微量元素與人體健康論文

微量元素與人體健康論文微量元素與人體健康內(nèi)容概要古往今來(lái)，探索生命之謎，保護(hù)人體健康、延年益壽已成為人類夢(mèng)寐以求的美妙愿望。目前已發(fā)現(xiàn)很多元素在人體內(nèi)含量缺乏人體體重的萬(wàn)分之一，總量之和還缺乏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(duì)人體的正常代謝和健康起著重要作用。當(dāng)代醫(yī)學(xué)證實(shí)，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(duì)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(huì)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。微量元素固然在體內(nèi)含量很少，但它們?cè)谏?jīng)過(guò)中的作用不可低估。沒(méi)有這些必需的微量元素，酶的活性就會(huì)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(huì)發(fā)生障礙，人類生命經(jīng)過(guò)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能夠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天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)是很多化學(xué)反響必不可少的催化劑，而很多微量元素卻是酶的組成部分或激活劑。例如鋅與200多種酶的活性或構(gòu)造有關(guān)。3.介入體內(nèi)各種激素的作用。如鋅能夠促進(jìn)性激素的功能，鉻可促進(jìn)胰島的作用等。二、微量元素詳細(xì)介紹目前，對(duì)于某些微量元素的功能尚不完全清楚，下面只作一扼要介紹。1.碘碘在食物中主要以無(wú)機(jī)碘化物形式存在，其他形態(tài)的無(wú)機(jī)碘首先被吸收，然后被復(fù)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(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝的重要激素，十分是對(duì)腦細(xì)胞的發(fā)育起決定作用。因而碘有“智力元素〞之譽(yù)稱。缺碘對(duì)人體會(huì)造成宏大損害，十分是對(duì)兒童、嬰兒和孕婦。假如嬰幼兒時(shí)期嚴(yán)重缺碘，其骨骼生長(zhǎng)和大腦的發(fā)育將會(huì)遭到嚴(yán)重影響，患呆小癥，表現(xiàn)為身材矮小、行動(dòng)緩慢、食欲不振、智力低下。另外，近年來(lái)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(shí)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。2.鐵鐵在周期表中屬d區(qū)第Ⅷ族過(guò)渡金屬，最常見(jiàn)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，易構(gòu)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)闹亓浚饕嬖谘寒?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)等構(gòu)成血紅蛋白和肌紅蛋白，起到運(yùn)輸和儲(chǔ)存氧的作用。當(dāng)人體缺鐵時(shí)會(huì)影響血紅蛋白和肌紅蛋白的構(gòu)成，進(jìn)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(gè)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。很多兒童呈“豆芽菜〞體型，缺鐵也是一個(gè)重要原因。防止人體缺鐵最方便的方法是通過(guò)飲食調(diào)節(jié)，多食用含鐵質(zhì)較多的動(dòng)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，因而在食物中含有帶酸性的維生素Ｃ有利于鐵的吸收和利用。3.氟氟是鹵族元素，價(jià)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)反響，高溫下幾乎能同所有的物質(zhì)作用。當(dāng)代醫(yī)學(xué)已確認(rèn)氟是人體必需的微量元素，對(duì)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，可加速骨骼的構(gòu)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，構(gòu)成堅(jiān)硬質(zhì)密的保護(hù)層，進(jìn)而抑制喜酸細(xì)菌的活性，對(duì)牙齒起到保護(hù)作用。當(dāng)飲用水中含氟量降低時(shí)就會(huì)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。4.鉬鉬是周期系中d區(qū)ⅥB族第二過(guò)渡系元素。Mo的價(jià)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(jiàn)的氧化態(tài)是+4、+5、+6。構(gòu)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(lái)研究表明，缺鉬可導(dǎo)致神經(jīng)異常，智力發(fā)育緩慢，影響骨骼生長(zhǎng)。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?cè)谶m當(dāng)?shù)乃釅A條件下合成亞硝胺。亞硝酸鹽主要來(lái)自環(huán)境中的NO3－，因而降低NO3－的來(lái)源是阻斷食管癌高發(fā)的有效措施。鉬是一重有實(shí)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(dòng)物肝腎、谷物、豆類物質(zhì)含鉬豐富，實(shí)為補(bǔ)鉬佳品。5.釩正常成年人體內(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)胞均增加，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(dòng)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(zhǎng)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，釩能夠置換到羥磷灰石中，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。6.鋅鋅位于元素周期表ⅡB族。在化合物中鋅以+2價(jià)氧化態(tài)存在，它具有一個(gè)充滿的3d電子殼層，故穩(wěn)定性強(qiáng)。鋅能在很多生物學(xué)經(jīng)過(guò)中被利用。它是一個(gè)強(qiáng)路易斯酸。鋅是人體中約200種的組成成份，亦是很多的催化劑。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(guò)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(zhǎng)和再生。所以鋅對(duì)嬰幼兒和青少年的生長(zhǎng)發(fā)育有重要的營(yíng)養(yǎng)意義。假如缺鋅可發(fā)生缺鋅侏儒，補(bǔ)鋅可消除缺鋅侏儒。鋅通過(guò)乙氨基酸的媒介，增進(jìn)食欲和消化機(jī)能。還通過(guò)唾液內(nèi)含鋅蛋白━味覺(jué)素作介質(zhì)影響味覺(jué)和食欲。人和動(dòng)物缺鋅後味覺(jué)和食欲減退，補(bǔ)鋅即能夠改善?，F(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)。有人以為妊娠初期味覺(jué)、嗅覺(jué)異常也與缺鋅有關(guān)。缺鋅損害免疫功能、生殖功能等。7.銅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。與鐵類似，銅也介入人體內(nèi)的造血經(jīng)過(guò)，催化血紅蛋白的合成，同時(shí)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(wú)法得到調(diào)節(jié)，人體就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作失調(diào)、神經(jīng)失常等癥狀。若在嬰幼兒時(shí)期嚴(yán)重缺銅，會(huì)導(dǎo)致發(fā)育緩慢、肝脾腫大、厭食等疾病。若成年人嚴(yán)重缺銅則會(huì)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(shí)，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。8.硒在周期表中，Se是ⅥA族元素，與氧、硫同族。Se的價(jià)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(jià)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)的化合物極類似。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(duì)心肌起到保護(hù)作用。假如人體缺乏硒，機(jī)體細(xì)胞就會(huì)缺乏自己保護(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(dòng)脈硬化加重，腦血栓、腦栓塞的發(fā)生也會(huì)增加，而且腦動(dòng)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(huì)缺乏自己保護(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(shí)，缺硒后全身免疫系統(tǒng)的免疫功能低下，抗感染能力下降，甚至能夠?qū)е掳┌Y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天天通過(guò)合理調(diào)節(jié)膳食，一般能夠知足身體對(duì)硒的需要。9.鉻在由胰島素介入的糖或脂肪的代謝經(jīng)過(guò)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(dòng)脈硬化，促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝合成，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。但當(dāng)鉻含量增高，如長(zhǎng)期吸入鉻酸鹽粉，可誘發(fā)肺癌。10.鈷在周期表中，鈷和鐵相鄰，屬d區(qū)第Ⅷ族過(guò)渡金屬。價(jià)電子構(gòu)型3d74s2。有多種氧化態(tài)，常見(jiàn)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，能與多種配體構(gòu)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(gè)必要組分，B12是構(gòu)成紅細(xì)胞所必需的成分。鈷對(duì)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(guò)量可引起紅細(xì)胞太多癥，還可引起胃腸功能紊亂，耳聾、心肌缺血。11.錳錳介入很多酶催化反響，是一切生物離不開(kāi)的。五、總結(jié)隨著社會(huì)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)致很多疾病，如嬰兒母乳喂養(yǎng)缺乏引起某些微量元素缺乏使嬰兒生長(zhǎng)發(fā)育異常并易患疾??；食物加工的過(guò)于精細(xì)會(huì)丟失某些微量元素進(jìn)而導(dǎo)致飲食中微量元素的缺乏，飲食的過(guò)于單調(diào)使體內(nèi)微量元素失衡引起疾??；而由于鋁制品炊具的廣泛應(yīng)用使人體內(nèi)鋁元素的太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，因而人們的飲食應(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平衡，如有明顯缺乏或過(guò)量引起相關(guān)疾病者應(yīng)盡早就醫(yī)及時(shí)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(guò)量、缺乏、或缺乏都會(huì)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)揮宏大的生理作用。值得注意的是這些微量元素必須直接或間接由土壤供應(yīng)。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?cè)谌梭w內(nèi)含量極小，但它們對(duì)維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是特別必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會(huì)出現(xiàn)疾病，甚至危及生命。國(guó)外曾有報(bào)道：機(jī)體內(nèi)含鐵、銅、鋅總量減少，均可減弱免疫機(jī)制(抵抗疾病氣力)，降低抗病能力，助長(zhǎng)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(lái)，微量元素被以為是關(guān)系到人類健康和長(zhǎng)壽的一個(gè)充滿希望的新領(lǐng)域，已引起國(guó)內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)界和醫(yī)學(xué)界的普遍重視。微量元素一旦攝入過(guò)量將對(duì)人體造成嚴(yán)重的毀壞，甚至危及人的生命安全。近幾年來(lái)由于環(huán)境污染的加劇，由于人體過(guò)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?。附錄：汞中毒事例：瘋貓?zhí)?953年到1956年，在日本熊本縣水俁灣附近的小漁村，出現(xiàn)了很多怪異的現(xiàn)象。一向溫順的貓變得步態(tài)不穩(wěn)，抽筋麻木，最后瘋狂地跳入水中溺水而死，當(dāng)時(shí)人們謂之“自殺貓〞。更令人驚訝的是，人群中出現(xiàn)了大批口齒不清、步態(tài)不穩(wěn)、面部癡呆的患者，進(jìn)而發(fā)展為耳聾眼瞎，全身麻木，最后精神失常，他們時(shí)而酣睡不醒，時(shí)而興奮異常，身體彎曲成弓，高叫而死。各種猜想與流言不脛而走，恐懼覆蓋著周圍地區(qū)，這就是出名世界的日本公害事件之一——“水俁病事件〞。后經(jīng)調(diào)查研究于1962年才確定水俁病的發(fā)生是由于汞的環(huán)境污染，十分是長(zhǎng)期食用被污染的魚貝類引起的甲基汞慢性中毒。這是由水俁氮肥廠排出的含氯化甲基汞(CH3HgCl)的廢水污染海域后所造成的后果。繼水俁鎮(zhèn)之后，日本于1964年、1973年先后在西海岸的阿賀野川流域的新浮縣境內(nèi)，明海南部沿岸的有明町等地發(fā)生了第二次、第三次水俁病。據(jù)報(bào)導(dǎo)，第一次水俁病患者558人(72人死亡)，第二次332人(14人死亡)，第三次10人，前后共計(jì)900人，實(shí)際受害人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這個(gè)數(shù)字，僅水俁鎮(zhèn)受害居民就有1萬(wàn)人左右。三次事件均是由含汞廢水污染水源后引起的。痛痛病繼水俁病之后，日本又發(fā)現(xiàn)了一種怪病?；疾〕跗冢颊咧皇歉械窖亢褪肿愕忍庩P(guān)節(jié)疼痛，后來(lái)又發(fā)展為神經(jīng)痛、及至骨骼軟化、萎縮、自然骨折、在劇痛難忍中喪生。對(duì)死者進(jìn)行尸體解剖發(fā)現(xiàn)，他們?nèi)矶嗵幑钦?，有的竟到達(dá)73處，身高也縮短了幾十厘米。這種病因不明的疾患，就被稱為“痛痛病〞。經(jīng)過(guò)調(diào)查，痛痛病發(fā)生在日本富山縣神通川下游鎘污染地區(qū)，病因就是當(dāng)?shù)鼐用耖L(zhǎng)期欽用被鎘金屬污染的河水和食用此水灌溉的含鎘稻米。這些鎘是從哪里來(lái)的呢?原來(lái)，日本三井金屬礦業(yè)公司在神通川上游開(kāi)設(shè)了煉鋅廠，煉鋅廠經(jīng)年累月向神通川排放廢水，其中含有大量鎘離子，于是鎘便由食物鏈進(jìn)入人體，積累到一定的數(shù)量后便引發(fā)了痛痛病。痛痛病事件從1955年一直延續(xù)到70年代。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1963年至1979年共有患者130人，其中81人真的痛死了。拿破侖之死和自貢恐龍絕滅之謎不可一世的法蘭西第一帝國(guó)君主拿破侖于1821年在圣赫勒拿島