微量元素与人体健康

临床医师

众所周知，微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。
       值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。
       微量元素在人体内分布极不均匀，例如碘集中在甲状腺，铁集中在红细胞内，钒集中在脂肪组织，钴集中于造血器官，锌集中在肌肉组织等。微量元素的代谢情况可以通过分析血液、头发、尿液或组织中的浓度来判断。
       下面来具体分析一下一些微量元素对人体健康的影响：

铁Fe

1、铁的生理功能   
       铁（Fe）在人体中的含量只有0.004% ，微乎其微。但铁是组成血红蛋白的一个不可缺少的成员。人体中的铁，有 72% 以血红蛋白的形式存在。它是一种含铁的复合蛋白，是血液中红细胞的主要成分。血液运送氧气的重大使命，就是由血红蛋白承担的。
       构成组织成份：铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等的重要成分，参与体内氧的运送和组织呼吸过程，参与一系列新陈代谢反应等。
       增强免疫功能：铁可使人体内T淋巴细胞、血清补体活性、吞噬细胞功能、中性白细胞的杀菌能力等保持正常。
       防止上皮组织受损：铁影响细胞内铁酶和铁蛋白的活性，一旦缺乏，可引起舌炎、口角炎、皮肤干燥、角化和萎缩、指甲变形等。
       氧和二氧化碳的载体：由于铁担负着氧和二氧化碳的运输工作，如果含量不足，运载氧能力受到阻碍，容易出现贫血。
       参与运动：   肌红蛋白中也含铁，一个肌红蛋白结合一个铁原子，为肌肉的有氧代谢提供氧。如果缺铁将影响人的体育运动及劳动能力。
       参与代谢：在呼吸酶中也有铁，例如，三羧酸循环中许多酶有铁时才有活性，如果缺铁将影响气体交换、细胞的呼吸、能量代谢、蛋白质和DNA的合成。
2、特殊条件下铁的生理机能
      人体每日生理活动受物理性、化学性、生物学性等各种因素的影响；在特殊环境下，机体为了适应应急的生理反应和代谢的需要，体内的微量元素铁起到了重要的作用。
       高温条件下，人体由于大量的出汗将损失掉一部分铁。  
       低温条件下，同样会出现贫血现象。由于低温地区的人体内储存的铁量低，而尿铁排出量增加，因此，也容易出现贫血。   
       大量的运动也能引起铁的过度流失。许多试验都证明进行大量运动后，尿、粪、便、汗液的排量均增加，可导致铁负平衡，如果不及时补充将会出现铁耗竭现象。
       在高原或高寒地区由于缺氧，ATP和ADP的生成均受阻，因此体内的大量微量元素将被动用，此时铁将会缺乏，从而导致贫血。  
       在应激条件下，人体肌肉处于紧张的运动，谢率上升，耗氧量增大，所以运载氧以及氧化磷酸化和ATP的生成均需要大量的微量元素参与，一旦铁缺乏，人体的正常生理活动将无法进行。
       蛋白质和脂肪均与铁有着密切的关系。铁不仅参与蛋白质的分解作用，而且参与激素活化酶的活化作用。Fe3＋能加速蛋白质的分解，也能激活氧化酶的活性。   
       应激条件下、不同温度、不同地域、不同劳动对人体生理功能有显著影响，因此，应激条件下应给予人体大量的补铁，如果食物摄人量不够，应补充相应的铁剂药物，例如硫酸亚铁、碳酸亚铁、富马酸铁、人造补血药等，从而维持人体正常生理功能。

铜Cu

       铜是人体内一种必需的微量元素，在人体的新陈代谢过程中起着重要的作用。
1、大脑的“益友”
       铜与锌、铁等一样都是大脑神经递质的重要成分。如果摄取不足可致神经系统失调，大脑功能会发生障碍。铜缺乏将使脑细胞中的色素氧化酶减少，活力下降，从而使记忆衰退、思维紊乱、反应迟钝，甚至步态不稳、运动失常等。要有一副健康灵活的大脑，是离不开铜元素这个益友的。
2、 心脏的“卫士”
       当人们将心脏病的原因单纯归咎于脂肪、高胆固醇饮食时，美国科学家提醒人们：绝对不可忽视铜元素的缺乏。铜元素在人体内参与多种金属酶的合成，其中的氧化酶是构成心脏血管的基质胶原和弹性蛋白形成过程中必不可少的物质，而胶原又是将心血管的肌细胞牢固地连接起来的纤维成分，弹性蛋白则具有促使心脏和血管壁保持弹性之功能。因此，铜元素一旦缺乏，此类酶的合成减少，心血管就无法维持正常的形态和功能，从而给冠心病入侵以可乘之机。
3、造血的“助手”
       众所周知，铁是人体造血的重要原料，但铁元素要成为红血球中的一部分，必须依靠铜元素的帮忙。奥妙在于血红蛋白中的铁是三价铁离子，而来源于食物中的乃是二价铁离于，二价铁离子要转化成三价铁离子，有赖于含铜的活性物质──血浆铜蓝蛋白的氧化作用。如果体内缺铜，血浆铜蓝蛋白的浓度势必降低，从而导致铁难以转化而诱发贫血症。
4、癌症的“克星”
       人怕癌症，癌症也怕人，怕人体摄取足够的铜元素。癌症专家的最新研究表明，铜元素可抑制癌细胞的生长，诱导癌细胞“自杀”。故健康人摄取足量的铜可防范癌症发生，而癌症病人补铜可阻止癌细胞的繁衍，缓解病情，加快康复。
5、 助孕的“新星”
       育龄女性要怀孕也离不开铜。据产科医生研究，妇女缺铜就难以受孕，即使受孕也会因缺铜而削弱羊膜的厚度和韧性，导致羊膜早破，引起流产或胎儿感染。故女性要想出一个健康聪明的小宝贝，也须借助铜元素的一臂之力。
6、抗衰老的“能手”
       人体的衰老是因为体内的自由基的代谢废物起着相当大的作用，又是多种老年疾病的祸根。其中的羟自由基，毒性最强，不但会通过脂质过氧化反应损害细胞膜，而且会破坏细胞核的遗传物质，导致细胞死亡。此外，还可使许多重要酶的活性降低甚至消失。研究表明，含铜的金属硫蛋白、超氧化物歧化酶等具有较强的清扫此种代谢废物的功能，保护人体细胞不受其害，可见铜元素在抗衰老中有举足轻重的地位。
7、流感的“天敌”
       英国药物学联合会的专家们最近找到了一种预防“流行性感冒”的最简便办法，那就是将一种普通维生素C与铜元素结合起来服用，即可收到良好的效果。实验证明，人体摄入足够的铜，可在侵入人体的流感病毒表面聚集较多的铜离子，从而为维生素攻击流感病毒提供有效的“靶子”。维生素C与病毒表面的铜离子发生作用，构成一种可以分离的含有活性氧离子的不稳定化合物，促使含有蛋白质的病毒表面发生破裂，进而置病毒于死地。为此，专家将维生素C与铜元素称为一对防治流感的最佳“搭档”。
8、防治白发的“灵丹”
       人的头发为何早白？体内缺铜是一个重要原因。缺铜可使人体内的酪氨酸酶的形成困难，导致酪氨酸转变成多巴的过程受阻。多巴为多巴胺的前体，而多巴胺又是黑色素的中间产物，最终妨碍黑色素的合成，遂引起头发变白。欲求黑发不衰，补足铜元素是有效的一招。

锌Zn

1、营养学意义
　　锌在人体内约为2~2.5g，分布在人体所有的组织器官，以肝、肾、肌肉、视网膜、前列腺内的含量为高。锌对生长发育、智力发育、免疫能力、物质代谢和生殖功能等均具有重要的作用。
　　锌人体所必需的微量元素之一，是许多酶的结构成分或激活剂，已知含有锌的酶不下80种，如乳酸脱氢酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等。蛋白质、核算的合成代谢、骨骼的正常骨化、生殖器官的发育和功能都需要锌。同时，锌还参与维护正常的味觉、嗅觉，促进食欲；促进维生素A的代谢和生理作用，有利于维持视觉和皮肤健康。此外，锌还参与维护与保持免疫反应细胞的增殖与分化。
2、锌的生理功能
       金属酶的组成成分或酶的激活剂
　　体内约有200多种含锌酶，其中主要的含锌酶有超氧化物歧化酶、苹果酸脱氢酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等，这些酶在参与组织呼吸、能量代谢及抗氧化过程中发挥重要作用。锌为维持RNA多聚酶、DNA多聚酶及逆转录酶等活性所必需的微量元素。
       促进生长发育
　　锌参与蛋白质合成及细胞生长、分裂和分化等过程。锌的缺乏可引起RNA、DNA及蛋白质的合成障碍，细胞分裂减少，导致生长停止。锌参与促黄体激素、促卵泡激素、促性腺激素等有关内分泌激素的代谢，对胎儿的生长发育、促进性器官和性功能发育均具有重要调节作用。
        锌对机体器官的影响
    　锌是维生素A 代谢的重要金属离子，参与维持眼组织的正常形态及视觉功能。维生素A缺乏或不足时，容易引起暗适应能力降低，夜盲症、角膜角化及视力障碍。国外报道，人的近视与体内缺锌有关。锌可抑制脂质过氧化和组织胺的释放，具有稳定细胞膜和溶酶体膜的作用。低锌时各种生物酶的的稳定性改变，从而使膜的通透性增加，心肌损伤加重。锌与唾液蛋白结合成味觉素可增进食欲，缺锌可影响味觉和食欲，甚至发生异食癖。锌对皮肤和视力具有保护作用，缺锌可引起皮肤粗糙和上皮角化。
       促进机体免疫功能
　　锌可促进淋巴细胞有丝分裂，增加T细胞的数量和活力。缺锌可引起胸腺萎缩、胸腺急速减少、T细胞功能受损及细胞介导的免疫功能改变。

锂Li

       锂（Li）是具有高度活性的一价碱性轻金属，1817年分离出来并应用于临床已有130多年的历史。锂电池凭借其优越的性能，在航空、航天、通信、电子、海运等科研工业部门的仪器设备以及居民生活的各类家用电器上得到广泛应用。全世界每年耗锂量达25000吨，锂接触者日益增多，锂对人体健康的影响逐渐引起关注。
       锂在体内广泛分布于肌肉、骨骼、心、肝、脾、肾、甲状腺、血液等组织。正常人血清锂的平均含量〈3ug/100L，下限为0.5ug/100L,浓度过高或过低都会对人体健康造成不利影响。
       锂主要由小肠上部吸收，也可经破损的皮肤吸收。随血液迅速分布于肝、脾细胞，进入骨骼、肌肉、大脑则较慢。锂主要累积于骨骼、脑下垂体腺，甲状腺及肾上腺也有分布。锂在机体内分布于整个水相（即细胞外液）中，而钠主要分布于细胞外，钾主要分布于细胞内。锂以肾脏排出为主，少量经汗、粪便排出。人体具有维持锂代谢平衡的能力，正常状态下不会造成锂蓄积。
       锂作为一种情绪稳定剂，应用于情感障碍的治疗已有70多年的历史。据WHO统计，全世界有五亿人患有不同程度的精神疾患，目前在西方国家中有超过1%的人在服用锂制剂。锂的治疗域较窄，其毒性剂量只比治疗剂量高2~3倍，而情感障碍患者需要长期服药，所以锂对人体健康的长期影响应该引起足够重视，要有一定认识。
       锂对人体的危害可分为局部和全身两个方面。局部危害主要是对皮肤和粘膜的直接腐蚀和强刺激作用，出现斑丘疹、瘙痒性皮炎、牛皮癣等症状；全身危害主要表现为对神经系统、心血管系统、泌尿系统、胃肠道、肌肉、皮肤等的影响。急性锂中毒以消化道、神经系统症状为主，急性器质性脑综合征最为典型。严重者可造成大脑皮层的广泛抑制，导致呼吸循环中枢衰竭。慢性中毒主要表现为对各系统的影响。健康者使用治疗量的锂盐时，可引起嗜睡、焦虑、紧张及注意力分散。服用两周后可出现选择紊乱，长期服用可引起人格改变。长期服用锂盐而骤然停药，可引起急性精神错乱状态，故锂盐治疗时应注意缓慢停药。此外，锂可通过母亲经胎盘或乳汁进入胎儿及婴儿体内，后者代谢功能不完善，可引起胎儿、婴儿体内锂蓄积中毒及畸形，影响其中枢神经系统的发育，导致神经行为异常。鉴于此，对长期服用锂盐制剂的患者，应严格准遵照医嘱合理用药，控制好血药浓度，出现不良反应及时就诊。

氟F

       现代医学已确认氟是人体必需的微量元素，对牙齿、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟约在0.01%~0.02%，在牙齿中氟的含量约在0.01%~0.03%。微量的氟在人体中有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积，可加速骨骼的形成，增加骨骼的硬度，并能刺激成骨细胞增生。微量的氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附，形成坚硬质密的保护层，从而抑制喜酸细菌的活性，对牙齿起到保护作用。当饮用水中含氟量降低时就会患龋齿，不仅危害牙齿，还可导致其他口脑疾病的产生。世界卫生组织已把龋齿列为继心血管病和癌症之后的第三大疾病。为了预防龋齿，可采取增氧措施，如饮用水加氟、使用含氟牙膏，食用含氟食品及饮料如贝类、海蛰、葡萄酒、茶饮料等。

钼Mo

       微量元素钼在人体内分布很广，成年人体内含钼总量约9mg，在体内分布以肝内含量最高，肾其次。近年来研究表明，缺钼可导致神经异常，智力发育迟缓，影响骨骼生长。更为严重的是人体内含钼量降低可提高食管癌的发病率。众所周知，亚硝胺类致癌物是诱发食管癌的重要因素，亚硝胺类的前体是亚硝酸盐和胺类，它们在适当的酸碱条件下合成亚硝胺。亚硝酸盐主要来自环境中的NO3－，因此降低NO3－的来源是阻断食管癌高发的有效措施。钼是一重有实用意义的抗癌元素，它能有效降低亚硝胺前体NO3－和NO2－，抑制亚硝胺类致癌物的产生。钼的摄入量与饮食有关，动物肝肾、谷物、豆类物质含钼丰富，实为补钼佳品。

钒V

       正常成年人体内共含钒约25mg，血液中钒含量甚微，人体内钒多集中在骨骼和牙齿中。钒能刺激人体的造血功能，使血红蛋白及红细胞均增多，促进人体的造血功能得以改善。钒还能抑制胆固醇的合成，减轻诱发动脉硬化的程度。若人体内钒的含量降低则导致骨骼发育不正常，生长缓慢，生殖功能受损。另外，牙釉质和牙本质都属于羟磷灰石，钒可以置换到羟磷灰石中，起到预防龋齿的作用。日本学者研究表明，糖尿病患者与体内钒含量的降低有一定的关系。

硒Se

       硒是人体必需的微量元素之一，与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高，它对心肌起到保护作用。如果人体缺乏硒，机体细胞就会缺乏自我保护功能，所以全身的组织、脏器功能缺乏。在心脑血管方面表现尤为突出：脑内动脉硬化加重，脑血栓、脑栓塞的发生也会增多，而且脑动脉硬化及脑血栓、脑栓塞通常治疗效果不好；在肝脏的急、慢性炎症期，由于硒的缺乏，肝脏也会缺乏自我保护功能；在消化系统方面，由于缺硒，可出现消化性溃疡、原因不明的乳糜样腹泻。同时，缺硒后全身免疫系统的免疫功能低下，抗感染能力下降，甚至可以导致癌症的发生。食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食，一般可以满足身体对硒的需要。

铬 Cr

       在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。

钴 Co

       钴是维生素B12分子的一个必要组分，B12是形成红细胞所必需的成分。

锰 Mn

       锰参与许多酶催化反应，是一切生物离不开的。

       总之，微量元素在人体生命活动中虽然非常重要，但摄入过多反而会对人体产生危害。只要在日常生活中注意合理调节饮食结构，不偏食，就足可以获得满足正常人体需要的微量元素。