬰兒母乳喂養(yǎng)不足引起某些微量元素缺乏使嬰兒生長發(fā)育異常并易患疾病;食物加工的過于精細(xì)會丟失某些微量元素從而導(dǎo)致飲食中微量元素的缺乏，飲食的過于單調(diào)使體內(nèi)微量元素失衡引起疾病;而由于鋁制品炊具的廣泛應(yīng)用使人體內(nèi)鋁元素的過多及其它微量元素的失衡可引起老年性癡呆。 微量元素的補(bǔ)充主要依靠食物，因此人們的飲食應(yīng)當(dāng)豐富多樣、粗細(xì)搭配，以維持體內(nèi)微量元素含量的正常與均衡，如有明顯缺乏或過量引起相關(guān)疾病者應(yīng)盡早就醫(yī)及時給予藥物治療。 微量元素與人類健康有密切關(guān)系。它們的攝入過量、不足、或缺乏都會不同程度地引起人體生理的異?；虬l(fā)生疾病。微量元素最突出的作用是與生命活力密切相關(guān)，僅僅像火柴頭那樣大小或更少的量就能發(fā)揮巨大的生理作用。值得注意的是這些微量元素必須直接或間接由土壤供給。根據(jù)科學(xué)研究，到目前為止，已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有18種，即有鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼、銣、砷等。這每種微量元素都有其特殊的生理功能。盡管它們在人體內(nèi)含量極小，但它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會出現(xiàn)疾病，甚至危及生命。國外曾有報道：機(jī)體內(nèi)含鐵、銅、鋅總量減少，均可減弱免疫機(jī)制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助長細(xì)菌感染，而且感染后的死亡率亦較高。微量元素在抗病、防癌、延年益壽等方面都還起著不可忽視的作用。 微量元素與人類健康密切相關(guān)。近年來，微量元素被認(rèn)為是關(guān)系到人類健康和長壽的一個充滿希望的新領(lǐng)域，已引起國內(nèi)外營養(yǎng)界和醫(yī)學(xué)界的普遍重視。
微量元素一旦攝入過量將對人體造成嚴(yán)重的破壞，甚至危及人的生命安全。近幾年來由于環(huán)境污染的加劇，由于人體過度攝入微量元素而引起的中毒事件頻頻發(fā)生，很多公共疾病的罪魁禍?zhǔn)妆闶俏⒘吭亍?/p>
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