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微量元素
相對(duì)主量元素劃分的元素
基本信息
| 中文名 | 微量元素 |
| 別名 | 痕量元素 |
| 外文名 | trace element |
| 分類 | 生物體和非生物體中的微量元素 |
| 次元素含量 | 1%-0.1% |
| 劃分依據(jù) | 相對(duì)主量元素來(lái)劃分 |
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簡(jiǎn)介
微量元素
微量元素在人體內(nèi)含量雖然極微小，但具有強(qiáng)大的生物學(xué)作用，它們參與酶、激素維生素和核酸的代謝過(guò)程，其生理功能主要表現(xiàn)為協(xié)助輸送宏量元素；作為酶的組成成分或激活劑；在激素和維生素中起獨(dú)特作用；影響核酸代謝等。
分布
環(huán)境中微量元素的分布
微量元素在環(huán)境中的分布不均是其分布的最典型特征，也是造成地方病發(fā)生的元兇。我國(guó)東北是典型的缺硒地區(qū)，因缺硒而造成的克山病曾使成千上萬(wàn)的人飽受煎熬；而湖北的恩施卻因土壤、飲水中的硒太過(guò)豐富而造成大范圍的硒中毒。我國(guó)大部分地區(qū)缺碘，食用加碘鹽已為大家所熟知，然而環(huán)渤海灣的山東與河北的黃驊、海興、鹽山、孟村、滄縣、樂(lè)陵無(wú)棣、沾化濱縣、利津等地卻因?yàn)轱嬎械鉂舛冗^(guò)高而導(dǎo)致高碘甲狀腺腫等疾病的發(fā)生。因此加不加碘還要看自己身處何方。
生物體中微量元素的分布
微量元素在機(jī)體中分布不僅不均衡，還存在晝夜周期性變化。元素在臟器中分布的不均與其功能有關(guān)。比如，鋅在視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜(眼球里的一層薄膜，由纖維組織、小血管和毛細(xì)血管組成，棕紅色，在鞏膜和視網(wǎng)膜之間)和前列腺含量最高，顯示鋅可能在視覺(jué)、性器官發(fā)育方面具有重要作用。事實(shí)上，缺鋅可致視力障礙如夜盲癥，還可導(dǎo)致男性不育。
來(lái)源
微量元素的來(lái)源主要有食物和飲水。隨著工業(yè)化的發(fā)展，污染特別是工業(yè)污染也已成為微量元素?cái)z入的一個(gè)重要來(lái)源，這種情況在礦區(qū)尤為嚴(yán)重。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物性食物中微量元素含量大于植物性食物，吸收也好于植物性食物。如魚(yú)、海產(chǎn)中的微量元素含量非常豐富，米、麥中微量元素主要分布在胚芽和麩糠中，但往往在加工過(guò)程中丟失。元素鉻的含量從糙米到精米損失75% ，從紅糖到白糖損失90%。這樣一來(lái)，吃得越精缺得越多，造成“富貴病"的發(fā)生。
吸收
微量元素主要通過(guò)腸胃道和呼吸道吸收，有些微量元素也可以通過(guò)皮膚吸收，如職業(yè)接觸。
分類
生物體
植物體
植物體除需要鉀、磷、氮等元素作為養(yǎng)料外，還需要吸收極少量的鐵、硼、砷、錳、銅、鈷、鉬等元素作為養(yǎng)料，這些需要量極少的，但是又是生命活動(dòng)所必須的元素，叫做微量元素。
人體
人體是由50多種元素所組成。根據(jù)元素在人體內(nèi)的含量不同，可分為宏量元素和微量元素兩大類。凡是占人體總重量的萬(wàn)分之一以上的元素，如碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣、鎂、鈉、鉀等，稱為常量元素；凡是占人體總重量的萬(wàn)分之一以下的元素，如鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等，稱為微量元素（鐵又稱半微量元素）。微量元素在人體內(nèi)的含量真是微乎其微，如鋅只占人體總重量的百萬(wàn)分之三十三。鐵也只有百萬(wàn)分之六十。
微量元素雖然在人體內(nèi)的含量不多，但與人的生存和健康息息相關(guān)，對(duì)人的生命起至關(guān)重要的作用。它們的攝入過(guò)量、不足、不平衡或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異?；虬l(fā)生疾病。微量元素最突出的作用是與生命活力密切相關(guān)，僅僅像火柴頭那樣大小或更少的量就能發(fā)揮巨大的生理作用。值得注意的是這些微量元素通常情況下必須直接或間接由土壤供給，但大部分人往往不能通過(guò)飲食獲得足夠的微量元素。根據(jù)科學(xué)研究，到目前為止，已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有18種，即有鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼、銣、砷等。這每種微量元素都有其特殊的生理功能。盡管它們?cè)谌梭w內(nèi)含量極小，但它們對(duì)維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會(huì)出現(xiàn)疾病，甚至危及生命。比較明確的是約30%的疾病直接是微量元素缺乏或不平衡所致。如缺鋅可引起口、眼、肛門(mén)或外陰部紅腫、丘疹、濕疹。又如鐵是構(gòu)成血紅蛋白的主要成分之一，缺鐵可引起缺鐵性貧血。國(guó)外曾有報(bào)道：機(jī)體內(nèi)含鐵、銅、鋅總量減少，均可減弱免疫機(jī)制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助長(zhǎng)細(xì)菌感染，而且感染后的死亡率亦較高。微量元素在抗病、防癌、延年益壽等方面都還起著非常重要的作用。
1990年FAO/IAEA/WHO三個(gè)國(guó)際組織的專家委員會(huì)重新界定必須微量元素的定義并按其生物學(xué)的作用將其分為三類：
（1）人體必需微量元素，共8種，包括碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鈷、鐵。
（2）人體可能必須的元素，共5種，包括錳、硅、硼、釩、鎳。
（3）具有潛在的毒性，但在低劑量時(shí)，可能具有人體必需功能的元素，共7種包括氟、鉛、鎘、汞、砷、鋁、錫。
常見(jiàn)元素
鉻
微量元素
鉻元素膠囊和增強(qiáng)胰島素的作用，從而影響糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸等的代謝，影響動(dòng)物的生長(zhǎng)、繁殖、產(chǎn)品品質(zhì)及抗應(yīng)激、抗病能力，并認(rèn)為鉻(Cr3 )是人和動(dòng)物機(jī)體必需的微量元素。后來(lái)，Mertz證實(shí)了GTF是以尼克酸－三價(jià)鉻－尼克酸為軸心，谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸為配體的物質(zhì)。他還證實(shí)了鉻的生物化學(xué)作用主要是作為胰島素的增強(qiáng)劑，通過(guò)胰島素影響糖、蛋白質(zhì)、脂肪和核酸的代謝，從而證明了鉻是人和動(dòng)物的必需微量元素之一。此后，許多學(xué)者對(duì)鉻的代謝、生物學(xué)功能及在養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用作了大量的研究，取得了一些積極的成果和可喜的發(fā)現(xiàn)。
人體內(nèi)鉻幾乎都是3價(jià)的，它很穩(wěn)定，人體內(nèi)約含鉻6mg，它廣泛地存在于人體骨骼、肌肉、頭發(fā)、皮膚、皮下組織、主要器官(肺除外) 和體液之中。人體對(duì)無(wú)機(jī)鉻的吸收利用率極低，不到1%；人體對(duì)有機(jī)鉻的利用率可達(dá)10～25%[王文君. 飼料博覽，2000,(10) : 12～13]。正常成人需求量20～50μg /d，兒童、孕婦和老人為50～110μg /d，糖尿病患者和肥胖人群為50～200μg /d。鉻在天然食品中的含量較低、均以三價(jià)的形式存在。啤酒酵母、廢糖蜜、干酪、蛋、肝、蘋(píng)果皮、香蕉、牛肉、面粉、雞以及馬鈴薯等為鉻的主要來(lái)源。人們主要從食物、飲水和空氣攝取一小部分鉻。
鉻與脂類代謝
鉻與脂類代謝的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外都做過(guò)廣泛的研究：補(bǔ)鉻可通過(guò)調(diào)節(jié)各種脂蛋白含量和膽固醇的代謝而對(duì)機(jī)體的脂類代謝產(chǎn)生有益的調(diào)節(jié)和改善作用；動(dòng)物日糧補(bǔ)鉻可降低血清甘油三酯和總膽固醇的含量，并提高高密度脂蛋白（HDL）的含量。鉻可能通過(guò)兩種機(jī)制調(diào)節(jié)脂類代謝，一是日糧補(bǔ)鉻可提高胰島素活性（缺鉻時(shí)活性降低，并通過(guò)糖代謝誘發(fā)脂類代謝紊亂），調(diào)節(jié)脂類代謝、改善機(jī)體血脂狀況，因而和人類冠心病、高脂血癥及動(dòng)脈硬化等的發(fā)生有關(guān)；二是鉻可加強(qiáng)脂蛋白酶（LPL）和卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶（LCAT）的活性，LPL和LCAT對(duì)于合成HDL有重要作用，機(jī)體缺鉻則HDL的合成減少，含量下降。
微量元素
氟
氟與疾病和健康的研究已有近百年的歷史，氟以少量且不同濃度存在與土壤、水及動(dòng)植物中，所有食物均含有氟，但吸收率有所不同，人體中的氟主要來(lái)源于飲水。氟是一種必需但非常敏感的元素，多了少了多會(huì)致病，它對(duì)人體的安全范圍比其他微量元素要窄得多。成年人體內(nèi)含氟約為2.9克，比鋅略多，僅次于硅和鐵。
作用
生物化學(xué)
元素 | 生物化學(xué)功能的例子 |
鐵 | |
碘 | 甲狀腺激素的合成原料 |
銅 | 細(xì)胞色素氧化酶的輔基 |
錳 | 精氨酸酶和其他酶的輔因子 |
鋅 | 脫氫酶類，DNA聚合酶，碳酸酐酶的輔因子 |
展開(kāi)表格
分子生物學(xué)的研究揭示，微量元素通過(guò)與蛋白質(zhì)和其他有機(jī)基團(tuán)結(jié)合，形成了酶、激素、維生素等生物大分子，發(fā)揮著重要的生理生化功能。微量元素首先構(gòu)成了體內(nèi)重要的載體與電子傳遞系統(tǒng)。鐵存在于血紅蛋白與肌紅蛋白之中，在它們執(zhí)行載氧與貯氧的過(guò)程中，鐵扮演了十分重要的角色。
酶是生命的催化劑，迄今體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的1000余種酶中，約有50%到70%需要微量元素參加或激活，它們?cè)诩?xì)胞酶系統(tǒng)中功能相當(dāng)廣泛：從弱離子效應(yīng)到構(gòu)成高度特殊的化合物——金屬酶與非金屬酶。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶是典型的非金屬酶，它具有抑制自由基生成。清除過(guò)氧化物。保護(hù)細(xì)胞膜完整性等作用。該酶分子中含有4個(gè)硒原子。鋅不僅是碳酸酚酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等幾十種酶的必需成分，而且同近百種酶的活性有關(guān)。錳作為離子性較強(qiáng)的微量元素則是有效的激活劑，可催化金屬活化酶。
微量元素還參與了激素與維生素的合成。眾所周知，碘為甲狀腺激素的生物合成所必需的；而鋅在維持胰島素的主體結(jié)構(gòu)中亦不可缺少，每個(gè)胰島素分子結(jié)合2個(gè)鋅原子。
維生素B12是胸腺嘧啶核糖核苷酸合成以及最終DNA生物合成與轉(zhuǎn)錄所必需的甲基轉(zhuǎn)移的輔酶。該分子中鰲合有一個(gè)鈷原子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)部分，含有它的化合物——類咕琳輔酶是已知最有效的生物催化劑之一，在許多酶中起著不尋常的分子重排作用。
核酸是遺傳信息的攜帶者。微量元素對(duì)核酸的物理、化學(xué)性質(zhì)均可產(chǎn)生影響。多種RNA聚合酶中含有鋅，而核昔酸還原酶的作用則依賴于鐵。
大多數(shù)微量元素(鋅除外)都廣泛分布于各種食品中，可以由平衡和多樣化膳食中得到充分補(bǔ)充。但對(duì)長(zhǎng)期依靠靜脈營(yíng)養(yǎng)的病人、嬰兒以及老年人或由于地區(qū)的土質(zhì)及水質(zhì)造成的地區(qū)性缺乏時(shí)就需另外適當(dāng)補(bǔ)充。
人類健康
人是由元素組成的，檢出90種元素。身體各器官組織如：血清有74種元素、腦48種、心臟49種、肝臟50種、胸腺18種。元素是構(gòu)成人體的最基本單元，科學(xué)研究證明：地殼、海水中的元素豐度決定了人體元素豐度，環(huán)境元素分布的不平衡是人類患地方病的根本原因。人類屬于異養(yǎng)型生物，是通過(guò)食物鏈從環(huán)境中攝取營(yíng)養(yǎng)元素。人的生、老、病、死無(wú)不與體內(nèi)元素平衡有關(guān)，因此有關(guān)“元素與健康”問(wèn)題的研究也應(yīng)運(yùn)而生?！霸蒯t(yī)學(xué)”就是在原子、分子生物學(xué)基礎(chǔ)上，以元素平衡為核心，從事研究、觀察和解決人類健康問(wèn)題的一門(mén)學(xué)科。元素在人體的分布是有規(guī)律的，每時(shí)每刻都在做有序的運(yùn)動(dòng)。元素在從體內(nèi)各個(gè)臟、腑的含量是有特異性的，即“元素是歸經(jīng)的”。
人體內(nèi)微量元素的特點(diǎn)
在生命體中的元素含量低于百萬(wàn)分之一的，稱作微量元素。生命體內(nèi)的微量元素具有以下特點(diǎn)：
1．相對(duì)性 一種相同的元素在某一學(xué)科中可作為主量元素，而在另一學(xué)科中卻作為微量元素，例如，氫在生命化學(xué)中是主量元素，而在材料科學(xué)中常作為微量元素另行研究。
3．普存性 普存性即指自然界中不存在絕對(duì)純的物質(zhì)。
4．重要性 元素在所有的研究體系中雖然豐度很低，但卻具有極其重要的特定效應(yīng)。
5．相關(guān)性 相關(guān)性即不僅要考慮它們單個(gè)的行為，更重要的探討其相互關(guān)系。
元素與人體的關(guān)系
前面我們已經(jīng)了解到人體內(nèi)已經(jīng)檢出90種元素，但是這些元素在人體內(nèi)含量差別很大，含量多的氧元素占身體總重量的65%，含量少的鈷元素還不到十億分之一。經(jīng)研究表明在人體中有11種元素含量較多，它們是氧、碳、氫、鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂等。其中氧、碳、氫、氮四種元素就占了人體總重量的99.95%，剩下0.05%含量的都是微量元素。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)體內(nèi)含量較多的元素十分重視，而對(duì)微量元素卻重視不夠。其實(shí)，元素在人體里作用的大小不能以含量的多少來(lái)決定，有許多微量元素含量微乎其微，但作用卻不可忽視，對(duì)矮小身材兒童頭發(fā)中微量元素的分析發(fā)現(xiàn)，被測(cè)定的42例矮小身材兒童，大多數(shù)患兒發(fā)中鋅含量低于正常兒童；銅含量減少較多，可見(jiàn)兒童的生長(zhǎng)發(fā)育除受遺傳、內(nèi)分泌、營(yíng)養(yǎng)、運(yùn)動(dòng)及疾病等因素的影響，還與體內(nèi)某些微量元素如鋅、銅的缺乏有關(guān)。
人類正在努力尋找延年益壽的方法，研究衰老機(jī)理，以達(dá)到延緩衰老，對(duì)抗衰老的目的。機(jī)體細(xì)胞的活力與良好的新陳代謝，依賴于機(jī)體內(nèi)環(huán)境及其生理平衡，而微量元素的攝取對(duì)機(jī)體內(nèi)環(huán)境及其生理平衡起重要作用。有調(diào)查表明：疾病的發(fā)生、發(fā)展與某一方面的元素的豐缺之間不存在唯一的因果關(guān)系，機(jī)體不僅從食物，而且還可通過(guò)飲水及生活環(huán)境攝取微量元素，但總的生活環(huán)境中微量元素的豐缺將造成人體微量元素?cái)z入的多少及平衡與否。人體攝入微量元素不足或過(guò)量或元素間比例失調(diào)，都會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不利的影響，甚至導(dǎo)致某些疾病的發(fā)生，加速機(jī)體衰老，必需微量元素的缺乏，將導(dǎo)致機(jī)體中與該元素密切相關(guān)的生物活性物質(zhì)的缺乏，造成生理功能障礙。如錳是超氧化物歧化酶的激活劑。具有活性的超氧化物歧化酶(SOD)是一種超氧自由基，它是促人生病、衰老的重要物質(zhì)，所以錳有長(zhǎng)壽金丹的美譽(yù)。另外錳是遺傳信息的攜帶者——核酸中脫氧核糖核酸酶的激活劑，所以它能保證遺傳信息在傳遞過(guò)程中不變樣。另外，報(bào)道較多的硒元素，它是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)的組成部分，機(jī)體內(nèi)的硒含量與GSH-Px的活性呈正相關(guān)，GSP-Px的主要作用是催化還原型谷胱甘肽，同時(shí)使有害的過(guò)氧化物還原成無(wú)害的羥基化合物，從而保護(hù)生物膜不受過(guò)氧化物的損傷。機(jī)體缺硒時(shí)，衰老速度明顯加快。而必需微量元素及非必需微量元素“過(guò)量”同樣打破機(jī)體元素平衡，表現(xiàn)在拮抗另一些必需元素的吸收或直接造成機(jī)體細(xì)胞中毒，改變遺傳環(huán)境，引發(fā)細(xì)胞畸變、死亡，促使機(jī)體衰老。有人做過(guò)試驗(yàn)，在高硒培養(yǎng)基中細(xì)胞不能生長(zhǎng)，如加進(jìn)適量的氟、鈣、鎂等，細(xì)胞則生長(zhǎng)良好，說(shuō)明單個(gè)元素對(duì)生物體是重要的，但更重要的是含量適宜，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)“適量”，并且構(gòu)成合理的微量元素譜，這樣才能收到良好的防病抗衰效果。
第一類人群是少年兒童。因快速生長(zhǎng)發(fā)育，消耗較大，補(bǔ)充不足，飲食結(jié)構(gòu)不合理，厭食、偏食、易生病等原因，易缺乏鋅、硒、碘、鈣、鐵等。
第二類人群是孕婦及哺乳期婦女。因胎兒快速生長(zhǎng)發(fā)育，消耗量較大，孕婦由于妊娠反應(yīng)也往往會(huì)導(dǎo)致攝入不足，飲食結(jié)構(gòu)不合理，偏食、挑食、生病等原因，易缺乏鋅、硒、鈣、碘、鐵、鉬、錳等。
第三類人群是免疫力低下者及中老年人。缺乏微量元素鋅、硒等可導(dǎo)致免疫力低下，所以免疫力低下常由于微量元素缺乏所導(dǎo)致；老年人因胃腸吸收功能下降，且易患慢性消耗性疾病等原因，易缺乏鋅、硒、鉻等。
人體微量元素缺乏的癥狀
1、鋅缺乏
表現(xiàn)：食欲降低是嬰幼兒缺鋅的早期表現(xiàn)之一。缺鋅的孩子味覺(jué)減退，對(duì)酸、甜、苦、咸分辨不清；生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，身材矮小，體重不增；抵抗力差，反復(fù)感冒或腹瀉；易患復(fù)發(fā)性口腔潰瘍；缺鋅還會(huì)損害孩子的味蕾功能，出現(xiàn)厭食。
2、鐵缺乏
表現(xiàn)：缺鐵性貧血對(duì)于育齡婦女和兒童的健康影響非常嚴(yán)重，重度缺鐵性貧血可增加兒童和母親的死亡率。缺鐵會(huì)損害兒童智力發(fā)育，使嬰幼兒易激動(dòng)、淡漠，對(duì)周圍事物缺乏興趣，還可造成兒童、青少年注意力、學(xué)習(xí)能力、記憶力異常。鐵缺乏的幼兒，鉛中毒的發(fā)生率較無(wú)鐵缺乏的兒童高3-4倍。
3、鈣缺乏
表現(xiàn)：鈣是兒童膳食中最容易缺乏的營(yíng)養(yǎng)素之一?？焖俪砷L(zhǎng)中的嬰幼兒長(zhǎng)期攝食鈣過(guò)低并伴有維生素D缺乏，日曬少，可引發(fā)生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、骨骼畸形、牙齒發(fā)育不良。
心理健康
總述人體中的微量元素不但維持正常生理功能，而且它們?cè)谌梭w中含量的多少也會(huì)影響到人的智力、情緒等，是人類心理健康的物質(zhì)基礎(chǔ)。其中以鈣、鎂、鋅、鐵、碘、硒等元素對(duì)人的心理健康最為重要。
鈣鈣(Ca)是人體內(nèi)含量最多的礦質(zhì)元素之一，調(diào)節(jié)人體各個(gè)系統(tǒng)的組織器官的正常功能都要依靠它的存在。鈣是腦神經(jīng)元代謝不可缺少的重要元素，能保證腦力旺盛、頭腦冷靜并提高人的判斷力，影響人的情緒。充足的鈣能抑制腦神經(jīng)的異常興奮，使人保持鎮(zhèn)靜。缺鈣可影響神經(jīng)傳導(dǎo)，使神經(jīng)、肌肉的興奮性失調(diào)，人就會(huì)變得敏感、情緒不穩(wěn)定，注意力難以集中。醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)性耳聾病人血清中鈣、鐵、鋅含量低于健康人。吃鈣對(duì)人體骨骼有好處。
鎂鎂(Mg)。鎂可鎮(zhèn)定中樞神經(jīng)，幫助消除女性在經(jīng)期中的緊張情緒，減輕心理壓力。鎂缺乏時(shí)就會(huì)導(dǎo)致各種各樣的頭痛，還包括怕光、怕聲等附加癥狀。有鎂的藥劑(MgSO)能夠有效地消除頭痛癥狀。
鋅鋅(Zn)。鋅是人體海馬回(海馬回位于人腦控制學(xué)習(xí)和記憶活動(dòng)的中樞，主要負(fù)責(zé)形成和儲(chǔ)存長(zhǎng)期記憶)的重要微量元素，與記憶和智力有關(guān)。兒童缺鋅會(huì)形成缺鋅一厭食一蛋白質(zhì)攝入不足一賴氨酸缺乏一大腦發(fā)育受損一海馬回缺鋅一記憶力智力下降一情緒失控一心理素質(zhì)差。1977年美國(guó)《科學(xué)》雜志的一篇論文曾談及人乳與牛乳的不同營(yíng)養(yǎng)效果，其中涉及鋅的服用形式。人乳中的鋅系與小分子量配體如氨基酸結(jié)合，它有利于鋅的吸收；牛乳中鋅含量雖較人乳高，但大部分與高分子蛋白質(zhì)配體結(jié)合而不易吸收。所以，母乳可能更有利于嬰兒的長(zhǎng)高、智力發(fā)展及心理素質(zhì)的改善，這與鋅的吸收有關(guān)。
鐵鐵(Fe)。鐵是人體內(nèi)含量最大的微量元素，主要以鐵卟啉絡(luò)合物(血紅素)形式存在，通常認(rèn)為它對(duì)呼吸的作用最大。鐵作為血紅蛋白的主要成分，由于高價(jià)鐵和低價(jià)鐵容易相互轉(zhuǎn)變，氧化還原反應(yīng)迅速，成為輸氧能力最優(yōu)的材料，其輸氧機(jī)理為：Hb—Fe(Ⅱ)+OHb—Fe(Ⅱ)一O，式中Fe(Ⅱ)表示亞鐵，即鐵在此時(shí)的存在形態(tài)；Hb代表血紅蛋白。Hb的特定結(jié)構(gòu)使其中的Fe(Ⅱ)與一般亞鐵離子(Fe。+)不同，它與O的絡(luò)合能力受到卟啉和近位的其他配體調(diào)控，F(xiàn)e(Ⅱ)與卟啉絡(luò)合使它不易被氧化；其他含氫的配體可與O成氫鍵，使氧加合物穩(wěn)定化。當(dāng)Hb這樣的大分子結(jié)合幾個(gè)小分子O時(shí)，各O間存在協(xié)同效應(yīng)，并且相互增強(qiáng)。這是由于在去氧的Hb與第一個(gè)O分子結(jié)合后，亞鐵發(fā)生轉(zhuǎn)移，使近處的蛋白質(zhì)鏈的基團(tuán)運(yùn)動(dòng)，氫鍵重組，促進(jìn)后來(lái)的oz結(jié)合。缺鐵性貧血影響智力和心理健康，據(jù)報(bào)道，對(duì)1078例脾氣急躁、多動(dòng)的兒童檢查，78%的缺鐵；上海第一醫(yī)學(xué)院也曾報(bào)告微量元素鐵的缺失是耳聾的原因。
碘碘(I)。碘在人體內(nèi)的主要作用是用來(lái)合成甲狀腺素，每個(gè)甲狀腺素分子含有4個(gè)碘原子。碘是人體內(nèi)含量極少其生理功能別無(wú)替代的必需微量元素。碘缺乏是已知導(dǎo)致人類智力障礙的原因之一。據(jù)調(diào)查，中國(guó)一千多萬(wàn)智殘人中80%是因缺碘造成的。食物中缺乏碘會(huì)造成一定的心理緊張，導(dǎo)致精神狀態(tài)不良。經(jīng)常食用含碘的食物有助于消除緊張、幫助睡眠。
硒硒(Se)。硒是甲狀腺激素合成和代謝過(guò)程中的必需元素，當(dāng)硒缺乏時(shí)會(huì)引起甲狀腺功能的下降，從而導(dǎo)致抑郁的發(fā)生。硒的缺乏會(huì)降低機(jī)體的免疫功能，而免疫功能的降低恰恰是抑郁癥患者的一個(gè)特點(diǎn)。硒也是體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的必要組成成分，而后者正是保護(hù)機(jī)體神經(jīng)、避免組織損害的重要抗氧化酶，其在精神障礙的發(fā)病中起到一定作用。硒可以調(diào)節(jié)抑郁癥患者的情緒，還可緩解抑郁癥狀，減輕病痛折磨，提高生活質(zhì)量。
食物補(bǔ)充人體所需要的各種元素都是從食物中得到補(bǔ)充。由于各種食物所含的元素種類和數(shù)量不完全相同，所以在平時(shí)的飲食中，要做到粗、細(xì)糧結(jié)合和葷素搭配，不偏食，不挑食，就能基本滿足人體對(duì)各種元素的需要。反之，可造成某些元素的缺乏。
人體缺乏某種微量元素會(huì)導(dǎo)致疾病，如缺鐵導(dǎo)致貧血；缺鋅使免疫力下降并影響發(fā)育和智力，缺碘發(fā)生甲狀腺腫大等。若能在藥物治療的同時(shí)，輔以食補(bǔ)，效果將會(huì)更好。
缺鋅：可多食魚(yú)、牡蠣、瘦豬肉、牛肉、羊肉、動(dòng)物肝腎、蛋類、可可、奶制品、干酪、花生、芝麻、大豆制品、核桃、糙米、粗面粉等，嚴(yán)重者可服用新稀寶等補(bǔ)鋅產(chǎn)品。
銅元素umol/L11.8～39.3動(dòng)物的內(nèi)臟含銅量很高，用含銅的器皿烹調(diào)的食物，含銅量都很高。
鐵元素mmol/L7.52～11.8含鐵豐富的食物有動(dòng)物的肝臟，如雞肝、豬肝等；豆制品含鐵量也很高，而且容易吸收，如豆?jié){和豆腐；蛋黃的含鐵量很高，但吸收率稍差，也算是補(bǔ)鐵的食物之一。橙子、葡萄、奇異果等含豐富的維生素C，促進(jìn)鐵的吸收。
奇異果、橙子、葡萄等含維生素C豐富的水果，有利于排鉛。
海參中含有豐富的微量元素，如硒、礬、鋅、鐵等。長(zhǎng)期食用海參進(jìn)補(bǔ)，有利于補(bǔ)充人體所需的微量元素，使機(jī)體處于健康狀態(tài)。
有害的微量元素
適宜人群
孕期婦女
下面列舉常見(jiàn)的幾種微量元素：
補(bǔ)充微量元素
鐵：鐵是合成血紅蛋白的原料，缺鐵可造成貧血。人體如果缺鐵就會(huì)出現(xiàn)低血色素性貧血。婦女在妊娠30-32周時(shí)，血色素可降至最低，造成“妊娠生理性貧血”，在此基礎(chǔ)上如果再缺鐵，則可危及胎兒。調(diào)查表明，患嚴(yán)重貧血的孕婦所生嬰兒的紅細(xì)胞體積比正常嬰兒小19%，血色素低20%。因此，建議婦女在孕期應(yīng)多吃一些含鐵豐富的食物，如蔬菜中的黑木耳、海帶、芹菜、韭菜；谷類食物有芝麻、大麥米、糯米、小米；豆類食物有黃豆、赤小豆、蠶豆、綠豆；特別是動(dòng)物肝臟、蛋黃中含量更為豐富。
銅：銅是造血的要素，并有促進(jìn)鐵透過(guò)腸黏膜吸收的作用。孕婦體內(nèi)銅的濃度在妊娠過(guò)程中逐漸上升，這可能與胎兒長(zhǎng)大體內(nèi)雌激素水平增加有關(guān)。正常情況下，孕婦不需要額外補(bǔ)充銅劑，銅過(guò)量可產(chǎn)生致畸作用。20世紀(jì)70年代初期，人們發(fā)現(xiàn)一種能致嬰幼兒死亡的疾病，患兒以貧血為主癥，常因精神異常、運(yùn)動(dòng)障礙和全身動(dòng)脈血管紆曲而夭折。醫(yī)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)槟赣H在妊娠期間血中銅含量過(guò)低，引起胎兒缺銅，造成機(jī)體新陳代謝提供能量來(lái)源的三磷酸腺苷缺乏，以致不能滿足生命的最低能量。同時(shí)可影響胎兒某些酶的活性以及鐵的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)，從而造成貧血。
錳：研究表明，缺錳可以造成顯著的智力低下，特別是婦女在妊娠期缺錳對(duì)胎兒的健康發(fā)育影響更大。實(shí)驗(yàn)表明，母體缺錳能使后代產(chǎn)生多種畸變，尤其是對(duì)骨骼的影響最大，常出現(xiàn)關(guān)節(jié)嚴(yán)重變形，而且死亡率較高。一般說(shuō)來(lái)，以谷類和蔬菜為主食的人不會(huì)發(fā)生錳缺乏，但由于食品加工得過(guò)于精細(xì)，或以乳品、肉類為主食時(shí)，則往往會(huì)造成錳攝入不足。因此，孕婦應(yīng)適當(dāng)多吃些水果、蔬菜和粗糧。
少年兒童
維生素A
微量元素
缺乏維生素A會(huì)導(dǎo)致視力下降，皮膚容易出問(wèn)題，還會(huì)引發(fā)頭皮脫落。尤其是缺乏維A的糖尿病人更容易患上不孕不育癥。
來(lái)源動(dòng)物肝臟、有機(jī)食物。
維生素A可以直接補(bǔ)充，但是兒童和孕婦要特別注意攝入的量，否則可能會(huì)引起維生素A中毒或者寶寶的先天缺陷?？梢酝ㄟ^(guò)補(bǔ)沖β-胡蘿卜、素來(lái)轉(zhuǎn)化成維生素A，這樣比較安全。這種營(yíng)養(yǎng)素有著比較強(qiáng)的抗氧化作用，媽媽可以讓寶寶多吃一些β- 胡蘿卜素含量豐富的橘紅色蔬果。
小貼士
β-胡蘿卜素只能溶解干油而無(wú)法溶解于水中，因此，在補(bǔ)充β胡蘿卜素時(shí)，要適量地吃一些油脂性的食物。
維生素B
來(lái)源動(dòng)物食品和部分海洋食品。
組合 維生素B族包括維生素B1（硫胺素）、維生素B2（核黃素）、維生素B3（煙酸）、維生素B5（泛酸）、維生素B6（吡哆醇）、維生素B12（氰鈷胺）、維生素B9（葉酸）、維生素B7（生物素）。
缺乏孕婦、哺乳母親，以及常常吃精加工食品的人比較容易缺乏維生素B1。缺乏維生素B1會(huì)出現(xiàn)肌肉松弛，記憶力差和腳氣病等癥狀。缺乏B2出現(xiàn)紅眼病、口腔潰瘍和畏等癥狀。缺乏維生素B3出現(xiàn)抑郁癥、失眠、皮膚粗糙等癥狀。缺乏維生素B5會(huì)出現(xiàn)易怒，心跳過(guò)速和抽筋等癥狀。缺乏維生素B6會(huì)出現(xiàn)水腫、多夢(mèng)，痛經(jīng)等癥狀。缺乏維生素B12會(huì)出現(xiàn)磨牙，神經(jīng)衰弱、腳痛和貧血等癥狀。
精加工技術(shù)和加熱烹調(diào)時(shí)維生素B1流失的兩大殺手。
維生素C
來(lái)源新鮮蔬果，生肉，有機(jī)食品。
缺乏缺乏維生素C會(huì)出現(xiàn)抑郁的癥狀，還比較容易感染、流血和患上感冒，甚至?xí)箟哪懝探蜕?，?dǎo)致壞血癥的發(fā)生。
加熱烹調(diào)也是維生素C的殺手，因此也要避免。維生素C容易被水溶解而隨著尿液排出，所以，媽媽要給寶寶多吃一些有機(jī)水果，最少一天吃4次。此外，維生素P（即生物類黃酮）能夠促進(jìn)維生素C的消化吸收，防止維C的氧化，因此，在補(bǔ)充維生素C的時(shí)候，也可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充一些生物類黃酮。
鐵
鐵主要分布在紅細(xì)胞中，是血紅蛋白的必需組成部分，可以攜帶和運(yùn)載氧氣。缺乏鐵會(huì)導(dǎo)致貧血，食欲下降和學(xué)習(xí)困難，增加分娩死亡的危險(xiǎn)。由于植物中的植酸鹽和纖維素會(huì)和鐵結(jié)合，把鐵帶出體外，植物食品鐵的吸收率遠(yuǎn)低于動(dòng)物食品。植物中大豆的鐵吸收率最高，動(dòng)物中紅肉的鐵最豐富。今天的紅肉恐懼癥使缺鐵性貧血流行。
動(dòng)物食品中的鐵不但豐富，而且不會(huì)過(guò)量吸收，因?yàn)槿梭w對(duì)其中的有機(jī)亞鐵的吸收是有限的。而人工合成的鐵，包括鐵補(bǔ)充劑和鐵強(qiáng)化食品，是無(wú)機(jī)鐵，可以在體內(nèi)無(wú)限制累積，增加氧化和患癌的危險(xiǎn)。歐洲很多國(guó)家，包括德國(guó)，法國(guó)和意大利等國(guó)，已經(jīng)禁止用鐵強(qiáng)化食品。紅肉因?yàn)楹F而呈紅色，是補(bǔ)充鐵的最佳來(lái)源。事實(shí)上，人體本身就是由紅肉組成的。
鋅
微量元素
動(dòng)物食品中的鋅不但比植物里豐富，而且吸收率是植物食品中的四倍。糧食的精加工過(guò)程會(huì)使鋅大量流失。加熱烹調(diào)會(huì)破壞消化酶，迫使人體動(dòng)用儲(chǔ)備的鋅來(lái)合成酶。因此，食用植物食品，加工食品和烹調(diào)食物容易造成鋅的缺乏，這是今天我們普通缺鋅的主要原因。鋅的最佳來(lái)源是海鮮，肉類，內(nèi)臟，蛋類，堅(jiān)果和種子。鋅補(bǔ)充劑非常安全，成人每天15-25毫克，兒童可以根據(jù)體重比例調(diào)節(jié)。
鈣
存在
鋅 魚(yú)類、肉類、動(dòng)物肝腎、豆類和小麥中含量較高。
氟 小麥、黑麥粉、水果、茶葉、肉、青菜、西紅柿、土豆、鯉魚(yú)、牛肉等。
硒 青魚(yú)、沙丁魚(yú)、腎臟、肝臟、肉類、蛋類、芝麻、麥芽、大蒜、啤酒酵母等。
碘 海帶、紫菜、海魚(yú)、海鹽等中含量豐富。
蜂蜜是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的天然滋養(yǎng)食品，也是最常用的滋補(bǔ)品之一。據(jù)分析，含有與人體血清濃度相近的多種無(wú)機(jī)鹽和維生素、鐵、鈣、銅、錳、鉀、磷等多種有機(jī)酸和有益人體健康的微量元素，蜂蜜中還含有多種維生素。如B1、B2、B6和煙酸、維生素C等。這些維生素對(duì)增強(qiáng)人體地免疫功能、防治心血管疾病有著重要作用，蜂蜜中所含地微量元素種類很多。洋槐花蜂蜜中含硼，棗花和向日葵蜜中含錳，草木蜜和百花蜜中含鋅，草木樨蜜和向日葵蜜中含銅。這些微量元素有益于調(diào)節(jié)人體內(nèi)酸堿平衡，提高人體體質(zhì)，防治某些疾病。美國(guó)科學(xué)家施羅德說(shuō):“微量元素，在營(yíng)養(yǎng)中比維生素更重要，因?yàn)樗幌裼械鼐S生素那樣能夠在人體內(nèi)合成。在生命地化學(xué)過(guò)程中，微量元素地作用好比火花塞。在食物消化過(guò)程中，能量地轉(zhuǎn)換和活細(xì)胞地構(gòu)要依賴它們?！笨梢?jiàn)，蜂蜜能延年益壽和防治疾病，和蜂蜜中含有種類繁多地微量元素是分不開(kāi)地。女人、小孩、老年可以每天早晚各一次，用積安堂棗花蜂蜜加溫牛奶，就可以有效補(bǔ)充人體內(nèi)的微量元素。
鈷 綠色植物是人類食物中含鈷豐富而變化較大的來(lái)源。
檢測(cè)方法
目前國(guó)際上對(duì)于微量元素檢測(cè)暫無(wú)統(tǒng)一、準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)。不同的醫(yī)院可能有不同的數(shù)據(jù)，因?yàn)椴煌臋z測(cè)儀、不同的試劑，其參考值都不同，所以可能造成結(jié)果也不同。另外，微量元素檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果只是一個(gè)參考值，同時(shí)影響微量元素測(cè)定結(jié)果的因素也很多。缺少微量元素固然要補(bǔ)，但要用數(shù)據(jù)報(bào)告+臨床癥狀相結(jié)合，不能簡(jiǎn)單迷信檢測(cè)結(jié)果，就盲目地給孩子進(jìn)補(bǔ)，關(guān)鍵是要看孩子的身體狀況是否有所改善。
1、血液
人體內(nèi)微量元素的含量較低，在樣品的采集過(guò)程中易受到各種污染，因此微量元素血液樣本在采集過(guò)程中需格外小心。除衛(wèi)生部《血鉛臨床檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》對(duì)樣品采集做出的要求外，還要采用經(jīng)過(guò)定期抽查后合格的微量元素專用檢測(cè)管，并且應(yīng)立即用惰性和無(wú)污染的材料密封試管，以杜絕容器本身對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。
血檢易污染，造成交叉感染，采樣不方便，反映短時(shí)間內(nèi)身體微量元素狀況，受飲食、疾病方面的影響較大，只作為臨床指導(dǎo)。
2、毛發(fā)
（1）、頭發(fā)樣品易于取樣，易于保存。
（2）、對(duì)微量元素而言，頭發(fā)中的含量因積累原因比人體其它部分如血、唾液、尿液中含量高，而且較為穩(wěn)定，分析較容易。
（3）、頭發(fā)可以反映過(guò)去幾個(gè)星期至幾個(gè)月內(nèi)微量元素營(yíng)養(yǎng)狀況，因而能真實(shí)地反映微量元素貯存狀況。
（4）、頭發(fā)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可同水、大氣等環(huán)境中元素結(jié)合，其結(jié)合力隨各種微量元素而異，因此頭發(fā)中微量元素又可作為環(huán)境污染的指示器。同時(shí)也說(shuō)明頭發(fā)檢測(cè)不能代表體內(nèi)微量元素的真實(shí)水平。醫(yī)療機(jī)構(gòu)一般不采用頭發(fā)檢測(cè)。
一般都規(guī)定用不銹鋼剪刀取距頭皮不超過(guò)2厘米的頭發(fā)作樣品，以便測(cè)定結(jié)果具有可比性，除非在回顧調(diào)查時(shí)，才取長(zhǎng)發(fā)，并分段測(cè)定，以了解過(guò)去不同時(shí)期的微量元素水平。
頭發(fā)活性低，微量元素含量穩(wěn)定，發(fā)檢安全快捷、方便、污染少，不會(huì)造成交叉感染，采樣方便，許多元素能在毛發(fā)中儲(chǔ)積或生物濃縮，通常能反應(yīng)出細(xì)胞內(nèi)元素水平。
頭發(fā)典型的生長(zhǎng)率是0.35mm，被稱為微量元素的“記錄絲”，不同部位，不同長(zhǎng)度的頭發(fā)微量元素含量并不相同。因此，頭發(fā)只能反映某一時(shí)間段的變化情況，而不能反映變化。它反映的是不同時(shí)期人體對(duì)微量元素?cái)z取和代謝的變化情況，是直接反映人體狀態(tài)的較理想的批示劑。
頭發(fā)受飲食、腸胃疾病方面的影響較少。
血檢和發(fā)檢的區(qū)別在于：
①.頭發(fā)中的微量元素種類比血液多，含量(個(gè)別除外)比血液高，從而測(cè)定頭發(fā)的微量元素比血液更準(zhǔn)確。
②.血液只是反映人體瞬間或1兩天的微量元素水平，頭發(fā)反映人體一段時(shí)期或1兩個(gè)月的微量元素水平，所以發(fā)檢比血液檢更準(zhǔn)(頭發(fā)是人體營(yíng)養(yǎng)吸收代謝后的最終產(chǎn)物)。
③.頭發(fā)對(duì)人體微量元素的暴露有“記錄絲”的作用，是代謝后的人體健康狀況的反映。把頭發(fā)2～3CM分段測(cè)定其微量元素含量，可以追溯該人既往的微量元素而暴露其歷史，血液檢測(cè)是做不到的。
④.國(guó)家教育部批準(zhǔn)作為普通高等教育面向21世紀(jì)醫(yī)科大學(xué)課程教材《微量元素與健康》大學(xué)課本對(duì)頭發(fā)微量元素檢測(cè)的科學(xué)評(píng)價(jià)：“頭發(fā)是人體診斷最理想的活體材料，其中的微量元素含量可反映體內(nèi)微量元素營(yíng)養(yǎng)代謝情況，且與許多疾病的發(fā)生有關(guān)”。
參考資料
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補(bǔ)鐵的食物有哪些 含鐵量高的9款食物 · 光明網(wǎng)-今日頭條[引用日期2023-04-11]
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哪些營(yíng)養(yǎng)缺乏對(duì)胎兒影響？ · 中國(guó)網(wǎng)-新浪網(wǎng)[引用日期2023-04-11]
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維生素A不可缺，超量補(bǔ)充可導(dǎo)致中毒，甚至疾病 · 家庭醫(yī)藥-今日頭條[引用日期2023-04-11]
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胡蘿卜怎樣吃更有營(yíng)養(yǎng) · 福州衛(wèi)健委[引用日期2023-04-11]
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維生素B族 一只強(qiáng)大的體內(nèi)“足球隊(duì)” · 中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)-今日頭條[引用日期2023-04-11]
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醫(yī)生：哪些食物補(bǔ)充患者所需要的微量元素
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孩子的微量元素如何檢測(cè)
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