第五节 矿 物 质

　　学习重点：钙、铁、碘、锌、硒、铜、铬的生理功能、吸收代谢以及缺乏或过多时对机体的危害

　　基本概念：

　　1.矿物质：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)。

　　2.常量元素：体内的元素其含量大于体重0.01%者为常量元素。

　　3.微量元素：体内的元素其含量小于体重0.01%者为微量元素。

　　已经发现有20中左右的元素是构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需。其中常量元素有7种，如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫。微量元素有10种，即铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒和锌;硅、镍、硼、钒为可能必需元素。

　　矿物质与其它营养素不同，不能在体内生成，且除非被排出体外，不可能在体内消失。因此必须通过膳食补充。在体内，矿物质的特点：①分布极不均匀;②其含量随年龄增加而增加，但元素间比例变动不大;③元素之间尚存在拮抗与协同作用;④元素特别是微量元素的摄入量具有明显的剂量反应关系。根据矿物质在食物中的分布及其吸收、人体需要特点，在我国人群中比较容易缺乏的有钙、铁、锌。在特殊地理环境或其它特殊条件下，也可能有碘、硒及其他元素的缺乏问题。

　　一、 钙

　　成年时体内钙含量达850~1200克，是人体内含量最高的一种无机元素。体内的钙99%集中在骨骼和牙齿中，1%存在于软组织、细胞外液和血液中。

　　(一)生理功能 钙不仅是构成骨骼和牙齿的成分，还有维持神经与肌肉活动、促进体内某些酶的活性以及参与血凝过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡等作用。

　　(二)吸收与代谢

　　1. 吸收 钙在小肠通过主动转运与被动转运吸收，一般钙吸收率为20%~60%不等。钙吸收受膳食中草酸盐、植酸盐、膳食纤维的影响，脂肪消化不良，可使未被吸收的脂酸与钙形成皂钙，而影响钙的吸收。膳食中如维生素D、乳糖、蛋白质有促进钙吸收的作用。此外，钙的吸收还与机体状况有关。

　　2. 排泄 钙在体内代谢后主要经肠道排出，钙从尿中排除量约为摄入量的20%左右。高温作业和哺乳期可通过汗和乳汁排除。

　　3. 储留 钙在体内的储留受膳食供给水平及人体对钙需要程度等所左右。

　　(三) 参考摄入量 中国营养学会推荐钙的AI值为0岁~300mg，0.5岁-400 mg，4岁-800 mg，11岁-1000 mg，18岁-800 mg，50岁-1000 mg，孕妇1000 mg，乳母1200 mg。

　　(四)食物来源 钙的食物来源应考虑钙含量及利用率。含钙较高的食物如奶与奶制品、小虾皮、海带、发菜和豆与豆制品。

　　二、磷

　　磷在成人体内含量为650克，85%~90%存在于骨骼和牙齿中。

　　(一)生理作用 磷是构成骨骼、牙齿及软组织的重要成分，也是许多维持生命物质如核酸、酶、磷蛋白等的重要成分。

　　吸收、排泄 磷主要在小肠吸收，摄入混合膳食时，吸收率达60%~70%。磷主要从肾脏排出。

　　参考摄入量 中国营养学会推荐磷AI值，成人700 mg。

　　三、铁

　　铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量为4~5克。体内铁60%~75%存在于血红蛋白中，3%在肌红蛋白，1%为含铁酶类。以上铁存在形式又称之为功能性铁。其余25%为贮存铁。

　　(一)生理作用 铁为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素A以及某些呼吸酶的成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。

　　(二)吸收与代谢 植物性食物中铁吸收率较动物性食物(除蛋类)为低。铁在食物中主要以三价铁(非血色素铁)形式存在，少数食物中为还原铁(血色素铁)形式。非血色素铁在体内吸收过程受膳食因素的影响，如粮谷和蔬菜中的植酸盐、草酸盐以及存在于茶叶及咖啡中多酚类物质等均可影响铁的吸收。此外，无机锌与无机铁之间有较强的竞争作用，互有干扰吸收作用。但维生素C、某些单糖、有机酸以及动物肉类有促进非血色素铁吸收的作用。核黄素对铁的吸收、转运与储存均有良好影响。

　　(三)铁缺乏及缺铁性贫血 当体内缺铁时，铁损耗可分三个阶段，即铁减少期、红细胞生成缺铁期和缺铁性贫血期。铁缺乏对人体的影响：工作效率降低、学习能力下降、冷漠呆板;儿童表现为易烦躁，抗感染能力下降。

　　(四)参考摄入量与食物来源 婴幼儿由于生长较快，需要量相对较高，需从食物中获得铁的比例大于成人;妇女月经期铁损失较多;孕期铁需要量增加，为此摄入量应适当增加。中国营养学会推荐铁的AI值成年男子15 mg，成年女子20 mg孕妇、乳母25 mg 。铁良好来源为动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类。

　　四、碘

　　人体内含碘约20~50克。甲状腺组织含碘最多约占体内总碘量的20%左右。

　　(一)生理作用 碘是合成甲状腺素的原料，故其生理作用也通过甲状腺素的作用表现出来。

　　(二)吸收与代谢 食物中碘离子极易被吸收，进入胃肠道后1小时内大部被吸收，3小时完全吸收。吸收后的碘，迅速转运至血液，与血液中蛋白质结合，并遍布各组织中。

　　(三)碘缺乏 可引起甲状腺肿大。因碘缺乏多由于环境、食物缺碘造成，常为地区性，是为地方性甲状腺肿。孕妇严重缺碘，可殃及胎儿发育，是新生儿生长损伤，产生呆小病。采用碘化食盐(也有采用碘化油)方法，可以预防碘缺乏。

　　(四)碘过量 碘摄入过量可造成高碘甲状腺肿。常见于发生摄入含碘高的饮水、食物，以及在治疗甲状腺肿等疾病中使用过量的碘制剂等情况。这只要限制高碘食物，即可防治。

　　(五)参考摄入量与食物来源 中国营养学会推荐的RNI值为成人150µg，孕妇、乳母200 µg。含碘较高的食物有海产品，如海带、紫菜、淡菜、海参等。

　　五、锌

　　人体含锌2~2.5克，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤。

　　(一) 生理作用

　　锌的生理作用表现在多方面：①是酶的组成成分或酶的激活剂。人体约80多种酶的活性与锌有关，如碳酸酐酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、羧肽酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等。②促进生长发育与组织再生。锌与蛋白质和核酸的合成，细胞生长、分裂和分化等过程都有关。③促进食欲。锌参与构成唾液蛋白而对味觉与食欲发生作用。④促进维生素A代谢和生理作用。⑤参与免疫功能。

　　(二) 吸收与代谢

　　锌在小肠吸收后，与血桨白蛋白或运铁蛋白结合、分布于各器官组织。

　　(三) 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。

　　(四) 参考摄入量与食物来源

　　中国营养学会推荐锌的RNI值为成年男子15 mg，成年女子11.5 mg，50岁-11.5 mg，孕妇16.5 mg 乳母21.5 mg。

　　锌的食物来源广泛，但动植物性食物的锌含量与吸收率有很大差别。牡蛎含锌量最高(每100g含锌高达100mg以上)。

　　六、硒

　　硒在人体总量14~20mg，广泛分布于组织和器官中。

　　(一)生理作用

　　1. 硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分 硒在体内能特异地催化还原型谷胱甘肽，与过氧化物氧化还原反应，从而保护生物膜免受损害，维持细胞正常功能。

　　2. 硒与金属有很强亲和力 在体内硒与金属如汞、镉和铅等结合形成金属硒蛋白复合物而解毒，并使金属排除体外。

　　3. 保护心血管、维护心肌的健康 在我国以心肌损害为特征的克山病，发现缺硒是一个重要因素。

　　4. 促进生长、保护视觉器官以及抗肿瘤的作用。

　　(二)吸收与代谢 硒在小肠吸收，无机硒与有机硒都易于被吸收，其吸收率大都在50%以上。

　　(三)硒缺乏与过量 硒缺乏已被证实是发生克山病的重要原因。临床主要症状为心脏扩大、心功能失代偿、心力衰竭或心源性休克、心率失常、心动过速或过缓等。生化检查可见血浆硒浓度下降，红细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性下降。此外，缺硒与大骨节病也有关。 硒摄入过量可致中毒。主要表现为头发变干、变脆、易断裂及脱落。

　　(四)参考摄入量与食物来源 中国营养学会RNI值为成人50 µg。动物性食品肝、肾、肉类及海产品是硒的良好来源。

　　七、铜

　　铜在人体内约为50~120mg，分布于体内各组织器官中，其中以肝和脑中浓度最高。

　　(一)生理作用

　　铜在体内与十余种氧化酶的活性有关，因此也以这些酶的形式参与许多作用。

　　1. 铁代谢 参与铜蓝蛋白催化Fe2+氧化为Fe3+，对于形成运铁蛋白促进铁的转运与贮存有重要作用。

　　2. 蛋白交联 参与赖氨酰氧化酶的作用而形成醛赖氨酸，有利于胶原的合成。

　　3. 超氧化物转化 铜是超氧化物歧化酶的成分。它们催化超阳离子成为氧和过氧化氢，从而保护活细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害。

　　4. 与多巴胺-β羟化酶、酪氨酸酶等含铜酶与儿茶酚胺的生物合成、维持中枢神经系统正常功能、酪氨酸转化为多巴以及黑色素都有关。

　　(二)吸收与代谢

　　铜主要在胃和小肠上部吸收，吸收率约为40%。吸收后的铜，被运送至组织器官，用以合成铜蓝蛋白和含铜酶。

　　(三)缺乏与过量

　　在某些情况下如长期完全肠外营养、消化系统功能失调、早产儿可能发生铜缺乏。主要表现为皮肤、毛发脱色、精神性运动障碍、骨质疏松等。铜缺乏还会引起低色素性小红细胞性贫血。

　　过量的铜摄入可致急性中毒，引起恶心、呕吐、上腹疼痛、腹泻以及头痛、眩晕等。

　　(四)参考摄入量与食物来源 中国营养学会推荐铜的RNI值为成人2.0 mg。含铜丰富的食物有肝、肾、鱼、坚果与干豆类，牡蛎含量特别高。

　　八、锰

　　人体内锰总量200~400μmol。锰是精氨酸酶的组成成分，也是羧化酶的激活剂，参与体内脂类、碳水化物的代谢。锰还是Mn-SOD的重要成分。

　　锰缺乏可致动物生长停滞、骨骼畸形、生殖功能紊乱，抽搐和运动失调等。含锰较多的食物为坚果、原粮。

　　九、钴

　　人体内含钴量在1.0mg左右。钴在体内主要以维生素B12的成分存在，表现为维生素B12的作用，即与红细胞的正常成熟有关。人类需要的是活性型的钴，即维生素B12，主要存在动物性食品中。

　　十、钼

　　钼在人体约9mg。钼是作为黄素依赖酶的辅助因子，在嘌呤代谢和铁的转运过程中发挥其作用。

　　十一、铬

　　铬在体内含量约为5~10mg。铬在体内主要为潜在性胰岛素作用，已知铬是葡萄糖耐量因子的重要组成成分，葡萄糖耐量因子是Cr3+、尼克酸和谷胱甘肽的络合物，可能是胰岛素的辅助因素，有增强葡萄糖的利用以及使葡萄糖转变成脂肪的作用。当铬摄入不足时，有致生长迟缓、葡萄糖耐量损害、高葡萄糖血症。

　　铬的良好来源为肉类及整粒粮食、豆类。啤酒酵母、畜肝含铬量高，且铬活性也大。

　　十二、镍

　　体内镍含量约为6~10mg。镍在体内，可构成某些金属酶的辅基，增强胰岛素的作用;刺激造血功能和维持膜结构。