人體是由各種元素組成的，在代謝過程中也需要各種元素。這些元素根據(jù)機體需要量的多少分為常量元素與微量元素。常量元素中有有機元素氧、碳、氫、氮及無機元素鈣、磷、硫、鉀、鈉、氯、硅、鎂。微量元素有鐵、錳、氟、鉻、鋅、銅、鈷、鉬、碘、硒、釩，此外還可能有鎳和砷。

在一般情況下，人體內(nèi)既不會缺乏常量元素，也不會缺乏微量元素。在一切飲食中，常量元素綽綽有余，而且機體對每種常量元素的耐受范圍和維持平衡的能力都是相當大的，而微量元素不同，盡管它也同樣受到機體內(nèi)平衡機制的調(diào)節(jié)，但當這些元素過量就會呈現(xiàn)毒性，不足時會造成健康失常、生病或縮短壽命；完全缺乏則致死。微量元素則完全靠外界供給。

微量元素對人體健康和壽命的影響可以歸納以下幾個方面：

1．人體內(nèi)必需微量元素缺乏和過多

例如，鐵是組成血紅蛋白所必需的，少了就會發(fā)生缺鐵性貧血。鋅為構(gòu)成多種蛋白質(zhì)所必需，缺鋅會引起生長停滯和貧血。銅是氧化還原體系中有效催化劑，在人的各種反應中表現(xiàn)出巨大的多能性，在體溫條件下由氧和氫形成水的反應中，如果沒有銅將會發(fā)生爆炸。錳可能參與許多酶促反應，缺錳可致使骨骼畸形生長、生殖障礙如死胎、不孕，以及腦功能障礙如引起驚厥等。鉻是胰島素參加糖和脂肪代謝的必需元素，也是維持正常的膽固醇代謝和糖代謝所必需的，在嚴重缺鉻的情況下雖然能生存，但健康狀況不良，發(fā)育不良，缺鉻也是動脈粥樣硬化的主要因素。鈷是維生素B12的組成部分，缺鈷會形成巨細胞性貧血。鉬是催化嘌呤轉(zhuǎn)化為尿酸的酶的一個組成部分。碘參與甲狀腺素的合成，缺碘會導致甲狀腺腫大。氟為形成堅硬骨骼的必需元素，缺氟會造成齲齒，老年人缺氟也會導致骨骼變脆而骨折。

微量元素過多也會致病，一般在體內(nèi)積聚過多是由于遺傳性運輸機制失靈所致，如血色病就是遺傳性鐵平衡失調(diào)，以致病人一生中緩慢地積累鐵，結(jié)果能損害胰腺（導致糖尿?。?，損害肝臟（肝硬化），損害皮膚（皮膚青銅癥）。威爾遜病是銅積累于肝和腦中的結(jié)果。有些積聚是由于生活中接觸過多，如錳礦工人可以在肺中吸入過多的錳，表現(xiàn)典型的帕金森癥，此病有遺傳傾向。鐵也能由于攝入過多而中毒。因為體內(nèi)保留鐵的能力強而排出較差。

2．有毒微量元素對人體的危害

隨著工業(yè)發(fā)展，人類還得接觸大量的其他元素。這些元素對人體代謝不是必需的，其中一些是有毒的，而且能使人縮短壽命。這些有毒物質(zhì)我們常稱之為“外環(huán)境污染物”，可通過口腔、呼吸道及其他途徑進入人體而使人遭到危害。這類元素有鎘、錫、銻、碲（非金屬）汞和可溶性鉛。鎘能積聚在人的腎、動脈和肝內(nèi)，干擾需要鋅的酶系統(tǒng)，鎘對腎的親和力很大，能置換鋅。據(jù)研究，腎臟中含鎘量高是高血壓的重要原因之一，世界各國鋅／鎘比例低的地區(qū)高血壓發(fā)病率就高。有一種對鎘很專一的螯合劑（即對鋅親和力很低而對鎘親和力很高）給大鼠注射，可以在大鼠腎臟中除去一部分鎘，則高血壓能在一個晚上治愈，使血壓降低。若再喂以含鎘的食物，則幾個月后，血壓又緩慢上升。這種螯合劑在病人身上試驗已獲得成功。鎘能置換鋅，鋅也能阻止鎘的積累，因此鋅／鎘比例很重要。

具有潛在危險的是鉛。動物實驗已證明，鉛能使免疫力降低，壽命縮短；并使老年大鼠體重減輕、脫毛、失眠。但現(xiàn)在還不知道人體慢性鉛中毒時，明顯的臨床癥狀是什么。例如，是否免疫力降低、情緒低沉、體衰、神經(jīng)過敏、失眠、胃口不佳等。

這些金屬污染已對人類造成危害。例如，日本富山縣一個大鋅礦冶煉廠附近神通河下游農(nóng)民，由于吃了河水灌溉的稻、麥、蔬菜，15～20年后，有200個老年男女發(fā)生“骨疼病”，頭痛、脊柱畸形、骨脆化，尸驗發(fā)現(xiàn)骨骺和器官內(nèi)有大量的鎘和鉛。鉛對骨的親和力很大。日本水侯灣地區(qū)居民吃了含有甲基汞的魚、貝類后，患了一種“水侯病”。病人有許多神經(jīng)癥狀，出生的孩子腦發(fā)育不好，都是低能兒?；歼@種病的人不死也終身殘廢。

可見許多有毒微量元素對人體的危害是極大的。

3．微量元素的毒性與其存在的狀態(tài)有關(guān)

例如，氣體狀態(tài)的氟、氯、溴及結(jié)晶碘毒性大，但氟、溴、碘的鈉鹽毒性很小，而氯化鈉又為人體所必需。元素態(tài)的砷可以吃，但三氧化二砷（砒霜）則劇毒。元素態(tài)的硒毒性不大，但硒的氫化物和酸則極毒，汞吞食后無妨，但氯化汞是致命毒藥。一價錳和銅是生命所必需的，但高錳酸鉀和硫酸銅都有毒。因此，所謂“有毒”是指“有毒狀態(tài)”而言。某些微量元素的缺乏或過多與腫瘤有關(guān)。據(jù)動物實驗及流行病學調(diào)查表明，許多微量元素是潛在的致癌物質(zhì)。例如，土壤或飲水中缺錳，可能是芬蘭和我國某些地區(qū)癌癥發(fā)病率高的原因。土壤內(nèi)缺銅、多鋅可能與英國威爾士地區(qū)胃癌發(fā)病率高有關(guān)。我國、波蘭、前蘇聯(lián)的一些地區(qū)食管癌發(fā)病率高可能與土壤中缺鎂有關(guān)，美國一些環(huán)境中缺硒，腸癌發(fā)病率也高，結(jié)腸癌、前列腺癌、白血病死亡率與食物中硒的含量成反比，而腎癌、胃癌、腸癌、淋巴瘤、白血病的死亡率與環(huán)境中含鉛量成正比，直腸癌、鼻咽癌、口腔癌的死亡率與環(huán)境含鎳量成正比。這種現(xiàn)象是值得注意的，應通過進一步的考察和實驗來證明這些微量元素致癌的可能和機制。

因此，微量元素通過上述三個方面影響人的健康和壽命，有的造成急性發(fā)病，有的是慢性發(fā)病，積累到一定程度便發(fā)病，有的不一定有臨床癥狀但能縮短人的壽命。