第二章 基础营养 3

矿物质人体所有各种元素中，除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式存在外，其余的存在人体内的元素统称为矿物质（或无机盐或灰分）矿物质的特点⑴矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取⑵矿物质在体内分布极不均匀如铁主要在红细胞，钙、磷主要在骨骼和牙齿。⑶矿物质相互之间存在协同或拮抗作用钙和磷比例不合适，可影响两种元素的吸收；过量的镁可干扰钙的代谢；过量的锌能影响铜的代谢；过量的铜可抑制铁的吸收等。⑷某些微量元素在体内虽需要量很少，但因其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用。矿物质分类常量元素：体内的元素其含量大于体重0.01%

钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。微量元素：体内的元素其含量小于体重0.01%

★必需微量元素维持正常人体生命活动不可缺少的铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌

★可能必需微量元素硅、镍、硼、钒

★有潜在毒性，但低剂量可能有功能作用的微量元素

铅、镉、汞、砷、铝、锡、锂矿物质的生理功能1．构成人体组织的重要成分如钙、磷、镁为组成骨骼、牙齿的成分。2．调节细胞膜的通透性

以保持细胞内、外液中酸性和碱性无机离子的浓度，维持细胞正常的渗透压和体内的酸碱平衡。3．维持神经和肌肉的兴奋性钙为正常神经冲动传递所必需的元素，钙、镁、钾对肌肉的收缩和舒张均具有重要的调节作用。4．组成激素、维生素、蛋白质和多种酶类的成分

甲状腺素中含碘及维生素B12中含钴等。矿物质缺乏的主要因素

1.地球环境中各种元素的分布不平衡

2.食物中含有天然存在的矿物质拮抗物

3.食物加工过程中造成矿物质的损失

4.摄入量不足或不良饮食习惯

5.生理上有特殊营养需求的人群钙在人体内的分布成人体内含钙总量约为1200g，相当于体重的2%99%骨骼、牙齿（羟磷灰石、未定形钙）“钙库”0.5%结合状态（与蛋白质、柠檬酸结合）0.5%离子状态血液、细胞外液和软组织（混溶钙池）钙(calcium)的生理功能

构成骨骼和牙齿的成分

促进体内酶的活动

维持神经和肌肉的活动

其他功能参与血液凝固激素分泌维持体液体酸碱平衡调节细胞正常生理功能钙的吸收和代谢吸收钙的吸收主要在小肠。膳食中钙的吸收率为20％—30％。膳食中钙含量高，其吸收率相对下降，而且钙吸收率可随年龄增长而降低如婴儿＞50％儿童

40％成年人

20％老年人

15％

膳食成分对钙吸收利用的影响钙的代谢动态平衡如长期钙摄入不足，血钙低下时会发生骨骼“钙库”的钙“搬家”现象，即人体动用大量骨钙以维持体液中钙的浓度，骨骼中的钙大量进入血液，造成骨质疏松。血液中的钙含量增加，引起“钙沉积”，沉积在血管壁导致动脉硬化、高血压；沉积在肾脏引起肾结石。钙的缺乏与过量长期缺乏钙和维生素D可导致儿童生长发育迟缓，骨软化、骨骼变形，严重缺乏者可导致佝偻病；中老年人易患骨质疏松症；钙的缺乏者易患龋齿，影响牙齿质量。过量钙的摄入可能增加肾结石的危险性。持续摄入大量的钙可发生骨硬化。骨质疏松症：骨痛、驼背、骨折生活质量明显下降骨质疏松者的骨骼的内部变化钙的供给量成人适宜摄入量为800mg/d，无明显损害水平为1500mg/d。UL为2000mg/d。不同人群钙的适宜摄入量(AI)mg/d含钙丰富的食物mg/100g磷磷在成人体内的总量为600-900克，占体重1%，85%的磷与钙一起成为骨骼和牙齿的重要组成部分，其中钙/磷比值为2/1。磷的生理功能构成骨骼和牙齿的重要成分参与能量代谢构成生命物质成分酶的重要成分调节酸碱平衡磷的吸收吸收从膳食摄入的磷70％在小肠吸收。正常膳食中磷吸收率为60％―70％维生素D可促进磷的吸收合理的钙磷比例有利于磷的吸收。钙、镁、铁、铝等金属离子及植酸可与磷酸形成难溶性盐类而影响磷的吸收。磷的供给量成人磷的AI为700mg/d钙磷比例维持在1:1～1.5之间比较好

磷的NOAEL为1500mg/dUL为3500mg/d食物来源蛋类、瘦肉、鱼类、干酪及动物肝、肾的磷含量都很丰富，而且易吸收；植物性食品中海带、芝麻酱、花生、坚果及粮谷类含量也比较高。镁成人体内含镁20-30克，其中60%-65%以磷酸盐和碳酸盐的形式存在于骨骼和牙齿中，27%的镁存在于软组织中。镁的生理功能①镁是多种酶的激活剂；②镁是心血管系统的保护因子；③镁与神经肌肉活动、内分泌调节作用密切相关；④维持骨细胞结构和功能。摄入及缺乏我国成年人镁的AI定为350mg／d。因酒精中毒、恶性营养不良及急性腹泻等可导致镁缺乏。镁缺乏的特征可表现为肌肉痉挛(颤抖、抽搐)、心率过快、倦怠、恶心等，严重时可导致精神错乱。植物性食物含镁较多，粗粮、干豆、坚果、绿叶蔬菜中含量都比较丰富，肉类、海产品也是镁的良好来源。铁1.铁在体内的分布3-5g血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类(如细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等)、辅助因子及运载铁

铁蛋白、含铁血黄素存在于肝、脾和骨髓中功能性铁(70%)贮存铁(30%)2.铁的生理功能(1)参与体内氧的运送和组织呼吸过程

铁为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼吸酶的组成成分，参与体内氧的运送和组织呼吸过程。(2)维持正常的造血功能

红细胞中含铁约占机体总铁量的2／3，缺铁可影响血红蛋白的合成。3、影响铁吸收的因素（1）植物性食物含有植酸盐、草酸盐；（2）体内缺乏胃酸或服用抗酸药物，可影响铁吸收；（3）与体内铁的需要量与储存量有关（铁储存充足时吸收减少，铁储存少缺乏时吸收增加）4.铁的缺乏与过量缺乏可致缺铁性贫血

多见婴幼儿、孕妇、乳母，也可见于月经、痔疮、消化道溃疡等引起的出血。

铁缺乏会引起儿童学习能力减退与行为障碍，成人劳动效率降低，这些均由于铁缺乏造成神经功能障碍所致。

铁缺乏的一个重要预防措施是多食含铁和维生素C多的膳食。

参考摄入量不同人群铁的适宜摄入量(AI)mg/d铁的食物来源动物性食物含有丰富的铁如猪肝含铁量为22.6mg／100g，瘦肉、鸡蛋、动物全血、禽类、鱼类等也均是铁的良好来源。蔬菜和牛奶及奶制品中含铁量不高，且生物利用率低。常用食物中的铁含量(mg/100g食物)锌成人体内含锌量约为2―2.5g，锌可分布在人体所有的组织器官，以肝、肾、肌肉、视网膜、前列腺内的含量为高。血液中75％―85％的锌分布在红细胞中。锌对生长发育、智力发育、免疫功能、物质代谢和生殖功能等均具有重要的作用。锌的生理功能①是酶的组成成分或酶的激活剂。②促进生长发育与组织再生，锌参与蛋白质合成及细胞生长、分裂和分化等过程。③促进食欲，锌与唾液蛋白结合成味觉素可增进食欲，缺锌可影响味觉和食欲，甚至发生异食癖。④促进维生素A代谢和生理作用。⑤促进机体免疫功能。缺乏与过量锌缺乏表现为：生长迟缓、食欲不振、味觉迟钝甚至丧失、皮肤创伤不易愈合、易感染、性成熟延迟等。锌过量常可引起铜的继发性缺乏，使机体的免疫功能下降。成人一次性摄入2g以上的锌会发生锌中毒，其主要特征之一是锌对胃肠道的直接作用导致上腹疼痛、腹泻、恶心、呕吐。不同人群锌的推荐摄入量(RNI)mg含锌较高的食物mg/100g作为谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，防止氧过氧化物在细胞内堆积及保护细胞膜。

保护心血管和心肌的健康，机体缺硒可引起以心肌损害为特征的克山病

有毒重金属的解毒作用

其他促进生长，保护视觉，抗肿瘤等硒的生理功能

硒缺乏与过量克山病克山病分布我国14个省、自治区的贫困地区，大多发生在山区和丘陵。主要易感人群为2―6岁的儿童和育龄妇女。是以心肌坏死为特征的地方性心脏病大骨节病该病主要是发生在青少年期的一种骨关节疾病。硒缺乏会使免疫功能、机体抗氧化能力下降。大骨节病不同人群硒的推荐摄入量(RNI)μg/d成年人硒的UL为400μg/d。

含硒较高的食物μg/100g

海产品和动物内脏是硒的良好食物来源。碘(甲状腺素)碘是人体的必需微量元素之一，健康成人体内的碘的总量为20-50mg，其中70%-80%存在于甲状腺，甲状腺的聚碘能力高。★促进生物氧化，参与磷酸化过程，调节能量转换

★促进蛋白质的合成和神经系统发育，这对胚胎发育期和出生后早期生长发育，特别是智力发育尤为重要★促进糖和脂肪代谢★激活体内许多重要的酶

★调节组织中的水盐代谢★促进维生素的吸收和利用

碘的生理功能

碘缺乏及过量

碘缺乏的典型症状为甲状腺肿大。孕妇严重缺碘可影响胎儿神经、肌肉的发育及引起胚胎期和围生期胎儿死亡率上升；婴幼儿缺碘可引起生长发育迟缓、智力低下，严重者发生呆小症（克汀病）。碘缺乏所致甲状腺肿大、呆小症（克汀病）不同人群碘的推荐摄入量(RNI)μg/d碘的UL为1000μg/d氟正常人体内含氟总量为2.6g，主要存在于骨骼和牙齿中，少量分布在毛发、指甲及其他组织。（1）维持骨骼和牙齿结构稳定性

适量的氟有利于钙和磷的利用，促进骨的形成和增强骨质坚硬性，加速骨骼生长。（2）构成牙齿的重要成分，防治龋齿

氟可与牙釉质中的羟磷灰石发生作用，在牙齿表面形成一层坚硬且具有抗酸性腐蚀的氟磷灰石晶体保护层。氟在龋斑中可抑制糖酵解，减少酸性物质生成，起到防治龋齿的作用。氟的缺乏与过量缺乏导致龋齿的发生；干扰钙、磷的利用而影响骨骼的健康氟过量可引起中毒主要表现为氟骨症和氟斑牙氟骨症：表现为腰腿及关节疼痛、脊柱畸形、骨软化或骨质疏松等。氟斑牙：常见牙齿失去光泽，出现白垩色、黄色、棕褐色或黑色斑点，牙面凹陷剥落，牙齿变脆，易于碎落等。氟中毒引起的氟斑牙氟的食物来源及供给量除茶叶、海鱼、海带、紫菜等少数食物中氟含量较高外，一般食物中含氟量较低。饮水是氟的主要来源，饮水中氟含量取决于地理环境中氟元素水平。成人氟的AI为1.5mg／d，UL为3.0mg／d。铜的生理功能

1．维持正常的造血功能

对生成运铁蛋白、促进铁的吸收和转运具有重要作用，缺铜可引起缺铁性贫血。2．维护中枢神经系统的完整性

铜缺乏可引起神经原减少、脑萎缩等症状，导致神经系统功能异常。3．促进骨骼、血管和皮肤健康

铜缺乏可引起骨骼脆性增加，血管和皮肤弹性降低等现象。4．抗氧化作用

铜是超氧化物歧化酶（SOD）的重要成分，SOD能保护细胞免受超氧离子引起的损伤。铜的缺乏与过量

铜缺乏的发生多见于早产儿、长期腹泻、长期完全肠外营养、铜代谢障碍等情况。机体缺铜可引起贫血、白细胞减少，心率不齐、神经变性、胆固醇升高、皮肤毛发脱色和骨质疏松等症状。

铜过量可引起急、慢性中毒

多为饮用与铜容器或铜管道长时间接触的酸性饮料或误服大量铜盐引起的急性中毒。

表现恶心呕吐、上腹部疼痛、腹泻、头痛、眩晕及口中有金属味等临床病状，严重者可出现黄疸、溶血性贫血、血尿、尿毒症，甚至死亡。铜食物来源及供给量

牡蛎含量最高，贝类、动物肝、肾及坚果类、谷类胚芽、豆类等也是铜的良好来源。一般奶和蔬菜中铜含量较低。成人铜的AI为2.0mg／d，UL为8mg／d。

人体每天从食物摄取的各种营养素在体内不是孤立的，它们必须互相配合才能发挥生理功能。例如，脂肪、碳水化合物和蛋白质的代谢过程需要维生素和矿物质（包括微量元素）的参与。膳食铁的吸收和利用需要维生素C和铜、钼、锰等微量元素的协助。一、三大产能营养素之间的关系

蛋白质、脂肪和碳水化合物三大营养素除了各自有其独特生理功能之外，还都是产生能量的营养素，在能量代谢中既互相配合又互相制约。例如，脂肪必须有碳水化合物的存在才能彻底氧化而不致因产生酮体而导致酸中毒。当能量摄入超过消耗，不论这些多余的能量是来自脂肪还是来自蛋白质或碳水化合物，都会一律转化成脂肪积存在体内造成肥胖。

碳水化合物和脂肪在体内可以互相转化，互相替代，而蛋白质是不能由脂肪或碳水化合物替代的。但充裕的脂肪和碳水化合物供给可避免蛋白质被当作能量的来源。由此可见，在膳食中必须合理搭配这三种营养素，保持三者平衡，才能使能量供给处于最佳状态。二、三大营养素与维生素间的关系

（1）蛋白质、脂肪、碳水化合物这三大营养素的能量代谢过程需要维生素B1、B2和尼克酸的参与，因而这三种维生素的需要量随能量代谢的增加而增大。（2）膳食中不饱和脂肪酸越多，体内越容易产生过氧化物，这时便需要增加维生素E的摄入量以对抗氧化损伤。（3）膳食中如果蛋白质过少则维生素B2不能在体内存留而经尿排出。三、矿物质之间及与其它营养素间的关系

矿物质（包括微量元素）之间及与其它营养素之间的关系错综复杂，十分微妙，在特定条件下既有协调关系又有制约关系，甚至还有拮抗关系。

钙和磷共同构成牙齿和骨骼，但钙磷比例必须适当（1:1），如果磷过多，会妨碍钙的吸收。血液内钙、镁、钾、钠等离子的浓度必须保持适当比例才能维持神经肌肉的正常兴奋性。膳食钙过高会妨碍铁和锌的吸收，锌摄入过多又会抑制铁的利用。硒对氟有拮抗作用，大剂量硒可降低氟骨症病人骨骼中的氟含量。

硒和维生素E互相配合可抑制脂质过氧化物的产生。蛋白质对微量元素在体内的运输有很大作用，铜的运输靠铜蓝蛋白，铁的运输靠运铁蛋白。锌参与蛋白质合成，锌缺乏影响儿童生长发育。碘是甲状腺素的组成成分，而甲状腺素是调节人体能量代谢的重要激素，对蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢有促进作用。四、氨基酸之间的相互关系

必需氨基酸和非必需氨基酸都是合成蛋白质所必不可少的。为使蛋白质合成能够正常进行，必须充足地供给这两类氨基酸。有些