第一節(jié)　人體所需的微量元素

現(xiàn)今，花花綠綠的廣告，使微量元素深入人心，也正如廣告上說的各種微量元素對人體健康運行有著重要的意義。

一、鐵元素

1.鐵的生理作用。鐵在人體中的含量只有0.004%，和鈣的含量相比，可以說是微乎其微。但鐵是組成血紅蛋白的一個不可缺少的成員。人體中的鐵，有72%以血紅蛋白的形式存在。它是一種含鐵的復合蛋白，是血液中紅細胞的主要成分。血液運送氧氣的重大使命，就是由血紅蛋白承擔的。

鐵是一種變價元素。當鐵從一種價態(tài)轉變?yōu)榱硪环N價態(tài)時，需要消耗（或放出）的能量極少，因而是血液中氧的良好載體。當血液進入肺部后，紅細胞中的鐵和呼吸作用吸進來的新鮮氧氣相結合，鐵便由低價變?yōu)楦邇r；當血液進入到身體其他部位時，紅細胞中的鐵，由高價被還原為低價，并釋放出氧氣，供組織進行氧化反應。1個血紅蛋白分子中含有4個亞鐵離子，因此可同4個氧分子可逆結合。血紅蛋白的相對分子質量為64000～67000，因此64000～67000克血紅蛋白可結合22.4×4＝89.6L氧，即1g血紅蛋白可結合1.34～1.36毫升氧。

如果用符號Hb代表血紅蛋白的話，氧的運輸過程可表示為：

其實，血紅蛋白的功能，并不限于運送氧氣，還有運送二氧化碳與保持血液酸堿平衡的作用，這些功能也是和鐵分不開的。

2.鐵在人體中的分布、利用與損失。一個成年人，全身含鐵約3～5克，除以血紅蛋白形式存在外，還有約10%，分布在肌肉與其他細胞中，是酶的構成成分之一。還有一部分稱做貯備鐵，貯備在肝臟、脾臟、骨髓、腸與胎盤中，約占總量的15%～20%。此外，還有少量的鐵，以和蛋白質相結合的形式，存在于血漿中，稱做血漿鐵，數(shù)量約為3毫克。紅細胞的壽命約為120天，最后在肝臟或脾臟中破裂。這樣，每天破裂的紅細胞數(shù)，約相當于紅細胞總數(shù)的1/120。同時每天又有相同數(shù)量的新的紅細胞，由紅骨髓產(chǎn)生出來。因此，在正常情況下，人體內(nèi)的紅細胞數(shù)，維持相對穩(wěn)定。破壞（或死亡）的紅細胞，分離出來的鐵，轉變成為血漿鐵，進入骨髓中后，再次用來生產(chǎn)新的紅細胞，肌肉及其他細胞中的鐵也是如此，細胞破裂后，變成血漿鐵，然后再用來合成新的細胞。

因此，鐵和蛋白質、脂肪等其他營養(yǎng)素不同，除出血造成鐵的損失外，鐵在人體內(nèi)并無消耗，而是循環(huán)利用。盡管如此，但仍然有極少量的鐵損失到身體外面，即每天脫落的腸粘膜、皮膚細胞以及毛發(fā)中所含的鐵，成年男子約為0.9毫克，女子約為0.7毫克。因而每天需要從食物中吸收約1毫克的鐵，以資補充。又因為鐵的吸收率因食物而異，通常為10%左右，再加上安全系數(shù)，從而中國營養(yǎng)學會建議每日膳食營養(yǎng)素供給量中，鐵的攝取量成年男子為12毫克，女子為18毫克，孕婦、乳母為28毫克。女子、孕婦、乳母因月經(jīng)出血、胎兒成長與哺乳等原因，故每日應攝取鐵的數(shù)量較多。

當每日攝取的鐵量，少于損失（應補充）的鐵量時，經(jīng)過一段時間，貯備鐵用完，血液中紅細胞的數(shù)目或者紅細胞中的血紅蛋白含量，便會相應減少，從而不同程度地出現(xiàn)貧血癥狀。醫(yī)學上常采用紅細胞計數(shù)的方法，來作為確定貧血的標準。一般紅細胞在400萬個/mm³，血紅蛋白在12g%以上者為正常。紅細胞數(shù)在300～400、200～300、100～200、100萬個/mm³以下，血紅蛋白在9～11、6～9、3～6、3g%以下，分別為輕度、中度、重度、極重度貧血。

一般足月胎兒肝內(nèi)貯存的鐵，可以供應6個月，早產(chǎn)兒僅夠供應3～4個月；同時嬰幼兒生長迅速，5個月時體重增加1倍，1歲時增加2倍；又嬰幼兒的排泄量比成年人高出數(shù)倍，因而在出生后9～34個月期間，往往容易缺鐵。如不能及時添加含鐵多的輔食，貧血癥狀還會延續(xù)很長時間。其他如大量出血或慢性出血者，患慢性疾病、發(fā)熱性疾病者，以及病理情況下鐵代謝異常者等，也會出現(xiàn)缺鐵性貧血。

3.缺鐵性貧血。缺鐵性貧血的主要癥狀是：

（1）由于供氧不足，體內(nèi)的血液更多地流向重要的臟器；而通向暫時影響不大的皮膚、粘膜的血管開始收縮，因而常會出現(xiàn)皮膚、眼瞼內(nèi)粘膜變白；特別是口唇、指甲與耳垂等部分，這種現(xiàn)象更為明顯。

（2）由于無法供給細胞足夠的氧氣，從而導致身體出現(xiàn)各種不適，呼吸急促、心跳加速、乏力、易疲勞、食欲減退以及嗜睡等。

（3）缺鐵性貧血還容易造成腦內(nèi)缺氧，從而影響到正常的思維，使思考能力變差，健忘以及經(jīng)常出現(xiàn)頭暈、眼花、耳鳴等。對于2歲以內(nèi)的嬰幼兒，還會直接影響到腦的正常發(fā)育以及身體的發(fā)育。此外，還會影響到蛋白質的合成與能量的利用等。

缺鐵性貧血起病緩慢，當每天攝入的鐵數(shù)量不足時，并不會立即發(fā)生貧血，而是利用身體中貯備的鐵；當貯備的鐵用完，開始向貧血的傾向發(fā)展時，也不會立即出現(xiàn)上述癥狀，甚至多數(shù)人連自我感覺都不明顯。當病人到醫(yī)院就診時，病情一般都已發(fā)展到了中度貧血。因此，經(jīng)常注意鐵的補充，并使體內(nèi)有一定數(shù)量鐵的貯備，以保證身體的真正健康，實屬必要。

4.鐵的補充。

（1）含鐵豐富的食物。動物肝臟（每百克含鐵25毫克）、動物全血（每百克含鐵15毫克），其他為肉類、淡菜、蝦米、蛋黃、黑木耳（干）、海帶（干）、芝麻、芝麻醬、大豆、南瓜子、西瓜子、芹菜、莧菜、菠菜、韭菜、小米以及紅棗、紫葡萄、紅果、櫻桃等，含鐵都很豐富或較為豐富。

（2）提高鐵的吸收利用率。設法提高鐵的吸收與利用率也是重要的。動物肝臟、血與肉中的鐵，是以血紅素形式存在的，最容易被吸收，其吸收率一般為22%，最高可達25%。植物中所含的鐵，大多是以植酸鐵、草酸鐵等不溶性鹽的形式存在，所以難以被人吸收、利用，其吸收率一般在10%以下。

實驗證明，銅也參與人體的造血過程，并能夠影響鐵的吸收、運送與利用。因此，在補充鐵的同時，還要恰當補銅。此外，維生素C能促進腸內(nèi)鐵的吸收。

（3）食鐵過多的危害。服用各種鐵劑要在醫(yī)生指導下服用，只有缺鐵的人才能服用，而且不能過量，過量會造成中毒。體內(nèi)過多的鐵沉積于器官中，對肝、心臟等器官有害。

二、銅元素

1.銅的生理功能。銅在人體里的含量比鐵還要少?？墒?，缺了它造血機能就會受到影響，也會造成貧血現(xiàn)象。在人體中，有許多生物化學反應，都要靠酶的催化，人體內(nèi)至少有11種氧化酶，都含有銅離子。例如，有一種能促使體內(nèi)的亞鐵離子（Fe^2＋）氧化成鐵離子（Fe^3＋）的亞鐵氧化酶，就是一種含銅0.34%的大分子。它對體內(nèi)鐵的運輸與利用有重要作用。缺了它會造成血色素下降，這就是缺銅性貧血。另外缺銅會造成骨胳變脆、心血管功能紊亂、皮下出血等癥狀。

近幾年科學家研究結果顯示，人體里的銅元素，對人體骨架的形成，有非常重要的作用。凡攝入足夠銅元素的少年，身高都在平均身高以上，而那些低于平均身高的少年，銅的攝入量，大都低于標準值。個別矮個少年，銅的攝取量，要比高個子少年低50%～60%。

銅元素在機體組織發(fā)生癌變過程中還起著抑制作用。如我國一些邊遠地區(qū)的婦女與兒童，由于佩戴銅首飾，加上日常生活中經(jīng)常使用銅器，這些地區(qū)的癌癥發(fā)病率很低。另外，銅還有預防心血管病、消炎抗風濕等等作用。

2.人體內(nèi)的銅含量。營養(yǎng)生物學研究證實，人體內(nèi)微量元素銅的含量為100～150毫克，其中肝臟含10～15毫克，占全身總含量的10%。新生兒肝臟中銅含量遠高于成人，這是由于母乳中缺少銅，因而將胎兒期儲存在肝臟的銅用于克服出生后最初幾個月的銅供給缺乏。正常人血漿銅水平為100～200毫克/100毫升，人體每日用膳食提供的銅量常為2～5毫克，其中約有0.6～1.6毫克被吸收而保持體內(nèi)銅代謝平衡。

3.含銅豐富的食物?，F(xiàn)今人們膳食中銅元素偏低，對身體健康很不利。因此，必須藉助膳食來提高銅的攝入。在各種食品中，首數(shù)動物肝臟的銅含量為最高，其次是豬肉、蛋黃、魚類、蛤、蚌、牡蠣與貝殼類食物，其他如香菇、芝麻、黃豆、黑木耳、果仁、杏仁、燕麥、薺菜、菠菜、龍須菜、芋頭、油菜、香菜等。同時，也可有意識地使用銅制炊具，幫助機體攝取補充銅元素。但應該著重指出的是，人體對銅的需求量和中毒量非常接近，因此，切不可擅自濫服銅制劑，以預防過量中毒。

三、鋅元素

1.鋅的生理功能。正常成人含鋅1.5～2.5克，其中60%存在于肌肉中，30%存在于骨胳中。身體中鋅含量最多的器官是眼、毛發(fā)與睪丸。跟銅有些相似的是鋅也是多種酶的成分，近年來發(fā)現(xiàn)有90多種酶和鋅相關，體內(nèi)任何一種蛋白質的合成都需要含鋅的酶。鋅可促進生長發(fā)育、性成熟，影響胎兒腦的發(fā)育。缺鋅可使味覺減退、食欲不振或異食癖、免疫功能下降，傷口不易愈合。

2.缺鋅的癥狀。臨床早已證明，缺鋅兒童生長發(fā)育停滯，性成熟產(chǎn)生障礙，傷口愈合能力差。我國19省市對兒童的調查結果顯示，60%的學齡前兒童，鋅含量低于正常值，從而影響到發(fā)育。人的潰瘍病、糖尿病都和缺鋅相關。近期研究顯示，缺鋅和夜盲癥相關。維生素A在體內(nèi)的逆轉及其在血液中正常濃度的保持，都和鋅相關。此外缺鋅時，人的暗適應能力與辨色能力減弱。青春期男女臉上常長出粉刺，形成原因之一就是缺鋅。

3.鋅的吸收。一般成人鋅的吸收率約為20%～30%，鋅的吸收也受腸道內(nèi)很多因素的影響。植酸、草酸與纖維素可降低鋅的吸收率。動物性食物中鋅吸收率高于植物性食物，糧食經(jīng)發(fā)酵可提高鋅的吸收。

4.鋅的供給量標準及富含鋅的食物。我國鋅的供給量標準，成人除孕婦、乳母外為1.5毫克/日。動物性食物是鋅的主要來源，如牡蠣、魚、海產(chǎn)品、豆類及谷類也含有鋅。蔬菜、水果中含量極低。谷類等含鋅和當?shù)赝寥篮肯嚓P。

由于鋅和銅在某些方面競爭，因此銅過量會導致鋅的缺乏，鋅過量也會導致銅的缺乏。

四、碘元素

1.碘在防治疾病方面的應用。人們發(fā)現(xiàn)碘可和蛋白質中的氨基結合使其變性沉淀，且毒性極低，從此把碘作為消毒劑廣泛使用。由于碘在水中的溶解度很小，人們根據(jù)碘在含有碘化物（如碘化鉀）的水溶液中碘的溶解度增大的原理，把碘、碘化鉀、稀的酒精溶液配成碘酊使用，其消毒效果更好。在消毒時，留在皮膚上的碘，過一段時間能升華而逐漸消失。

隨著科學的發(fā)展，在殺菌消毒方面，人們又把碘與一些表面活性劑作用，其化合物稱碘附。碘附具有更強大、更迅速的殺菌作用，且不具刺激皮膚，也不使皮膚著色。1969年阿波羅Ⅱ號登月任務中，宇宙飛行員及蛙的消毒都是由碘與碘的載體表面活性劑完成的。

碘還可以和有機化合物（苯甲酸類、脂肪類）形成有機碘化物，臨床上作為診斷各器官的造影劑，使其對X射線的吸收能力和周圍器官產(chǎn)生區(qū)別，造成人工對比，有助于診斷。

在醫(yī)藥上碘可制復方碘甘油、碘喉片、碘酚涂劑等。這些含碘藥物，在防病治病方面發(fā)揮了較大作用。

現(xiàn)今，已發(fā)現(xiàn)碘的同位素有15種，其中131Ⅰ由于半衰期短（8天），而且在衰變中發(fā)射的是相對無害的α射線與β射線，因此是醫(yī)學上最常用的放射性同位素，主要用于甲狀腺疾病的診斷與治療。如在研究人體甲狀腺機能狀態(tài)時，病人就可口服131Ⅰ，吸收后，隨著血液流到甲狀腺，并被甲狀腺所攝取。由于甲狀腺所攝取碘的量與速度和其功能狀態(tài)相關，借助測定儀，在體外測定由131Ⅰ放射出來的γ射線水平，從而反映甲狀腺攝取131Ⅰ及合成、釋放甲狀腺激素的能力。其他用于醫(yī)學的碘的同位素還有125Ⅰ（半衰期60天），用于移植外科手術中殺死癌細胞。

2.碘的吸收與轉化。甲狀腺是參與人體生長發(fā)育與代謝的重要腺體，它位于頸部咽喉前下方，分左右兩葉，中間由峽部相連，約20～25克，一般人被皮下脂肪與肌肉覆蓋著，看不見摸不著。甲狀腺分泌甲狀腺激素。合成甲狀腺激素的主要原料是甲狀腺球蛋白（包括其中的酪氨酸）與碘。

碘有兩種來源：體內(nèi)甲狀腺激素代謝過程中脫下的碘可以再利用，但食物供應是碘的主要來源。每天食物中的微量無機碘經(jīng)胃腸道吸收進入血液，被甲狀腺組織從血漿中迅速攝取并濃縮、貯存。人體含碘物的90%集中在甲狀腺內(nèi)。

3.碘缺乏對人體的危害。人體一旦攝入的碘不足，甲狀腺激素合成減少，機體就會出現(xiàn)一系列的障礙。我們將缺碘而造成的障礙統(tǒng)稱為碘缺乏病。它不是單一的一種疾病，而是一系列疾病、障礙的總稱，對人類健康造成極大的危害。主要有：

（1）地方性甲狀腺腫：在缺碘地區(qū)，不分性別、年齡都可能發(fā)生。人體缺碘造成甲狀腺激素合成不足，分泌量減少，使腦垂體促甲狀腺激素分泌增多，刺激甲狀腺增強作業(yè)，久而久之，甲狀腺細胞呈現(xiàn)活躍性的增生與肥大，從而導致了甲狀腺腫的發(fā)生。

（2）呆小癥：是由于母體嚴重碘缺乏而影響了胎兒與哺乳期嬰幼兒的大腦發(fā)育造成的。該病的臨床表現(xiàn)為：傻、啞、聾（有程度不同的語言與聽力障礙）、?。ㄉ眢w矮小，有的成人只有60～70厘米高）、癱。面容特殊：頭大、傻相、表情遲鈍、眼間距寬，塌鼻梁、鼻孔朝天、厚唇、舌外伸、流涎等。

（3）成年人甲狀腺機能低下：成人期甲狀腺激素分泌不足，將會導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性降低，常見說話與行動遲緩、記憶力減退、淡漠無情與終日思睡。

（4）孕婦缺碘可造成不孕、早產(chǎn)、死胎、畸形、新生兒甲狀腺功能低下、單純性聾啞及新生兒死亡率增高。

4.碘的分布規(guī)律。自然界中的碘元素通常以化合物的形式存在，一般可溶解于水中，因此碘隨水的流動而流動。水流的方向是由高向低，因此地面的碘亦隨水流而呈下列分布趨勢：深山區(qū)＜半山區(qū)＜平原＜沿海。因此，一般內(nèi)陸山區(qū)較容易缺碘，水中含碘量可少于5微克/升。沿海低洼地則積碘較多，水中含量可大于200微克/升。如青海大部分地區(qū)水中碘僅0.7微克/升左右；而上海地區(qū)的水中碘為20微克/升左右；有些沿海地區(qū)水中非但不缺碘，甚至過量，如我國的渤海灣，飲用水中的含碘量高達1000微克/升。

5.科學食用碘鹽

碘鹽可有效地預防碘缺乏病。我們要科學地食用碘鹽，以提高碘的利用率。

首先，食用碘鹽貴在堅持。人體補碘是一個長期性、日常性與生活化的過程，正常人應經(jīng)常食用碘鹽，最好是天天食用。

其次，碘鹽儲存方法要恰當。碘鹽應貯存于玻璃或陶瓷罐中，加蓋密封放置于低溫陰涼處。同時，碘鹽不宜久存，要隨食隨買為宜。以前的含碘鹽是在食鹽中摻入碘化鉀制成，但由于碘化鉀在空氣中易被氧化，會造成碘流失，且價格較貴，故我國從1989年起規(guī)定食鹽中不加碘化鉀，改加碘酸鉀（KIO₃）。碘酸鉀是一種較強的氧化劑，在空氣中或遇光都是不會被氧化的；而且碘酸鉀是離子晶體，沸點高，不具揮發(fā)性，所以炒菜時不必強調在出鍋前或食用時才加鹽。一些科普文章中強調碘鹽要避光保存，烹飪加碘鹽忌早宜遲等，實際上是指的碘化鉀來說的，對于碘酸鉀不存在這些情況。碘鹽雖然在空氣中不會被氧化，但為防止被還原，也要注意以密封保存為好。

6.碘化合物和人體健康。碘化鉀、碘化鈉、碘酸鹽等含碘化合物，不僅是實驗室中重要試劑；而且在食品與醫(yī)療上，又是重要的養(yǎng)分與藥劑，對于維護人體健康起著重要的作用。

五、氟元素

1.氟在人體內(nèi)的分布。氟在人體內(nèi)的分布地點主要集中在骨胳、牙齒、指甲與毛發(fā)中，尤以牙釉質中含量最多。骨胳中以長骨的含氟量最多。依次為股骨＞肱骨＞掌骨＞顱骨＞腰椎。男性骨胳中氟含量高于女性，且隨年齡增長而升高。人的內(nèi)臟、軟組織、血漿中含氟量較低。成年人體內(nèi)含氟約為2.9克，僅次于硅與鐵。氟的生理需要量為0.5～1毫克/日。氟對人體的安全范圍比其他微量元素要窄得多，從滿足人體對氟的需要到由于過多而導致中毒的量之間相差不多。

2.氟的吸收。腸、胃是氟吸收的主要部位。從腸、胃吸收的氟，能很快進入血液，其中絕大部分與白蛋白結合（約75%），一小部分以氟化物的形式參與運輸，并很快進入組織、唾液、腎臟里，大量聚集在骨胳及牙齒內(nèi)。影響氟吸收量的因素主要是含氟量，其次為氟的存在形式。溶解度高的氟化鈉最易吸收，氟化鈣較差；食物及水中含鈣、Al、Mg元素多時干擾氟的吸收，鐵則可促進氟的吸收。谷類食品含氟量低，吸收率低，海產(chǎn)品含氟量高，吸收率亦高。

3.加氟牙膏能防齲齒。牙齒是由三部分構成的。下部是長在牙槽里的牙根，細長成錐形；上部是露出牙槽外面的牙冠；牙冠和牙根之間的部分是牙頸。牙冠外面是釉質又叫琺瑯質，是包住牙冠的一層硬組織。這層硬組織是由一些鈣鹽與有機物組成的。鈣鹽中主要是羥基磷酸鈣，還有些碳酸鈣、氟化鈣等。

人的飲食尤其是兒童飲食中，糖類物質是不可少的。這些食物殘渣留在牙縫里，再加上細菌的作用，會形成酸性物質。釉質雖很堅硬，但對付不了酸性物質，羥基磷酸鈣會在酸的作用下溶解，牙冠的保護層就被破壞了。酸性物質乘人之危繼續(xù)深入，致使牙齒組織土崩瓦解，形成空洞，這種牙齒硬組織逐漸發(fā)生變色、軟化與缺損的疾病就稱為齲齒。

由于當氟化物遇到釉質中的主要成分羥基磷酸鈣時，氟離子就會與之作用，生成氟磷酸鈣，來代替羥基磷酸鈣保護牙齒。氟磷酸鈣不僅很堅硬，而且不怕酸的侵蝕，它還有抑制細菌的作用，減少口腔內(nèi)酸性物質的生成。所以，為了防止齲齒的發(fā)生，一般可在牙膏里加入適量氟化物。有些國家還采取了在自來水中加氟的辦法。

人體中缺氟，不僅會造成齲齒，對骨胳也能產(chǎn)生重要影響。氟能增強骨胳的硬度，加速骨胳的形成，缺氟會造成老年性骨質疏松癥，這在低氟地區(qū)比較常見。對骨質疏松患者，服用適量的氟化鈉，會使病癥減輕。

不論是在牙膏中加氟、在自來水中加氟，還是直接服用氟化鈉，都必須注意要適量。如果攝入量過多，不但沒有好處，還會引起氟中毒。中毒的主要表現(xiàn)是，牙齒表面失去光澤，牙齒上出現(xiàn)灰色、褐色斑點，這就是斑牙癥。嚴重者會使牙齒變黑，牙被腐蝕而破碎。過多的氟對骨胳、腎臟也有所損害。

氟在自然界分布很廣。人的膳食與飲水中，都含有氟。食品中，以魚類、各種軟體動物（如貝類、烏賊、海蜇等）含氟較多。茶葉含氟量最高，而糧食、蔬菜與水果中的含氟量，因土壤與水質不同，有較大差異。

六、鉬元素與硒元素

1.鉬和人體健康息息相關，是一些酶的組分。缺鉬可引起這些酶活性下降，導致兒童、青少年生長發(fā)育不良，齲齒的發(fā)生率顯著提高，而且會引起急性心肌病——克山病。

2.硒對人的生命有重要作用，可延緩細胞衰老，保護細胞的完整性，抵抗重金屬中毒，從而延長人類壽命，故硒被稱為長命之素。據(jù)美國調查，該元素低的地區(qū)，人們易患心臟病、腦溢血、高血壓、貧血、不妊病等40多種疾病，死亡人數(shù)比通常地區(qū)高兩倍。我國陜西紫陽與湖北恩施地區(qū)，由于硒的含量較多，對喉癌細胞抑制達30.2%～67.7%，癌癥患病率與死亡率比缺硒地區(qū)減少一半。我國流行14省市、自治區(qū)的慢性關節(jié)病——大骨節(jié)病，其病因與發(fā)疾機理也是由于低硒、低銅造成的。

七、鍺元素

鍺也是生命價值得以正常運行的必需微量元素。例如，有機鍺在人體中有很強的脫氫能力，可防止細胞衰老，增強人體免疫力。鍺還具有抗腫瘤、抗炎癥、抗病毒等生理作用。據(jù)報道，有機鍺是一種廣譜抗癌藥，治療轉移性肺癌、肝癌、生殖系統(tǒng)癌與白血病都有效。據(jù)瑞典與美國報道，有機鍺治療惡性淋巴癌、卵巢癌、子宮頸癌、大腸癌、前列腺癌與黑色素癌均有效。因此，有機鍺被譽為“人類健康的保護神”。

八、磷元素

磷是在人體中含量較多的元素之一，僅次于鈣。磷與鈣都是骨骼牙齒的重要構成材料，其中鈣/磷比值約為2∶1。正常成年人骨中的含磷總量約為600～900克，占總含磷量的80%與鈣結合并貯存于骨骼與牙齒中，剩余的20%分布于神經(jīng)組織等軟組織中，人體每100毫升全血中含磷35～45毫克。肌體對磷的吸收比鈣容易，因此，一般不會出現(xiàn)磷缺乏癥。

1.磷的主要生理功能。磷是骨骼與牙齒的重要組成部分，促成骨骼與牙齒的鈣化不可缺少的營養(yǎng)素；是維持體內(nèi)ATP代謝的平衡，調節(jié)能量代謝過程中發(fā)揮重要作用；是生命物質的組成部分，因為它是組成核苷酸的基本成分，而核苷酸是生命中傳遞信息與調控細胞代謝的重要物質核糖核酸（RDA）與脫氧核糖核酸（DNA）的基本組成單位；是參與體內(nèi)的酸堿平衡的調節(jié)，參與體內(nèi)脂肪的代謝。

2.磷的缺乏癥及其食物中的來源。人類的食物中有很豐富的磷，故人類營養(yǎng)性的磷缺乏是少見的。磷攝入或吸收的不足可以出現(xiàn)低磷血癥，引起紅細胞、白細胞、血小板的異常，軟骨?。灰蚣膊』蜻^多的攝入磷，將導致高磷血癥，使血液中血鈣降低導致骨質疏松。

幾乎所有的食物都含磷，特別是谷類與含蛋白質豐富的食物。在人類所食用的食物中，無論動物性食物或植物性食物都主要是其細胞，而細胞都含有豐富的磷。

3.人體每天大約需要多少磷。一般國家都無明確規(guī)定。1歲以下的嬰兒只要能按正常要求喂養(yǎng)，鈣能滿足需要，磷必然也能滿足需要；1歲以上的幼兒以至成人，由于所吃食物種類廣泛，磷的來源不成問題，故實際上并無規(guī)定磷供給量的必要。一般說來，如果膳食中鈣與蛋白質含量充足，則所得到的磷也能滿足需要。美國對磷的供給量有一定的規(guī)定，其原則是出生至一歲的嬰兒，按鈣/磷比值為1.5∶1的量供給磷；一歲以上，則按1∶1的量供給磷。

4.營養(yǎng)對人體磷含量的影響。磷廣泛存在于動植物組織中，并和蛋白質或脂肪結合成核蛋白、磷蛋白與磷脂等，也有少量其他有機磷與無機磷化合物。除植酸形式的磷不能被機體充分吸收與利用外，其他大都能為機體利用。谷類種子中主要是植酸形式的磷，利用率很低，但當用酵母發(fā)面時，或預先將谷粒浸泡于熱水中，則可大大降低植酸磷的含量，從而提高其吸收率。若長期食用大量谷類食品，可形成對植酸的適應力，植酸磷的吸收率也可有不同程度的提高；磷的吸收，也需要維生素D。維生素D缺乏，常使血清無機磷酸鹽下降，所以佝僂病患者血鈣濃度往往正常，而血清無機磷含量較低

九、鋰元素

鋰是第二周期第I主族的輕金屬元素，它普遍存在于地殼中，幾乎在所有的火成巖中均可找到鋰元素的足跡，尤其是在各種礦泉水中。在1817年阿爾費德森發(fā)現(xiàn)鋰之前，含鋰鹽的礦泉水具有治病作用就已被人們所認識。到了近代，鋰鹽做為藥物應用有了較大發(fā)展。其中一例就是用碳酸鋰（Li₂CO₃）治療某些精神性疾病——癲狂癥與精神壓抑癥，此類疾病屬于精神失調癥，該類病人往往過分興奮與過分壓抑，并且在開始時往往無任何發(fā)病征兆。

澳大利亞精神病學家——卡特，是第一個試用鋰化合物控制這類精神病的醫(yī)生。他研究了鋰化合物的藥用價值，并指出鋰化合物在醫(yī)學上的應用可能達到一個全盛的時期。1944年卡特發(fā)現(xiàn)，從某些英國的水井中取出的水有助于治療精神病，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，這些井水中恰恰含有鋰鹽。

那么卡特又是如何發(fā)現(xiàn)這一事實的呢？

首先，在尋找癲狂癥一精神壓抑病因的過程中，他發(fā)現(xiàn)甲狀腺的過分活化或者過分不活化會引出這種精神失調癥。在對患者臨床觀察中，卡特推測，尿中有某種物質可能是生成癲狂癥或精神壓抑癥的原因。

然后，他將某些癲狂病人的尿注射入實驗用豬的腹腔，發(fā)現(xiàn)豬果然中毒了。他猜測起作用的毒性分子可能是尿酸。然而尿酸在水中溶解度很小，1g尿酸/15000克水，所以無法直接用尿酸來作實驗，所以他考慮用尿酸鹽代替，又因為尿酸鋰溶解度比較大，1g尿酸/380克水，所以用尿酸鋰作實驗。但當給實驗用豬注射尿酸鋰后，卡特意外的發(fā)現(xiàn)豬的中毒現(xiàn)象大大減低，這說明鋰離子可能抵御尿酸產(chǎn)生的毒性。

于是，卡特進一步用碳酸鋰代替尿酸鋰，試驗取得了更好效果，這有力證明了鋰鹽具有治療癲狂癥與精神壓抑癥的作用。卡特又做了深入實驗當用大量0.5%碳酸鋰水溶液對實驗用豬注射后，大約經(jīng)過2小時潛伏期后，豬變得毫無生氣，感覺遲鈍。只有用其他藥物刺激它1～2h后，它們才會恢復正?；盍?。

1948年后，卡特開始把他的研究成果應用于臨床。其中一個較成功的病例是有一個51歲的患者，處于慢性癲狂性興備狀態(tài)已有5年，他不休息，并經(jīng)常胡鬧搗亂，妨礙他人休息，因此成為長期監(jiān)護的對象。但這位患者經(jīng)卡特醫(yī)生三周的鋰鹽的治療后，便開始安定下來，并且很快成為恢復期的病人，繼續(xù)服用兩個月鋰藥劑后，他完全康復并很快回到原來工作崗位。

自從1949年后，許多科普與技術性刊物對卡特的工作給予了高度評價。許多制藥廠也開始生產(chǎn)碳酸鋰，直到今天，鋰鹽仍廣泛用于治療精神失調癥。雖然鋰的作用機理有待進一步探索研究，但它的治病效果卻是肯定與可靠的，也是驚人的，它幫助數(shù)十萬精神失調癥患者從精神癲狂——抑郁的痛苦中解脫出來。

卡特工作的結果和經(jīng)驗是寶貴的，令人驚嘆與難得的，他僅僅用一種簡單的無機物就控制了難以治愈的精神失調癥，這在無機物中是個奇跡，也是藥物史上的一個奇跡。

十、鉻在人體中的作用

一提起鉻，大家首先想到的一定它的毒性作用，但鉻還是人體中的必需微量元素之一。廣泛分布于人體內(nèi)各個器官組織與體液當中，正常情況下，人體內(nèi)只含有6～7毫克，但對人體卻很重要。每公斤體重只要給予1μg的鉻，就足以表現(xiàn)出它的生物功能，同時也表現(xiàn)出鉻對人體作用的重要性。盡管人體對鉻的需要量如此之少，但缺鉻的問題卻仍然存在，這主要是因為人們主要從食物中攝取鉻，而大量的精加工食品在加工過程中喪失了大量的鉻。鉻的主要功能是在糖代謝中起作用下面我們將逐一介紹：

1.鉻和糖耐量：在人體中，葡萄糖耐量、葡萄糖氧化為二氧化碳、葡萄糖轉化為脂肪都需要鉻的參與。糖利用時要消耗鉻，當糖大量利用時就有可能造成鉻的不足；鉻不足時又影響糖的利用。例如，一些長期胃腸外營養(yǎng)的病人，由于鉻未能及時補充而使糖耐受量下降與體重喪失，補充鉻后即得到恢復。

在一本有關金屬元素的書中曾記述著：生活在沙漠中的“沙鼠”，改用實驗室飼料喂養(yǎng)后產(chǎn)生糖尿，放回沙漠后糖尿消失。經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)，沙漠中有一種灌木叢，沙鼠不僅入量食用，還將之入量儲存于洞穴中。這種植物含有十分豐富的鉻。由此證明鉻具有抗糖尿的作用。

美國瑪利蘭州人類營養(yǎng)研究室的醫(yī)生們經(jīng)過近15年的研究指出：葡萄糖負荷可造成鉻丟失，水果與蔬菜雖然也含豐富的糖，但不會引起鉻丟失，因為含的是果糖，果糖釋放的很慢，而且含有足夠的鉻能和淀粉與糖的作用抬抗。鉻是唯一一種隨年齡增加而使體內(nèi)含量下降的金屬元素。當鉻隨年齡增長而降低時，糖耐量也隨年齡的增長而降低。

2.鉻和胰島素：人體對葡萄糖的耐受，受葡萄糖耐受因子的調控；而葡萄糖耐受因子的穩(wěn)定性和鉻元素有著密切的關系。葡萄糖耐受因子可促進胰島素的作用，增加胰島素活性，從而減少胰島素的用量而有助于對血糖的控制。應該說，鉻的功能是通過胰島素而實現(xiàn)的。鉻的作用部位是細胞膜上的胰島素受體，有可能是增加受體的數(shù)量并易化受體的作用。鉻不是胰島素的取代物，是促進胰島素作用的“加強劑”，是胰島素起作用的“共同要素”。缺鉻使組織對胰島素的敏感性降低。

3.鉻和糖尿病與心血管疾?。恒t和糖尿病與動脈粥樣硬化關系密切。缺鉻嚴重的地區(qū)糖尿病發(fā)病率高。已有十分足夠的證據(jù)證明，鉻不足引起糖耐量異常，絕大部分最終發(fā)生糖尿病的人都從糖耐量異常開始，預防糖耐量異常起著預防糖尿病的作用。攝入足夠的鉻，可使糖耐量正常而預防糖尿病的發(fā)生。II型糖尿病病人產(chǎn)生大量胰島素，但血糖得不到很好的控制，隨著鉻的補充，內(nèi)源胰島素減少，糖耐量改善。含鉻豐富的食物，可增強胰島素的效應，預防糖尿病的發(fā)生。

缺鉻是糖尿病與動脈粥樣硬化之間的共同環(huán)節(jié)。低鉻食物能使糖耐量降低，也能引起動脈硬化癥。在食物中加入含鉻化合物可使糖耐量恢復，也可預防與控制動脈粥樣硬化的發(fā)生。冠心病患者血中鉻含量明顯低于正常人，由于冠心病而死亡的人的大動脈組織內(nèi)含鉻量明顯低于突發(fā)事故的死亡者。動物實驗也證明，鉻可阻止動脈粥樣硬化的形成。缺鉻可引起脂肪代謝失調而促進動脈粥樣硬化。補充鈷可降低血清總膽固醇，增加高密度脂膽固醇。

十一、鈷元素

元素鈷對生物的營養(yǎng)作用，是從1934年開始被人們所認知的。曾在世界一些地方，包括丹麥、美國、奧大利亞、新西蘭等國，牛、羊患了一種怪病——體重減輕、奶量減少、流產(chǎn)甚至死亡。在那一年，研究人員弄清了其原因是因為飼料中缺乏鈷，在飼料中補充鈷，就可以防止或治愈，從而認識到鈷是生物體的必需微量元素之一。

鈷的作用主要以維生素B₁₂與B₁₂輔酶形式儲存于肝臟發(fā)揮其生物學作用。由于世界范圍對維生素B₁₂作了大量的研究，積累了豐富的資料，發(fā)現(xiàn)鈷缺乏常表現(xiàn)為維生素B₁₂缺乏的一系列癥狀。但是體內(nèi)的鈷只有一少部分以維生素B₁₂形式存在于體內(nèi)，非維生素B₁₂中的鈷以何種形式存在于體內(nèi)至今還不清楚。有人證實，鈷可和氨基酸與蛋白質結合，如人體心肌中的鈷就是和心肌蛋白結合在一起的；也可和血漿蛋白、血纖維蛋白原結合。鈷可激活很多酶，如能增加人體唾液中淀粉酶的活性，能增加胰淀粉酶與脂肪酶的活性。鈷參與造血，在胚胎時期就參與造血過程，可以治療多種貧血癥，最常見的是惡性貧血，但補鈷不能得到糾正，必需增加腸道對維生素B₁₂的吸收才能有效。