第一讲 化学元素与生命ppt课件

生命、营养与健康,海南大学农学院闵义,第1讲：化学元素与生命第2讲：营养与健康概论第3讲：碳水化合物（食糖、淀粉、糖原和纤维）第4讲：蛋白质和氨基酸第5讲：脂（脂肪、油、磷脂和胆固醇）第6讲：三大营养物质代谢与健康第7，8讲：特殊功能的营养素（维生素、生物活性物质）第9，10讲：食品安全与健康,原始的生命物质完全可以在没有生命的自然条件下产生1953年Miller模拟原始地球的环境制造出多种氨基酸、核糖核苷酸和脂肪酸等多种生物大分子1959年在澳大利亚落下的一颗炭质陨石中发现了多种氨基酸和有机酸，这些氨基酸的构象是以D型和L型混合形式出现的，而地球生命的氨基酸都是L型的，这排除了地球污染的可能性生命的功能源于化学水平生物的进化源自海洋，人体生命元素与海水元素浓度的密切相关：人体生命元素均属于海水中较高浓度的元素；生命有害元素则多为海水中低浓度元素,化学元素与生命,返回,人类机体元素与地球化学元素密切相关元素地球化学太阳：由64种元素构成；月球：岩样中含66种元素；地球：存在94种元素。人体中含有近60种元素，至少约有25种是人体必需生命元素人体血液中元素与地球化学元素丰度密切相关生命的有机体与自然环境刻进行着化学物质交换,返回,人体中化学元素的分布、分类必需元素与人体的健康*必需元素浓度与生物效应的关系*必需常量元素与人体的健康*必需微量元素与人体的健康地方性氟病、克山病、大骨节病,第一节人体中化学元素,1、人体内的元素含量分布,1.按人体中的含量分类常量元素：占人体重量的0.01%以上包括11种元素,第二节人体中化学元素的分类,碳(C),氢(H),氧(O),氮(N)(96%)钙(Ca),镁(Mg),钠(Na),钾(K)硫(S),磷(P),氯(Cl)(99.95%),微量元素：占人体重量的0.01%以下大约十几种元素钒(V),铬(Cr),锰(Mn),铁(Fe)钴(Co),镍(Ni),铜(Cu),锌(Zn)钼(Mo),碘(I),硒(Se),锡(Sn)硅(Si),氟(F),硼(B),有害（污染）元素：铅(Pb)镉(Cd)汞(Hg)铍(Be)砷(As3+)铬(Cr6+),第三节必需常量元素与人体健康,（一）必需元素浓度与生物效应的关系,（二）必需常量元素与人体健康,碳(C)氢(H)氧(O)氮(N)以水和有机物形式存在占人体重的96%生命活动中需要量最大最重要的元素,2.钙(Ca)人体含量最多的一类无机盐成人体内含Ca1200g占体重1.52%骨骼，牙齿-99%软组织，血液，细胞外液-1%,钙的生理功能,2)钙含量与健康的关系血Ca2+浓度过高:神经传导和肌肉反应迟钝过低:神经传导和肌肉反应过敏,人体缺钙：儿童-骨质生长不良，骨化不全成人-软骨病，易骨折，瘫痪，高血压，脑血管病,3）人体缺钙的原因食物缺钙特殊阶段需钙量增加存在影响钙吸收的因素,4）影响钙吸收的因素维生素D，乳糖，蛋白质肠内酸度，胆汁脂肪年龄和肠道状况其他,5）钙的食物来源乳制品，蛋类，蔬菜和豆类其他,那些钙的美丽传说到底需要多少钙谁最容易缺钙钙从何处来我到底要不要补钙,3磷(P)含量600900克，占人体重1%第二多的无机盐1)存在：骨骼，牙齿-87.6%体液，血细胞,2)磷的生理功能,3）磷的吸收和利用经酶转化为磷酸盐而被吸收影响磷吸收的因素4）磷的食物来源肉，鱼，虾，蛋，奶豆类，杏仁，核桃，蔬菜,4)磷的供应量成人：1.3-1.5g/儿童：1.0-1.5g/日,4镁(Mg)占人体重量0.05%1)存在：骨骼，牙齿-70%以上软组织，体液,2）镁的生理功能骨骼，牙齿的重要成分形成多种酶的激活剂，维持心肌正常功能3）镁含量与健康的关系缺镁：冠状动脉病变，心肌坏死，抑郁，肌肉无力，晕眩,4）镁的食物来源蔬菜，水果肉，脏器,5钠，钾，氯1)含量：Na0.15%K0.35%Cl0.15%2)存在：一切组织细胞内：K+多细胞外液：Na+多,3）生理作用控制电解质平衡，维持渗透压维持神经，肌肉适当的应激水平维持蛋白质于溶液中调节血液的粘稠度,4）与人体健康的关系缺钠：头晕，乏力，易患心脏病，低钠综合症，水肿多钠：易患骨癌，食道癌，膀胱癌，高血压，心脏病,高钾：四肢发凉，动作迟缓心跳减慢缺钾：心肌损伤，肌肉无力，水肿,6硫,含硫氨基酸：甲硫氨酸、胱氨酸、半胱氨酸。胶原蛋白、角蛋白中含有丰富的硫，硫被称为自然界中的“美丽矿物质”。鸡蛋是硫的最佳来源硫对关节炎、皮肤病症的治疗非常重要。,第四节必需微量元素与人体健康1铁1）含量：45克2）存在：血红蛋白(6070%)肌红蛋白(3%)细胞色素酶(0.2-1%)铁蛋白，血黄素,3）生理功能：造血血红蛋白和含铁酶的成分运输O2,CO2氧化还原酶反应中传递电子,4）铁含量与人体健康缺乏症：低血色素贫血，心悸亢进，免疫力低，易感冒，肝癌过量症：铁沉着，皮肤发黑糖尿病，肝硬化,5）影响铁吸收的因素Fe2+,Fe3+易吸收维生素C，铜等促铁吸收磷酸盐阻碍铁吸收钙/磷比例影响铁吸收动物食品的铁吸收植物食品,2铜1）生理功能人体多种酶的成分氧化还原作用形成黑色素增强防御功能,2）铜含量与人体健康缺乏症状：低血色素性贫血白化症，冠心病脑障碍过量症：黄疸肝炎，肝硬化胃肠炎,3锌1）含量：2.5克2）存在：人体器官和血液中8085%红细胞3-5%白细胞其余血浆,3）生理功能胰岛素成分多种酶的组成部分参与核酸和能量代谢促进伤口愈合锌对接触化学致癌物的大鼠有抑制癌细胞生长的作用。患有食管癌、肺癌等病人的血液中锌的水平较低。,4）锌含量与人体健康缺乏症发育障碍，免疫功能低下侏儒，不育，白发，白内障溃疡，炎症，肝硬化,过量症胃肠炎，前列腺肥大贫血，高血压，冠心病刺激肿瘤生长,碘1）含量：2050mg2）存在：甲状腺（20%）等腺体组织3）生理功能：参与甲状腺素合成，调节能量代谢，加速生长,4）碘的供给量与食物来源人体所需的碘来自饮水，食物和食盐。碘的推荐量（每人每日）：婴儿1-6月40g,7-12月50g成人150g，孕妇175g乳母200g,含碘高的食物主要为海产品补碘的方法常食海带，紫菜等海产品最方便，经济，有效的方法是食用碘盐,含碘量较高的食品,4）缺乏症甲状腺肿大（“大脖子病”）克汀病（呆小病）*“一代甲（甲状腺肿）二代傻（呆小病）三代四代断根芽”5）过量症甲状腺亢进,硒(Se)1)生理功能谷胱甘肽过氧化物酶的必需成分保护眼睛，使视力敏锐维持细胞正常功能抑制肿瘤生长，抗衰老,2）缺乏症大骨节病，克山病，肝坏死硒的人体生理需要量：50g/d推荐供给量：50250g/d最大安全摄入量：400g/d病区硒摄入量均值：322g/d3）过量症脱发，脱甲症，心肾功能障碍神经系统损害湖北恩施地区,主食玉米中含硒量高达2343g/g。摄入量均值4000g/d.,其他微量元素,锰、硼、铬、钴、氟、钼、镍、锶、硅、钒、铝、铍、铋、锡,有害（污染）元素：,重金属偏存在于地壳下层，有天然本底值。人类活动使其大量出现于地表。一般指典型几种有毒金属，如：铍(Be)、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、铬（Cr）、砷（As）等,第三节生物地球化学性疾病,定义在一定生物地球化学条件下,土壤和水源中有些化学元素含量与生理需要量之间不平衡,或饮食和食物的化学元素组成比例失调不能满足机体需要而引起的地方性疾病.我国常见的分布面广的生物地球化学性疾病有:地方性氟病;地方性甲状腺肿;克山病;大骨节病.,一硒与克山病、大骨节病,克山病是以心肌损伤为主要病变的地方病(1935年发现)，患者主要是年龄为15岁以下的儿童及处于生育期的妇女。病区在我国从东北到西南的一条狭长的丘陵地带。分布于15个省300余县。通过科学工作者对克山病的综合性考察与研究，找到了克山病发病与缺硒有直接关系。使发病率从60年代的19.15/10万降至90年代的0.07/10万，我国在硒与人体健康的研究领域处于世界先进行列.,硒与克山病,病因:环境缺硒病区粮食的硒含量0.0030.01mg/kg正常粮食的硒含量0.0250.08mg/kg环境高锰低硒和高锰会加重心肌的损害；蛋白质供应不足时，锰的蓄积促进机体排硒。膳食因素蛋白质和氨基酸摄入不足于维汉教授：克山病的心肌线粒体损伤机制理论，从分子水平上阐明了病因。,硒与大骨节病,大骨节病是以发育期的儿童软骨变性坏死为主要病理特征的地方病。此种病区常与克山病区重叠，其发病率亦与硒含量呈负相关。补硒可预防并有一定的疗效。,硒与克山病、大骨节病的有效预防,治理环境、服用高硒制剂、调整饮食结构。我国从1966年开始用硒预防克山病，截至1983年底，全国150多万人口坚持实行硒预防。除采用口服硒酸钠之外，还在农作物、畜牧业富硒上作了很多工作。通过半个世纪的努力，我国基本控制了克山病。硒对克山病的有效预防，开拓了微量元素预防疾病的又一个范例。进一步说明了微量元素与人体健康的密切关系。,二地方性氟病,人体含氟约2.6g，骨骼和牙齿中占90%以上氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附，形成坚硬的氟磷灰石保护层，这一保护层能抵抗酸性腐蚀，并能抑制嗜酸细菌的活性，以及对抗某些酶对牙齿的损害，从而防治龋齿的发生。使用氟化水或含氟牙膏，可使龋齿发病率降低50%-70%。但吸收过量时会对牙齿造成损害，产生牙缺损或氟斑牙。,地方性氟病,地方性氟病是全球分布最广，五大洲的50多个国家有本病存在；我国有1187个县，病区人口3.3亿，其中氟斑牙患者4000多万，氟骨症患者260多万；病区特点：居民人均摄氟总量3.5mg/d人群尿氟浓度1.5mg/L,)氟骨病：此病也是由于氟中毒而引起的，病程长达数十年，重者成为残疾，甚至导致慢性衰竭或严重合并症而死亡。发病初期患者自觉全身无力、头昏、头痛、腹胀肠鸣，食欲不振、腹泻或便秘。有的患者皮肤搔痒，性欲减退。不久就出现骨与关节疼痛，严重时腰背与大关节运动受限制，骨骼出现变形，体力不支。如果不及时治疗发展到后期，大关节出现屈曲、僵硬，疼痛加重。肌肉挛缩或萎缩，躯体成腰弯驼背形，患者已不能直立或下蹲。由于颈部屈曲僵硬而不能抬头，促使生活不能自理，完全丧失了劳动能力成为废人。,地方性氟病,中毒途径：饮水型（86）：主要分布在淮河-秦岭-昆仑山一线以北广大地区的平原、山前倾斜平原和盆地。燃煤型：由于燃烧高氟劣质煤，用以取暖、做饭、烘烤食物引起室内空气和食物氟污染所致。饮茶型：世界平均茶氟含量97mg