矿物质 （ minerals ） 石河子大学医学院预防医学系

106 105 104 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 地壳和人体血液元素丰度相关

内 容 一、矿物质概述 二、常量元素：钙 三、微量元素：铁、锌

教学目标 掌握：常量元素、微量元素的概念，钙、 铁、锌等元素的生理功能、缺乏症、食物来源，影响钙、铁、锌吸收因素。 熟悉：钙、铁、锌等元素的吸收与代谢及参考摄入量。

一、矿物质概述 （一）概念 （二）分类 （三）主要特点 （四）生理功能 （五）缺乏及原因

（一）概念 人体中的各种元素中除了碳、氢、氧、氮构成机体有机物质和水分外，其余各种元素无论存在形式、含量多少统称为矿物质或无机盐。

一、矿物质概述 （二）矿物质的分类 在组成人体的几十种元素中，根据它们在体内的含量的多少分为两大类： 1.常量元素或宏量元素(macroelements) 2.微量元素(microelements/trace elements）

一、矿物质概述 （二）矿物质的分类 含量大于体重0.01％，每人每日膳食需要量在100mg以上者为常量元素或宏量元素(macroelements)，有钙、磷、镁、钾、钠、氯和硫，共7种。

（二）矿物质的分类 含量小于体重0.01％，或者每人每日膳食需要量在100mg以下者称为微量元素(microelements/trace elements）。

（三）矿物质的主要特点 1.矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取。 2.矿物质在体内分布极不均匀。 3.矿物质相互之间存在协同或拮抗作用。 4.某些微量元素在体内虽需要量很少，但其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用。

（四）矿物质的生理功能 1.构成人体组织的重要成分。 2.调节细胞膜的通透性。 3.维持神经和肌肉的兴奋性。 4.组成激素、维生素、蛋白质和多种酶类的成分。

（五）矿物质缺乏 由于各种矿物质在食物中的分布及人体对其吸收、利用和需要的不同，在我国人群中比较容易缺乏的矿物质主要是钙、锌、铁、碘、硒等。

（六）矿物质缺乏的主要原因 1.地球环境中各种元素的分布不平衡。 2.食物中含有天然存在的矿物质拮抗物。 3.食物加工过程中造成矿物质的损失。

（六）矿物质缺乏的主要原因 4.摄入量不足或不良饮食习惯，挑食、摄入食物品种单调等可使矿物质缺乏。 5.生理上有特殊营养需求的人群需要不同于普通人群，较易引起钙、锌、铁等矿物质的缺乏。

二、钙 （一）概述 （二）钙的生理功能 （三）钙的吸收与代谢 （四）钙的缺乏 （五）钙的过量 （六）钙的参考摄入量 （七）钙的食物来源

（一）概述 成人体内含钙量约1000g-1200g，约占体重的1.5～2.2％； 99％的钙在骨骼和牙齿中。主要以羟磷灰石结晶形式存在； 其余1%的钙中一部分柠檬酸螯合或蛋白质结合，另一部分以离子状态分布于软组织、细胞外液和血液中，统称混溶钙池（miscible calcium pool）。

（二）钙的生理功能 1.构成机体骨骼和牙齿的主要成分 钙是骨骼、牙齿形成时的必需结构成分。骨钙的组成主要是羟磷灰石结晶，占骨骼重量40％以上，其次是碳酸盐、柠檬酸盐以及少量氯化物和氟化物的形式。

（二）钙的生理功能 2.维持多种正常生理功能 神经递质的释放、神经冲动的传导，肌肉的收缩以及心脏的正常搏动等生理活动都需要钙的参与； 血液凝固的必需因子，参与凝血过程； 多种酶的激活剂； 多种生物膜的成分，是维持细胞内胶质完整性所必需的。

（三）钙的吸收与代谢 入

（三）钙的吸收与代谢 1.影响钙吸收的因素 机体钙与VitD 的营养状况； （1）年龄、性别与生理状况 年龄、性别、妊娠、哺乳等生理状况以及体育锻炼等。

（三）钙的吸收与代谢 1.影响钙吸收的因素 （2）有利于钙吸收的因素 维生素D。 能降低肠道pH值或增加钙溶解的膳食。 适当钙磷比例（1～1.5:1）膳食有利于钙吸收。

（三）钙的吸收与代谢 1.影响钙吸收的因素 （3）不利于钙吸收的因素 钙离子可与食物中的植酸、草酸、磷酸相结合形成不溶性钙盐。 脂肪消化不良，未被吸收的脂肪酸与钙形成钙皂，影响钙在肠道中的吸收。 膳食纤维的糖醛酸残基与钙结合也影响钙的吸收。

（四）钙的缺乏 血清钙含量不足，可使神经肌肉的兴奋性提高，引起抽搐； 缺钙可能与高血压、结肠癌、男性不育和精子质量有关。 钙缺乏主要影响骨骼与牙齿的发育，可导致婴幼儿佝偻病、成人骨软化症与骨质疏松症的发生； 血清钙含量不足，可使神经肌肉的兴奋性提高，引起抽搐； 缺钙可能与高血压、结肠癌、男性不育和精子质量有关。

（五）钙的过量 1.增加肾结石的危险性。 2.奶碱综合征。 3.与其他矿物质相互干扰：明显抑制铁吸收；降低锌的生物利用度；对镁代谢有潜在副作用。 4.血清钙含量过高，则可抑制神经、肌肉的兴奋性。

（六）参考摄入量 年龄 RNI/AI（mg/d） 1岁以内 400～600 儿童与青少年 600～1000 成年人 800 50岁以上老年人 孕妇和乳母 1000～1200 UL 2000

（七）食物来源 蔬菜、豆类和油料种子也含有较多的钙。 特别突出的有黄豆及制品、黑豆、赤小豆、各种瓜子、芝麻酱。 奶和奶制品是食物中钙的最好来源，不但含量丰富，而且吸收率高，是婴幼儿最佳钙源。 蔬菜、豆类和油料种子也含有较多的钙。 特别突出的有黄豆及制品、黑豆、赤小豆、各种瓜子、芝麻酱。 小虾米皮、海带和发菜含钙特别丰富。

三、铁 （一）概述 （二）铁的生理功能 （三）铁的吸收与代谢 （四）铁的缺乏 （五）参考摄入量 （六）铁的食物来源

（一）概述 人体一般含铁总量3～5g; 70％的铁存在于血红蛋白、肌红蛋白、含铁酶类、辅助因子及运载铁中，称之为功能性铁，主要参与体内氧的运送和组织呼吸过程。 30％的铁作为体内贮存铁，主要以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于肝、脾和骨髓中。

（二）铁的生理功能 1.在体内参与氧的转运、交换和组织呼吸过程 铁是血红蛋白、肌红蛋白的重要部分； 血红蛋白功能是向细胞输送氧气，并将二氧化碳带出细胞。 肌红蛋白是由一个血红素和一个球蛋白组成，仅存在于肌肉组织内，基本功能是在肌肉中转运和储存氧 。

（二）铁的生理功能 2.维持正常的造血功能 如果发生缺铁，就会出现造血原料的不足，就不能合成足够的血红蛋白，因而出现贫血。 人体内2/3的铁用于合成血红蛋白。 如果发生缺铁，就会出现造血原料的不足，就不能合成足够的血红蛋白，因而出现贫血。

（二）铁的生理功能 3.其他 如提高机体的抗感染能力，催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等。

（三）铁的吸收与代谢 食物中的铁分为血红素铁和非血红素铁，两者吸收机制不同。 铁的吸收受膳食铁含量、膳食铁的生物利用率、储备铁的量以及红细胞生成速率等因素的影响。 食物中的铁分为血红素铁和非血红素铁，两者吸收机制不同。

（三）铁的吸收与代谢 血红素铁主要存在于动物性食物中，可与血红蛋白和肌红蛋白中的原卟啉结合，很少受其他膳食因素(包括铁吸收抑制因子)的影响，直接被肠粘膜上皮细胞吸收。

（三）铁的吸收与代谢 非血红素铁主要存在于植物性食物中，占膳食铁的绝大部分。非血红素铁吸收前必须与结合的有机物分离，并必须转化为亚铁后方能被吸收，吸收率较低(3％-5％)。

（三）铁的吸收与代谢 1.影响铁吸收的因素 (1)膳食因素 (1)抑制因素 (2)促进因素 (2)机体因素 非血红素铁的吸收明显受其在小肠上部的可溶性的影响，而其可溶性依赖于整个膳食组成。膳食中抑制非血红素铁吸收的物质有植酸、多酚(存在于茶和某些蔬菜中)、膳食纤维等。

（三）铁的吸收与代谢 1.抑制铁吸收的因素 （1）缺乏胃酸或服用抗酸药物可影响铁吸收。 （2）铁的吸收也受体内铁的需要程度的影响。 非血红素铁的吸收明显受其在小肠上部的可溶性的影响，而其可溶性依赖于整个膳食组成。膳食中抑制非血红素铁吸收的物质有植酸、多酚(存在于茶和某些蔬菜中)、膳食纤维等。

（三）铁的吸收与代谢 2.促进铁吸收的因素 食物中有些成分，如维生素C、某些氨基酸、葡萄糖、果糖、柠檬酸、琥珀酸、脂肪酸、肌苷、山梨酸等能与铁螯合成小分子可溶性单体，阻止铁的沉淀，因而有利于铁的吸收。

（三）铁的缺乏 据2002年我国营养调查结果，居民贫血患病率15.2%，2岁以下幼儿贫血患病率达24.2%，贫血的主要原因就是缺铁。 铁缺乏常见于4个月以上的婴儿、儿童、育龄妇女、60岁以上老年人等。 据2002年我国营养调查结果，居民贫血患病率15.2%，2岁以下幼儿贫血患病率达24.2%，贫血的主要原因就是缺铁。

（四）铁的缺乏 铁缺乏还常见于各种显性和隐性出血，如创伤、痔疮、消化性溃疡、肠道寄生虫（特别是钩虫病）等疾病中的出血，也是引起缺铁的重要原因。

（四）铁的缺乏 2.肠道的吸收不良，如吸收不良综合征和慢性腹泻等。 铁缺乏还发生于铁吸收不良： 1.膳食因素的吸收不良，当膳食中谷类食品所占比率很大而肉类食品很少时，铁的吸收率很低。 2.肠道的吸收不良，如吸收不良综合征和慢性腹泻等。

（四）铁的缺乏 体内缺铁可分三个阶段： 铁减少期：储存铁减少，血清铁蛋白浓度下降，无临床症状； 红细胞生成缺铁期：血清铁蛋白浓度下降，运铁蛋白饱和度降低，游离原卟啉浓度升高，亚临床症状； 缺铁性贫血期：血红蛋白和红细胞比积下降，并伴有缺铁性贫血的临床症状。

（五）参考摄入量

（六）铁的食物来源 膳食中铁的良好来源为动物食品如肝脏、动物全血、瘦猪肉、鱼类、牛羊肉不仅含铁丰富而且吸收率很高；

（六）铁的食物来源 植物性食物中则以黄豆和小油菜、太古菜（塔棵菜）、白菜、芹菜、水芹菜、鸡毛菜、萝卜缨、荠菜、雪里红、苋菜、韭菜、毛豆等铁的含量较高，其中黄豆的铁不仅含量较高且吸收率也较高，是铁的良好来源。

四、锌 （一）概述 （二）锌的生理功能 （三）锌的吸收与代谢 （四）锌的缺乏 （五）锌的参考摄入量 （六）锌的食物来源

（一）概述 人体内锌含量为1.5～2.5g，广泛分布于各组织器官中，其中骨骼与皮肤中较多，头发锌含量可以反映膳食锌的长期供应水平和人体锌的营养状况。

（二）锌的生理功能 1.酶的组成成分； 2.促进生长发育； 3.促进免疫功能； 4.维持细胞膜结构和功能； 5.其他。

（三）锌的吸收代谢 锌在小肠吸收，主要通过十二指肠和空肠吸收； 植酸与锌生成不易溶解的植酸锌复合物而降低锌的吸收率。 植酸锌还可与钙进一步生成更不易溶解的植酸锌-钙复合物，使锌的吸收率进一步下降。

（三）锌的吸收代谢 纤维素亦可影响锌的吸收，植物性食物锌的吸收率低于动物性食物，这与其含有纤维素和植酸有关。 锌的吸收率还部分地决定于锌的营养状况。体内锌缺乏时，吸收率增高。

（四）锌的缺乏 性成熟推迟，性器官发育不全，性机能降低，精子减少，第二性征发育不全，月经不正常或停止； 缺锌时皮肤出现粗糙、干燥等现象； 人和动物缺锌，T细胞功能受损、引起细胞介导免疫改变，使免疫力降低。

（五）锌的参考摄入量 人群 参考摄入量 成年男子 15mg/d 成年女子 11.5mg/d UL（成年男子） 45mg/d UL（成年女子）

（六）锌的食物来源 红色肉类、动物内脏锌含量高，海产品是锌的良好来源，如牡蛎含锌75mg/100g，奶和蛋次之，蔬菜、水果含锌量少。

小结 矿物质的分类、特点和生理功能； 钙的生理功能、吸收代谢及其影响因素、缺乏与过量，推荐摄入量； 铁的生理功能、吸收代谢及其影响因素、缺乏与过量，； 锌的生理功能、吸收代谢及其影响因素、缺乏与过量，；

思考题 1.什么是常量元素？什么是微量元素？ 2.简述钙的生理功能。 3.简述铁的生理功能。 4.影响钙、铁、锌吸收的因素有哪些？ 5.钙、铁、锌的良好食物来源有哪些？