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微量元素与养生

2013-08-21 15:30:29 来源: 作者: 【 】 浏览:87次 评论:0

宇宙间的一切物质都由化学元素组成,人体也不例外。化学元素不仅是组成人体的基本要素,而且在人体生长、发育、疾病、衰老、死亡中起着十分重要的作用。

  人体的化学元素的含量可分为宏量元素和微量元素两类。宏量元素有氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁和硅等,占人体总重量的99.95%。而微量元素是人体内含量少于0.01%的化学元素。人体必需的微量元素有铁、锌、铜、铬、锰、钴、氟、碘、钼、硒等。另外,还有一些从外环境通过各种途径(水、食物、空气等)进入人体的有毒微量元素,如汞、镉、铊、铅等。人体必需的微量元素也是动物在生长和发育过程中所必需的。

  人体内的微量元素虽然为量甚少,但在生物化学过程中却起着关键性的作用,它们做为酶、激素、维生素、核酸的成分,保持生命的代谢过程。不少人甚至认为微量元素比维生素对机体更为需要,因为机体本身能制造维生素,而微量元素必须取自于外界环境,机体本身一点也不能制造。其生理功能主要有:

  其一,在酶系统中起特异的活化中心作用。这是因为,在几千种已知的酶中,大多数都含有一个或几个金属原子。失去金属,酶的活力就丧失或下降;获得金属,酶的活力就恢复。如锌能激活肠磷酸酶、肝、肾过氧化酶,又是合成胰岛素所必需。

  其二,可参与激素作用,调节重要生理功能。因为某些微量元素是激素的成分和重要的活性部分,缺少这些微量元素,就合不成这样的激素。如碘是甲状腺激素的重要成分之一,缺碘则机体不能合成甲状腺激素。

  其三,有输送普通元素的作用。如铁是血红细胞色素的重要组成部分,血红素中的铁是氧的携带者,它把氧带到每个组织、器官的细胞中去,供应代谢的需要。缺了铁,血红细胞的功能就无法实现。

  其四,在遗传方面的作用。根据体外实验,一些微量元素可影响核酸代谢,核酸是遗传信息的载体,它含有浓度相当高的微量元素,如铬、钴、铜、锌、镍、钒等。这些元素对核酸的结构、功能和脱氧核糖核酸(DNA)的复制都有影响。

  微量元素的上述作用,并不是每一个微量元素都具备,它们各有各的作用。下面分别作些介绍。

  (1)铁。铁存在于人体所有的细胞内,各组织、器官包括各内分泌腺都含有铁。肝脏、脾脏和肺组织内含量较为丰富。成人体内含铁3~5克,大部分都以蛋白质复合物形式存在,极少部分以离子的形态存在。

  大约65%的铁存在于血红蛋白中,血红蛋白在人体内主要执行输送氧和携带排出二氧化碳的任务。此外,血红蛋白还有维持血液酸碱平衡的作用。

  人体中大约35%的铁为储存铁,储存铁的主要形式是铁蛋白,主要分布在肝脏、脾脏、骨髓等网状内皮系统。整个铁蛋白分子呈球形,具有相当大的结合和贮存铁的能力,这种能力足以维持体内铁的供应。铁蛋白具有调节肠道铁吸收的功能,还可防止原子铁对组织和细胞产生毒性作用。另外,铁蛋白有调节粒细胞和巨噬细胞的作用,在感染时参加营养免疫。有人发现与白血病相关的抑制物也是一种铁蛋白。在临床上,血清铁蛋白是一个很有价值的指标,其值低为缺铁,值高为铁过多,这与肝细胞坏死。炎症、肿瘤有关。

  其他的含铁蛋白质,如含铁酶类,虽然它们的含铁量仅占人体总铁量的0.1%左右,但所起的作用至关重大。它们参与了体内的重要生物化学过程,特别是在生物氧化中起重要作用。营养物质通过生物氧化而获得生命活动所需要的能量。含铁酶类中的过氧化物酶、过氧化氢酶、单胺氧化酶在组织内起着分解代谢废物的解毒作用;过氧化物酶还具有杀菌的机能。

  铁是组织代谢不可缺少的物质,缺铁可引起多种组织改变和功能失调,如影响淋巴组织的发育和对感染的抵抗力。所以,人们应多食用富含铁的食物,如动物肝脏、动物血和瘦肉,以增强抵抗力。

  (2)锌。锌是人类必需营养素,它参与婴幼儿的正常生长发育,维持人类健康,因此,预防锌缺乏是非常重要的。哪些人易发生锌的缺乏呢?主要有:处于迅速生长发育中的婴幼儿;怀孕期及哺乳期的妇女;胃肠道消化吸收不良的患者;蛋白质摄入不足的病人;食用以谷类蛋白质为主的人群;手术后及烧伤治疗的患者;糖尿病患者;慢性肝病及肾病患者;老年人;酗酒者。

  锌缺乏症状主要表现为:不爱吃饭,精神紊乱,伤口不易愈合,性机能减退及脱发。小儿突出表现为:生长迟缓。不爱睡觉、厌食,严重者有吃泥土等现象。如发现上述症状,应及时治疗。目前,我国预防和治疗锌缺乏的方法,是采用口服硫酸锌制剂,或服用含锌饮料,如“健宝”等。母乳是锌的良好来源,母乳喂养的儿童一般不致缺锌。牛奶中虽然含锌量也不算少,但由于牛奶中的锌易与大分子蛋白质相结合,不易吸收,所以幼儿应当采取母乳喂养。

  人类的食品中,不论动物还是植物性食品,几乎都含有锌,但因品种不同,含锌量有很大差异。一般情况下,动物性食品内锌的生物活性大,较易吸收和利用,植物性食品含锌少,且难以吸收和利用。这是因为谷物中含有较多的磷酸肌醇,能与锌结合成难溶性复合物,阻碍锌的吸收。另外,食物越是精细。烹调过程越是复杂,锌的丢失也越严重。在天然食品中,以各种瘦肉、肝、蛋、花生、核桃、杏仁、茶叶、可可中含量较高,一般都在20毫克/公斤左右,而牡蛎、鲱鱼的含锌量甚至超过1000毫克/公斤以上,可称“含锌食品之冠”,应注意选食。

  有些人一听说自己缺锌,就盲目补锌,甚至把含锌量高的食品当成“营养品”长期服用,从而造成人体中的高锌状态,这也不好,因为体内含锌量高也会给身体带来严重损害:

  其一,是减弱免疫功能。临床表明,低钙者和佝偻病患儿服锌过多后,免疫功能受损,抗病能力反而更为减弱,其原因是锌在镁离子存在的情况下,可以抑制吞噬细胞的活性。降低其趋化作用和杀菌能力。但这种作用,可被血清蛋白质和钙离子所抑制。

  其二,使胆固醇代谢紊乱。因为高锌可导致锌/铜比值增大,使体内胆固醇代谢紊乱、产生高胆固醇血症,容易引起动脉粥样硬化的发生。

  其三,是影响铁的利用。因为补锌过多可减少维生素C的含量和体内血液、肾脏、肝脏内的含铁量。同时大量的锌离子,可抑制铁的利用,导致人体发生缺铁性贫血。

  其四,是高锌可诱发某些癌症。如给鼠补锌过量易诱发癌肿,英国北威尔士等地,土壤中锌/铜比值高,癌的发病率也高,尤其是胃癌。

  那么,究竟食入多少锌合适呢?

  1973年世界卫生组织推荐的标准是:每人每日锌的总需要量,成年男女都是2.2毫克,孕妇为2.55~3.0毫克,乳母为5.45毫克。在不同的膳食中,锌的利用率差别很大,当膳食中锌的利用率为10%时,则成年男女、孕妇、乳母和少年,每日膳食中锌的供应量分别为22、25~30、54.5和28毫克。

  (3)铜。近年来科学家们发现,人体内缺乏铜元素是酿成冠心病的主要祸根之一,其原因是,铜不仅对构成心脏和动脉的三种结缔组织起重要作用,而且是形成胶原纤维所需要的酶和弹性蛋白不可缺少的成分。而胶原纤维能使心肌细胞互相粘合在一起,弹性硬蛋白则能使心脏和动脉管壁富有弹性,因此,铜对维护心血管的健康具有十分重要的作用。铜缺乏往往容易发生血胆固醇、甘油三酯和尿酸水平的升高,这些都是冠心病发病的征象。

  铜是血、肝、脑等铜蛋白的组成部分,是几种胺氧化酶的必需成分。缺铜动物中出现的血管弹性硬蛋白、结缔组织和骨胳胶元蛋白的合成障碍,就是由于组织中胺氧化酶活性下降的结果。在铜缺乏后期,肝脏、肌肉和神经组织中,细胞色素氧化酶的活性显著减弱。

  人体缺乏铜的临床表现,首先是贫血,估计随着长时间、高营养静脉输液技术的应用,在成人中因铜缺乏引起贫血的例数可能增加。此外,铜缺乏也可发生腹泻和Menks卷发综合征(是一种通过ⅹ- 键隐性遗传而来的先天性铜吸收缺陷),表现为:进行性智力活动低下,毛发角化障碍,出现卷曲,长骨干骺端异常,体温过低等。

  但若是铜过量,其表现是Wilson氏症,是一种常染色体隐性疾病,似乎由于体内的重要脏器如肝、肾、脑沉积过量的铜而引起。主要症状是胆汁排泄铜的功能紊乱,引起组织中铜贮留。铜蓄积于肝脏内,会引起肝脏损害,出现慢性。活动性肝炎症状。铜也可沉积于脑部,引起神经组织病变,出现小脑运动失常和帕金森氏综合症。

  人体对铜的需要量,婴幼儿膳食中的铜每日每公斤体重为80微克,少年儿童为40微克,成人为30微克。在牛羊肝、牡蛎、鱼及绿叶蔬菜中含铜较多。镉可明显减低铜的利用,饲料中的镉即使低至3微克/克时,对铜的吸收仍有不利影响。

  (4)铬。铬是人类新陈代谢的重要调节物质,是三大营养物质糖、蛋白质和脂肪合成,吸收和利用不可缺少的高效促进剂。在复杂纷纭的人体中,除红细胞、肾脏和脑细胞相对的不受胰岛素的影响外,其他组织和器官,特别是肌肉。脂肪组织和肝脏,无不备受胰岛素的左右,所以胰岛素有“生命之宝”的美称,然而,胰岛素的命运却常掌握在铬的手中。

  胰岛素在体内能否发挥作用,重要的一条是,是否具有活性,铬就是左右胰岛素活性不可缺少的物质。如果机体铬金属缺乏,胰岛素的活性便会降低,空腹高血糖、糖尿病、动脉血管粥样硬化和细胞衰老,随之便会降临于你的头上。如果人体中有充足的铬,不但可以防止这些疾病的发生,还可以促进生长发育,推迟细胞衰老。

  一般的说,妊娠妇女、经产妇、营养不良儿童、老年人、长期吃规定配方膳食者和用胰岛素治疗的糖尿病人最容易缺铬。

  人类铬的补充主要靠食物,因此,追求健康和长寿的人们,应注意自己的饮食搭配,务必多吃些动物肝脏、带皮马铃薯、新鲜蔬菜和面包。蜜糖等含铬较高的食物。有些药学专家目前正在致力开发含铬药物,可望不久的明天,铬这位“金属贱民”便会登上功赫显耀的药物“宝座”。

  (5)硒。硒具有Se2-、Se4-、Se6- 三种价,化学性质与硫很相近。硒能与机体内许多酶相结合,对这些酶可起抑制或激活作用。在这些酶中以谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)最重要,它的活性程度与血硒水平呈正比。 GSH-PX 可催化过氧化脂质的分解,降解过氧化氢,防止自由基形成,从而保护生物膜的稳定,使其不受氧化损害。如果血硒水平低下, GSH-PX的活性就相应降低,随之引起机体的各种病理改变。这种生物抗氧化剂的理论已成为解释心血管病、克山病、大骨节病、癌症等许多疾病生化和病理改变的重要依据。

  硒也可抑制某些酶的活性,从而延缓细胞的代谢过程,减少脱氧核糖核酸(DNA)在复制、转录和翻译过程中发生的错误,避免癌细胞的生成。硒可降解化学致癌物,使减轻或免除其对染色体的损害。硒还能有选择性地抑制癌细胞的生成,而不损害正常细胞。

  研究表明,人体精子的形成对硒有特异性的需要。因此,有人管硒称作生精元素。硒分布于动物的网状内皮细胞中,能促进抗体合成,增强免疫力。

  适量的硒可预防心肌梗塞、心绞痛、克山病、大骨节病、癌症等疾病。硒还可作为保健抗老药剂中的重要成分,用“硒治疗动物的缺硒性疾病十分有效。

  综上所述,硒是一种重要的微量元素,它对生物有两重性。适量的硒对于人类和动物是有益的,必不可少的。我国贫硒地区分布很广,人民的食物结构也不利于对硒的摄取,较美国、日本等国而言,我国人民机体的硒水平明显偏低。因此,我国人民需要改善食物结构,增加动物蛋白。若极端缺硒,可服用Na2 SeO3片剂,或硒酵母。

  (6)钴。钴也是人体中一种必需微量元素,正常成人体内总含量仅1.1~1.5毫克,各组织器官中以肝脏含量最高。肾脏次之。别看钴在人体中含量微少,可作用很大。

  钴的重要生理功能在于它能刺激造血系统加速造血并参与造血过程。它能促进肠道对铁的吸收,促进铁入骨髓中参与造血。钴盐可以增加血红蛋白的含量、促进血红细胞生成。这可能是因为钴刺激贮血器官加速释放有形成分,刺激骨髓加速造血作用,但钴主要还是通过维生素B12的形式而发挥重要生理作用的。在维生素B12中,钴占4%,它使维生素B12的生物活性提高数百倍甚至1000倍以上。人体缺钻可能出现血红细胞数减少,导致巨细胞性贫血,如果应用钴剂和维生素B12治疗,可以收到很好的效果。

  近年来国内研究报道,心血管疾病与缺钴有关。经分析,发现冠心病死者的心脏中钴浓度比正常人的明显偏低,主动脉中的钴浓度也偏低;血清钻浓度低的人,血压明显偏高。我国医学科研工作者对头发进行过大量分析,结果发现,心血管疾病患者的发钴含量都比健康人的低,因此可以根据发钴的含量来辅助诊断心血管疾病。人们还发现一个很有价值的线索,发钴特别低的心血管疾病患者,很可能发生,生心梗塞。因此,测定发钴在一定程度上还有预报心肌梗塞的价值。

  人体可能缺钻,但需要钻的量却甚微。有人提出,正常成人每日摄入300微克钻即能满足机体需要。海味、蜂蜜含钻量丰富,肉类则是钻和维生素B12 的主要来源,米、面粉、糖类也含钴,但粗粮比精粮含钴量高得多,一般来说,动物性食物不仅含钴量丰富,而且容易被吸收。长期素食的人有可能缺钴。

  人体不能缺钴,但也不能摄人体内过多。摄人量过多,可以引起中毒,而且目前尚无良好方法治疗。

  (7)镁。镁是维持机体正常所必需的矿物质之一,也是很多生化代谢过程中一个必不可少的元素,其中最重要的是参与体内能量代谢中二磷酸腺苷与三磷酸腺苷之间一系列磷酸化和脱磷酸的往复逆转反应,从而维护中枢神经系统的结构和功能,抑制神经、肌肉传导的兴奋性,保障心肌的正常收缩,冠状动脉的弹力和反应调节酶的活力,参与各种酶的反应以及保存组织内的钾离子等。

  若体内镁元素缺乏,容易产生情绪不安,易激动、手足搐溺、反射亢进。美国的一项研究结果表明,多数偏头痛患者的脑镁水平低于正常。医学家们对痛经患者调查发现,45%的患者体内的镁元素都在平均值以下,而每日摄取200毫克镁就可使痛经缓解。

  在儿科急诊中,常常有婴儿因惊厥而就诊,表现为全身阵发性痉挛、意识丧失、两眼上翻、固定,一天可发作多次,每次历时数秒钟到半小时。研究人员采用测定体内镁的含量的方法,发现镁含量明显下降,故用硫酸镁治疗,收到了良好的效果。

  近年来,镁和心血管疾病的关系,引起了人们的广泛注意。1973年,根据11个国家的报告,饮水硬度和心血管疾病死亡率呈负相关,即饮水硬度越高,心血管疾病死亡率越低。其原因是受组成水硬度的钙、镁两种元素的影响。因为钙镁含量高,可阻止心血管组织对有害因素如铅、镉等元素的吸收,从而达到保护心血管的作用。硬水对心血管疾病的有益作用,镁比钙似更重要。因而观察到,在冠心病死亡率高的软水地区和死亡率低的硬水地区的饮水中,水中镁含量之比为1∶4;而钙含量之比远没有这样显著。1978年有人证明,镁缺乏是心脏病发作的主要原因,其根据是当心脏病发作时血镁最低,随着症状的消失镁也恢复正常。

  临床上用硫酸镁、尼克酸镁、硫代硫酸镁治疗洋地黄中毒性心律紊乱。心肌缺血性心动过速和冠状动脉栓塞的急性发作,效果都较显著。其原因在于镁有抗栓塞,即促进纤维蛋白溶解和抗凝血的作用。动物实验证明,摄入足够的镁,可使血清胆固醇下降,并能改变血脂成分的比例。这也可能是镁治疗心血管疾病的有效因素之一。

  成年人每日需要镁200~300毫克,婴儿为40~70毫克;1~2岁为100毫克,2~3岁幼儿为150毫克;3~6岁为200毫克,6~10岁为250毫克。镁广泛地分布于植物中,肌肉和脏器中也较多,绿色蔬菜、大豆及其制品、玉米、水果等含镁较为丰富,植物的种子、谷物的皮壳中含镁量更高,但精制米面、白糖中含镁量极低。

  (8)锰。此为一切生物和人体代谢必需的微量元素,其总含量在人体虽只有12~20毫克,可是在人体里,到处有锰的踪迹,一切组织中都可以找到它,肝、脑、肾、胰及垂体内更是不可缺少。

  我国科学工作者经过大面积调查发现,90岁以上的长寿老人,头发中锰含量都较高。更能说明问题的是近年调查的事实,广西巴马瑶族自治县是我国长寿地区之一,百岁老人达十万分之十三点九,广东五华县和四会县可认为是非长寿地区,百岁老人分别是十万分之五和十万分之一点四,经过分析测定,发现巴马县水中锰含量明显高于五华和四会两县中锰的含量,而锌、铜的含量较两县水中的低。巴马县人的头发中锰的含量平均分别比五华和四会两县的约高1.5~3倍以上。锰与延年益寿的关系如何,目前没有确定认识,有人认为,人体缺锰可使机体抗氧化能力降低,从而加速了机体的衰老。

  锰与肿瘤发病率有关,经过化学分析,发现哈萨克斯坦的阿拉木图及芬兰的土壤中含锰较高的地区,居民癌症发病率都比较低,在我国四川盐亭、山西太行山食道癌发病率高的地区,居民的生活饮用水中和食物中锰的含量都较低。

  人到老年,较易发生骨折和骨质疏松症,过去,人们认为这与老年人缺钙有关,但最新的研究结果表明,老年人缺锰也是造成骨质疏松的原因之一。缺锰引起的骨质疏松,极易发生骨折,这与锰参与活化硫酸软骨素合成的酶系统,促进骨质合成的作用有关。硫酸软骨素和蛋白质复合物是维持骨胳硬度的重要物质。试验也证实,缺锰的动物会发生软骨发育不良的骨关节畸形疾患。

  锰与动脉硬化有关,美国人的动脉硬化发生率比亚洲和非洲人的高,原因固然不只一种,但美国人的主动脉内锰、铬含量较低可能是重要的因素之一。实验证明,锰能改善动脉粥样硬化者脂类代谢,防止进一步硬化。可见,缺锰与动脉粥样硬化有着密切的联系。但是,人们发现,心肌梗塞时,血清锰浓度明显升高,而且非常敏感,据此,测定血锰的含量可以作为心肌梗塞的辅助诊断方法。

  锰还与造血系统有密切关系,各种贫血病人血液中锰含量大都降低,缺锰可以引起骨骼畸形,还可以导致癫痫病。

  尽管缺锰可以引起多种疾病,倘若长期和锰接触而使体内锰含量过高也是不利于健康的,会发生锰中毒,损害中枢神经。

  人体需锰量不多,成人每日需5~10毫克。动物性食物含锰量低,植物性食物是供给身体锰的主要来源。小麦、稻米中含锰量较高,但加工愈精细,锰的含量愈少,所以要多吃粗粮。一些坚果类食品和扁豆、大豆、萝卜缨儿、大白菜中也含有较多的锰,茶叶和咖啡中含锰也很丰富。可供选择食用。

  (9)钼。也是人体必需的一种微量元素,它对生命的存在有关键作用,因为生物若不能把空气中的氮固定为硝酸盐,再为植物吸收而形成蛋白质,则一切生命势必完全死去,而钼正是这种固定空气中氮和固氮菌的必要成分。

  1931年,在南太平洋地区一次剧烈地震时,新西兰的纳皮尔城附近发生了沧海桑田的巨变,原来的一个浅海湾一夜间变成了小岛,此后,当地农民就在这块充满海底泥的肥沃土地上种植蔬菜,随着小岛出产的蔬菜大量上市,人们慢慢地察觉到:城里患牙痛病的人大为减少了,而邻近的哈廷斯城居民们仍为龋齿所苦。

  地震使牙痛减少的奇异现象,使医学家注意到岛上种植的蔬菜,经化学分析发现,这些蔬菜中钼的含量比邻近城市中的高出很多倍,正是这些钼治好了牙痛。研究表明,钼有明显的防龋齿作用,缺钼地区儿童的龋齿发病率很高,一旦增加钼的摄入量后,就收到明显的防龋齿作用。

  补充钼可以选用豆类、蛋白、猪肉、牛奶等含钼食品。除此外,还要注意人体本身对钼的吸收和利用,如果有胃肠功能紊乱者,应同时治疗,才能收到满意的效果。

  除上述微量元素对人体有重要作用外,还有一些微量元素对人体也很重要,它们是钒、锡、镍、硼、硅、锶、碘等,这里就不一一介绍了。

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