人体所需所有营养和所有微量元素

人体所需所有营养和所有微量元素1.常量元素一般来说，在人体中，元素的含量在0.01%以上的称为常量元素（也称主要元素或宏量元素）即氧、碳、氢、氮、硫、磷、钙、钠、钾、氯和镁等11种元素。它们构成人体总量的99.95%.其中前6种是蛋白质、脂肪、碳水化合物与核酸的主要成分，占人体总重量的94％，又称基本构成元素；后五种是体液的必需成分，又称常量矿物元素。一般把钙、磷、硫、钾、钠、氯和镁称为必需常量矿物元素。2.微量元素人体中含量在0.01%以下的称为微量元素（或者痕量元素）。目前已发现人体必需的或可能必需的微量元素有十四种，即铁、锰、钴、铜、锌、硒、钼、碘、氟、钒、镍、砷、铬、锂、硅、锡等十六种，另一类微量元素是必需性尚不明确的微量元素。另外铅、镉、汞、砷、铝、锡和锂低剂量可能具有功能作用，并具有潜在的毒性。按生物学作用而言，微量元素可以分为两类：一类是已经被确认是维持机体正常生命活动不可缺少的必需微量元素。人体必需的微量元素目前认为有：铁、锰、钴、铜、锌、硒、钼、碘、氟、钒、镍、砷、铬、锂、硅、锡，某些元素的必需性还在研究中，有待确认。另一类微量元素是必需性尚不明确的元素，它的含量已查明，但生理作用还不太清楚。无机盐既存在于植物性食物中，也存在于动物性食物中。植物性食物中的无机盐，来自土壤，动物需要的无机盐可从植物性食物中获得，或直接供给动物所需要的无机盐。人类则主要是从植物性食物和动物性食物中摄取无机盐，以满足人体的正常需要。（三）矿物质的特点1.矿物质在体内不能合成，每天必须从食物和饮水中摄取。摄入体内的矿物质经过机体的新陈代谢，每天都有一定数量从粪、尿、汗、头发、指甲及皮肤粘膜脱落而排出体外，因此矿物质必须不断地从膳食中供给。2.矿物质在体内分布极不均匀。如钙和磷主要分布在骨骼和牙齿，铁分布在红细胞，碘集中在甲状腺，钴分布在造血系统，锌分布在肌肉组织等。3.矿物质相互之间存在协同或拮抗作用。如膳食中钙和磷比例不合适，可影响该两种元素的吸收；过量的镁干扰钙的代谢，过量的锌影响铜的代谢；过量的铜可抑制铁的吸收。4.某些微量元素在体内需要量很少，但其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用，如硒易因摄入过量引起中毒，对硒的强化应注意用量不宜过大。（四）矿物质的生理功能矿物质（无机盐）不能产生热能，但无机盐在人体内有十分重要的营养生理功能，归纳起来有以下四个方面：1.矿物质是构成机体组织的重要材料。如Ca、Mg、P是骨骼和牙齿的重要成分；P、S是构成组织蛋白的成分。（Fe是血红蛋白和细胞色素的重要成分；胰岛素中含有Zn等。）2.矿物质调节细胞膜的通透性。维持着细胞内、外液酸性和碱性无机离子的浓度，维持细胞正常的渗透压和体内酸碱平衡。3.维持神经和肌肉兴奋性。在组织液中的各种离子，特别是保持一定比例的钾、钠、镁离子能够维持神经、肌肉兴奋性和细胞膜的通透性。4.无机盐是构成某些具有特殊生理功能物质的重要成分。如血红蛋白和细胞色素系统中的铁，甲状腺素中的碘和谷胱甘肽过氧化物酶中的硒。由于新陈代谢，每天都有一定数量的无机盐通过各种途径排出体外，因而有必要通过膳食予以补充。无机盐在食物中的分布很广，一般都能满足机体需要。从实用营养的观点看，比较容易缺乏的无机元素有Ca和Fe，在特殊地理环境或其它特殊条件下，也可能有缺碘、硒和锌的问题。一些特殊人群，如儿童，青少年，孕妇，乳母，他们易发生铁、钙、碘、锌的缺乏。二、主要常量元素（一）钙（Ca）钙是人体必需的常量元素，主要以无机盐的形式存在于体内，成年人体内含钙总量约为为1200克左右，相当于体重的1.5～2%，是体内最多的矿物质元素。其中99%的Ca存在于骨骼和牙齿中，其余的钙存在于体液和软组织中，其中血清钙的浓度较恒定。这种存在于体液和软组织中的钙称为混溶钙池（misciblecalciumpool）。并与骨骼中的钙保持动态平衡。存在于骨骼和牙齿中的钙有两种形式，一种是无定形的水合磷酸钙，另一种是结晶状态的羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]，它是一种磷酸钙和氢氧化钙的复合物，在骨中占绝大多数。年轻人的骨骼含无定形状态的钙较多，成熟的骨则含较多的羟磷灰石。骨中的钙与混溶钙池中的钙保持动态平衡，骨中的钙从破骨细胞释放进入混溶钙池，而混溶钙池中的钙又沉积于成骨细胞中，这种平衡要受甲状旁腺素，VD和降血钙素的调节。例如，当血钙（混溶钙池）下降时，甲状旁腺分泌开始增加，刺激1，25-二羟VD3的生物合成，使Ca在肠道内的吸收和骨骼钙的吸收增加。相反，血钙升高时，甲状旁腺素减少而降血钙素增加。Ca的更新，成人每日700mg，更新的速度随年龄增长而减慢。幼儿的骨骼1-2年可更新一次，成人则要10-12年，40岁以后，骨中的无机物质减少，易出现骨质疏松现象，女性一般较男性明显，故骨质疏松症较男性多，骨质疏松是由于蛋白质合成失调，骨基质不能形成，骨盐无法沉积所致。1.生理功能(1)钙是构成骨骼和牙齿的重要成分。(2)钙与神经（细胞）肌肉的兴奋性有关。当液体中Ca2+浓度降低时，神经和肌肉的兴奋性增高，肌肉出现自发性的收缩，严重时出现抽搐；若体液钙增加，则抑制神经和肌肉的兴奋性。但是，钙对心肌的影响较特殊，钙离子有利于心肌收缩，它与有利于心肌舒张的钾离子相拮抗。(3)钙参与凝血过程，是一种凝血因子。(4)钙还是多种酶的激活剂（如三磷酸腺苷酶），此外，钙还是各种生物膜的一种成分，维持细胞内胶质完整性和细胞膜的通透性。(5)维持体内的酸碱平衡。2.吸收和排泄钙主要在酸度较大的小肠上段，特别是十二指肠，被主动吸收。食物中的钙仅有少部分由肠吸收，大部分随粪便排出体外，钙的吸收需要能量，故要受能量代谢的影响，影响食物钙吸收的因素主要有以下几个方面：(1)食物中的钙的浓度和机体的需要情况。若其它条件相同，钙的吸收量大致与肠道中的钙的浓度成正比，但是，钙的吸收还要受机体对钙需要情况的影响，也就是说体内钙的水平要影响钙的吸收，体内缺钙时吸收率较高。(2)钙的溶解度。溶解的钙盐才能被吸收，由于乳酸、醋酸、氨基酸都能与钙形成可溶性的钙盐，因而促进钙的吸收。另外，乳糖可与钙鳌合，形成低分子的可溶性络合物，也可促进钙的吸收。而植酸、草酸、膳食纤维、糖醛酸、海藻酸钠、油脂、酒精等，它们与钙形成难于消化吸收的不溶性物质，对钙的吸收有阻碍作用。(3)VD可促进钙的吸收。VD对小肠钙吸收的影响是通过1，25-（OH）-D3实现的，后者促进钙结合蛋白的合成，钙结合蛋白参与钙的运载以促进钙的吸收。(4)年龄和肠道状态。钙的吸收随年龄增长而逐渐减少。例如乳儿每日钙的吸收量占食物总钙量的60%，11-16岁为35-40%，而成人仅为15-20%，老年人更少。钙的吸收还与肠道状态有关，若肠道蠕动过快，则食糜在肠内停留时间较短，不利于钙的吸收，如小儿腹泻就容易缺钙。还有在脂肪消化不良时，也常使钙的吸收减少，其原因可能是钙与未被吸收的脂肪酸形成钙皂而随粪便排出体外。(5)膳食蛋白质对钙吸收的影响。膳食蛋白质供给充足，有利于钙的吸收，可能是由于蛋白质消化所释出的氨基酸与钙形成可溶性钙盐，促进钙的吸收。钙的排泄主要有以下途径：(1)食物中未被吸收的钙，肠粘膜细胞脱落和消化液分泌未被吸收的钙，由粪便排出，其量与食物钙量有关。(2)体内代谢的钙由尿液排出，排出量为100-350mg／d。(3)体内还从汗液排出少部分钙，但对高温作业工人，排出的量高达100mg／d。(4)乳母还要从乳汁中排出一定量的钙，为150-300mg／d。(5)其他损失：理发，剪指甲和皮肤脱落等都要损失少量的钙，妇女月经也要损失少部分钙。体内钙的储留随供给量提高而增加。机体对钙的需要也影响钙的储留，需要多时，储量较多。因此，只要食物中钙的供给量超过机体钙的消耗量，则机体将根据体内对钙的需要，增加或减少钙的吸收，排泄和储留，使成年人维持钙平衡，使正在发育儿童维持正钙平衡。体内的甲状旁腺，VD和降血钙素对调节钙平衡起重要作用。3.缺乏症由于膳食和机体存在着许多影响钙吸收的因素，加上食物钙的来源不足，以及某种生理条件下钙的需要量增加等多种原因，人体（尤其儿童、孕妇、乳母）很容易出现钙的不足与缺乏症。正常人的血钙浓度为2.25-2.75mmol/L，在一定时间内低于此水平时，就会出现神经肌内抽搐，儿童的骨骼和牙齿发育迟缓，严重的缺钙婴幼儿可出现佝偻病，成人发生骨质软化症及老人出现骨质疏松症。（二）磷(P)磷也是人体必需的元素之一，约占人体重量的1％。大约有80％～90％的磷与钙一起构成骨骼和牙齿。其余的以磷脂、磷蛋白及磷酸盐的形式存在于细胞和血液中。1.生理功能(1)磷是骨骼和牙齿组成成分。影响磷吸收的因素与钙相似，磷在体内的代谢也要受VD、甲状旁腺素和降钙素的调节，但磷从尿中排出量比由粪便排出的量大，约占60%(2)参入能量代谢。体内磷主要以磷酸根的形式参与许多非常重要的物质代谢过程。生热营养素的氧化都有含磷化合物参与，热量代谢中的氧化磷酸化及储备能量的三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸中都有磷。(3)构成生命物质成分。磷脂是构成细胞膜重要成分，遗传物质DNA和RNA中含有磷，磷还是脑神经组织和脑脊髓的构成成分。(4)调节酸碱平衡。磷酸盐还参与维持体液酸碱平衡，因为从尿液中可以排出不同量和不同形式的磷酸盐，对机体的酸碱平衡进行调节。(5)酶的重要成分。磷是体内很多酶的辅酶或附基的组成成分，如焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶I、辅酶II等。2.磷的吸收人体能利用的磷都是磷酸化合物，吸收的部位在小肠上段，磷的吸收形式主要为酸性磷酸盐（H2PO4-），维生素D对磷的吸收有促进作用。磷广泛存在于动植物组织中，它可以同蛋白质、脂肪等结合形成磷蛋白，核蛋白，磷脂等。也有部分是以无机磷和有机磷化合物形式存在，大多数都能被机体利用。植酸是植物种子的组成成分，在谷物中含量为10-20%，植酸磷占植物总磷的60-70%，植酸磷的可利用率很低，谷类的磷也主要以植酸磷的形式存在，但通过发酵，浸泡，则可大大降低植酸磷的含量，从而提高磷的吸收率，同时，钙的吸收率也提高。食用牛奶的婴儿，吸收的磷相当于摄入量的65-75%，食用人奶可超过85%，吃混合膳食的成年人，磷的吸收率为50-70%。（三）镁（Mg）1.生理功能人体内含镁20-30g，其中70%以磷酸盐的形式存在于骨中，参与骨和牙齿的形成，25%的镁存在于软组织和肌肉中。细胞内的镁离子主要浓集于线粒体中，对很多酶系统，特别对氧化磷酸化酶系统的生活活性更为重要。它参与了体内的能量代谢，蛋白质合成，DNA的合成等。镁在神经肌肉传导或活动中起着重要的作用；它与其它离子如钙、钾、钠共同维持神经肌肉的兴奋性，维持心肌正常功能和结构，镁缺乏，可使动物发生心肌坏死。2.吸收和排泄镁摄入量差别很大，有许多因素影响镁的吸收，主要是食物中镁的含量，食物通过肠道的时间，吸收速率与膳食中钙、磷和乳糖的含量有关。镁大多数经粪便排出，其次经尿液排出，另外，汗液和皮肤脱屑也要损失一部分。体内无激素直接作用于镁，只有甲状腺素和降血钙素间接调节血清镁和尿中镁的浓度。三、主要微量元素（一）铁（Fe）铁(iron)是人体营养极为重要的必需微量元素之一。成年人一般含铁总量约为4~5g。其中73％的铁存在于血红蛋白中，3.3％存在于肌红蛋白中，铁蛋白和血铁黄素中储存有16.4％。铁在人体的分布以肝、脾含量最高，其次为肾、心、骨骼肌和脑。体内铁含量因年龄、性别和营养状况不同而存在着较大的个体差异，一般正常男性血清铁为127ug/dl，女性113ug/dl。体内的铁都与蛋白质结合，无游离状态的铁。1.生理功能（1）铁参与血红蛋白的形成，负责人体内氧气的输送，并将各组织中的二氧化碳送至肺部排出体外，对机体生存起着极其重要的作用。血红蛋白是由一个球蛋白与四个铁卟琳组成的，与氧进行可逆性的结合，使血红蛋白具有携带氧的功能，参与体内二氧化碳的转运、交换和组织呼吸。（2）铁是细胞色素酶、过氧化氢酶以及肌红蛋白的组成成分，在组织呼吸、生物氧化过程中起着十分重要的作用。肌红蛋白由一个血红素和一个球蛋白组