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第三章 微量元素(trance element)

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1 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

2 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。

3 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) 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

4 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。

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

6 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

7 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

8 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。

9 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

10 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。

11 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。

12 ★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 100% 缺乏区 适中区 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 。

13 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。

14 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

15 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。

16 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%

17 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 ~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 mg/天

18 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

19 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

20 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

21 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

22 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。

23 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)。

24 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)。

25 ★三、缺锌的原因 The reason of shortage of zinc
植物中的植酸+Zn 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)

26 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

27 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

28 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)

29 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

30 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。

31 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 ∝

32 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。

33 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。

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

35 ★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。

36 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 ~2000Mg 青少年 1000~1200Mg 绝经妇女 1200~1500Mg 成人 Mg 老人 ~1200Mg

37 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?

38 ★ 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%)

39 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)。


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