Z6-4营养与生化-水与矿物质

1、走进生活的生物化学专题六：营养与生化 水与矿物质水和矿物质水水（一）水的功能一）水的功能1.是机体的重要组成成分是机体的重要组成成分2.促进营养素的消化吸收与代谢促进营养素的消化吸收与代谢3.调节体温恒定与对机体的润滑作用调节体温恒定与对机体的润滑作用4.食品重要的组成成分食品重要的组成成分(二二)水的需要量及其来源水的需要量及其来源70100501004089岁岁1014岁岁成年人成年人120160100140901101周周1岁岁23岁岁47岁岁需水量需水量(ml/kg)年龄年龄需水量需水量(ml/kg)年龄年龄人体内水的来源人体内水的来源 饮料水、食物水、代谢水饮料水、食物水、代谢水1概

2、述 由于进化原因，人体组织内几乎含有自然界存在的各种元素，而且与地球表层的元素组成基本一致。这些元素中，约20种左右的元素为人体必需，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物存在外，其余统称无机盐（矿物质 / 灰分，minerals）又分常量（宏量）元素：钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁；含量0.1%以上，每天需要100mg以上。微量元素：含量低于0.01%矿物质矿物质体内在吸收、贮存上存在平衡调节关系*吸收 利用上存在拮抗-协同作用体内不生成 也不消失 必需经膳食补充体内分布极不均匀随年龄而 但元素间比例变动不大2无机盐的代谢特点3无机盐的生理功能机体组织重要构成成分在细胞内外液维持细胞渗透压和酸碱平衡参

3、与酶系激活保持神经肌肉的兴奋性改善食品的感官形状与营养价值（一）钙（calcium，Ca） 出生时体内含钙总量约为28g，成年时达850-1200g（约为体重的1.5-2.0%） 分布极不均匀，是含量最多的无机元素矿物质矿物质99%以羟磷灰石结晶3Ca3(PO4)(OH)2形式集中在骨骼、牙齿，是钙的储存库。其中少数为无定形钙，此部分在婴儿期占较大比例，以后随年龄增长而逐渐减少其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与Pro结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液、血液等组织中组成混溶钙池（miscible calcium pool），与骨骼钙维持着动态平衡，是维持细胞正常生理状态所必需体内有强大

4、的保留钙和维持细胞外液中钙浓度的机制当膳食钙严重缺乏或机体发生钙异常丢失时，可通过这些机制使骨脱矿化以纠正甚至是轻微的低钙血症，而保持血钙的稳定1钙的生理功能（1）构成骨骼和牙齿的主要成分（2）维持神经与肌肉活动（3）促进体内某些酶的活性（4）参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性及毛细血管渗透压等2.吸收与代谢食物钙吸收主要在小肠吸收 主动转运吸收为主主动转运吸收为主影响因素影响因素草酸、植酸、磷酸、膳食纤维、脂肪酸、碱性药物草酸、植酸、磷酸、膳食纤维、脂肪酸、碱性药物促进肠内钙吸收的因素促进肠内钙吸收的因素 维生素维生素D D、某些氨基酸、某些氨基酸、乳糖乳糖、一些抗

5、生素一些抗生素钙的代谢钙的代谢*生活中有那些常见食品是发酵食品?发芽、发酵可破坏植酸。酸浸也可去除部分草酸*主要存在于一些蔬菜和水果中，可与钙、铁等形成不被人体分解的螯合物可用在开水中汆（cuan）的方法去除部分或大部分3钙的排泄钙营养状况良好时，成人的钙排泄量肠吸收量1）体内钙大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落、消化液的分泌排入肠道，其中一部分被重吸收，其余由粪中排出（内源性粪钙，约125-180mg/d）2）钙从尿中的排出量约为摄入量的20%左右（约100-200 mg/d）3）汗液也是钙的排泄途径，但个体差异较大，如高温作业者经汗丢失钙可高达1g/d4）乳母通过乳汁约排出钙150-300mg/

6、d5）在整个妊娠期，约30g的钙由母亲转运给胎儿6）补液、酸中毒、高蛋白或高镁膳，甲状腺、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素或Vit D过多，以及卧床均可使钙排出增多4钙的储留钙在体内的储留受膳食供给水平所左右，人体对钙的需要程度也有影响高磷膳食对钙储留的影响不大高钠摄入可钙在骨骼中的储留，并骨密度氟骨症、糖尿病均对钙代谢有不利影响5钙缺乏*主要影响骨骼发育和结构，表现为儿童佝偻病成人骨质软化症老年人骨质疏松症其他如骨质增生、抽搐等 6.6.钙的供给量钙的供给量 成人适宜摄入量成人适宜摄入量(adequate in (adequate in take,AI)take,AI)为为1000mg/d1000

7、mg/d，无明显损害水平，无明显损害水平(non-observed adverse effect level, (non-observed adverse effect level, NOAEL)NOAEL)为为1500mg/d1500mg/d。 可耐受最高摄入量可耐受最高摄入量(tolerable upper (tolerable upper intake level,UL)intake level,UL)为为2000mg/d2000mg/d。 年龄年龄钙钙年龄年龄钙钙0 0.51471114 300 400 600 800 800 1000 1000 18 50 孕妇孕妇 早期早期 中期中

8、期 晚期晚期 乳母乳母 800 1000 800 1000 1200 1200表表 不同人群钙的适宜摄入量不同人群钙的适宜摄入量(AI) (AI) mg/dmg/d（四）食物来源*良好来源：乳及乳制品主要来源：豆及豆制品、蔬菜水果 含钙丰富的食物含钙丰富的食物 mg/100g食物食物含量含量食物食物含量含量 食物食物含量含量虾皮虾皮虾米虾米河虾河虾泥鳅泥鳅红螺红螺河蚌河蚌鲜海参鲜海参 991991555555325325299299539539306306285 285 苜蓿苜蓿荠菜荠菜雪里蕻雪里蕻苋菜苋菜乌塌菜乌塌菜油菜苔油菜苔黑芝麻黑芝麻 7137132942942302301871871

9、86186156156780 780 酸枣棘酸枣棘花生仁花生仁紫菜紫菜海带海带( (湿湿) )黑木耳黑木耳全脂牛乳粉全脂牛乳粉酸奶酸奶 435435284284264264241241247247676676118 118 经常有科普杂志、报刊介绍骨头汤可以补钙，加几滴醋效果更好。你认为正确吗? WHY ?经常有科普杂志、报刊介绍“菠菜、空心菜、折耳根等含草酸多的蔬菜与高钙食物豆腐同食会形成不易被吸收的草酸钙，影响钙的吸收。”你认为正确吗? WHY ?磷的生理功能磷的生理功能 构成骨骼和牙齿的重要成分构成骨骼和牙齿的重要成分 参与能量代谢参与能量代谢 构成生命物质成分构成生命物质成分 酶的重要

10、成分酶的重要成分 调节酸碱平衡调节酸碱平衡 ( (二二) )磷磷磷的供给量磷的供给量成人磷的成人磷的AIAI为为700mg/d 700mg/d 钙磷比例维持在钙磷比例维持在1:11:11.51.5之间比较好之间比较好 磷的磷的NOAELNOAEL为为1500mg/d 1500mg/d UL UL为为3500mg/d 3500mg/d 磷的食物来源磷的食物来源瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油料种子、豆类等料种子、豆类等 (三) 铁（iron，Fe）体内必需微量元素中含量最多，总量约4-5g分布极不均匀1生理功能 (1)参与O2、CO2转运、交换和细胞呼

11、吸过程 铁与红细胞形成和成熟有关 (2)催化促进-胡萝卜素转化为Vit A， 催化促进嘌呤与胶原的合成 促进机体抗体生成，增加抵抗力 促进脂类在血液中的转运 促进药物在肝脏的解毒 (3)对行为智力有影响2.吸收与代谢吸收率1-25%受铁存在形式等多因素影响食物中铁的存在形式及吸收影响因素*动物性食物的非血红素铁（non-haem iron）吸收影响因素较少，且存在血红素铁（haem iron），其吸收率多在10-25%，较植物性食物（多 无机硒；溶解度大 低代谢后的硒大部分尿排出，少数 肠道、汗液、肺排出硒缺乏克山病重要病因缺硒地区肿瘤发病率明显较高生长迟缓白内障患者补硒后视觉功能有改善可能大

12、骨节病发生率硒过量水土 食物硒含量过高中毒3.硒缺乏、过量克山病：瘢痕灶内残存的心肌细胞仍有肥大及变性4.食物来源及供给量良好来源：动物性食品肝、肾、肉类及海产品、大蒜等RNI 50 g NOAEL 200 g UL 400 g不同人群硒的推荐摄入量不同人群硒的推荐摄入量(RNI) g/d 年龄年龄硒硒年龄年龄硒硒0 00.50.51 14 47 71111141415 15 20202020252535354545505018185050孕妇孕妇 早期早期 中期中期 晚期晚期乳母乳母505050505050505050506565成年人硒的成年人硒的ULUL为为400g/d400g/d。 含

13、硒较高的食物含硒较高的食物 g/100g 食物食物含量含量食物食物含量含量食物食物含量含量鱼子酱鱼子酱海参海参牡蛎牡蛎蛤蜊蛤蜊鲜淡菜鲜淡菜鲜赤贝鲜赤贝蛏子蛏子章鱼章鱼203.09150.0086.6477.1057.7757.3555.1441.68青鱼青鱼泥鳅泥鳅黄鳝黄鳝鳕鱼鳕鱼猪肾猪肾猪肝猪肝(卤煮卤煮)羊肉羊肉猪肉猪肉37.6935.3034.5624.8111.7728.7032.2011.97瘦牛肉瘦牛肉干蘑菇干蘑菇小麦胚粉小麦胚粉花豆花豆(紫紫)白果白果豌豆豌豆扁豆扁豆甘肃软梨甘肃软梨10.5539.1865.2074.0614.5041.8032.008.43(七)铜（coppe

14、r，Cu）人体内铜总量约50-120mg广泛分布于各组织中肝、脑：浓度最高。肝中含量约占铜总量15%，脑约占10%左右肌肉中浓度较低，但总量约占铜总量40%肝、脾：铜的储存器官1.生理功能* 维持正常的造血功能维持正常的造血功能 维护中枢神经系统的完整性维护中枢神经系统的完整性 促进骨骼、血管和皮肤健康促进骨骼、血管和皮肤健康 抗氧化作用抗氧化作用 与胆固醇代谢、心脏功能、免疫功能、激素分泌等有关与胆固醇代谢、心脏功能、免疫功能、激素分泌等有关主要以含铜金属酶形式发挥作用。如铜蓝蛋白、细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase）超氧化物歧化酶 *(superoxide dismuta

15、se, SOD)酪氨酸酶、多巴-羟化酶赖氨酰氧化酶等铁代谢血浆中只有Fe3+才能与运铁蛋白结合。血浆铜蓝蛋白催化Fe2+氧化为Fe3+铜蓝蛋白可能与细胞色素氧化酶一起参与促进血红蛋白的合成蛋白交联（crosslinking）弹性蛋白和胶原蛋白的交联，依赖于赖氨酸经赖氨酰氧化酶催化醛赖氨酸，后者为胶原发生交联所必需超氧化物转化是超氧化物歧化酶（SOD）的成分。具有SOD活性的酶有脑铜蓝蛋白（cerebrocuprein）、红细胞铜蛋白（erythrocuprein）和肝铜蛋白（hepatocuprein）等这些酶催化超氧离子氧+过氧化氢，从而保护细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害与儿茶酚胺的生物合

16、成、维持中枢神经系统的正常功能有关酪氨酸可分别被多巴胺-羟化酶、酪氨酸酶催化为多巴胺（dopamine，DA）及黑色素（melanin）此外，铜可能还与脂类、胆固醇及葡萄糖的代谢有关2.吸收、代谢在胃和小肠上部吸收，吸收率约40%铜在体内不是储存金属，其内环境的稳定主要是通过排泄作用维持3.缺乏与过量 铜普遍存在于各种食物中，一般不易缺乏4.食物来源、供给量一般食物均含铜肝、肾、鱼坚果与干豆类含量较丰富蔬菜含量低牛奶含铜也少AI 2.0-3.0 mg NOAEL 9 mg UL 10 mg1.1.铬的生理功能铬的生理功能 铬是体内葡萄糖耐量因子铬是体内葡萄糖耐量因子(glucose (glucose tolerance facto,GTF)tolerance facto,GTF)的重要组成成分，能增强的重要组成成分，能增强胰岛素的作用。胰岛素的作用。 有提高高密度脂蛋白和载脂蛋