13第二章-水无机盐和维生素的生物化学课件

、无机盐和维生素的生物化学水、无机盐和维生素是人体的重要组成成分，其含量和代谢水平对人体正常的生理功能和运动起着非常重要的作用。第一节水

一、概述水是地球上最丰富的无机化合物，也是生物组织中含量最多的成分。水是体液的主要成份，是生命体内各种反应的介质；水是重要的代谢底物，有时又是某些反应的产物。二、水平衡（一）水的摄入

人体每天所需的水量约为2500ml，主要来源有三个：

1.饮水受个人习惯、气候条件、劳动强度影响，约1200ml；

2.食物水约1000ml；

3.代谢水约300ml。（二）水的排出

1.肺排水约350ml；

2.皮肤排水非显性出汗：即体表水分的蒸发，约500ml；显性出汗：受环境温度、湿度及活动强度影响。

3.消化道排水月8000ml；正常情况下，绝大部分被肠道重吸收，约150ml随粪便排出。

4.肾排水正常人每天尿量为1500ml。最低尿量：成人每天由尿排出至少35g左右的固体代谢废物，每克固体溶质至少需要15ml水才能使之溶解，故成人每天至少需排尿500ml才能将代谢废物排尽，因此500ml被称为最低尿量。

三、水的生物学功能水是仅次于氧的维持生命所必需的物质，人体含水量占体重的60%-80%，有重要的生物学功能。

（一）构成体液成人的体液总量约占体重的60%血浆（5%）细胞外液（20%）体液（60%）组织间液（15%)细胞内液（40%）

（二）维持电解质的平衡

渗透平衡、酸碱平衡及电荷平衡（三）生物化学反应进行的场所（四）调节体温（五）润滑作用（六）水和运动能力第二节无机盐

一、概述无机盐是人体的组成成分，总储量为43-44克/千克体重，约占体重的5%。

常量元素：每日体内需要量在十分之几克到几克的元素。常量元素包括钙、磷、钾、硫、氯、钠和镁等7种。

微量元素：每日体内需要量在几微克到几毫克的元素。已知体内必需的微量元素包括铬、铁、铜、碘、氟、锰、铝、硒、锌和硅等14种。

无机盐的生物学功能

⑴构成机体组织的重要材料，如骨骼⑵维持机体的渗透平衡⑶维持体液的酸碱平衡⑷维持神经肌肉的兴奋性，保持正常的应激耐力

⑸参与体内某些酶和激素的组分

二、人体无机盐的分布和组成

（一）体液各部分无机盐

人体内电解质主要是指体液中的无机盐。体液中含有大量的电解质（见表），他们对维持人体内环境的渗透平衡和酸碱平衡起着重要的作用。

体液电解质分布的特点：1.无论细胞外液或细胞内液阴、阳离子总量相等而呈电中性。2.细胞内外液中各种电解质的含量差异很大。细胞外液的阳离子以Na2+为主，阴离子以Cl-和HCO3-为主；细胞内液的阳离子以K+为主，阴离子以HPO42-和蛋白质负离子为主。

3.血浆与组织液二者的电解质组成及含量比较接近，但血浆中蛋白质的含量远远大于组织液，这种差别有利于血浆与组织间液之间水的交换。

（二）其他主要部位的无机盐

人体骨骼中含有丰富的钙、磷、镁等无机盐。如羟磷灰石结晶人体的骨骼肌中也储存着一定量的Ca2+。

三、酸碱平衡

机体在生命活动中不断地产生酸性物质和碱性物质，同时又不断地从食物中摄取酸碱物质。机体通过一序列的调节作用，最后将多余的酸性物质或碱性物质排出体外，体液pH值维持在相对恒定的范围内，这一过程称为酸碱平衡。

酸碱平衡的调节方式：体液的自身缓冲作用；肺对CO2呼出的调节作用；肾对H+或NH4+排出的调节

（一）体内酸碱物质的来源

酸：指能释放出H+的物质，即H+的供体。碱：指能够接受H+的物质，即H+的受体。

1.体内酸性物质的来源⑴挥发性酸挥发性酸即碳酸。正常成人每日由糖、脂类和蛋白质分解产生约350L的CO2。CO2与水结合生成碳酸。

⑵非挥发性酸体内的糖、脂类、蛋白质及核酸在分解代谢过程中产生的一些有机酸和无机酸；食物中的酸性物质。

2.碱性物质的来源

代谢过程中有碱性物质产生；食物中摄取。

（二）缓冲系统在调节酸碱平衡中的作用

缓冲溶液：一种弱酸和该弱酸盐所形成的、具有缓冲酸碱能力的混合溶液，称为缓冲溶液。

1.对固定酸的缓冲H-L+NaHCO3Na-L+H2CO3

H2O+CO2

2.对挥发性酸的缓冲

3.对碱性物质的缓冲Na2CO3+H2CO3NaHCO3

反应的结果是使碱性较强的Na2CO3转变碱性较弱的NaHCO3，其中所消耗的由体内不断产生的CO2补充。缓冲产生的过多的可由肾排出。

四、几种重要的无机盐

（一）钙

钙盐是人体内最丰富的无机盐，占无机盐总量的40%，成人体内含钙总量约为1200克。99%的钙以碳酸钙和磷酸钙的形式存在于骨骼和牙齿中，起维持机械强度的作用。

钙的生理功能：⑴调节肌肉的收缩和舒张；⑵维持神经冲动的传递；⑶参与凝血过程；

⑷与许多激素的分泌和激素释放因子有关。

钙的来源：体内所有的钙均来自食物。

钙的吸收:钙的吸收与很多因素有关，其吸收率较低。钙的调节甲状旁腺素和维生素D使钙浓度升高；

降钙素使钙浓度降低。钙的摄取量：与性别、年龄相关日需求量：1.0-1.25克

（二）铁

成人体内含铁量为3.5-4.0克。铁在体内存在形式:70%以血红素的形式存在于血红蛋白、肌红蛋白及细胞色素中；其余大部分以铁蛋白形式储存于肝脏、脾脏和骨髓中。

铁的生物学功能：

运输氧和二氧化碳；调节酸碱平衡；是多种酶的重要成分。铁的吸收：吸收率不高，肉类30%；鱼类15%；谷类、蔬菜10%。日需求量：20-30毫克。

（三）氯和钠成人体内钠的含量约为1克/千克体重。人体内钠的功能：⑴调节细胞渗透压、水平衡和酸碱平衡；⑵是胆汁、胰液、汗液和眼泪的组成成分；⑶与肌肉收缩和神经功能关系密切；

⑷对糖类的吸收体特殊作用。氯离子的功能：⑴用于胃中产生盐酸；⑵有助于维生素B12和铁的吸收；⑶参与淀粉酶的激活；⑷抑制随食物和饮料进入胃中的微生物的生长。人体中氯和钠的来源：食盐人体内氯和钠的需求量：1.1-3.3克运动员运动时大量出汗，需求量更多。

（四）钾人体内钾的含量约占无机盐总量的5%，居第三位。体内98%的钾位于细胞内。

钾的生物学功能：⑴维持细胞内的渗透压，调节酸碱平衡；⑵参与糖和蛋白质代谢；

⑶维持细胞内某些酶的活性。运动员钾需求量为：1-5克。

（五）镁美在人体内的含量约为20-30克，其中60%以磷酸盐的形式存在于体液中。镁的生物学功能：

⑴是骨骼和牙齿的主要成分；

⑵参与多种酶的激活。

（六）锌成人体内锌含量约为2-4克。锌在体内分布广泛，皮肤、毛发和指甲中含量较高。锌的主要生物学功能：⑴是多种酶和激活剂的成分；⑵与蛋白质、核酸合成及味觉敏感型有关；

⑶与创伤和烧伤的愈合有关。锌与运动的关系：缺锌是产生赛前紧张综合症的主要病因之一。

（七）铜

成人体内总铜量为100-150毫克。以肝、脑、心、肾和胰中含量较高。生物学功能是很多金属酶的辅酶。

（八）铬铬是一种人类必需的微量元素。生物学功能：在糖、脂代谢中起着重要作用。概述定义维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。脂溶性维生素

(lipid-solublevitamin)水溶性维生素

(water-solublevitamin)分类:第三节维生素脂溶性维生素的共同特点﹡均为非极性疏水的异戊二烯衍生物﹡不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂﹡在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收﹡吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输

脂溶性维生素的种类VitA,VitD,VitE,VitK水溶性维生素的共同特点﹡易溶于水，故易随尿液排出。﹡体内不易储存，必须经常从食物中摄取。水溶性维生素的种类B族维生素和维生素C

（一）维生素B1﹡维生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP)1、二、与运动关系密切的维生素化学本质及性质二、与运动关系密切的维生素

焦磷酸硫胺素(TPP)﹡TPP是糖代谢中丙酮酸脱氢酶的辅酶组成成分。﹡在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏症1.生化作用2.缺乏症﹡脚气病，末梢神经炎；运动时易引起乳酸堆积增多，使机体易于疲劳，并可影响心脏的功能。（二）维生素B22.生化作用及缺乏症﹡生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。﹡缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等；影响骨骼肌的有氧代谢功能能力。1.化学本质及性质﹡维生素B2又名核黄素(riboflavin)﹡体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)VitB2FMNAMPFADⅠⅡⅢ（三）维生素PP﹡维生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)尼克酰胺(nicotinamide)﹡体内活性形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）化学本质及性质NAD+：R为HNADP+：R为尼克酰胺1.生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。（二）生化作用及缺乏症2.缺乏症﹡癞皮病，影响骨骼肌的有氧和无氧代谢供能。（四）维生素B6（一）化学本质及性质﹡维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏症﹡磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶，与力量素质有关。目录（五）维生素C﹡生化作用：参与氧化还原反应，参与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。﹡缺乏症：坏血病（一）化学本质及性质﹡维生素C又称L-抗坏血酸(ascorbicacid)（二）生化作用及缺乏症1740年，号称全球所向无敌的英国海军，组成了一支2000人的舰队进行环球航行。在航行的过程中，很多水手都莫名其妙地开始全身出血，当他们返回的时候，人员也所剩无几了。这件事在当时轰动了整个世界，英国国王下令不惜一切代价查找原因。军医林德细查找原因的同时，