常量元素与微量元素课件

第六章 常量元素与微量元素 （矿物质） （mineral）,一、概 述,（一）概念 矿物质: 除碳、氢、氧、氮以外的其余元素. 常量元素: 含量大于体重的0.01%的元素。 包括钾、钠、钙、镁、磷、硫、氯7种； 微量元素： 含量小于体重的0.01%的元素。 锌、碘、硒、氟、铜、钼、锰、镍、钒、锡、硅、钴,（二）矿物质的特点,1、矿物质在人体内不能合成，必须由食物提供。 2、矿物质在人体内分布极不均匀。 3、矿物质之间存在着拮抗或协同作用： 4、某些微量元素在人体的需要量很小，但其生理剂量与中毒剂量之间相差很小，摄入过多，可产生中毒。,（三）矿物质的生理功能,1、参与组织和细胞的结构： 2、调节细胞膜的通透性、维持正常渗透压和酸碱平衡。 3、维持神经和肌肉的兴奋性： 4、调节功能： 参与构成的物质： 酶、激素、维生素、蛋白质和核酸 或多种酶系统的激活剂，参与许多重要的重理功能。,（四）矿物质缺乏,缺乏原因： 1、地球环境中各种元素分布不平衡。 2、食物中存在该元素的天然拮抗物。 3、食物加工不合理导致矿物质的损失 4、摄入量不足 5、生理需要量增加,二、钙 Calcium,钙在人体内的分布与功能,99%集中在骨骼牙齿中 （ 羟磷灰石结晶） 钙 （体重的2%） 与柠檬酸螯合或与蛋白质结合 1% 混溶钙池（miscible calcium pool） （软组织、细胞外液、和血液中）,钙的生理功能,构成骨骼、牙齿（99%）； 维持正常生理状态所必需（1%）： 心博 N-M兴奋性维持 血凝过程 酸碱平衡、渗透压维持,（二）钙的吸收与代谢,1、吸收： 部位：钙主要在酸性较高的小肠上段，特别是十二指肠内被吸收。 形式：以主动转运为主，浓度梯度高时也可扩散转运。 吸收率：吸收率较低（平均2030%）。 1.25-（OH）2-D3的营养状况是其主要的吸收因子,影响钙吸收的因素,膳食因素： 有利因素 某些氨基酸钙形成可溶性的钙盐 乳糖与钙合成低分子可溶性螯合物。 不利因素：草酸盐、植酸盐； 大量的脂肪消化吸收不良时 大量的膳食纤维 抗酸药、四环素、肝素 蛋白质摄入量不足 机体因素：维生素D的营养状况、年龄、肠道功能状况、生理需要量。甲状旁腺等。,影响钙吸收的膳食因素因素,几种常见蔬菜中钙和草酸的含量 （mg/100g鲜菜）,影响钙吸收的机体因素,1.25-（OH）2-D3的营养状况。 生理需要量。 年龄、 肠道功能状况 内分泌 ：甲状旁腺等。,2、钙的代谢,食物钙 占体重99% 肠道排出 尿液排出,小 肠,血浆钙,副甲状腺,降钙素,牙齿,骨骼,软组织 细胞外液,肾,2030%吸收,（三）长期钙缺乏的影响,佝偻病：儿童多见 骨质疏松症：主要多发于老年人 骨质软化：成年人尤其是多胎生育的妇女,婴儿佝偻病的表现,早期表现为多汗、好哭、睡眠不沉、易惊，枕部秃发。 病情进一步发展，可见孩子的肌肉松弛无力，可引起肠胀气致腹部膨隆犹如蛙腹。佝偻病患儿特征表现是由于骨骼病变所出现的症状： 枕骨或顶骨乒乓球有弹性感（ 6个月以下） 方颅、前囟门也偏大并前囟门迟闭（ 89个月） 肋串珠、“鸡胸”、肋缘的外翻（1岁左右）。 坐、立和走路晚并呈“0”型腿或“X”型腿。 此外，孩子的出牙也延迟，且容易发生蛀牙。,骨质疏松（osteoporosis）,骨质疏松 是全身骨骼成分减少的一种现象，主要表现为骨组织内单位体积中骨量减少，骨矿物质和骨基质随年龄的增加（或妇女绝经后）等比例的减少，骨组织的显微结构发生改变而致其骨组织的正常荷载功能发生变化。 临床表现：腰背疼、病理性骨折。椎体变形、体态变形致“龟背”出现，伴有周身骨骼的疼痛等症状，称为骨质疏松症，是一种全身性的骨骼疾病。,骨质软化（osteomalacia）,骨质软化是指一定单位体积内骨组织有机成分正常，而矿物质含量减少。因此，1g骨内的钙盐含量降低。骨发生软化。组织学上显示骨样组织钙化不足，常见骨小梁中央部分钙化，而外面围以一层未钙化的骨样组织。,2、食物来源与供给量,钙的供给量：成年人：800mg 妊妇、乳母：1500mg 青少年：1000 1200mg 钙良好的食物来源： 奶、豆类、虾皮、海带等。,常见食物中的钙含量（mg/100g）,名称 含量 名称 含量 名称 含量 人奶 34 韭菜 105 豌豆 84 牛奶 120 发菜 767 黑芝麻 280 奶酪 590 银耳 380 花生 67 干酪 900 木耳 357 带鱼 61 蛋黄 134 海带 1177 鲫鱼 48 标准米 10 紫菜 343 虾皮 2000 标准粉 24 大豆 367 猪肉 11 小白菜 93163 豆腐 240277 海蟹 208 大白菜 61 西瓜子 237 鳝丝 49,三、铁（iron）,（一）人体含量生理功能,铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量约为45g 血红蛋白中占总量的6075%， 功能铁 肌红蛋白中占总量的3% ， 含铁酶类占总量的1%（细胞色素、细胞色素 氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等）， 储存铁 占总量的25% （铁蛋白、和含铁血黄素）。,（一）生理功能,1、参与体内的内呼吸与外呼吸 铁是血红蛋白的原料，也是肌红蛋白、细胞色素酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的主要组成成分，在体内氧与二氧化碳的转运、交换以及组织的呼吸、生物氧化过程中起着重要的作用。 2、维持正常的造血功能： 3、参与其它重要功能：免疫、类胡萝卜素的代谢与转化、脂类转运、嘌呤及胶原的合成等。,（二）吸收与代谢,食物中的铁有两种形式：血红素铁和非血红素铁。非血红素铁主要以Fe（OH）3络合物的形式存在于食物中，与其结合的有机分子有蛋白质、氨基酸和其它有机酸等。此型铁必须先与有机分子分离，并还原成两价的铁才能被吸收。,食物中铁 有机物 运铁蛋白受体 内因子,铁-大分子,Fe+,Fe+-铁蛋白,Fe+ 小 肠 上 皮 细 胞,血红素Fe,影响铁吸收的因素,1、膳食中存在的磷酸、草酸、植酸、鞣酸等可与非血红素铁形成不溶性的铁盐而阻止铁的吸收。 2、咖啡、茶叶中含有多酚类物质也会影响到铁的吸收； 3、蛋类中因存在一种磷酸糖蛋白（卵黄高磷蛋白）的干扰，铁的吸收率也很低。（3%） 4、胃酸不足、抗酸药的使用也会影响到铁的吸收。,促进铁吸收的因素,1、 维生素C、半胱氨酸 将铁还原成亚铁离子并可与其形成可溶性螯合物，故有利于铁吸收。 2、鱼肉禽类中的肉类因子（meal factor） 可促进植物性食物中铁的吸收。 3、核黄素 对铁的吸收、转运与储存有一定的作用。,血红素铁吸收的影响因素,促进吸收：内因子（胃粘膜细胞分泌） 此型铁的吸收不受以上因素的影响,常见食物中的铁吸收率,大米 1% 玉米 3% 黑豆 3% 莴苣 4% 面粉 5% 蛋 3% 鱼 11% 血红蛋白 25% 动物肉及肝脏 22%,（三）缺乏症,营养性缺铁性贫血 （nutritional iron deficiency anemia,简称IDA） IDA的发展是逐渐的，机体缺铁分为三阶段： 1、铁减少期 2、缺铁性红细胞生成期 3、缺铁性贫血期,IDA的临床表现,起病缓慢，轻者可无明显症状，仅表现为面色苍白、口腔粘膜和眼结合膜苍白无血色。严重者有头昏、耳鸣、乏力、食欲低下、体重增长缓慢、记忆力减退、思想不集中。重度贫血者可有肝脾肿大，出现贫血性心脏病，红细胞数和血红蛋白均低于正常值。,（四）食物来源与供给量,食物中铁的主要来源：动物肝脏、全血、鱼类、肉类等。植物中一般含铁少，吸收率低。 铁的供给量（2000年AI） 男子15mg/日，女子20mg/日。,常见食物中铁的含量（mg/100g）,名称 含量 名称 含量 名称 含量 瘦肉 2.4 蛋黄 7.0 油豆腐 12.0 猪肝 25.0 虾子 69.8 大豆 11.0 猪肾 7.1 海带 150.0 黑豆 10.5 猪血 15.0 带鱼 1.1 标准粉 4.2 牛肉 9.0 海蛰 9.5 标准米 2.7 牛肝 6.6 黑木耳 185.0 糯米 6.7 牛肾 11.4 芝麻酱 58.0 菠菜 2.5 鸡肉 1.6 银耳 30.4 西瓜子 8.3 鸡肝 8.2 桂圆 44.0 黑枣 4.3,四、锌,锌是人体必需的微量元素，人体内锌含量为1.42.3g，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。,（一）生理功能,1.参与人体内许多金属酶的组成。 锌是机体内氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类与合成酶类等六大酶类200多种酶的组成部分，它们在组织呼吸以蛋白质、脂肪、糖和核酸等代谢中有重要作用。 2.促进机体的发育和组织再生。 锌是调节DNA复制、转译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分，锌不仅对于蛋白质和核酸的合成而且对于细胞的生长、分裂和分化的各个过程都是必需的。,3.促进食欲。锌可以通过参加构成一种含锌蛋白（唾液蛋白）对味觉与食欲起促进作用。 4.促进VA的正常代谢和生理功能。锌可参与VA还原酶和视黄醇结合蛋白的合成，促进视黄醛的合成与变构，促进肝中VA的动员。 5.促进性器官与性机能的正常发育。 6.保护皮肤健康。 7.参与免疫功能过程。,（二）锌缺乏,人类锌缺乏时性成熟推迟，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。牙买加一项研究提示，锌缺乏是蛋白质-热能营养不良婴儿免疫力缺乏的原因。,（三）食物来源与供给量,2000年中国营养学会推荐的RNI 为： 成年男子：15mg/d 成年女子：11.5mg/d 动物食品锌含量相对较高，海产品是锌的良好来源，奶和蛋次之，蔬菜、水果含锌量少。,五、硒,硒是维持人体正常生理功能的必需微量元素，成人体内硒总量为1421mg，肝、胰、肾、心、脾、牙釉质和指甲中含量最多，脂肪中含量最少，血硒与头发中硒可以反映体内硒的营养水平。,（一）生理功能,1.作为谷胱甘肽过氧化物酶的成分，能使细胞膜中的脂类免受过氧化氢和其他过氧化物的作用，从而保护了细胞膜和细胞。 2.促进生长发育。 3.保护心血管和心肌的健康。 4.解除体内重金属的毒性作用。硒和金属有很强的亲和力，是一种天然的对抗重金属的解毒剂。 5.保护视器官的健全功能和视力。谷胱甘肽过氧化物酶和VE可使视网膜上的氧化损伤降低；亚硒酸钠可使神经性视觉丧失得到改善。 6.抗肿瘤作用。,（二）硒缺乏,动物体内缺硒，红细胞中谷胱甘肽过氧化物酶的活性明显下降，我国已证实硒缺乏是引起克山病、大骨节病的一个重要原因。,（三）食物来源与供给量,我国1988年首次将硒列入供给量表中，儿童与少年为1550g，成人与老年人各年龄段皆为50g。 2000年中国营养学会RNI成年人50mg/d 海产品、动物内脏肝、肾等及肉类为硒的良好来源。粮谷类中随该地区土壤含硒量而异。,六、碘,（一）生理功能 碘是维持人体正常生理功能不可缺少的微量元素，它参与甲状腺素的合成。成人体内含碘总量为2050mg，其中20%存在于甲状腺中，其重要生理功能也是通过甲状腺素的生理作用显示出来的。,（二）碘缺乏病,长期膳食中含碘不足或长期摄入含抗甲状腺因子（-硫甙葡萄糖苷）的食物，可引起碘缺乏。 碘缺乏可引起碘缺乏病,碘缺乏病,地方性甲状腺肿 地方性克汀病 地方性亚临床型克汀病 影响生育：不育症、早产儿、死产、先畸形儿,克汀病（cretinism）,又称呆小症，是新生儿或幼儿时期甲状腺功能低下的表现，主要表现为大脑发育不全，智力低下。此外尚有骨形成及成熟障碍，表现为骨化中心出现延迟，骨骺化骨也延迟，致四肢短小，形成侏儒。头颅较大，鼻根宽且扁平，呈马鞍状，眼窝宽，加上表情痴呆，呈特有的愚钝颜貌。,碘缺乏病不仅表现为甲状腺肿大、克汀病、聋、哑、瘫痪。最主要的危害是缺碘影响胎儿的脑发育，导致儿童智力和体格发育障碍，造成碘缺乏地区人口的智能损害。 我国是碘缺乏病较严重的国家，此病由于分布广泛、危害严重，已成为社会关注、国家限期消除的疾病之一。,克汀病（cretinism）,又称呆小症，是新生儿或幼儿时期甲