微量营养素一矿物质

1,微量营养素(一）矿物质,一、矿物质,人体重量的96%是由碳、氢、氧、氮等构成的有机物和水分,其余4%则由数种不同的无机元素组成，它们是机体灰分的组成成分，在这些元素中，已发现有21种元素是构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需，营养学上称这类营养素为矿物质或无机盐.,2,一、矿物质 （一）相关概念,1、矿物质：构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需的元素中除主要以有机化合物形式存在的元素碳、氢、氧、氮外，其余元素统称为矿物质或无机盐。,2、常量元素（常量矿物质）：是指无机盐中在人体内含量较多，每日需要量在100mg以上者。 常量元素有钾、钠、磷、硫、钙、镁、氯等。,3、微量元素：是指无机盐中在人体内含量较少，每日需要量在100mg以下上者。 微量元素有铜、铁、锌、锰、钴、碘、硒、钼、镍、硅、钒、铬、氟、锡等。,微 量 营 养 素,3,一、矿物质,（二）含量及布,（1）无机盐在人体内含量随年龄的增长而增加，但元素间比例变动不大。,（2）无机盐在体内分布极不均匀。 如钙、磷主要存在骨和牙齿中，铁集中在红细胞，碘在甲状腺，钴在造血器官，锌在肌肉组织，钒在脂肪组织中等。,微 量 营 养 素,4,一、矿物质,（三）代 谢,无机盐与其它营养素在体内代谢方式不同,不能在体内合成，只能从膳食和饮水中摄取。,不能在体内代谢中消失，只能通过一定途径（如肾脏、肠道、皮肤等）排出体外。,微 量 营 养 素,5,一、矿物质,（四）主要生理功能,1、是构成机体组织的重要组成部分。如骨骼、牙齿中含有钙、磷、镁。,2、是细胞内外液的组成成分，对维持细胞内、外液的渗透压和物质交换起重要作用。,3、维持体液酸碱平衡。矿物质能促进无机盐中金属离子和非金属离子的相互配合以及重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用，共同维持体液pH值的稳定。,微 量 营 养 素,6,一、矿物质,（四）主要生理功能,4、维持神经、肌肉的兴奋性。,各种组织中的钠、钾、钙、镁离子浓度保持一定比例，是维持神经及肌肉兴奋性、细胞的通透性及细胞正常功能发挥的必要条件，具体关系是：,微 量 营 养 素,7,一、矿物质,（四）主要生理功能,5、无机盐参与构成机体内具有特殊功能的物质。如血红蛋白和细胞色素酶系统中的铁、谷胱甘肽过氧化物酶中的硒等。,6、是生物酶系统中的辅助因子、激活剂。如钙离子是凝血酶系统的激活剂等。,微 量 营 养 素,8,二、常量元素,(一）钙,钙是人体内含量最多的一种常量元素，其中99%集中在骨骼和牙齿中，主要以羟磷灰石结晶Ca10(PO4)6. (OH)2形式存在，少量为无定型钙（水合磷酸钙）。,体内其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与蛋白质结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液和血液中，称为混溶钙池。,混溶钙池中的钙与骨骼、牙齿中的钙和体外环境维持着动态平衡，称为钙平衡，维持体内细胞正常生理状态。由甲状旁腺激素（PTH）、降钙素(CT)和维生素D互相调节着钙平衡关系。,微 量 营 养 素,9,二、常量元素,(一）钙,1、生理功能,（1）是构成骨骼和牙齿的主要成分，并对骨骼和牙齿起支持和保护作用。,骨骼和牙齿是人体中含钙最多的组织。骨骼中的钙，在正常情况下在破骨细胞的作用下不断地被释放，进入混溶钙池。另一方面，混溶钙池中的钙不断沉积于成骨细胞中，如此使骨骼不断更新。幼儿骨骼约每12年更新一次，以后随年龄增长，更新速度减缓，成年时每年更新24%，约700mg/d，1012年更新一次。,微 量 营 养 素,10,二、常量元素,(一）钙,1、生理功能,（2）维持神经与肌肉活动。,包括神经肌肉的兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动。有人认为，某些高血压与钙不足有关，现已有研究证明，补钙可降低妊娠诱发的高血压发病率。,（3）促进体内某些酶的活性。,钙对许多参与细胞代谢的大分子合成、转变的酶都有调节作用，如三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶及一些蛋白质分解酶等。,（4）钙还参与血凝过程、激素分泌，维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性。,微 量 营 养 素,11,二、常量元素,(一）钙,人体对钙的吸收受人体对钙的需要量及某些膳食因素的影响，主要有： (1)人体对钙的需要量大的，对钙的吸收率也较大。,（2）维生素D的适当供给、肠道内的酸性环境和适宜的钙、磷比例有利于钙的吸收。,(3)乳糖可与钙形成可溶性糖钙复合物，有利于钙透过肠壁以增进吸收。 乳糖可与钙螯合，形成低分子可溶性络合物，而且当其被肠道菌分解发酵产酸，使肠腔pH降低，均有利于钙吸收。,3、影响钙吸收的因素,微 量 营 养 素,12,二、常量元素,(一）钙,3、影响钙吸收的因素,(5)膳食中草酸、植酸等酸性物质可与钙结合成难以吸收的盐类，使钙的吸收率降低。,（6）膳食纤维中的醛糖酸(aldonic acid)残基与钙结合干扰钙的吸收。,（7）膳食中脂肪过高或脂肪消化吸收不良，可使未被吸收的脂肪酸与钙形成钙皂，降低钙的吸收。,微 量 营 养 素,(4)膳食蛋白质充足，由于钙可与氨基酸结合成可溶性络合物，有利于钙吸收。但如摄入过多而超过需要，可使尿钙排出增多。,13,二、常量元素,(一）钙,8、钙的缺乏症及过量的中毒症,（1）钙缺乏主要影响骨骼的发育和结构。（临床症状表现为婴幼儿的佝偻病和成年人的骨质软化症及老年人骨质疏松症。）,（2）过量摄入将导致高的血清钙。（导致消化系统、血清系统及泌尿系统的疾病。）,微 量 营 养 素,14,二、常量元素,(二）磷,磷含量占人体体重的1%左右，总磷量的8590%以羟基磷灰石形式存在于骨骼和牙齿中。其余1015%与蛋白质、糖、脂肪及其它有机物结合分布几乎所有组织细胞中，其中一半左右在肌肉。,软组织和细胞膜中的磷大部分为有机磷，体液中的磷都是磷酸盐。血磷大部分为有机磷。血磷大部分能自由通过肾小球膜，少量与蛋白质结合不能通过。,血磷、骨磷以及细胞代谢的有机磷化合物处于平衡状态，由甲状旁腺激素、降钙素以及1,25-(OH)2VD起调节作用。,微 量 营 养 素,15,二、常量元素,(二）磷,1、磷的生理功能,（1）是骨骼、牙齿以及软组织的主要成分 ，保证骨骼和牙齿的形成和正常功能 。,（2）磷酸盐能调节能量的释放。,机体代谢中能量多以ADP磷酸能量 ATP及磷酸肌酸形式贮存。需要时释放（上式逆反应），即ADP、ATP、磷酸肌酸等作为贮存、转移、释放能量的物质。是细胞内化学能的主要来源。,（3）是酶的重要组成成分。,体内许多酶如焦磷酸硫胺素（TPP）、磷酸吡哆醛、辅酶（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）、辅酶（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）等辅酶或辅基都需要磷参与。,微 量 营 养 素,16,二、常量元素,(二）磷,1、磷的生理功能,（4）磷酸盐能参与物质活化。,B族维生素只有经过磷酸化才具有辅酶的作用，分别组成辅酶TTP、FMN（黄素单核苷酸）及FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）、NAD（辅酶）及NADP（辅酶）。,碳水化合物和脂肪的中间代谢与吸收，均需先经过磷酸化后成为如葡萄糖-6-磷酸等才能继续进行。,（5）磷酸盐有参与调节体液酸碱平衡的作用。,磷酸盐能与氢离子结合，并以不同形式的磷酸盐从尿中排出，调节体液的酸碱度。,微 量 营 养 素,17,二、常量元素,(三）镁,人体内含镁2028 g，其中3/5集中在骨骼，2/5分散在肌肉和软组织。,1、生理功能,（1）体内镁以磷酸盐、碳酸盐的形式参与构成骨骼和牙齿。,（2）在组织细胞内，镁与多种生化反应有关，镁几乎涉及生命活动的各个环节。,（3）镁是心血管系统的保护因子。,（4）镁盐有利尿和导泻作用。,（5）镁在细胞内与钙、钾、钠等正离子以及其它的负离子协同，维持体内的酸碱平衡和神经肌肉的应激性。,微 量 营 养 素,18,二、常量元素,(三）镁,2、缺乏症,（1）原因：酒精中毒、恶性营养不良及急性腹泻等。,（2）主要症状：肌肉痉挛（颤抖、抽搐）、心率过快、倦怠、恶心，严重时可导致精神错乱。,3、食物来源,（1）植物食品含镁较多，如大豆、花生、芝麻、全谷、绿叶蔬菜。动物食品一般含镁较少。,（2）某些食品加工过细，镁大部分被损失，如精制的白糖几乎不含镁。,4、供给量,我国居民磷的适宜摄入量成人为350mg/d,可耐受最高量为700mg/d,微 量 营 养 素,19,二、常量元素,(四）其它常量元素,微 量 营 养 素,20,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，约45g，在体内含量随年龄、性别、营养状况、健康状况不同而有异。,功能铁：6075%存在于血红蛋白，3%在肌肉，1%存在于含铁酶类和运输铁中。,贮备铁：约占体内总铁量的2136%，以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在于肝、脾和骨髓中。,1、体内铁的存在形式,21,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,2、膳食铁的存在形式,（1）非血红素铁（主要存在于植物性食品中）,特点：影响其吸收的因素较多。因为在吸收前，必须与结合的有机物（如蛋白质、氨基酸、有机酸等）分离，并且在转化为亚铁后才能被吸收。,（2）血红素铁（主要存在于动物性食品中）,特点：影响其吸收的因素较少。因为在吸收时，不受膳食中磷酸、植酸的影响。,22,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,3、生理功能,（1）铁为一些含铁酶的组成成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。,（2）铁与红细胞的形成和成熟有关。,（3）铁参与许多重要的功能。 如催化-胡萝卜素转化为维生素A、嘌吟与胶原的合成、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏中的解毒等。,23,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,4、影响膳食铁吸收的主要因素,（1）体内铁的需要量与贮存量对铁的吸收有影响。当贮存量多时，吸收率降低；反之亦然。 由于被吸收入肠粘膜的铁与一种脱铁蛋白结合，形成贮存形式的铁蛋白，当身体需要铁时，铁从铁蛋白中释放，与称为运铁蛋白的-球蛋结合而被带入血液循环，运往需铁的组织中。失去铁的脱铁蛋白又与新吸收的铁结合，再次形成铁蛋白，当达饱和时，铁吸收量相应减少甚至停止吸收。,（2）膳食铁的存在形式对其吸收率影响很大。血红素铁吸收过程不受其它膳食因素的干扰；非血红素铁则相反。,（3）核黄素有利于铁的吸收、转运和储存。,24,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,4、影响膳食铁吸收的主要因素,（4）植物性食品中的草酸、磷酸以及存在于茶叶及咖啡中的多酚类物质抑制铁的吸收。,（5）胃中胃酸缺乏或过多服用抗酸药物，不利于铁离子释放，阻碍铁的吸收。,（6）维生素C、某些单糖、有机酸、动物肉类及肝脏能促进非血红素铁的吸收。 维生素C阻止铁离子沉淀以及保持工作状态，也可能是与铁离子螯合为小分子可溶性单体，而利于小肠粘膜上皮细胞吸收。 某些单糖（如葡萄糖）、有机酸（如胱胺酸、赖氨酸、柠檬酸等）可与铁离子螯合为可溶性络合物，有利于铁的吸收。 动物肉类及肝脏促进铁的吸收，原因未明，暂称为肉因子(meat factor)或肉鱼禽因子(MFP factor) 。,25,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,5、铁缺乏和缺铁性贫血,体内缺铁时，铁耗损分为三个阶段,（1）铁减少期（ID）。表现为贮备铁耗尽，血清铁蛋白浓度下降。,（2）红细胞生成缺铁期（IDE）。除血清铁蛋白浓度下降外，血清铁也下降，同时铁结合力上升（运铁蛋白饱和度下降），游离原卟啉浓度（FEP）上升。,（3）缺铁性贫血期（IDA）。血红蛋白和红细胞压积（比容）下降。,据此可以认为，在进行人体铁营养状况调查时，仅检测血红蛋白和红细胞比容是不能早期发现铁缺乏。,26,微 量 营 养 素,三、微量元素,（一）铁,8、过量与中毒,急性中毒,原因：一些儿童将包装精美并有糖衣或糖浆的铁补充剂误当糖果食用后发生中毒。,主要症状：消化道出血，甚至死亡。,慢性中毒,原因：由于长期过量服用铁补充剂或慢性酒精中毒使铁吸收增加而引起。,主要症状：皮肤铁血黄素沉积、糖尿、肝硬化等。,27,微 量 营 养 素,三、微量元素,（二）锌,人体含锌22.5g，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤、血液中。这些组织中的锌以视网膜、脉络膜、前列腺中锌含量最高。,血液中红细胞膜上锌浓度较高，红细胞中的锌主要以金属酶、碳酸酐酶、碱性磷酸酶的形式存在。,血浆中锌主要与蛋白质相结合，有一小部分与运铁蛋白、金属硫因及核蛋白结合，游离锌含量很低。,28,微 量 营 养 素,三、微量元素,（二）锌,1、生理作用,（1）许多酶的组成成分或酶的激活剂。,目前已知含锌的酶有200多种，如乳酸脱氢酶、羧肽酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。锌参与RNA、DNA聚合酶原的激活。,（2）促进生长发育和组织再生。,如锌参与RNA、DNA聚合酶原的激活，而DNA聚合酶对DNA复制、翻译、转录起调节作用，DNA与蛋白质、核酸的合成，细胞的生长、分裂、分化各过程都有关系。锌对于促进胎儿生长发育很重要。对于促进性器官和性机能的正常发育起着很重要的作用。,29,微 量 营 养 素,三、微量元素,（二）锌,1、生理作用,（3）促进维生素A代谢。,锌在体内有促进视黄醇（维生素A）的合成和构型的转化，参与肝中维生素A动员，维持维生素A浓度稳定，对于维持正常暗适应能力有重要作用。锌对于维持皮肤健康有重要的作用。,（4）促进食欲。,锌可能参与唾液蛋白的构成，对味觉和食欲发生作用。,（5）提高免疫功能。,锌参与维护与保持免疫反应细胞的复制。,30,微 量 营 养 素,三、微量元素,（二）锌,3、缺乏症,生长期儿童缺锌主要症状为：生长迟缓，食欲不振，味觉迟钝（异食癖）甚至丧失（厌食症），伤口不易愈合，易感染，免疫力下降等。,4、过量与中毒,原因：可能发生于治疗过程中过量服用锌补充剂或用锌容器储存食品。,主要症状：恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻等。,31,微 量 营 养 素,三、微量元素,（二）锌,5、 供给量与食物来源,同位素实验研究发现每日需锌6mg，考虑到不同膳食中的锌吸收率不同，其供给量亦有异。曾测得锌吸收率在12 59%。,WHO(1997)按锌吸收率为20%计算，推荐的供给量的012月龄6mg，110岁8mg，男性1117岁14mg，大于18岁11mg，女性1013岁13mg，14岁以上11mg，妊娠妇女15mg，授乳妇女为27mg。 我国RNI成人男子为15.5 mgd、女子为11.5 mgd；UL成人男女分别为 45 mgd和37 mgd。,32,微 量 营 养 素,三、微量元素,（三）碘,成人体内仅含碘25 50 mg，约有15mg集中在甲状腺中，其中甲状腺素(T4)占162、三碘甲腺原氨酸(T3)占76、一碘酪氨酸(MIT)占327、二碘酪氨酸(DIT)占334，其他碘化物为101。血液中碘主要为蛋白结合碘(PBI)为36g /dl。,食物中的碘进入消化道后，约1h内大部分被吸收，以I-形式进入血液循环，并在肾脏、唾液腺、胃黏膜及甲状腺等处浓集，但只有甲状腺能利用碘合成甲状腺素，而且浓集碘的能力最强。被浓集在甲状腺滤胞细胞内的I-，通过过氧化物酶的作用迅速氧化成I0，I0又立即与已激活的酪氨酸结合生成一碘酪氨酸和二碘酪氨酸，二者再经耦合作用生成有活性的甲状腺素，即前述的T4和T3。,33,微 量 营 养 素,三、微量元素,（三）碘,1、生理功能,碘在体内的唯一功能是用来合成T4、T3。 故其作用也通过甲状腺素的作用表现出来。主要表现为：,(1)促进生物氧化，协调氧化磷酸化过程，调节能量转化。,(2)促进蛋白质合成，调节蛋白质合成和分解。,(3)促进糖和脂肪代谢。,(4)调节组织中水盐代谢。,(5)促进维生素的吸收和利用。,(6)活化酶，对生物氧化和代谢都有促进作用。,(7)促进神经系统发育、组织的发育和分化。,34,微 量 营 养 素,三、微量元素,（三）碘,3、缺乏症,造成地区性缺碘的原因,地表的地质化学状况影响着饮水和食物的含碘量。,海洋中含有丰富的碘，在日光照射下，碘被蒸发并随水蒸气在气流的推动下向沿海地区移动，与雨水或尘埃一起降至地面。因此沿海地区水源和土壤中含碘较多，其生长的植物、动物碘含量较高。而远离海洋的内陆地区，其空气、土壤、饮水和食物中碘含量都不高，造成地区性人群碘缺乏。,35,微 量 营 养 素,三、微量元素,（三）碘,3、缺乏症,（1）地方性甲状腺肿大（大脖子病或瘿病）。是由于饮食中长期碘摄入不足或生理需要量增加，可导致甲状腺素合成不足，促进甲状腺分泌甲状腺素增加，引起甲状腺代偿性增大、肥大，出现甲状腺肿大。青春期、孕妇、乳母中最易发。,（2）地方性克汀病（呆小症）。是由于胎儿及婴儿期严重缺碘引起的中枢神经系统损害，甲状腺功能低下及生长发育停滞为主的病变。,据WHO统计，全球有4亿多人缺碘，儿童痴呆中80%是由缺碘所致。,36,微 量 营 养 素,三、微量元素,（三）碘,4、碘缺乏的预防,（1）食用碘化食盐。即在食盐中加入碘化物或碘酸盐，加入量可以控制在1：200001：50000。,（2）食用碘化食油。即将含碘3035%的碘化油用食用油稀释至6万30万倍。 （3）食用含碘丰富的海产品。如海带、紫菜、发菜、淡菜等。,37,微 量 营 养 素,三、微量元素,（三）碘,5、过量与毒性,碘过量的原因,摄入含碘高的海产品过多、含碘高的水作为饮用水大量食用。,治疗甲状腺肿等疾病时使用过量的碘剂。,预 防,碘过量可以造成高碘甲状腺肿，只要限制高碘饮食物和治疗相关疾病时注意碘剂量。,心率加速、气短、急躁不安、失眠、多汗及食欲亢进 。,主要症状,38,微 量 营 养 素,三、微量元素,（四）硒,硒在人体内总量为1420mg，广泛分布于所有组织和器官中，浓度高者有肝、胰、肾、心、脾、牙釉质及指甲，脂肪组织最低。,1、生理作用,（1）硒是谷胱苷肽过氧化物酶(GSH-Px)的重要组成成分，硒主要是通过GSH-Px发挥抗氧化作用，防止氢过氧化物在细胞内堆积及保护细胞膜。,（2）硒是一种天然的抗重金属的解毒剂，能减轻体内