微量元素

基本含义

微量元素指人体内含量介于体重0.01%~0.005%的元素，其中必需微量元素是生物体不可缺少的元素，如铁铜、锌钴、铬、锰硒等，以上诸元素在体内不能产生与合成，需由食物来提供。如果膳食调配不当、偏食或患某些疾病时，就容易造成缺乏。从实用营养学的观点出发，比较容易缺乏的元素是钙和铁，在特殊地理环境或其他特殊条件下也可能造成碘、锌、硒的缺乏。一些元素也可因摄人过量而发生中毒。随着科学的进展，人们的认识不断扩大，微量元素的数目还会增加。1973年世界卫生组织公布了14种人体必需微量元素，包括铁、铜、锰、锌、钴、钼、铬、镍、钒、氟、硒、碘、硅、锡等。2

微量元素在人体内含量虽然极微小，但具有强大的生物学作用，它们参与酶、激素维生素和核酸的代谢过程，其生理功能主要表现为协助输送宏量元素；作为酶的组成成分或激活剂；在激素和维生素中起独特作用;影响核酸代谢等。2

分布情况

环境中微量元素的分布

微量元素在环境中的分布不均是其分布的最典型特征，也是造成地方病发生的元凶。中国东北是典型的缺硒地区，因缺硒而造成的克山病曾使成千上万的人饱受煎熬；而湖北的恩施却因土壤、饮水中的硒太过丰富而造成大范围的硒中毒。中国大部分地区缺碘，食用加碘盐已为大家所熟知，然而环渤海湾的河北的黄骅、海兴、盐山、孟村、沧县、山东的乐陵、无棣、沾化、滨县、利津等地却因为饮水中碘浓度过高而导致高碘性甲状腺肿等疾病的发生。因此加不加碘还要看自己身处何方。3

生物体中微量元素的分布

微量元素在机体中分布不仅不均衡，还存在昼夜周期性变化。元素在脏器中分布的不均与其功能有关。比如，锌在视网膜、脉络膜（眼球里的一层薄膜，由纤维组织、小血管和毛细血管组成，棕红色，在巩膜和视网膜之间）和前列腺含量最高，显示锌可能在视觉、性器官发育方面具有重要作用。事实上，缺锌可致视力障碍如夜盲症，还可导致男性不育。4

有害元素在体内分布的不均衡则体现了元素毒性的选择性。有机汞主要积累于脑部，其靶器官是脑；无机汞则贮存于肾脏，主要引起肾脏病变。4

主要来源

微量元素的来源主要有食物和饮水。随着工业化的发展，污染特别是工业污染也已成为微量元素摄入的一个重要来源，这种情况在矿区尤为严重。一般来说，动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。如鱼、海产中的微量元素含量非常丰富，米、麦中微量元素主要分布在胚芽和麸糠中，但往往在加工过程中丢失。元素铬的含量从糙米到精米损失75%，从红糖到白糖损失90%。这样一来，吃得越精缺得越多，造成“富贵病”的发生。4

吸收渠道

微量元素主要通过肠胃道和呼吸道吸收，有些微量元素也可以通过皮肤吸收，如职业接触。4

性能功效

微量元素的生理生化功能非常广泛，可以作为生物大分子的组成成分或辅助成分，或用于激素、维生素的构成，对维持机体正常的生命活动具有重要意义。

酶系统中起催化作用

生物体内时时刻刻发生着成千上万的化学反应，这些反应需要酶的催化才能完成。酶是具有生物催化功能的生物大分子，具有一般催化剂的特性，但又区别于-般的化学催化剂，具有催化效率高、专-性强、作用条件温和等特点。绝大部分的酶，其本质就是蛋白质。酶存在于所有细胞中，其数量和组成因细胞而异，但都具有很高的催化效率。每种酶仅能催化某--类型的反应，呈现底物特异性，这是由酶的构象所决定的。酶的构象则最终取决于蛋白质的一级结构，即氨基酸序列。酶发挥催化作用时，首先需要与底物分子结合。酶蛋白结构中存在底物结合中心和催化部位，还可能存在调控部位。底物结合中心和催化部位统称为活性中心。5

有的酶仅仅由蛋白质组成，如核糖核酸酶。有的酶，则除了蛋白质外，还有一些金属离子或小分子参与。这些金属离子或小分子是酶活性所必需的，称为辅酶/辅基或辅助因子。在所有已发现的蛋白质中，有三分之一以上需要辅助因子。这些需要金属的酶又可以分为两类：金属活化酶和金属酶。除了金属离子外，有些酶中还存在非金属微量元素，如谷胱甘肽过氧化物酶中含有硒，能有效清除自由基。金属蛋白和金属酶的生物功能主要包括：结构支持、双氧结合、存储和转运金属离子、电子转移分子识别和催化、信号转导、基因表达调控等等。5

作为激素、维生素的必需成分或辅助成分发挥作用

激素是指内分泌腺和散在的内分泌细胞分泌的高效能生物活性物质，通过血液循环、旁分泌、自分泌和神经内分泌等方式作用于靶细胞发挥调节作用。激素分泌过多或过少，都可能影响机体的生长发育甚至引发疾病。有些微量元素本身是激素的组成成分，有些微量元素能与激素形成复合物，促进激素的合成，延长激素作用时间。比如，碘是甲状腺激素的组成部分，缺碘可能会引起地方性甲状腺肿，甚至引发呆小症。铬是糖耐量因子的组成部分，作为胰岛素的辅助成分发挥作用。缺铬可诱发糖尿病、动脉粥样硬化和冠心病等疾病。微量元素还可作为维生素的必需成分发挥生理、生化作用。比如，钴是维生素B12的组成成分。6

形成功能蛋白

如形成转铁蛋白、金属硫蛋白、铜蓝蛋白和血红蛋白等。转铁蛋白是一类基本结构和功能相似的铁结合蛋白，其基本功能是转运铁，但只能与三价铁结合，所以二价铁要被转运，必须首先被氧化为三价铁；铜蓝蛋白是目前人类血清中发现的唯一的亚铁氧化酶，可将二价铁氧化为三价铁。因此，铜蓝蛋白在铁生物利用方面具有重要作用，缺铜可能造成缺铁性贫血。7

金属硫蛋白是机体中一类重要的解毒蛋白，其功能非常广泛，是清除体内自由基能力最强的一种蛋白质，能强烈螯合汞、银、铅、镉、砷、铬镍等，从而起到解除重金属毒性的作用。同时，金属硫蛋白还参与体内某些微量元素的代谢，能增强机体对炎症、烧伤寒冷、饥饿、疲劳、辐射等各种不良状态的适应能力。因其广泛的生理活性，金属硫蛋白已成为微量元素制品研发的重点，目前已有金属硫蛋白的生物饲料、奶、蛋、奶蛋片和化妆品等产品问世。7

血红蛋白是红细胞内的色蛋白，血液之所以为红色就是因为含有血红蛋白，其在氧的运输中承担着非常重要的作用。7

对免疫功能的影响

免疫功能的好坏决定着机体对各种病原微生物如病毒、细菌等的抵抗能力。微量元素过多过少均会引起免疫功能的下降，从而导致机体对疾病的抵抗能力下降。铁、铜锌、锰和硒等元素缺乏时，机体免疫器官会发生萎缩，体液免疫和细胞免疫能力降低。贫血患者免疫能力往往比较低，容易感冒、生病。肠病性肢端皮炎是一种以腹泻、皮炎和秃发为主要特征的缺锌性遗传疾病，患者经常反复发生严重的真菌细菌和病毒感染并伴发胸腺萎缩辅助T细胞减少和胸腺激素活性降低。微量元素摄人过多也会影响免疫功能。有医生曾经为新生儿补铁，结果导致大肠杆菌感染，引发败血症。可见微量元素对机体免疫系统具有双重作用。7

所需元素

维持生物体正常生理机能不可缺少的元素。包括铁、碘、锌、硒、氟、铜、钴、镉、铅、钨、钡、钛、铌、锆、铷和稀土元素等。8

铁

铁在自然界的储量比较丰富，但从生物、医学的角度讲，铁属于微量元素。正常成年男子体内铁含量平均为50mg/kg，女性略少为35mg/kg。人体中微量元素中除硅以外，铁的含量最多，堪称“微量元素的老大”。铁最重要的生物学功能是参与氧的运输和造血过程。缺铁是导致贫血最主要的原因之一，缺铁性贫血是目前世界上主要的营养缺乏症之一。9

碘

碘是人类发现的第二个必需微量元素，是甲状腺素的主要组成成分，具有重要的生理功能。缺乏碘可引起地方性甲状腺肿、克汀病等。10

锌

锌是人体必须的微量元素，与人体许多生理功能相关，比如参与体内多种酶的合成，影响及活性的发挥；促进性器官的发育；维持正常的味觉和食欲；促进细胞的正常分化和发育；影响维生素A的代谢及视觉；参与免疫功能等。缺锌可能会导致厌食症、口腔溃疡、夜盲症、原发性男性不育症等。11

营养搭配

微量元素是人体营养要素之一，人体微量元素来源与食物和饮水，各种营养元素吸收会相互影响，合理的膳食才能保证足够微量元素的摄取。人体缺乏某种微量元素会导致疾病，如缺铁导致贫血；缺锌使免疫力下降并影响发育和智力，缺碘发生甲状腺肿大等。若能在药物治疗的同时，辅以食补，效果将会更好。12

铁的丰富来源有牛肾、鱼子酱、鸡内脏、可可粉、鱼粉、肝脏、土豆、精白米、黄豆粉、麦糠、麦胚和小麦黄豆混合粉。良好来源有牛肉、红糖、蛤肉、干果、蛋黄。一般来源有芦笋、豆类、鸡、强化面包、鱼、羊肉、扁豆类、花生类、豌豆类、香肠、午餐肉、菠菜和全蛋。微量来源有干酪、脂肪、油、新鲜水果、罐头类水果、冰淇淋、牛奶、许多新鲜蔬菜和罐头蔬菜、酸奶和糖。13

碘的丰富来源有海带、紫菜、发菜、山药、大白菜、鱼肚等。14

锌的丰富来源有面筋、米花糖、芝麻南糖、牛肉、肝、调味品和小麦麸。良好来源有蛋黄粉、西瓜子、干贝、花茶、虾、花生酱、花生、猪肉和禽肉。一般来源有鱿鱼、豌豆黄、海米、香菇、银耳、黑米、绿茶、红茶、牛舌头、猪肝、牛肝、豆类、金针菜、蛋、鱼、香肠和全谷制品（如小麦、大麦和燕麦等）。微量来源有海参、枣、黄鳝、木耳、大葱、甜面、酸梅晶、玉米粉、麦乳精、饮料、动物脂肪、植物油、水果、蔬菜、奶和糖。此外，大多数地区饮水中也含有少量的锌。15