微量元素

基本含義

微量元素指人體內(nèi)含量介于體重0.01%~0.005%的元素，其中必需微量元素是生物體不可缺少的元素，如鐵銅、鋅鈷、鉻、錳硒等，以上諸元素在體內(nèi)不能產(chǎn)生與合成，需由食物來提供。如果膳食調(diào)配不當(dāng)、偏食或患某些疾病時，就容易造成缺乏。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，在特殊地理環(huán)境或其他特殊條件下也可能造成碘、鋅、硒的缺乏。一些元素也可因攝人過量而發(fā)生中毒。隨著科學(xué)的進展，人們的認識不斷擴大，微量元素的數(shù)目還會增加。1973年世界衛(wèi)生組織公布了14種人體必需微量元素，包括鐵、銅、錳、鋅、鈷、鉬、鉻、鎳、釩、氟、硒、碘、硅、錫等。2

微量元素在人體內(nèi)含量雖然極微小，但具有強大的生物學(xué)作用，它們參與酶、激素維生素和核酸的代謝過程，其生理功能主要表現(xiàn)為協(xié)助輸送宏量元素；作為酶的組成成分或激活劑；在激素和維生素中起獨特作用;影響核酸代謝等。2

分布情況

環(huán)境中微量元素的分布

微量元素在環(huán)境中的分布不均是其分布的最典型特征，也是造成地方病發(fā)生的元兇。中國東北是典型的缺硒地區(qū)，因缺硒而造成的克山病曾使成千上萬的人飽受煎熬；而湖北的恩施卻因土壤、飲水中的硒太過豐富而造成大范圍的硒中毒。中國大部分地區(qū)缺碘，食用加碘鹽已為大家所熟知，然而環(huán)渤海灣的河北的黃驊、海興、鹽山、孟村、滄縣、山東的樂陵、無棣、沾化、濱縣、利津等地卻因為飲水中碘濃度過高而導(dǎo)致高碘性甲狀腺腫等疾病的發(fā)生。因此加不加碘還要看自己身處何方。3

生物體中微量元素的分布

微量元素在機體中分布不僅不均衡，還存在晝夜周期性變化。元素在臟器中分布的不均與其功能有關(guān)。比如，鋅在視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜（眼球里的一層薄膜，由纖維組織、小血管和毛細血管組成，棕紅色，在鞏膜和視網(wǎng)膜之間）和前列腺含量最高，顯示鋅可能在視覺、性器官發(fā)育方面具有重要作用。事實上，缺鋅可致視力障礙如夜盲癥，還可導(dǎo)致男性不育。4

有害元素在體內(nèi)分布的不均衡則體現(xiàn)了元素毒性的選擇性。有機汞主要積累于腦部，其靶器官是腦；無機汞則貯存于腎臟，主要引起腎臟病變。4

主要來源

微量元素的來源主要有食物和飲水。隨著工業(yè)化的發(fā)展，污染特別是工業(yè)污染也已成為微量元素攝入的一個重要來源，這種情況在礦區(qū)尤為嚴重。一般來說，動物性食物中微量元素含量大于植物性食物，吸收也好于植物性食物。如魚、海產(chǎn)中的微量元素含量非常豐富，米、麥中微量元素主要分布在胚芽和麩糠中，但往往在加工過程中丟失。元素鉻的含量從糙米到精米損失75%，從紅糖到白糖損失90%。這樣一來，吃得越精缺得越多，造成“富貴病”的發(fā)生。4

吸收渠道

微量元素主要通過腸胃道和呼吸道吸收，有些微量元素也可以通過皮膚吸收，如職業(yè)接觸。4

性能功效

微量元素的生理生化功能非常廣泛，可以作為生物大分子的組成成分或輔助成分，或用于激素、維生素的構(gòu)成，對維持機體正常的生命活動具有重要意義。

酶系統(tǒng)中起催化作用

生物體內(nèi)時時刻刻發(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。酶是具有生物催化功能的生物大分子，具有一般催化劑的特性，但又區(qū)別于-般的化學(xué)催化劑，具有催化效率高、專-性強、作用條件溫和等特點。絕大部分的酶，其本質(zhì)就是蛋白質(zhì)。酶存在于所有細胞中，其數(shù)量和組成因細胞而異，但都具有很高的催化效率。每種酶僅能催化某--類型的反應(yīng)，呈現(xiàn)底物特異性，這是由酶的構(gòu)象所決定的。酶的構(gòu)象則最終取決于蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，即氨基酸序列。酶發(fā)揮催化作用時，首先需要與底物分子結(jié)合。酶蛋白結(jié)構(gòu)中存在底物結(jié)合中心和催化部位，還可能存在調(diào)控部位。底物結(jié)合中心和催化部位統(tǒng)稱為活性中心。5

有的酶僅僅由蛋白質(zhì)組成，如核糖核酸酶。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活性所必需的，稱為輔酶/輔基或輔助因子。在所有已發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)中，有三分之一以上需要輔助因子。這些需要金屬的酶又可以分為兩類：金屬活化酶和金屬酶。除了金屬離子外，有些酶中還存在非金屬微量元素，如谷胱甘肽過氧化物酶中含有硒，能有效清除自由基。金屬蛋白和金屬酶的生物功能主要包括：結(jié)構(gòu)支持、雙氧結(jié)合、存儲和轉(zhuǎn)運金屬離子、電子轉(zhuǎn)移分子識別和催化、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達調(diào)控等等。5

作為激素、維生素的必需成分或輔助成分發(fā)揮作用

激素是指內(nèi)分泌腺和散在的內(nèi)分泌細胞分泌的高效能生物活性物質(zhì)，通過血液循環(huán)、旁分泌、自分泌和神經(jīng)內(nèi)分泌等方式作用于靶細胞發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。激素分泌過多或過少，都可能影響機體的生長發(fā)育甚至引發(fā)疾病。有些微量元素本身是激素的組成成分，有些微量元素能與激素形成復(fù)合物，促進激素的合成，延長激素作用時間。比如，碘是甲狀腺激素的組成部分，缺碘可能會引起地方性甲狀腺腫，甚至引發(fā)呆小癥。鉻是糖耐量因子的組成部分，作為胰島素的輔助成分發(fā)揮作用。缺鉻可誘發(fā)糖尿病、動脈粥樣硬化和冠心病等疾病。微量元素還可作為維生素的必需成分發(fā)揮生理、生化作用。比如，鈷是維生素B12的組成成分。6

形成功能蛋白

如形成轉(zhuǎn)鐵蛋白、金屬硫蛋白、銅藍蛋白和血紅蛋白等。轉(zhuǎn)鐵蛋白是一類基本結(jié)構(gòu)和功能相似的鐵結(jié)合蛋白，其基本功能是轉(zhuǎn)運鐵，但只能與三價鐵結(jié)合，所以二價鐵要被轉(zhuǎn)運，必須首先被氧化為三價鐵；銅藍蛋白是目前人類血清中發(fā)現(xiàn)的唯一的亞鐵氧化酶，可將二價鐵氧化為三價鐵。因此，銅藍蛋白在鐵生物利用方面具有重要作用，缺銅可能造成缺鐵性貧血。7

金屬硫蛋白是機體中一類重要的解毒蛋白，其功能非常廣泛，是清除體內(nèi)自由基能力最強的一種蛋白質(zhì)，能強烈螯合汞、銀、鉛、鎘、砷、鉻鎳等，從而起到解除重金屬毒性的作用。同時，金屬硫蛋白還參與體內(nèi)某些微量元素的代謝，能增強機體對炎癥、燒傷寒冷、饑餓、疲勞、輻射等各種不良狀態(tài)的適應(yīng)能力。因其廣泛的生理活性，金屬硫蛋白已成為微量元素制品研發(fā)的重點，目前已有金屬硫蛋白的生物飼料、奶、蛋、奶蛋片和化妝品等產(chǎn)品問世。7

血紅蛋白是紅細胞內(nèi)的色蛋白，血液之所以為紅色就是因為含有血紅蛋白，其在氧的運輸中承擔(dān)著非常重要的作用。7

對免疫功能的影響

免疫功能的好壞決定著機體對各種病原微生物如病毒、細菌等的抵抗能力。微量元素過多過少均會引起免疫功能的下降，從而導(dǎo)致機體對疾病的抵抗能力下降。鐵、銅鋅、錳和硒等元素缺乏時，機體免疫器官會發(fā)生萎縮，體液免疫和細胞免疫能力降低。貧血患者免疫能力往往比較低，容易感冒、生病。腸病性肢端皮炎是一種以腹瀉、皮炎和禿發(fā)為主要特征的缺鋅性遺傳疾病，患者經(jīng)常反復(fù)發(fā)生嚴重的真菌細菌和病毒感染并伴發(fā)胸腺萎縮輔助T細胞減少和胸腺激素活性降低。微量元素攝人過多也會影響免疫功能。有醫(yī)生曾經(jīng)為新生兒補鐵，結(jié)果導(dǎo)致大腸桿菌感染，引發(fā)敗血癥?？梢娢⒘吭貙C體免疫系統(tǒng)具有雙重作用。7

所需元素

維持生物體正常生理機能不可缺少的元素。包括鐵、碘、鋅、硒、氟、銅、鈷、鎘、鉛、鎢、鋇、鈦、鈮、鋯、銣和稀土元素等。8

鐵

鐵在自然界的儲量比較豐富，但從生物、醫(yī)學(xué)的角度講，鐵屬于微量元素。正常成年男子體內(nèi)鐵含量平均為50mg/kg，女性略少為35mg/kg。人體中微量元素中除硅以外，鐵的含量最多，堪稱“微量元素的老大”。鐵最重要的生物學(xué)功能是參與氧的運輸和造血過程。缺鐵是導(dǎo)致貧血最主要的原因之一，缺鐵性貧血是目前世界上主要的營養(yǎng)缺乏癥之一。9

碘

碘是人類發(fā)現(xiàn)的第二個必需微量元素，是甲狀腺素的主要組成成分，具有重要的生理功能。缺乏碘可引起地方性甲狀腺腫、克汀病等。10

鋅

鋅是人體必須的微量元素，與人體許多生理功能相關(guān)，比如參與體內(nèi)多種酶的合成，影響及活性的發(fā)揮；促進性器官的發(fā)育；維持正常的味覺和食欲；促進細胞的正常分化和發(fā)育；影響維生素A的代謝及視覺；參與免疫功能等。缺鋅可能會導(dǎo)致厭食癥、口腔潰瘍、夜盲癥、原發(fā)性男性不育癥等。11

營養(yǎng)搭配

微量元素是人體營養(yǎng)要素之一，人體微量元素來源與食物和飲水，各種營養(yǎng)元素吸收會相互影響，合理的膳食才能保證足夠微量元素的攝取。人體缺乏某種微量元素會導(dǎo)致疾病，如缺鐵導(dǎo)致貧血；缺鋅使免疫力下降并影響發(fā)育和智力，缺碘發(fā)生甲狀腺腫大等。若能在藥物治療的同時，輔以食補，效果將會更好。12

鐵的豐富來源有牛腎、魚子醬、雞內(nèi)臟、可可粉、魚粉、肝臟、土豆、精白米、黃豆粉、麥糠、麥胚和小麥黃豆混合粉。良好來源有牛肉、紅糖、蛤肉、干果、蛋黃。一般來源有蘆筍、豆類、雞、強化面包、魚、羊肉、扁豆類、花生類、豌豆類、香腸、午餐肉、菠菜和全蛋。微量來源有干酪、脂肪、油、新鮮水果、罐頭類水果、冰淇淋、牛奶、許多新鮮蔬菜和罐頭蔬菜、酸奶和糖。13

碘的豐富來源有海帶、紫菜、發(fā)菜、山藥、大白菜、魚肚等。14

鋅的豐富來源有面筋、米花糖、芝麻南糖、牛肉、肝、調(diào)味品和小麥麩。良好來源有蛋黃粉、西瓜子、干貝、花茶、蝦、花生醬、花生、豬肉和禽肉。一般來源有魷魚、豌豆黃、海米、香菇、銀耳、黑米、綠茶、紅茶、牛舌頭、豬肝、牛肝、豆類、金針菜、蛋、魚、香腸和全谷制品（如小麥、大麥和燕麥等）。微量來源有海參、棗、黃鱔、木耳、大蔥、甜面、酸梅晶、玉米粉、麥乳精、飲料、動物脂肪、植物油、水果、蔬菜、奶和糖。此外，大多數(shù)地區(qū)飲水中也含有少量的鋅。15