十九世纪初,由于化学和医学的进步,人们开始知道微量元素在生物体内的存在和它们的作用。而近50年来,微量元素的研究取得了日益迅速的进展,是与一系列的技术进步分不开的。虽然,人们在认识微量元素与人体健康的关系方面已取得了许多进展,但我们对大多数微量元素在人体内的作用的认识还是初步的。
微量元素在体内的作用是多种多样的,它们主要通过形成结合蛋白(如血红蛋白,铜蓝蛋白等)、酶、激素和维生素等而起作用,其中尤其有更多的酶依靠与微量元素的松散结合而起作用。金属酶和金属酶复合物的发现明确地证明微量元素在酶促反应中起着关键性作用。微量元素参与激素形成的例子是碘,它是形成甲状腺的必需成分,而钴则是维生素B[XB]12[/XB]必不可少的成分
引起人体微量元素缺乏的因素很多,大体可归纳如下:
随着对微量元素了解的增加,它们在临床上的意义也正受到进一步的重视。
占体重的0.0043/10000,远低于1/10000,确属于微量元素。
7.2.1碘在人体内的分布和代谢
成人体内约含碘25~36mg,大部分(约15mg)集中在甲状腺内供合成甲状腺激素之用。
7.2.2碘的生理功用
(2)促进蛋白质合成、调节蛋白质合成和分解甲状腺素有促进蛋白合成的作用。因此,对人体的生长发育有重要生理意义。而甲状腺素对蛋白质代谢的作用则首先因体内甲状腺素是否缺乏而不同,当体内缺乏甲状腺时,甲状腺素有促进蛋白质合成的作用;当体内不缺乏甲状腺素时,过多的甲状腺素反而引起蛋白质分解。其次还因蛋白质的摄入量而不同,当由膳食摄入的蛋白质不足时,甲状素促进蛋白质合成;当由膳食摄入蛋白质充足时,则甲状腺素促进蛋白质分解。因此,甲状腺素有调节蛋白质分解和合成的作用。
我国营养学会1988年所提出的营养供给量标准中,已将碘的需要量列出;其中建议成人每日的适宜需碘量为150μg,孕妇为175μg,儿童为70至120μg。
表7-1食物中碘的含量
7.2.4碘缺乏
成人缺碘可引甲状腺肿,胎儿期和新生儿期缺碘可引起呆小病。由于这些病具有地区性特点(多流行于山区和半山区,亦有流行于个别平原地区),故称为地方性甲状腺肿和地方性呆小病等。
7.2.5碘过量
7.4.1铜在人体内的分布和代谢
7.4.2铜的生理功用
虽然,1928年就已提出铜为哺乳动物所必需,但直到70年代,铜才正式有供给量标准。由于对铜的代谢、生理和营养作用的了解还很初步,因此,现在所提出的需要量初步建议。世界卫生组织已提出每天每公斤体重的铜需要量婴幼儿为80μg,较大的儿童为40μg,成人为30μg。美国提出成人铜的RDA为2~3mg。
对于长期接受肠外营养的病人,推荐输注液中每天每公斤体重加入20~30μg的铜。
铜缺乏病亦见于完全肠外营养而不补充铜的成人。1974年Vilter报告了1例成人铜缺乏病,在2个半月中每天只得铜0.1mg,结果出现体重减轻、嗜中性白细胞减少症和贫血。其血浆铜为20μg%,而铜蛋白测不到。经给铜每天1mg共7天,这些症状就很快消除。
铜盐(如硫酸铜)对本病有良好的疗效,使血清铜浓度迅速恢复,血浆铜蓝蛋白浓度渐趋正常,一般情况逐渐好转而康复。
淋巴瘤患者(包括何杰金病)血铜在治疗前升高,经有效治疗后降低,缓解者可达正常值,再升高常为复发之先兆。
7.5.1锌在人体内的分布和代谢
成人体内含锌约2~3g,存在于所有组织中,3~5%在白细胞中,其余在血浆中。血液中的锌浓度全血约为900μg·100ml[SB]-1[/SB],红细胞约为1400μg·100ml[SB]-1[/SB],白细胞含锌量约为红细胞的25倍,血浆和血清中的锌浓度约为100~140μg%(血清锌稍高于血浆锌,约高出5~15μg·100ml[SB]-1[/SB])。
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,这与其含有维生素和植酸有关。
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。
汗中亦含有锌,一般约为1mg·L-1,在无明显出汗时,每天随汗丢失的锌量很少,但在大量出汗时,据测定一天随汗丢失的锌可高达4mg。
7.5.2锌的生理功用
(3)促进食欲动物和人缺锌时,出现食欲缺乏。口服组氨酸以造成人工缺锌时(组氨酸可夺取体内结合于白蛋白的锌,使之从尿中排出,引起体内缺锌),也可引起食欲显著减退。这都证明锌维持正常食欲中的作用。
(4)锌缺乏对味觉系统有不良的影响,导致味觉迟钝。锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用。
(6)保护皮肤健康动物和人都可因缺锌而影响皮肤健康,出现皮肤粗糙、干燥等现象。在组织学上可见上皮角化和食道的类角化(这可能部分地与硫和粘多糖代谢异常有关,在缺锌动物身上已发现了这种代谢异常)。这时皮肤创伤治愈变慢,对感染的易感性增加。
①以含有大量植酸和纤维素的粮食为主要食品时,由于植酸和纤维素影响锌的吸收而引起锌缺乏病。
硒是1817年发现的,1957年证实为动物所必需,1958年弄清了许多国家的羊、猪、牛、马等所流行的白肌病都系由缺硒引起。但首次证实硒为人体所必需,则是我国克山病防治工作者的贡献。从60年代起我国克山病防治工作者就已经观察到硒对于防治克山病的作用。在以后的大规模防治中,又进一步验证和肯定了克山病和缺硒的关系,从而肯定了硒是人体必需的微量元素。这是自又1957年证实硒为动物所必需以来,对硒的研究所取得重大进展。也是近些年来在微量元素研究中所取得的重大进展之一。
7.6.1硒在人体内的分布和代谢
硒的其它排出途径为粪、汗。
7.6.2硒的生理功用
由于谷胱甘肽过氧化物酶抗氧化作用,它能使细胞膜中的脂类免受过氧化氢和其它过氧化物的作用,从而保护了细胞膜和细胞。
硒还可以降低黄曲霉毒素B1的毒性。饲料中加入1ppm的硒可以降低黄曲霉毒素B1的急性毒性损伤,降低试验动物肝中心小叶坏死的程度及死亡率。
关于克山病的病因、病理、症状、诊断、治疗和预防等的详细叙述请参见本书第二十章(缺硒与克山病)。
7.7.1氟在人体内的分布和代谢
膳食和饮水中的氟摄入后,主要在胃部吸收。氟的吸收很快,吸收率也很高。饮水中的氟可完全吸收,食物中的氟一般吸收50~80%。约有80%以上的氟经肾排出,其余部分则主要随粪便排出。也有极少部分随乳汁、毛发等途径排出。
7.7.2氟的生理作用和缺氟对人体的影响
氟的需要量大体为每天1~2mg。
7.7.4氟过量的毒性作用
从1948年证明钴是维生素B12的组成部分以来。已肯定钴为人体所必需。但远在这之前,1879年已有人报告了钴在造血方面的功能。
人体全身含钴1.1mg,含量最高的组织是肝、肾和骨。血液中红细胞的钴含量高于血浆,每毫升血浆约含钴60~80pg,全血约含钴80~300pg。
体内的钴主要作为维生素B12的成分而存在,因此,钴的作用主要体现在维生素B12的作用中——促进红细胞的正常成熟。
7.9.1人体内铬的含量、分布和代谢
7.9.2铬的生理功用
(3)促进蛋白质代谢和生长发育某些氨基酸掺入蛋白质受铬的影响。在DNA和RNA的结合部位发现有大量的铬,提示铬在核酸的代谢或结构中发挥作用。铬对最适生长也是需要的,缺铬动物生长发育停滞。
7.9.4铬缺乏
7.9.1人体内锰的含量、分布和代谢
中的含锰量都较低(低于2μg[SB]-1[/SB])。因谷类含锰较多,因此,不大可能出现锰的缺乏
钼广泛分布于各种食物,其中肉类含2.06ppm,豆夹类蔬菜1.73ppm,谷类含0.33ppm,蔬菜根部含0.25ppm,水果及海味一般低于0.1ppm。
7.12.1镍
7.12.2钒
不少人报告了钒对血脂的影响,但不论对于动物或对于人,所得的结果并不一致。有的看对到缺钒使血中总胆固醇或甘油三酯升高,有的则反之。
钒的需要量还不甚清楚,WHO曾提出人体每日约需钒3μg。
7.12.3硅
人体约含硅15~18g,如按占人体重量万分之一以下为微量元素则已超过,但因其每人每日的需要量低于100mg,故通常仍将其列入微量元素的范畴内。
硅对于小鸡的正常生长是必需的,它参加软骨、骨和其它结缔组织的生成,主要是粘多糖的合成。
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