38億年以前，地球開始從不停的火山爆發(fā)中逐漸安靜下來，開始有了水，慢慢地形成了海洋、江河、湖泊。地球由火球冷卻時產(chǎn)生的氧氣、氨氣、一氧化碳、甲烷等小分子，經(jīng)雷電、太陽光的作用、激活，形成氨基酸、磷酸等分子并溶解于水中?；鹕絿姵龅膸r漿中含有大量金屬元素也溶解于水中，在遠古地磁劇變的作用下，與水結(jié)合成含水絡合離子，形成短鏈線性結(jié)構的活性水聚體，在這種水中，在某些金屬含水絡合離子的催化、激活動力作用和太陽輻射作用下，經(jīng)過一系列的化學反應，最初的生命物質(zhì)——氨基酸進一步形成某種生物高分子，經(jīng)過漫長的歲月，逐漸演變?yōu)樯w。正如恩格斯所說，“生命的起源必然是通過化學的途徑實現(xiàn)的”，“水是生命之源”。生命是從遠古時代的水中產(chǎn)生的，只有遠古時代的水才能產(chǎn)生生命，才能孕育出恐龍和原始樹木這種超大型動、植物群體。正是在這種條件下，動物逐漸進化成人類。

從人類對生命起源的探索中可以發(fā)現(xiàn)，水和各種化學元素是產(chǎn)生生命的必要條件。從現(xiàn)存生命體的組成成分中也能得到印證。地球上至今還存在的所有生物，其生命體中除了水和各種化學元素以外就沒有其他物質(zhì)了。

從人類出現(xiàn)開始，經(jīng)過上百萬年的進化，到現(xiàn)在，人至精至靈的結(jié)構，已經(jīng)達到無以復加的地步。人對自己的身體都沒有研究透徹，許多謎團都無法破解，但隨著科學的進步，人已經(jīng)開始深入了解自己了。

人是由什么組成的？世界萬物都是由元素構成的，人也不例外，同樣是由化學元素組成的。地球上有92種天然元素，人體內(nèi)已經(jīng)檢測到81種，但迄今已發(fā)現(xiàn)具有重要營養(yǎng)功能和生理功能，并得到公認的對于維持生命必不可少的元素有26～28種。按質(zhì)量百分比計算，人體內(nèi)的主要化學元素為碳、氫、氧和氮，占人體質(zhì)量的95．3%，這四種化學元素是有機化學的基礎物質(zhì)，所以說人體的95．3%是有機物，其中氧占64．3%、碳18%、氫10%、氮3%。氧和氫主要組成水（H2O），約占人體質(zhì)量的74．3%。人體的剩余部分由其他有機物和無機物組成，其中大部分是礦物質(zhì)元素，其中鈣占2%。人體中氧、碳、氫、氮、鈣、磷、硫、鉀、鈉、氯、鎂等11種元素，總共約占人體質(zhì)量的99．25%，各元素在人體里的含量都高于人體質(zhì)量的0．01%，被稱為人體必需的宏量元素；其余的70種元素總共約占人體質(zhì)量的0．75%，其各元素在人體里的含量都低于人體質(zhì)量的0．01%，被稱為人體里的微量元素，其中有15種被公認為人體和哺乳動物必需的微量元素，如鐵、銅、鋅、錳、鉻、鈷、釩、錫、鎳、鉬、鍶、碘、硒、硅、氟等。必需的微量元素是指那些具有明顯營養(yǎng)作用及生理功能，對維持機體生長發(fā)育、生命活動及繁衍等必不可少的元素。

作為人體必需的微量元素必需滿足以下條件。

1．機體必須從外界飲食中攝取這種元素，當從飲食中去除這一元素后，機體就會出現(xiàn)這種元素的生理性缺乏狀態(tài)。

2．補充這一特定元素后，機體的這種缺乏狀態(tài)將得到緩解。

3．這種特定的元素對機體具有某種特定的生化功能，這種作用不能被其他任何元素完全替代。

也就是說，必需的微量元素中任何一種元素攝入不足就會引起機體生物學功能障礙，而恢復這種元素的生理水平后又能緩解和預防這種功能障礙。機體離開這種元素既不能生長，又不能完成其生命周期。必需微量元素的數(shù)目不是絕對不變的，隨著對微量元素生物學功能研究的深入和認識的提高，必需微量元素的數(shù)目也可能增加。

由于微量元素在人體內(nèi)含量極少，再加上各種微量元素之間的相互影響錯綜復雜，要徹底搞清楚各種微量元素對人體的作用及微量元素之間的相互影響是相當困難的，而且需要花費很長時間。但是，我們已經(jīng)知道，在維持我們身體健康方面，微量元素和維生素一樣都發(fā)揮著無可比擬的重要作用，這一點是毋庸置疑的。

自然界統(tǒng)一于物質(zhì)，物質(zhì)統(tǒng)一于化學元素。1869年，門捷列夫首創(chuàng)元素周期表。一百多年來，經(jīng)過科學家們的不斷完善，有了現(xiàn)代的元素周期表?；瘜W元素按其性質(zhì)，有規(guī)律地排列于門捷列夫元素周期表中，按照元素原子最外層電子數(shù)量，反映元素單質(zhì)化學性質(zhì)的變化規(guī)律。地球上所有生命體，包括動物和植物也統(tǒng)一于門捷列夫元素周期表的元素群上。因此，有的科學家把生命化學過程與一些微量元素聯(lián)系起來，試圖從門捷列夫元素周期律得到某種啟發(fā)，但是，從門捷列夫元素周期律中發(fā)現(xiàn)不了各種化學元素與生命現(xiàn)象的關系。因為元素周期律所反映的是元素單質(zhì)性質(zhì)的規(guī)律，與生命過程中實際存在的元素離子狀態(tài)有很大差別，所以想從元素周期律中得到生命相關信息是非常困難的。因此，在研究元素的生命相關性時，必須把元素放到水中去考察，研究其在水中的狀態(tài)及性質(zhì)。而門捷列夫周期律主要反映元素單質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律，因此，不可能反映各種元素與生命的關系。科學家們只能定性地了解一些微量元素在生物化學反應中的重要作用，比如只知道鋅、鐵、錳、銅等元素群對生命化學過程有利，但從來沒有尋找到客觀存在的各個化學元素與生命化學過程密切相關的某種定量指標，并進行定量研究；未能從生命的最深層次催化、激活動力角度來評價與生命相關的元素的作用，使人類自身無法了解生命過程中最深層次的機制，成為難以破解的謎。

我們已經(jīng)知道，生命就是一個由化學元素參與的生物化學反應過程。但是，任何化學反應都是有條件的。比如，現(xiàn)代石油化學工業(yè)飛速發(fā)展，能生產(chǎn)上萬種化工產(chǎn)品，滿足國家生產(chǎn)和人民生活的需要。但是，生產(chǎn)每一種產(chǎn)品都離不開化學反應，而各種化學反應能夠順利進行的最微觀、最深層次的原因是人們掌握和利用了各種金屬元素組成的催化體系。例如，高密度聚乙烯和聚丙烯的合成，靠的是Ti－Al（鈦－鋁）催化體系；順丁膠的合成是靠Ni－Al－B（鎳－鋁－硼）催化體系等?？梢哉f，沒有這些元素的催化作用，就不可能有現(xiàn)代高分子材料工業(yè)?？梢娔承┨厥饨Y(jié)構的微量元素不僅是遠古生命起源的催化激活素，也是今天石油化學工業(yè)發(fā)展的最微觀、最深層次的催化激活素。這是什么原因呢？因為，不管是石油化學工業(yè)中的化學反應，還是生物化學反應，都需要由某種化學動力因素能夠高效地、有選擇地用來降低各種特定化學反應的活化能，加速化學反應進程。

現(xiàn)代生物化學發(fā)現(xiàn)，生化反應與各種微觀氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移密切相關。因為人體內(nèi)的生化反應是在低溫（36℃左右）下進行的，在這樣的條件下要保證生化反應能正常進行，必須要有相應的催化體系，而各種氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移就是這種催化體系中的重要組成部分。因此，我們要研究各種元素與生命的關系，就要很好地考察各種元素離子傳遞電子的能力。我們詳細考察了離子與水分子間的絡合態(tài)結(jié)構及其絡合離子的表面電荷強度。為了定量研究元素與生命的關系，我們提出了元素離子對外界電荷的親和性標度值概念來量化元素離子傳遞電子的能力。一個完整的元素離子對外界電荷的親和性標度值與元素自身最外層軌道對電子的親電子性（電負性）有關，還與元素自身最外層軌道上失去電子或獲得電子成為離子時所表現(xiàn)的正或負的離子價數(shù)和這些離子的含水絡合離子半徑有關。首次提出了計算生命相關元素絡合離子的電荷親和性標度值的公式，即

我們首次利用這些數(shù)據(jù)計算出生命相關元素的電荷親和性標度值。各種元素的離子電荷親和性標度值可以界定它們在生命體中的功能。這是在元素理論中的一項重大發(fā)現(xiàn)，是生命科學發(fā)展的一個標志。

如果將標度值分為8個量級，同一量級的元素離子在生命體中有著近乎相同的功能。

電荷親和性標度值把生命相關元素分為8類。

第一類（標度值≈0）：生命結(jié)構型營養(yǎng)元素群（C、H、O、N、S、P等），為人體的6種基本生態(tài)營養(yǎng)素，在體內(nèi)主要以共價鍵結(jié)構的形式存在，否則人體結(jié)構全部溶解于水。

第二類（標度值＝＋0．17～＋0．32）：神經(jīng)信息傳遞元素群（H＋、Li＋、Na＋、K＋、Rb＋等），具有調(diào)節(jié)電化學電位和神經(jīng)信息傳遞的功能。

第三類（標度值＝＋0．29～＋0．4）：能量生成及傳遞元素群（Mg2＋、Ca2＋、Sr2＋、Ba2＋）和鑭系稀土元素群（La2＋、Sm3＋等），其離子絡合體與蛋白質(zhì)結(jié)合成各種生物化學酶，起傳遞能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用。

第四類（標度值＝＋0．43～＋0．648）：生化過程中起催化、激活動力作用元素群，其離子絡合體（Ti　2＋、V2＋、Cr3＋、Mn2＋、Fe3＋、Co2＋、Ni　2＋、Cu2＋、Zn2＋、Sc3＋、Mo2＋等）標度值特別適中，這些元素作為過渡元素都具有d軌道能級及電子，其中多數(shù)元素的離子具有可變價性。這種絡合離子可以與蛋白質(zhì)結(jié)合成比較穩(wěn)定但又不是太穩(wěn)定的生物酶。在整個生命化學過程中，元素不僅以離子絡合體形式存在，而且還直接參與生物化學反應，傳遞電子，引起各種氧化還原反應，它們的最大功能在于對生命化學過程起最深層次的催化、激活動力作用，所以這些元素是名副其實的生命動力元素群。

特別值得注意的是，這些元素群也是整個化學工業(yè)合成幾萬種新型化工產(chǎn)品的最活躍催化體系。人體及一切生物體，實際上是一個非常綜合的“化工廠”，無時無刻不在進行分解、加工、合成、取代、交換等各種生物化學反應，但是在這些反應中，如果沒有催化、激活動力的源泉，那么很難在體溫36℃下進行反應。這是一系列低活化能的反應體系。正是這些元素群的含水絡合物在原始的海洋中或水中起了催化、激活動力作用，使低分子變成高分子，進而變成生物高分子，以致演化成各種生命實體，而且對這些生命體的生化過程持續(xù)不斷地加以催化、激活，促進新陳代謝，使生命延續(xù)。

第五類（標度值＝＋0．68～＋0．81）：有毒元素群（Pb2＋、Cd2＋、Hg2＋、Ag＋、Tl＋），其標度值大于＋0．68，這些元素是生命化學過程最危險的元素群，其含水絡合離子的親電性特別強時，不可避免地引起金屬與金屬離子的置換作用，以致破壞細胞正常結(jié)構。這就是人類為維持正常的生命過程而不能攝取標度值太大的有毒元素離子的根本原因。

第六類（標度值＝－0．8～－1．1），離子平衡元素群（F－、C1－、Br－、I－、OH－）在周期表中處于第七主族（OH－例外），這些元素離子用來中和陽離子的正電性。另外，OH－對維持生化反應的pH有特別大的作用。

第七類（標度值＝－1．3～－1．9）：氧化離子群（SO－4、NO－3等），其親核性標度值也相當大，在生物化學反應過程中起相當?shù)难趸饔茫@一類離子群在一定濃度范圍內(nèi)對生命過程還是有用的。

第八類為有毒自由基團（標度值＞｜－2．3｜）：計算（·O－2）與（·OH）的標度值時，這些基團并不形成含水離子絡合體，故直接用基團半徑來計算標度值。離子（·O－2）有極大的危害性，是人類衰老的根本原因之一。

從上述生命相關元素電荷親和性標度值分類中可以看出，當元素的標度值正值越大時，元素離子的親電性越強，對電子或負電荷的親和能力越強，即獲取電子的能力越強；當元素的標度值負值越?。ń^對值越大）時，元素離子的親核性越強，對正電荷的親和性越強，即對電子的控制力越弱，即釋放電子的能力越強；當元素的標度值適中時，元素離子的親電性與親核性相差無幾，即獲取或釋放電子的能力旗鼓相當。可以肯定，這種既能自由釋放電子，又能自由接受電子的元素離子是我們生化反應中最重要的元素離子，這種元素就是生命體中最重要的元素。

上述生命相關的元素電荷親和性標度值分類中的所有元素離子（或基團）都是與生命密切相關的，我們將其定義為生命相關元素，有的是有害的，如第五類有毒元素群和第八類有毒自由基團；有的既有益也有害，如第六類離子平衡元素群和第七類氧化離子群。除此之外，其余的各類元素離子對生命都是有益的，其中第一類生命結(jié)構型營養(yǎng)元素群（C、H、O、N、S、P）；第二類神經(jīng)信息傳遞元素群（H＋、Li＋、Na＋、K＋、Rb＋等）；第三類能量生成及傳遞元素群（Mg2＋、Ca2＋、Sr2＋、Ba2＋）；第四類生化過程中起催化、激活動力作用元素群（Ti　2＋、V2＋、Cr3＋、Mn2＋、Fe2＋、Co2＋、Ni　2＋、Cu2＋、Zn2＋、Sc3＋、Mo2＋），這一類是名副其實的生命動力元素群。我們將第一、第二、第三、第四類的元素定義為有益于生命的元素。我們將第四類元素群中的11種在生化過程中起催化、激活動力作用元素定義為生命動力元素。

生命動力元素都是元素周期表中具有3d軌道的過渡元素，其有兩個特點。

第一，這些元素都有d軌道，有的充滿電子，有的處于空軌道狀態(tài)，在一定的條件下，這種過渡元素離子的d軌道電子與外域元素的成對電子間可以形成絡合鍵，也可以外域元素的成對電子配位到空軌道，形成給電子型配位鍵。通過這種形式使這種離子與各種蛋白酶絡合成為生物酶的活性中心。這就是為什么人體、動物、植物及各種農(nóng)作物中需要多種過渡元素的根本原因。

第二，這些過渡元素的離子外層電子價態(tài)隨環(huán)境條件（pH、溫度、光能、溶劑、其他各種離子等）的不同而發(fā)生轉(zhuǎn)移，時而產(chǎn)生空的d軌道，時而填入電子，這種情況也影響到這些過渡元素最外層的化學價態(tài)，例如在血液中的鐵元素就是通過這兩個不同價態(tài)的鐵進行氧化還原反應來吸收新鮮氧氣。上述過渡元素也可以在基本化學價不變的條件下，在d軌道上發(fā)生電子轉(zhuǎn)移；有的可變價過渡元素（如Fe、Cu、Ti、Mn等）只要pH發(fā)生變化，這些元素的價態(tài)會迅速變化，或者只要具備氧氣、弱酸性或弱堿性，甚至中性條件就可以發(fā)生價態(tài)變化，產(chǎn)生［·OH］基團及生態(tài)氧。

生命相關元素及生命動力元素的界定對研究生命本質(zhì)具有重要的理論價值，將從根本上解答生命科學領域諸多關鍵性概念核心內(nèi)涵與外延的普遍性生命化學反應原理，是從生命構成基本元素中尋找生命健康要素的最深層次中心。

從遠古生命的起源來看，“生命之源”包括兩部分：一是具有特殊結(jié)構的活性水聚體；二是有益于生命的各種催化、激活動力的金屬元素含水絡合離子群。同樣生命的存在和延續(xù)也是一個化學過程。生命體猶如一個復雜的化工廠，無時無刻地進行著各種生物化學反應，把生物體吸收的氧氣和各種營養(yǎng)物質(zhì)氧化成為二氧化碳和水，并產(chǎn)生大量的能量，保證生命體活動的需要，維護生命體的延續(xù)。

生物界千姿百態(tài)，生機勃勃，開始人們發(fā)現(xiàn)，五彩繽紛的各種生命現(xiàn)象都離不開蛋白質(zhì)，因而許多人認為生命的本質(zhì)就在于此。恩格斯指出，“生命是蛋白體的存在方式”。隨著生物化學的迅速發(fā)展，如今已經(jīng)證明，更本質(zhì)的生命物質(zhì)是核酸，而不是蛋白質(zhì)。核酸是細胞的核心物質(zhì)，是細胞中最重要的生命大分子之一。核酸分為兩類：一類叫脫氧核糖核酸（DNA）；另一類叫核糖核酸（RNA）。在細胞的新陳代謝過程中，DNA承擔生命遺傳信息的傳遞，RNA則指導蛋白質(zhì)的合成。核酸控制著細胞生長、分裂、成熟和新陳代謝各方面的生理活動。

生命的基本特征在于“新陳代謝”。一方面生物體與自己生存的自然界之間不斷進行物質(zhì)交換，即由自然界攝取蛋白質(zhì)、糖、脂類等營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，通過代謝反應把營養(yǎng)物質(zhì)氧化成二氧化碳和水，排到自然界。同時經(jīng)過氧化磷酸化釋放出大量的能量，以ATP（三磷腺苷）的形式儲存于體內(nèi)，供給生命活動的需要。此外，新陳代謝還包括生物體自身在不斷“辭舊迎新”，也就是說，構成我們身體的各個細胞，每時每刻都在不斷新生和不斷死亡，即不斷更新。這種新陳代謝的功能，正是生物與非生物的最大區(qū)別。所有的細胞天生就具有這種新陳代謝功能，不管是肝細胞還是胰腺細胞，都在不停地發(fā)生新的變化，一般來說，只需經(jīng)過幾個月，全部細胞都會完全新舊更替一次。

現(xiàn)代生物化學認為，生命是通過DNA的不斷復制、RNA的轉(zhuǎn)錄和由DNA控制下的蛋白質(zhì)生物合成過程來延續(xù)的。在分子生物學里，基因首先生成一次蛋白（幾十萬種的酶蛋白，大部分都是構造酶），幾十個一次蛋白生成二次蛋白開始新陳代謝。光有基因的遺傳信息，若沒有原材料，是不能進行蛋白的生物合成的，也就不可能生成胰島素、谷氨酸草酰乙酸氨基轉(zhuǎn)移酶（GOT）、谷氨酸丙酮酸氨基轉(zhuǎn)移酶（GPT）、超氧化物歧化酶（SOD）等。GOT在心肌、肝、骨骼、肌肉、腎等器官組織中含量豐富，GPT在肝中含量豐富，都是被稱為轉(zhuǎn)氨酶氨基酸合成的必要酶。人體內(nèi)的新陳代謝是通過無數(shù)的化學反應來完成的，而這些一連串的化學反應只有在生物催化劑——酶的催化下才能進行。在這種復制、轉(zhuǎn)錄、合成的過程中，都必須有生物酶的參與，因為沒有生物酶參與，這個過程就不可能進行，生命就會停止。

生物界存在大量的酶，酶是生命現(xiàn)象及生物化學反應的基礎。人體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有近2　000種酶，它們是生物化學反應的催化體系。有的酶是由單純蛋白質(zhì)組成的，如胃蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，但大多數(shù)酶是由結(jié)合蛋白質(zhì)組成的，這些酶的非蛋白質(zhì)部分稱為輔基（或輔酶），如許多脫氫酶、氧化酶的輔基（或輔酶）是金屬離子或B族維生素類。也就是說，大多數(shù)生物催化體系中總是連著某種金屬離子，大多數(shù)酶含有生命動力元素，以生命動力元素的離子作為催化、激活動力中心，促進生化反應的正常進行。結(jié)合蛋白質(zhì)的酶如果缺少輔基（或輔酶）成分，就會失去酶的活性。如果沒有活性，就不能進行新陳代謝，沒有新陳代謝就沒有生命。一次蛋白合成的過程中，需要數(shù)種生命動力元素，因蛋白質(zhì)種類的不同，需要的生命動力元素也不同。如1分子的血紅蛋白含4個鐵離子。血紅素中的鐵離子是生物體吸氧脫氧的催化、激活動力中心。

在缺乏生命動力元素時，蛋白質(zhì)（酶）在構造上會因無法經(jīng)受活躍分子的強烈震蕩，而不能最終實現(xiàn)催化作用的功能。在生命動力元素的催化、激活動力作用下，蛋白質(zhì)（酶）的反應速度能提高1萬倍左右。所以，體內(nèi)的新陳代謝是和生命動力元素密切相關的。生命動力元素是酶的原動力。生命動力元素的金屬離子以輔基的形式組成酶參加新陳代謝，在生命活動過程中起著極其重要的作用。這些具有特殊結(jié)構的生命動力元素含水絡合離子，就是真正起生命最深層次的催化、激活動力作用的根本。

生命動力元素可以使生命體代謝正常化，使生命體的基因按照基因信息組合的蛋白（大部分是酶蛋白）正常運轉(zhuǎn)。例如，一根頭發(fā)中就有幾十億個蛋白高分子鏈；頭發(fā)生長1厘米，每一個蛋白高分子鏈上每秒要進行26次縮聚反應，在一根頭發(fā)的根部要進行上百億次的縮聚反應，而每一次縮聚反應中都要靠生命動力元素的催化、激活作用，否則頭發(fā)是長不出來的。所以，人體中含水的生命動力元素離子是人體一切化學反應過程的原動力。雖然生命動力元素本身不含有熱量，但是，它與蛋白質(zhì)和維生素反應的同時，還控制著身體發(fā)育及其生理作用，促進人體健康生長，位于維持生命新陳代謝的中心位置。

如果在DNA的復制、RNA的轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)生物合成過程中，沒有帶有生命動力元素金屬離子的解旋酶、聚合酶等生物酶，或者缺少生命動力元素金屬含水絡合離子或者被其他金屬離子所代替，生化過程中深層次催化、激活動力發(fā)生問題，就有可能在復制水平、轉(zhuǎn)錄水平及翻譯（蛋白質(zhì)的生物合成）水平上發(fā)生障礙，生化反應就不能正常進行，細胞的新陳代謝就會受到影響，人就會患病。

酶的作用對細胞活動具有重要意義。只有通過酶的作用，細胞才能獲得能量。細胞利用從植物中獲得的有機化合物營養(yǎng)素，通過細胞呼吸作用生成ATP這種化學能量。一種酶將細胞內(nèi)儲存的ATP分解為磷酸和ADP，這一分解過程最終產(chǎn)生細胞需要的能量被用于細胞活動中。酶分解ATP就好比是汽油的燃燒過程，酶分解ATP需要生命動力元素，就像汽油燃燒時需要充足的氧一樣重要。細胞也是同樣的，如果積蓄能量，其活動量將數(shù)倍增加。這種能量是否豐富將左右細胞的功能。即使儲存了豐富的基礎能量ATP，但沒有酶對其進行分解，也不能獲得細胞活動的能量。也就是說，根據(jù)酶的作用變化，細胞活動也會隨之活躍或者減退。為了產(chǎn)生細胞活動所需的能量，酶將每秒振動1萬次以上，這種使酶發(fā)生振動的原動力就是生命動力元素。細胞內(nèi)的基因產(chǎn)生出多種一次蛋白——構造酶，為使酶產(chǎn)生活性，需要生命動力元素的催化作用。每種酶都需要不同的只適合于自己的生命動力元素（這被稱為酶對微量元素的選擇性），生命動力元素具有極強的催化作用，當它與配位的酶結(jié)合時，才能產(chǎn)生每秒1萬次以上的振動。所以，對于酶的活性來說，生命動力元素的作用是不可或缺的。缺乏生命動力元素，會導致酶的活性降低，也就無法高效分解ATP，就不能產(chǎn)生細胞活動所需的能量。如果細胞缺少可直接利用的能量，其結(jié)果不堪設想，不僅人體各個器官的細胞不能各司其職，而且細胞的新陳代謝也不能正常進行，還會發(fā)生各種疾病。

生物酶（蛋白酶）對金屬離子具有高度的選擇性，有時一個蛋白分子中只有一個金屬離子，如羧肽酶有一個鋅離子，胰島素也有一個鋅離子，血紅蛋白有一個鐵離子，血藍蛋白中有一個銅離子。它們都通過絡合鍵的形式與蛋白酶結(jié)合，蛋白酶中的金屬離子通過活性中心參與酶的各種反應。不同的蛋白質(zhì)只選擇相應的金屬離子，用其他離子代替，則會失去活力。例如亮氨酸氨肽酶只選擇Mg2＋和Mn2＋；又如鐵硫蛋白中只需鐵離子，此時鐵與蛋白結(jié)合是通過硫形成共價鍵，這種鐵離子直接參與人體微觀的氧化還原作用，不斷使血液凈化。換成其他元素就起不了這種作用了。人類最重要的器官大腦中有數(shù)億個腦神經(jīng)細胞。腦的不同區(qū)域起不同的作用，有的專門管記憶，有的管人體運動平衡等，不同區(qū)域的細胞所需的金屬離子不同。大腦是高級神經(jīng)細胞群聚區(qū)，含有各種金屬元素，如腦中100克干細胞中含有20～30毫克鐵、0．3～0．6毫克銅、1．62毫克鋅、0．13毫克錳，還有Li、Al、Si、Ag、Ni、Co、Mo、Ti、Gu等元素，盡管這些元素的量很少，但幾億個腦細胞缺少了這些元素都不行。如缺少某一種金屬，那么腦中某些細胞就會失去功能或失控，甚至引起神經(jīng)衰弱或神經(jīng)病。已知鋅與兩百多種酶有關，鐵與幾十種酶有關，錳和銅亦與數(shù)十種酶有關，鉬與黃嘌啉氧化酶等有關。由于生命動力元素常作為酶的組成部分和激活劑，因此，應該從生命動力源泉的高度來看待生命動力元素深層次的根本作用。

生命動力元素直接作用于細胞活動的源泉基因。生命動力元素離子是大多數(shù)生物酶的基本組成部分，在生化反應中起催化、激活動力作用，這種作用是生物合成的前提，在所有細胞結(jié)構、代謝、能量和功能調(diào)節(jié)等方面起著重要作用。因而，生命動力元素是生物體內(nèi)重要的生命物質(zhì)。

生命動力元素的含水絡合離子的主要作用如下。

鐵（Fe）的含水絡合離子是主要的造血元素離子，血紅素中最重要的氧化還原電子傳遞載體和動力元素，通過它將生態(tài)氧輸送到各組織器官中，也是其他各種氧化還原生物酶的激活中心，可預防貧血。

銅（Cu）的含水絡合離子是造血元素離子之一，也是生命體內(nèi)氧化還原電子傳遞的載體，參與黑色素的形成，有助于黑色毛發(fā)的生長；與鐵共同作用制造紅細胞，可預防心臟病、糖尿病。

鋅（Zn）的含水絡合離子與蛋白質(zhì)高分子形成一種生物酶，起生殖、生長的催化、激活動力作用；酶的構成物質(zhì)，激素的構成要素，胰島素的成分；參與蛋白質(zhì)的合成，膽固醇的調(diào)節(jié)；可預防動脈硬化。

錳（Mn）的含水絡合離子對神經(jīng)中樞起十分重要的作用，在腦下垂體中最豐富，指揮著高級神經(jīng)系統(tǒng)，也稱性欲元素之一；還作為精氨酸酶等激活中心，參與糖類、蛋白質(zhì)和維生素B、維生素C、維生素E的合成，脂肪的吸收，血液的生成等。

鈷（Co）的含水絡合離子是維生素B12的重要成分，動、植物沒有維生素B12幾乎無法生存。缺鈷會導致貧血；此外，鈷能延緩糖尿病、高血壓癥狀，降低動脈硬化的危險。

鉬（Mo）的含水絡合離子作為固氮酶及某些氧化還原生物酶激活中心，是組成酶不可缺少的物質(zhì)；促進生長，生成尿酸；對防止人類心血管病、癌癥方面有特殊的功能。

鎳（Ni）的含水絡合離子在生命體中存量極少，但也是人類必需的元素之一，其主要是在各種生物還原酶中起激活中心的作用，強化酶的成分之一；還對核酸（DNA、RNA）起穩(wěn)定結(jié)構的作用；是細胞膜形成及肝、生殖系統(tǒng)必需的元素。

鉻（Cr）的三價含水絡合離子是胰島素和胃蛋白酶的必需成分，還在RNA中也有鉻離子，是糖耐量因子的組成部分，作為胰島素的輔助成分發(fā)揮作用，缺鉻可引起糖尿病、動脈粥樣硬化和冠心病等疾病，但鉻過多也會引起其他疾病。

釩（V）的含水絡合離子對造血、脂肪代謝正?；约耙种颇懝檀己铣捎泻艽笞饔?，缺釩，會對心血管、腎的正常功能有一定影響。釩有類似于胰島素的作用。

鈦（Ti）的含水絡合離子的作用機制尚不清楚，其作用還遠遠沒有被人們所了解，但它對抗衰老有作用，這可能與其變價性有關，可消滅細胞中線粒體產(chǎn)生的超氧自由基，從而保護細胞的正常分裂和新陳代謝；還對人體免疫系統(tǒng)起著重要作用。

鈧（Sc）能夠使胰島素分泌保持一定水平。

由于對生命動力元素的研究還處于初級階段，因此，每一種生命動力元素在人的生命過程中到底起什么作用，現(xiàn)在還不能完全深刻地了解，只能根據(jù)當人體缺乏某種生命動力元素時引起的癥狀進行判斷?？梢姮F(xiàn)代醫(yī)學對生命動力元素與人類生命之間關系的認識是相當蒼白的。隨著對基因染色體學說和蛋白合成學說的研究發(fā)展，生命動力元素已成為生命科學研究的中心課題，也就是說，對生命動力元素與生命關系的研究也將隨之深入展開。

關于生命動力元素的生物學功能詳見“第2章　生命動力元素各論”。