1.4(2012)矿物质

无机盐及微量元素,【本章提要】,本章重点介绍了人体无机盐的组成、常量元素和微量元素等基本概念。论述了10余种常量元素和微量元素主要生理生化和营养功能，介绍了这些元素的主要来源，一般人群对无机盐的需要量，无机盐缺乏症与过多对人体健康的影响以及预防和纠正。,第一节人体无机盐组成及其生理意义,一、人体无机盐的组成人体内的无机盐总量超过人体体重的0.01%以上、分为常量元素和微量元素。常量元素：日需量大于100毫克的元素称为宏量元素，有钙、镁、钾、钠、磷、氯、硫7种。微量元素：总量低于人体体重的0.01%、日需要量在100毫克以下的元素称为微量元素，有铁、硅、碘、锌、镍、铜、锰、硒、等。其中人体必需的微量元素有8种，包括铁、锌、铜、硒、钴、钼、铬、碘。,二、无机盐的生理功能,无机盐是构成机体组织和调节生理功能以及维持生命活动的重要物质，故有“生命元素”和“无机营养素”之称。概括起来其生理意义有以下几个方面：1.无机盐是构成机体组织的重要材料，如钙、磷、镁是骨骼牙齿的重要成分，磷、硫是构成蛋白的成分。2.无机盐与蛋白质协同，维持组织细胞的渗透压，因而在体液移动和储留过程中起重要的作用。,3.酸性、碱性无机离子的适当配合，维持着机体的酸碱平衡。4.各种无机离子、特别是保持一定比例的钾、钠、钙、镁离子是维持神经肌肉兴奋性和细胞膜通透性的必要条件。,二、无机盐的生理功能,5.无机元素是维持机体某些具有特殊性生理功能的重要成分之一，如血红蛋白和细胞色素酶系中的铁、甲状腺激素中的碘和谷胱甘肽过氧化物酶中的硒。6.无机离子是很多酶系的激活剂或组成成分；如氯离子对于唾液淀粉酶，镁离子对于氧化磷酸化的多种酶类可起到激活作用。,二、无机盐的生理功能,由于新陈代谢，每天都有一定数量的无机盐从各种途径排出体外，因而有必要通过膳食予以补充。无机盐在食物中分布很广，一般能满足机体需要；从实用营养的观点看，比较容易缺乏的无机元素只有钙、铁、锌和碘，特别是对正在生长发育的儿童、青少年、孕妇和乳母，钙、铁或碘的缺乏较为常见。,二、无机盐的生理功能,第二节宏量元素,含量：成人体内含钙约为体重的1.5%2%，其中约99的钙集中于骨骼和牙齿中，约的钙以游离的或结合的离子态存在于软组织、细胞外液及血液中。,一、钙,(一)钙的含量、吸收与分布,(一)钙的含量、吸收与分布,吸收维生素D能促进钙的吸收；乳糖对钙的吸收也有促进作用，由于钙与乳糖螯合，形成低分子量可溶性螯合物所致；膳食蛋白质供给充足，有利于钙的吸收，可能由于蛋白质消化所释出的氨基酸与钙形成可溶性钙盐，因而促进钙的吸收。,分布：钙在人体内的分布与激素有关。维生素D和降钙素，它们可以促使钙在骨中沉积，从而降低血钙；甲状旁腺素，它可使骨中的钙游离入血，使血钙升高，从而使体内钙的分布处于动态平衡。雌激素的分泌减少可导致骨质钙丢失的加速，最终可产生骨质疏松。,(一)钙的含量、吸收与分布,(二)钙的生理功能,1骨骼和牙齿的主要组成成分：钙以羟磷灰石的形式构成骨骼，以磷酸钙的形式构成牙齿的主要结构。2.作为信号传递的信使:细胞内一些激素发挥作用时是以钙离子、激素与相应膜受体作用，使细胞膜的钙离子通道开放，增加细胞内钙离子的浓度，通过钙离子与钙调蛋白的结合，激活钙调蛋白激酶而发挥激素的刺激作用。,3.参与肌肉收缩钙离子与肌原蛋白C结合，使后者构型改变，引发一系列的改变，表现出肌肉收缩的现象。4.维持神经、肌肉细胞兴奋性血浆钙对维持神经和肌肉细胞的兴奋性有重要的作用。低血钙时，引起神经和肌肉细胞兴奋性增高；高血钙时，肌肉软弱无力。,(二)钙的生理功能,5.参与血液凝固钙使可溶性纤维蛋白原转变为纤维蛋白，形成凝血。6.酶的激活钙是某些酶的激活剂，如ATP酶、脂肪酶蛋白分解酶等需要钙才能被激活，发挥其催化活性。7.在维持酸碱平衡和渗透压方面也有一定的作用。,(二)钙的生理功能,(三)钙的供给量和主要食物来源,世界卫生组织()推荐的钙供给标准为：成年男女400500毫克/天，孕妇、乳母10001200毫克/天。中国营养学会对中国居民膳食钙推荐供给量为：成年男女800毫克/天，孕妇10001200毫克；乳母1200毫克。人体在高温环境中训练时，由于汗钙的丢失使钙的需要量增加。运动时发生肌肉抽筋现象，可能与钙、镁离子代谢紊乱有关。,食物中钙的来源以奶与奶类制品最好，不但含量丰富，而且吸收率高，是婴幼儿最理想的钙的来源。蔬菜和豆类含钙也较多。在儿童及青少年的膳食中加入食用骨粉亦为膳食中补充钙的有效措施。,(三)钙的供给量和主要食物来源,鸡蛋壳是碳酸钙构成。它质地疏松，非常容易和醋当中的醋酸发生化学反应，形成醋酸钙，每天若喝30ml这种蛋壳醋（3汤匙），即可获得450mg的钙。,日常补钙,(四)钙缺乏,钙缺乏儿童：生长发育迟缓、骨软化、骨骼变形，佝偻病。成人：骨质疏松症,Leftnormalbone,rightosteoporoticbone,Leftnormalbone,rightosteoporoticbone,二、磷,(一)磷的吸收与分布游离的磷酸盐在小肠的空肠段被吸收，其吸收过程与钙密切相关，钙磷的吸收有一个固定的比例，当食物中二者含量比例不适宜时，过多的一种便随粪便排出。钙磷的吸收与代谢都由维生素D和甲状旁腺素调节，这样才能以恒定的比例存在于血清中。,人体中的磷大部分存在于骨骼和牙齿之中；约有10的磷与蛋白质、脂肪结合形成磷蛋白、磷脂及磷酸盐的形式存在于细胞内及血液中,二、磷,(二)生理功能,1.磷和钙都是骨骼牙齿重要构成材料。正常人骨骼中含磷约占体内含磷总量的80。2.磷是构成组织细胞中很多重要成分的原料，如核酸、磷脂和某些辅酶等。3.磷还参与许多重要生化反应理功能，如碳水化物和脂肪的吸收和中间代谢都需要有磷酸化合物存在。4.三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（CP）中的磷具有储存和转移能量的作用。5.尿中磷酸盐排出的数量和形式有助于机体酸碱平衡的调节。,(三)磷的食物来源,磷广泛存在于动植物组织中，与蛋白质或脂肪结合成为磷蛋白、磷蛋白和磷脂等，也有少量其他有机磷和无机磷化合物；谷类种子中主要为植酸形式的磷，利用率很低；当用酵母发面时，或预先将谷粒浸泡于热水中，则可大大降低植酸磷的含量而增高无机磷酸盐的含量，从而提高其吸收率；在牛奶及奶制品、蛋类、豆类和绿色蔬菜等含有较多的磷，这些食物都是补充磷的很好来源。,三、镁,1.成年人体内70%以磷酸盐和碳酸盐形式参与骨骼和牙齿组成，为骨骼牙齿重要成分之一，25%的镁存在于软组织，主要与蛋白质结合成络合物。2.镁是细胞内阳离子，主要浓集于线粒体中，对很多酶系统、特别对于氧化磷酸化有关的酶系统生物活性极为重要。,(一)生理功能,3.与钙、钾、钠合作，共同维持肌肉神经的兴奋性。4.镁离子是维持心肌正常功能和结构所必需，实验性镁缺乏在动物可引起心肌坏死。镁有维持心脏正常节律的作用。5.镁可能还可维持核酸结构的稳定。,(一)生理功能,(二)供给量,一般认为成人每日的适宜供给量为200300毫克。镁普遍存在于各种食物中，一般膳食中镁不会缺乏；但长期慢性腹泻引起镁的过量排出，可出现镁缺乏。在运动强度大或减体重情况下，特别在高温环境下运动时镁的丢失较多。,(三)镁的食物来源,含镁丰富的食物有：小米、燕麦、大麦、豆类、小麦、肉类和动物内脏含镁也丰富，但奶中含镁很少。,四、钠,成人体内含钠有50%存在于细胞外液(如血液、淋巴液和消化液等)中4045存在于骨骼中，其余10%存在于细胞内。钠在肠道中易被吸收，体内仅有的钠通过粪便排出体外，其余的主要经肾脏排出。,(一)钠的吸收与分布,(二)生理功能,1.维持体液平衡与酸碱平衡。钠是细胞外液中主要的阳离子，它在维持渗透压和体液平衡方面起着重要作用。2.维持机体酸碱平衡，参与碳酸氢钠、磷酸氢钠缓冲系统的形成，它们在维持机体酸碱平衡方面起着重要作用。3.维持细胞膜的通透性。在许多物质通过细胞膜的转运过程中，钠离子起着重要作用，通过钠的作用，保证了细胞与外界进行物质交换的正常进行。4.维持神经肌肉的应激性。钠离子在神经传导兴奋过程中起着重要作用，钠维持神经肌肉的正常兴奋性。,(三)钠的来源与需要量,食物中钠的主要来源是烹调时使用的食盐、海产品、咸菜、咸鱼、咸肉、菜汤等。钠的需要量：我国的食盐用量一般在1115克左右。,五、钾,人体内钾的含量约为钠的2倍，98的钾分布于细胞内液，钾离子是细胞内液中主要的阳离子，2分布于细胞外液中，这一小部分钾对肌肉的活性有重要的作用。食物中的钾在小肠内易被吸收，经粪便排出甚微，钾主要经肾脏排泄。当体内钾的含量不足时，肾脏排钾量可以减少。,(一)钾的吸收与分布,(二)生理功能,1.调节体液的电解质和酸碱平衡。2.维持神经肌肉的兴奋性，并参与调节心肌的收缩过程。3.参与体内糖和蛋白质的合成代谢。当葡萄糖由细胞外液向细胞内转移时需要钾参与。在细胞内合成蛋白质的过程中，需要钾参与。当糖原和蛋白质的合成代谢增强时，钾的供给量也应增多。,(三)钾的来源,钾主要来源于植物性食物，如黄豆、绿豆、豆腐皮、海带、香菇、花椒、谷物、蔬菜和水果等都含有丰富的钾。,六、氯,氯在体内以离子的形式存在，它是细胞外液中主要的阴离子，约占人体中无机盐总量的。脑脊髓中氯的浓度最高，约为40毫克/100毫升，血液中氯的正常浓度约为340370毫克/100毫升，胃液中含有大量的氯离子，胃酸就是由盐酸构成的。氯在小肠内几乎全部被吸收，并经肾脏排泄。,(一)氯离子的分布与吸收,(二)生理功能,1.氯离子和磷酸氢根离子作为体内主要的负离子，在维持细胞内外的渗透压，酸碱平衡和水容量方面有重要的作用。2.氯离子还可激活胃蛋白酶。进入小肠的氯离子可刺激胰脏和小肠分泌胰液和肠液。,(三)来源与需要量,体内氯的主要来源是食盐，其他动物性、植物性食物中也含有氯。关于人体对氯的需要量没有明确的规定。,七、硫,(一)硫的分布硫是组成人体宏量元素之一，成人体内的含硫量约为175克，占体重的0.25%。(二)生理功能硫参与蛋白质、酶、硫胺素、谷胱甘肽和某些激素(如胰岛素、催产素、加压素等)的合成。摄入体内的硫主要以蛋白质的形态存在，其次以无机物形态的硫(如硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁等)存在。因此，当体内蛋白质食物供给合理时，对硫的需要量就可以得到满足。,(三)来源与需要量元素状态的硫和硫酸盐等无机物中硫不能被人体吸收利用，人体所需的硫，主要从食物蛋白质中的含硫氨基酸获得。只要摄取适量含硫蛋白质，就能满足机体对硫的需要量。瘦肉、牛奶、蛋类、豆类和花生都含有丰富的有机硫。,七、硫,第三节微量元素,一、铁(一)铁的含量、分布与吸收成人体内含铁存在于血红蛋白中运输氧气，肌红蛋白(Mb)贮存氧气，供肌细胞利用；以其他化合物形式存在，包括细胞色素氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等；以铁蛋白形式（储备铁)主要储存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中。,铁的吸收主要在小肠上部。首先是食物铁被胃酸作用释放出亚铁离子，然后与肠内容物中的维生素、某些糖及氨基酸形成络合物；这些络合物在十二指肠及空肠的碱性溶液中仍能维持溶解状态，有利于吸收。当身体失血后补偿或红细胞进行再生时，铁又将从铁蛋白中释出，进入血循环，运往需要铁的组织中去。,(一)铁的含量、分布与吸收,(二)生理功能,1.铁参与血红蛋白和肌红蛋白的组成，在氧和二氧化碳的运输和利用中起重要作用。缺铁严重时，可造成血红蛋白合成下降，出现缺铁或营养性贫血。2.铁是部分酶的构成成分，许多酶中含有铁，在氧化还原反应中发挥作用。3.铁与机体的免疫功能有关。缺铁使体液免疫和细胞免疫功能都受到不同程度的损害，使机体容易发生感染。4.铁是一些参与能量代谢和体温调节的辅助因子，缺铁将引起这些酶的生理作用发生改变。,(三)铁的需要量,成年男子每天供给5-9毫克铁即能满足生理需要；妇女除平时铁的经常性损失外，故供给量应比男子较多；孕妇和乳母供给量应适当增加；我国每日铁供给量：成年男子12毫克；成年女子平时12毫克；孕期和授乳期15毫克。,（四）铁的食物来源,膳食中铁的良好来源为动物肝脏、蛋黄、豆类和某些蔬菜。应用铁制炊具烹调食物也是铁的重要来源。,1.大枣大枣是一种滋补性很强补血的优良水果，营养价值很高；2.龙眼补血的水果之王；3.荔枝补肝养血，健脾理气；4.葡萄有补气血、强筋骨之功，历代中医均把它奉为补血佳品；5.甘蔗铁的含量特别多，居水果之首，故甘蔗素有“补血果”的美称。6.柚子可促进伤口愈合，对败血病等有良好的辅助疗效；,10大补血水果,7.橘子它含有丰富的果酸、维他命和微量元素硒；8.石榴含有多种人体所需的营养成分，果实中含有维生素C及B族维生素，有机酸以及钙、磷、钾等矿物质；9.猕猴桃被认为是营养密度最高的水果，可补充身体中的钙质，增强人体对食物的吸收力，改善睡眠品质；10.樱桃樱樱桃中含铁5.9毫克，远高于其他大多数水果。的大枣中铁含量才1.2毫克（鲜品）。与此同时，樱桃还含有较多的维生素C和少量的有机酸，维生素C和有机酸都能促进铁吸收，提高肠道对铁的吸收率。,10大补血水果,二、碘,碘的主要功能是参与甲状腺素的构成。20在甲状腺中。健康成人甲状腺含碘约8毫克，而地方性甲状腺肿患者可降至1毫克以下。,(一)生理功能,(二)供给量,一般认为成人每日能摄入100200微克的碘，即能满足生理需要。但对强度体力劳动、孕妇、乳母以及正在生长发育的青少年，每日供给量应予适当增加。,（三）食物来源,机体所需要的碘可以从饮水、食物及食盐中取得。这些物质中的含碘量主要决定于各地区的生物地质化学状况。一般情况下，远离海洋的内陆山区，其土壤和空气中含碘较少，因而水和食物中的含碘量也不高。碘主要来源于海产食品，如海带、紫菜、海蜇等。,（三）碘缺乏,甲状腺肿(goiter),甲状腺肿(goiter),（三）碘缺乏,三、锌,1.锌是很多金属酶的组成成分或酶的激活剂。2.锌与RNA、DNA和蛋白质的生物合成有密切联系。3.唾液中的锌蛋白对味觉和食欲有促进作用。4.锌可促进性器官正常发育和性机能正常。5.锌有益于皮肤健康。6.锌还可增强人体免疫机能，参与维生素A还原酶和视黄醇的结合蛋白的合成。,(一)生理功能,(二)锌的需要量与食物来源,国外报道，成人每日为15毫克，儿童10155毫克，妊娠妇女155毫克，乳母275毫克，我国尚无规定。在运动期间给人体补充锌可以提高无氧糖酵解能力，对发展肌力和速度耐力有良好作用。锌在食物中分布广泛。含锌丰富的食物有海产食品物肝脏、花生、鱼、蛋、奶、肉及粗制谷物食品等。,四、铜,1.铜为体内很多金属酶的组成成分，如血浆铜蓝蛋白、细胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶（SOD）等。2.血浆铜蓝蛋白是一种多功能氧化酶，其重要作用之一是催化Fe2+氧化成为Fe3+，从而有利于体内储备铁的动用和食物中的铁吸收。3.Cu-SOD主要存在于红细胞、肝脏及脑组织中，也可消除超氧阴离子自由基对机体的毒性。4.铜在人体内所起的作用与铁密切相关。,(一)铜的生理功能,5.铜能促进