人体的一切组织都是由各种化学元素组成的,这些元素除碳、氢、氧、氮以有机物的形式存在外,其余统称为矿物质或无机盐,占成人体重的5%~6%。机体本身不能生成矿物质,必须由食物提供,维持机体正常生理功能所需要的无机盐又称为必需元素。无机盐的分布很广,正常人的日常膳食即能够满足需要。我国居民普遍缺乏的是钙、铁、锌,在某些特殊环境中还缺乏碘或硒。
根据每一种元素在体内所占的比例和机体对其所需量的多少,分为宏量元素和微量元素。在体内的含量大于体重0.01%的称为宏量元素或常量元素,主要有钠、钾、钙、磷、镁、氯、硫等。在体内的含量低于体重0.01%的称为微量元素,主要有铁、铜、钴、碘、氟、锰、钼、镍等。
矿物质在体内的功能可归纳为:① 构成机体组织;② 与蛋白质协同维持组织细胞渗透压和酸碱平衡;③ 维持神经肌肉的兴奋性和细胞的通透性;④ 构成体内生理活性物质。
一、宏量元素
(一)钙
钙是人体内含量最多的矿物质,占体重的1.5%~2.0%。成人体内钙含量约1200 g,其中99%集中在骨骼和牙齿中,其余则以游离或结合形式存在于体液和软组织中,这部分钙统称为混溶钙池。骨骼中的钙和混溶钙池中的钙维持着动态平衡。人的年龄越小,骨骼的更新速度越快,随着年龄的增加,钙在骨组织中的含量逐渐下降。
1.生理功能
(1)钙是构成骨骼和牙齿的主要成分。
(2)维持神经肌肉的兴奋性。
(3)维持细胞膜的通透性和细胞内外液的渗透压。
(4)参与凝血过程。
(5)钙是多种酶的激活剂。
(6)维持机体的酸碱平衡。
2.影响吸收的因素
(1)维生素D促进钙的吸收。
(2)乳糖与钙形成可溶性低分子物质,有利于钙的吸收。
(3)适量的蛋白质可与钙结合成可溶性络合物,促进钙的吸收。
(4)pH对钙的吸收有一定影响。
(6)膳食纤维不利于钙的吸收。
(7)膳食脂肪含量过高或脂肪消化不良时可影响钙的吸收。
(8)随着年龄的增加,机体对钙的吸收逐渐减少。
3.缺乏与过量
如果膳食中长期缺乏钙可引起骨骼病变,如儿童佝偻病、成年人骨质软化症及老年人骨质疏松症。
过量摄入钙也会对身体不利,可能会增加患肾结石的风险。持续摄入过量的钙会干扰其他矿物质如铁、锌的吸收和利用,同时使降钙素分泌增多,发生骨硬化。
4.食物来源和供给量
钙的良好食物来源是奶和奶制品,不仅含量丰富,而且吸收率高。豆类、豆制品、坚果类也是钙的较好来源,虾皮、海带、发菜、芝麻酱等含钙量亦特别高。我国营养学会推荐我国居民钙的摄入量:婴儿300~400 mg/d;儿童和青少年600~1000 mg/d;成人800 mg/d;孕妇1000~1200 mg/d;乳母1200 mg/d。
(二)其他宏量元素
人体对磷、镁、钾、钠等其他宏量元素的需求见表2-1。
表2-1 人体对磷、镁、钾、钠等其他宏量元素的需求
二、微量元素
(一)铁
铁是人体所必需的微量元素中含量最多,也是相对容易缺乏的一种微量元素。成人体内为3~5 g,60%~70%存在于血红蛋白中,其余存在于肝、脾和骨髓中。铁在人体内的含量还随年龄、性别、营养和健康状况而有很大的个体差异。
1.生理功能
(1)参与血红蛋白和肌红蛋白的合成。
(2)参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。
(3)与红细胞的形成和成熟有关。
2.影响铁吸收的因素
(1)膳食中的柠檬酸、抗坏血酸、维生素A、动物蛋白、果糖等促进铁的吸收。
(2)动物性食物如鱼、肉、禽类中所含的铁吸收率较高。
(3)食物中的植酸、草酸等抑制铁的吸收。
(4)摄入过量的膳食纤维会干扰铁的吸收。
(5)胃酸缺乏或服用抗酸药物时,铁的吸收率降低。
3.缺乏与过量
膳食中可利用的铁长期不足可导致缺铁性贫血,特别是婴幼儿、青少年、孕妇、乳母及老年人更容易发生。铁缺乏的儿童心理活动异常、易烦躁,甚至智力发育障碍;成人则表现为冷漠呆板,进一步发展则出现面色苍白,口唇黏膜和眼结膜苍白,有疲劳乏力、食欲下降、头晕、心悸、指甲脆薄、反甲等临床表现。(www.xing528.com)
铁摄入过量可引起中毒。急性中毒常见于误服过量铁剂,多见于儿童,主要表现为消化道出血、血性腹泻、凝血功能不良、代谢性酸中毒、休克甚至死亡。
4.食物来源和供给量
铁广泛存在于各种食物中,但分布极不均衡,膳食中铁的良好来源主要是动物肝脏、动物全血和红肉类(如牛、羊肉);含铁较高的植物性食物有蘑菇、黑木耳、芝麻等。铁的需要量受机体状况的影响。我国营养学会推荐成人铁的摄入量男性为12 mg/d,女性为20 mg/d;可耐受最高摄入量男女均为50 mg/d。
知识拓展:
世界卫生组织(WHO)报告全世界约30%的人口存在铁缺乏,铁缺乏是全球最为普遍的营养缺乏病,也是我国主要的公共营养问题之一。婴幼儿、青少年、育龄期妇女是受铁缺乏威胁最大的人群。当体内缺铁时,铁耗损可分3个阶段:第一阶段为储存铁减少期,此时储存铁减少,甚至耗竭,血清铁蛋白浓度下降;第二阶段为红细胞生成缺铁期,此时除血清铁蛋白下降外,血清铁也下降,同时铁结合力上升,运铁蛋白饱和度下降,游离原卟啉浓度上升;第三阶段为缺铁性贫血期,血红蛋白和红细胞比容均下降。
(二)锌
锌广泛分布在人体各组织器官。成人体内锌含量为2.0~2.5 g,以肌肉、视网膜、前列腺含量较高。血液中75%~85%的锌分布在红细胞中,其余在血浆中。
1.生理功能
(1)参与体内多种金属酶的组成或作为酶的激活剂。
(2)促进机体的生长发育和组织再生。
(3)维持正常味觉、促进食欲。
(4)促进性器官和性功能的正常发育。
(5)参与免疫功能。
(6)锌在保护皮肤健康及维生素A的代谢中也有一定作用。
2.缺乏与过量
膳食中长期缺锌会导致:儿童生长发育迟缓、味觉减退甚至丧失、食欲减退、性发育障碍、性功能减退、创伤不易愈合、易感染。还可表现为皮肤干燥、粗糙、面部痤疮及复发性口腔溃疡、暗适应能力下降等。孕妇缺锌可导致胎儿发生中枢神经系统先天性畸形。
锌过量可引起铜的继发性缺乏,损害免疫器官和免疫功能。
3.食物来源和供给量
一般食物中均含有锌,但其含量和吸收利用率差别很大。一般动物性食物中锌的利用率为35%~40%,而植物性食物中锌的利用率仅为1%~20%。贝壳类(如牡蛎)、海产品、红肉类都是锌的良好来源;干果、谷类的胚芽和麦麸也富含锌;燕麦、花生、玉米的锌含量高于一般植物性食物。
我国营养学会推荐锌的摄入量为:成年男性12.5 mg/d;成年女性7.5 mg/d。
(三)碘
碘在人体中的含量为20~50 mg,约70%存在于甲状腺组织中,其余的碘分布于皮肤、骨骼、中枢神经系统及其他内分泌腺。
1.生理功能
(1)碘在人体内是合成甲状腺素的重要物质,其主要功能是参与能量代谢;
(2)促进代谢和身体的生长发育;
(3)促进神经系统发育;
(4)活化一些酶的活性,调节组织中的水盐代谢。
2.缺乏与过量
机体因缺碘而导致的一系列病理状态为碘缺乏病。碘缺乏可引起甲状腺素分泌减少,机体能量代谢降低,影响儿童生长发育,同时会发生甲状腺结构改变,成年人缺碘可引起甲状腺肿大,俗称“大脖子病”;孕妇、乳母缺碘可致婴幼儿甲状腺发育不全,甚至发生克汀病,克汀病的表现为呆、小、聋、哑、瘫。
长期摄入含碘高的膳食,以及在治疗甲状腺肿等疾病中使用过量的碘剂,同样危害人体健康,而且可以致病,包括高碘甲状腺肿、碘性甲状腺功能亢进、碘性甲状腺功能低下、桥本甲状腺炎、甲状腺癌、碘过敏、碘中毒等。
3.食物来源
机体所需的碘主要来源于食物、饮水和食盐。海洋生物的碘含量远远高于陆生动植物,是碘的良好来源,如海带、紫菜、海鱼、蛤干、干贝、虾、海参、海蜇等。其他食品的含碘量则取决于土壤和水中的碘量。碘缺乏造成的智力损伤是不可逆的,最经济、最简单有效的预防方法就是采用碘化食盐。但应注意:碘盐应随吃随买,置于避光、避热、防潮的地方保存,菜熟时再放盐,以避免碘的丢失。
我国营养学会推荐成人碘的摄入量为120 μg/d,婴儿为85~115 μg/d,青少年为120 μg/d,孕妇为230 μg/d,乳母为240 μg/d。
(四)硒
硒是人体必需微量元素,广泛分布于人体各组织器官和体液中,人体内含量为14~20 mg,其中肾脏硒的浓度最高,肝脏次之,脂肪组织中含量更低。血硒和发硒含量可以反映体内硒的营养状况。
1.生理功能
(1)硒属于抗氧化剂,具有抗氧化功能。
(2)硒能保护心肌和心血管健康。
(3)对重金属具有解毒作用。
(4)维持正常的免疫功能。
2.缺乏与过量
硒缺乏引起的疾病主要出现在地质环境缺硒的区域,如克山病和大骨节病。
克山病是我国部分地区流行的以心肌坏死为特征的地方性心脏病,主要表现为心脏扩大、心力衰竭、心律失常、心电图改变等。补充一定量的硒,可以预防和治疗克山病。
人食用含硒量高的食物和水,或从事某些常常接触到硒的工作,会出现不同程度的硒中毒症状,包括毛发脱落、皮肤脱色、指甲异常、疲乏无力、恶心呕吐、呼气有大蒜气味等,甚至偏瘫,严重时可导致死亡。
3.食物来源和供给量
食物中的硒含量受产地水质和土壤中硒含量的影响,地区差异非常大。即使同一品种的谷物或蔬菜,由于产地不同硒的含量也不同。海产品、肾、肝及整粒的谷类是硒的良好来源。
我国营养学会推荐成人硒的摄入量为60 μg/d。
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