第三章 微量元素(trance element) 与人类健康(health of mankind) 第一节 微量元素 第二节 微量元素（人体必需）的基础知识 第三节 铁的生理功能 第四节 碘的生理功能 第五节 锌的生理功能 第六节 其他微量元素 第七节 常量元素 钙、镁、钾

地球表层天然存在92种元素，有60多种已在人体内发现，成为构成人体与维持生命的重要组成部分。 因此，认识什么是微量元素，正确调节机体微量元素的平衡，防止微量元素失调而发生疾病，保持自身健康与长寿，具有非常重要的意义。

第一节 什么是微量元素(Trace element) 一、人体中元素的组成 Composition of element In human body ⒈常量元素Constant element 即宏量元素、组成元素。这类元素按含量顺序排列包括 氧（O）、碳（C）、氢（H）、氮（N）、钙（Ca）、硫（S）、磷（P）、钠（Na）、钾（K）氯（Cl）、镁（Mg） 11种元素，占人体总重量的99.95%，其中氢、氧、氮、碳、硫、磷占人体重量的94%，氢与氧结合成的水占人体重量的65%，故又称这些元素为基本结合元素

⒉微量元素Trace element 微量元素又称痕量元素、稀有元素，微量元素的标准含量均占人体总重量的万分之一以下。目前在人体内已测定60多种微量元素，它们的总重量只有人体总重量的0.05%，但是，在非常低的浓度下，具有极其强大的生物学作用。

表1—2 人体中的微量元素 The trace element in human body

二、人体微量元素的分类与含量 Content and classification of the trace element of human body ★⒈必需微量元素Necessary trace elements 人体必需微量元素有16种， 表1—3 人体中的必需微量元素 The necessary trace element in human body

⒉非必需的微量元素 nonnecessary trace element 表1—4 人体非必需的微量元素 ⒊有害元素Harmful element 表1—5 对人体有害的微量元素

The common characteristic of the necessary trace element of human body 三、人体必需微量元素的共同特点 The common characteristic of the necessary trace element of human body ★⒈必需微量元素The necessary trace element 人体必需的微量元素是指维持人体正常活动所必需的元素，缺乏这类元素将导致机体生理功能失常，组织结构异常变化，发生相应的病理变化，临床表现为种种疾病。

⒉ 必需微量元素具有几个共同特点characteristic ⑴必需微量元素数量少而作用大。 ⑵多数微量元素为金属元素。 ⑶多数必需元素在元素周期表中居于前部位置。 ⑷高度的生物学作用。 ⑸微量元素间的相互作用。 ⑹超过生理需要量或处于不同状态时（过低过高）能产生毒副作用Poisonous side effect

Basic knowledge 一、微量元素的生理功能 第二节 人体必需微量元素基础知识 Basic knowledge 一、微量元素的生理功能 The physiological function of trace element ⒈协助宏量元素及大量元素的输送，如血红蛋白hemoglobin（Fe） ⒉作体内各种酶ferment的组成部分和激活剂，人体内有1000多种酶，每种酶大都含一个或多个金属离子。 ⒊可参与激素作用调节重要的生理功能，如甲状腺激素 hormone of thyroid gland中碘抑制了甲状腺亢进。 ⒋可影响核酸代谢，核酸nucleic acid含有多种微量元素，如Cr、Co、Cu。

The suitable density scope of trace element 二、微量元素的适宜浓度范围 The suitable density scope of trace element 微量元素在机体内保持一定的生理剂量时，可以发挥有益的生理作用，促进生物体的生成发育，维持生物体的健康水平。当摄入量不足或过量，都可能对机体产生损害，甚至导致机体死亡，机体的微量元素适宜浓度范围很窄，下图的典型微量元素——生物功能关系中，适宜区只有几十个（μg/L），正常情况下过量摄入的微量元素在体内可通过排便出汗等排出体外，以保持体内各微量元素代谢的平衡The balance of supersesson，因而人体在正常状况下可能看作是动态平衡体。

★三、微量元素与疾病Trace element and disease 法国科学家G·伯特兰德的最适营养浓度定律 效 应 100% 缺乏区 适中区 死亡区 死 亡 区 必须微量元素浓度——生物功能相关图 ★三、微量元素与疾病Trace element and disease 地球化学的长期作用使得地球化学元素分布极不均匀，有些地区的某些元素过量或缺乏，当这些元素是疾病的控制因素之一时，就表现为各种地方病Local disease 。

⒈ 微量元素与癌症Trace element and cancer 对广东顺德、江苏启东等癌症高发区的土壤、水、农作物分析，对肝癌、胃肠道癌、女性生殖器官肿癌等多种恶性肿瘤Tumor患者血清分布得出一致的结论：恶性肿瘤患者血清（Serum） Zn/Cu比值明显低于正常人，而进行手术摘除恶性组织或药物治疗后，患者血清Zn/Cu比值回升。    

Trace element and blood disease ⒉ 微量元素与血液病 Trace element and blood disease 珠蛋白 缺铁性 Fe+原卟啉→血红素 血红蛋白 再生障碍性 Co 急性 Ni、Cu含量过高 慢性粒细胞性 贫血Anaemia 白血病Leukemia 骨髓瘤 Marrow tumour 血 液 病

⒊ 微量元素与心血管疾病 Trace element and disease of heart-blood-vessel 研究表明：心血管疾病主要与K、Ca、Mg、Cu、Zn等到有关其中冠心病和肺心病患者血清中Zn/Cu比值明显低于健康人，经治疗后，上述微量元素明显提高。 ⒋ 微量元素与眼疾病（白内障） Trace element and eye disease 晶体Zn、Cu、Ca、Se 血清Zn、Cu、Se、Ca、Mg 测这几种元素的含量 ⒌ Cu/Zn浓度升高 妇女畸胎死胎几率升高。

第三节 铁的生理功能 The physiological function of iron 一、铁的分布与含量 Content and the distribution of iron ⒈动物与植物中的铁 自然界中几乎所有的动植物中都含有铁，大多数动植物中的铁含量不特别高，而海洋生物、动物肝脏及豆类食品中铁含量较高（紫菜、鸡血、猪血、黄豆、绿豆、红椒）。 ⒉人体内的铁（肝和脾含量最高） ★①正常成人血红蛋白：男120～160g/L 12～16g% 女110～150g/L 11～15g%

成年人 男 ＞ 女 2～5g 50mg/Kg 35～45mg/Kg ③婴幼儿童： 胎儿 75mg/Kg 新生儿 300～400mg（总量） ②铁总量 成年人 男 ＞ 女 2～5g 50mg/Kg 35～45mg/Kg ③婴幼儿童： 胎儿 75mg/Kg 新生儿 300～400mg（总量） 重新补充 二、需量Requirement 可维持4个月 儿童 10mg/天 少年 男15mg/天 女20mg/天 成年 男12mg/天 女18mg/天 妊、哺妇女 28mg/天

三、铁在人体内存在的状态 State of iron in human body 血红蛋白 70～80% 功能铁 铁卟啉类 红蛋白 20～30% 贮存铁 非铁卟啉类 胞色素、酶 ★四、缺铁与疾病A shortage of iron and disease 婴幼儿 发病早50% 部分农村70% 原因： 学龄前儿童 30% 厌食、偏食 ①食物 青少年 女性比正常人增加需量 ②肠胃 成年人、妇女、孕妇、老年人 ③其它 缺铁性贫血全球10亿之多，占世界总人口的1/5， 缺铁，感觉神经性耳聋

Dietotherapy and absorption of iron 五、铁的吸收与食疗 Dietotherapy and absorption of iron ★ ⒈血红素铁的吸收率高， 主要因为食物中其它成份不影响铁的吸收，一般动物血中铁的吸收率可达20%，鱼肉15%，母乳中铁的吸收率最高可达50%，应提倡母乳喂养（防儿童缺铁性贫血、非血红素铁→谷物、蔬菜、牛奶、鸡蛋、铁强化食品等）吸收率（＜10%）大米1%、面粉2～5%、直接造成缺铁性贫血Anaemia 。 ★ ⒉食疗 Dietotherapy ①富Fe食物：紫菜0.0369% 动物肝（红肉）0.01% 海参0.0789% 虾米、海带0.0889% 动物血

③抑制吸收：茶叶、咖啡、纤维素、（鞣酸+Fe→复合物，不宜吸收） ⒊其它 ② 助Fe吸收： Vc、Vb2、叶酸、氨基酸、果糖、脂肪（牛乳+Vc→Fe的利用增加300%） ③抑制吸收：茶叶、咖啡、纤维素、（鞣酸+Fe→复合物，不宜吸收） ⒊其它 ①   在植物生长的过程中，注入一种经过加工的铁元素，植物中的Fe就会增加。 ②   用铁锅烧饭、做菜（含量较其它锅高5倍以上）若过多会导致白血病。 ③    加强体育锻炼

第四节 碘与人体健康 Iodine and health of human body 一、分布与含量Distribution and content ⒈动、植物Animal and plant 富碘：海盐、海水、海藻、海鱼等（比淡水鱼高几十～几百倍） 普通食物： 海带0.06%＞贝藻＞海鱼＞鸡蛋＞肉＞牛奶＞谷物＞淡鱼成人需求量50～70ug/天 ⒉人体Human body 甲状腺（70～80%）血液、组织

二、生理功能Physiological function 在甲状腺内合成甲状腺激素 hormone of thyroid gland （调节高等动物所有组织广泛的生理过程） 三、缺碘与疾病A shortage of iodine and disease ★ 自人类认识碘以来，观察到在严重缺碘的地方性甲状腺肿病区，出现以呆、小、聋、哑、瘫为特征的地方性克汀病人，进一步的科学研究发现缺碘还造成死胎、流产、先天畸形以及智力、听力和身体发育障碍等一系列损害，碘缺乏病是世界上已知的导致人类智力损害的最主要因素。 高碘也是地方性甲状腺肿大的一个发病原因(亢进)→急躁易怒、多言多语、烦躁不安、失眠多梦。

第五节 锌与人体健康 Zinc and health of human body ★一、生理功能Physiological function ⒈参加酶ferment的激活activation与合成synthesis（200多种酶的组成部份的激活因子） ⒉维持正常的免疫功能immunity function（急性感染、急性心肌梗塞、手术创伤、烧伤，血锌下降） ⒊促进生长发育（促进细胞的正常分裂、生长与再生、对脑下垂体分泌生长激素有促进作用，因而对人体特别是婴幼儿及青少年的生长发育有着非常重要的作用，铁锌：生长发育延迟，侏儒综合症，以及精神抑郁症及智力低下）。

⒋维持正常的食欲Appetite与味觉Sense of taste 酸、甜、苦、辣→味觉素→含锌化合物（肽） ⒌促进创伤组织愈合（皮炎、烧伤、溃疡、湿疹、痤疮） ⒍与视觉Vision有关（维A的运送、白内障、Zn↓Se、Cu、Mg、Ca↑、Zn/Cu↓、过低）。 ⒎心血管疾病、癌症、恶性肿瘤，治疗后Zn/Cu比值回升。 ⒏促进性机能正常作用，缺Zn、女性月经失调、难产、死胎，而对发育、智力、性功能的影响（婴儿）将是不可逆的。 二、人体内的锌The zinc in human body 血液、眼睛、头发、骨骼、精子、前列腺等（男＞女）。

★三、缺锌的原因 The reason of shortage of zinc 植物中的植酸+Zn2+ 稳定的配合物complex，干扰小肠对Zn的吸收 ⒈长期素食者vegetarian（富锌：瘦肉、猪肝、牛肝、鱼，尤其是马肉、芝麻、蛋黄、牛肉） ⒉过量补钙（抑制锌的吸收） ⒊牛奶（吸收率28%）代替人奶（41%吸收率） ⒋婴幼儿、孕妇、哺妇 ⒌病理状态下 ⒍酗酒影响Zn的吸收（消耗过多的Zn)

第六节 其它微量元素 Other trace element 一、锗（Ge） 锗可以及时地帮助人体消灭氢离子和游离基 免疫功能 心血管疾病（含量低） 抗癌功能 解毒（As, Pb,Hg,Cd) 防肝炎

一、植物在制造叶绿素Chlorophyll 时，必须用铜作催化剂Catalyst； 二、铜（Cu） 铜不但无毒，而且是动植物、微生物以及人类的必需痕量元素。 铜在植物体内有两大作用： 一、植物在制造叶绿素Chlorophyll 时，必须用铜作催化剂Catalyst； 二、铜能影响植物细胞膜的通透性，没有铜，植物细胞就不可能正常地和外界交换物质。（坚果中含量较多） 铜是微生物的命根子。（肝脏中含量较多） 动物和人类必须有铜存在，才能源源不断地合成出血红蛋白来。（软体动物中较多）人体约含100～150mg Cu

铜过多：诱发各种癌， 铜缺乏：骨质疏松、面色苍白，皮肤与毛发色素减少，厌食，腹泻、反应迟钝、视力下降，生长发育减缓，皮炎、贫血；铜缺乏妇女：羊膜变薄及早破、早产、流产、婴儿体重过轻。 三、硒的功用（Se） 免疫机能 心血管疾病（缺） 克山病：地方性心肌病（缺硒）

⒋抗癌 来源于食物（人参、枸杞、野菊花） ⒌解汞毒（还原游离基） ⒍防肝炎 ⒎改善视力，促进生长发育 过量也不好

第七节 常量元素 钙（镁、钾） Constant element calcium, magnesium and potassium 一、人体中存在的形式Existent form 钙是人体中常量元素，其含量在氢、氧、碳、氮之后，居第五位（金属元素中居第一位），正常成人中共含约1～1.2Kg钙，占人体总重约2%，其中99%以上的钙都存在于骨骼中（以磷酸钙形式），另1%存在于软组织、细胞和血液中。

⒉降低毛细血管和细胞膜的通透性，防止血渗出，控制炎症和水肿。 二、生理功能Physiological function ⒈钙是构成骨、牙的主要成份。骨骼作为钙贮库，在钙的代谢和维持体内环境方面有重要作用，并一直不断地进行着钙的沉淀-溶解动态平衡（800Mg/天、成人） ⒉降低毛细血管和细胞膜的通透性，防止血渗出，控制炎症和水肿。 ⒊酶系统的激活（Mg2+、Ca2+、K+、Na+保持一定比例）。 [Na2+]+[K+] [Ca2+]+[Mg2+]+[H+] 应急性 ∝

⒌其它(维持心跳节律,参与血凝过程,缺Fe需补钙)。 ⒋精子加卵子的结合需钙的催化。 ⒌其它(维持心跳节律,参与血凝过程,缺Fe需补钙)。 三、钙的吸收The absorption of calcium 膳食中钙的吸收主要在PH值较低的小肠上段 钙的吸收率随年龄的增长而下降 婴儿＞50% 青年≈20% 35岁骨密度最高 儿童＞40% 40岁以上吸收逐渐小于溶出 有利于膳食钙的吸收： 主要是VD、赖氨酸等、乳糖Ca/P比值（1∶1） 低1/2时，钙的溶出、 妊娠、哺乳、青春期，钙的需要量大，吸收率最高。 不利于膳食钙的吸收：植酸（六磷酸肌醇），草酸。

consequence and expression 成年：皮肤缺乏光泽和弹性、失眠、多梦、易感冒、 忘事、脱发； ★四、缺钙的表现及后果 consequence and expression 成年：皮肤缺乏光泽和弹性、失眠、多梦、易感冒、 忘事、脱发； 老人：骨质疏松、增生，手脚抽搐、高血压、肾结石，结肠癌等。 儿童：厌食、夜惊、盗汗、出牙迟、学步晚、鸡胸、漏斗胸、腿肢弯曲、O型腿(或X型)等。 孕妇、哺乳妇女(二代人健康)： 婴儿先天性佝偻病、孕妇表现为骨质疏松、腰酸腿痛、手足麻木、产后牙齿松动、乳汁分泌不足严重的还会使骨盆变窄引起难产。

缺钙的其它后果： 1、免疫力下降 2、过敏症 3、血管炎和胶原病 4、慢性风湿性关节炎 5、骨质疏松症 6、动脉硬化 7、偏头疼 8、糖尿病 9、肥胖症 9、高血压 10、思维迟钝

★五、钙与人体骨质疏松 Calcium and osteoporosis of human body 骨质疏松是以 骨量降低，骨质结构性变和骨折危险性增高为特征。 临床：软弱无力、腰酸背痛、骨疼、骨骼变形、早期无明显自觉症状，但从量变到质变，当骨质丧失30%，才可能出现驼背和全身变矮，如美国骨质疏松患者达2千万（1/10）； 如香港：由骨质疏松→髋骨骨折增加2倍，达1/100（老人）。 广州地区大学组：男性70岁以上占75%；女性66.66%，绝经以后突出。

六、钙的食物来源及预防 food source of calcium and Prevention ⒈需求量： 婴幼儿 400～800Mg 母乳期 1000～2000Mg 青少年 1000～1200Mg 绝经妇女 1200～1500Mg 成人 800Mg 老人 800～1200Mg

Dietotherapy is best safe channel of add-calcium ⒉食物中的钙量（Cg/100g）食补是最好的补钙安全途径 Dietotherapy is best safe channel of add-calcium 富钙食物会不会引发结石？ “菠菜烧豆腐”是否科学？

★ ①食物中钙的来源，以奶及奶制品最好，不但含量丰富，而且吸收率高，是婴儿最好的钙源。　 ②    虾仁、鸡蛋、鸭蛋。 ③    蔬菜、豆类和油料种子，含钙量也较多，但植物食物中因含草酸而不利于钙的吸收。 ④    粗米、粗面 ⑤    糖醋排骨、糖醋鱼。 ★很多人以为骨头汤中可摄取足够的钙，实际上有500克的骨头经2小时的熬煮，仅可溶出20多毫克的钙，而一杯牛奶（200ML）提供的钙比其多10倍，（巨能钙——L-苏糖酸钙在胃和肠道中被吸收，吸收率95%）

The prevention of osteoporosis disease ⒊骨质疏松症的预防 The prevention of osteoporosis disease 由于对骨质疏松症还缺乏有效的治疗，一旦发生骨折Fracture就难以恢复，所以提前预防比治疗更重要。 ★学者们认为在生命的前期（儿童、青少年、成年早期），通过合理的营养和锻炼来获得比遗传规定的最大峰值骨量，是预防生命后期骨质疏松症的最佳措施，另应增加乳制品Dairy products 的比重和适当增加VD、（促进钙的吸收）。