微量元素对人体健康的研究

摘要：微量元素与人体健康和疾病的关系十分密切。微量元素在保护人类健康和防病治病方面起着举足轻重的作用，正确理解微量元素的生理功能，树立科学的平衡营养观，是引导人们自觉地实现多样化膳食、促进健康长寿的关键。

关键词：微量元素；生理功能；人体健康

人体是由化学元素组成的。元素是构成人体的最基本单元， 科学研究证明：地壳、海水中的元素丰度决定了人体元素丰度，环境元素分布的不平衡是人类患地方病的根本原因。人类属于异养型生物，是通过食物链从环境中摄取营养元素。化学元素在人体内分布是有规律的，每时每刻都在做有序运动[1]。

1 人体中化学元素

在自然界存在的92种化学元素中，目前在人体已检出81种。根据元素在人体中的含量不同， 又分为宏量元素（常量元素） 和微量元素（痕量元素）。某种元素含量超过体重0.05% 以上者称为宏量元素， 它们构成人体总重量的99.96%。有11种，其中氧、碳、氢、氮、硫、磷占人体总重量的98.03%。某种元素显示出生物功能， 其含量小于人类机体质量0.001%的元素称为微量元素， 这类元素的总和仅占人体质量的0.05% 左右[2]。

2 微量元素分类

2.1必需微量元素 必需微量元素是维持人体正常机能所必需的元素， 缺乏该元素时，会引起代谢紊乱，导致生理功能异常，人就无法生存或不能保持健康状态。世界卫生组织确认的人体必需的14 种微量元素为：锌（Zn）、铜（Cu）、铁（Fe）、硒（Se）、铬（Cr）、钴（Co）、锰（Mn）、钼（Mo）、镍（Ni）、锶（Sr）、锡（Sn）、钒（V）、碘（I）、氟（F）[3]。

2.2非必需微量元素 非必需微量元素是指目前生理功能尚未确定或在机体中可有可无的元素， 它们对人体无明显特异作用， 这类元素很多。对非必需微量元素而言， 不存在缺乏时的生物效应问题， 应注意其过量时的毒害作用， 在一定含量时， 生物是可能耐受的， 但稍过量， 其毒性即增加，最终导致死亡。不同元素存在不同阈限， 超此阈限表现出毒性效应。有时也称有益微量元素或惰性微量元素。主要有铝（Al）、铷（Rb）、锆（Zr）、钡（Ba）、钛（Ti）、铌（Nb）、硅（Si）等[3]。

2.3有害微量元素 有害微量元素，也称毒性微量元素，是指侵入人体后难以排出， 则为害更烈， 有碍人体的正常代谢， 影响机体正常功能， 主要是汞（Hg）、铅（Pb）、砷（As）、镉（Cd）、铍（Be）、锑（Sb）、铋（Bi） 等一类毒性很强的元素[3]。

3 微量元素的生物效应

在有益和有害元素之间常常没有明显的界限， 许多元素在适当的浓度范围内是有益的， 超过某一临界浓度就是有害的， 微量元素在生物体内的浓度范围， 明显地影响着它对生物体是"必需"的， 还是"有害"的性质。人体中的必需微量元素也有一个安全和适宜摄入的范围（量），在此范围以外，都会对机体产生不利影响。即摄入不足会出现缺乏症状，摄入过多又会出现中毒反应。不同元素的安全适宜范围是不同的，如硒的最佳摄入范围50～200μg/dl，而氟的最佳摄入范围为2～10mg/dl[4]。

4 微量元素的相互作用

体内各微量元素之间能相互影响， 发生拮抗作用或协同的生物学作用。微量元素的"拮抗作用"， 是指体内一种微量元素抑制另一种微量元素的正常生理功能的现象， 或者说是指一微量元素的生理功能对另一种微量元素的抵消；"协同作用"是指各元素相配合的作用。如镉和锌有显著的拮抗作用， 镉能减少锌的吸收， 干扰某些锌的酶系统， 锌能拮抗镉的毒性， 减轻镉对人体的毒害作用；镉与铁也有相互拮抗作用； 钼能阻碍铜的吸收， 铜能对抗钼的毒性； 硒能拮抗镉、汞、砷的毒性， 砷能减弱硒的毒性。而钴能增强硒的毒性； 铁和锰既能相互干扰在消化道的吸收过程， 又能协同生血效果； 锰能促进钙的利用， 铜能加速铁的吸收和利用； 铁、铜、锰、钴有生血协同作用； 氟能促进肠道对铁的吸收， 有利防治缺铁性贫血。可见微量元素之间的作用是相当复杂的， 又是相当重要的。因此，研究微量元素对健康的影响， 不仅要注意单个元素的作用， 同时要研究各元素之间的相互关系。有时研究单一微量元素会得出错误的结论， 故要研究某元素的"微量元素谱"。目前， 微量元素用于治疗还不多的重要原因之一， 就是人们至今还没掌握元素之间的"拮抗作用"， 一旦"拮抗作用"之谜被揭开， 微量元素在临床治疗上的应用便会有更大的"飞跃"[5]。

5 微量元素的生理功能

5.1运载作用 微量元素在体内有运输宏量元素和传递电子的作用， 如血红蛋白中的铁（Fe2+） ，能将氧气从肺部输送到各组织细胞，再将细胞代谢产物CO2运送到肺部排出；某些含铁蛋白质（如细胞色素C 等） ， 在生物体内复杂的氧化还原中有传递电子的功能。硒构成谷胱甘肽过氧化物酶和烟酸羟化酶等的成分， 是一种与电子传递有关的细胞色素成分[6-7]。

5.2微量元素是酶的活性因素和激活剂 酶是一切生命现象及生化反应的基础， 绝大多数生化催化反应离不开酶，而微量元素是许多酶的组成部分和激活剂[8]。据研究， 人体内千余种酶的50%以上有微量元素参与或激活， 离开微量元素， 许多酶就无法形成或失去发挥生理功能的作用， 如Zn、Mo、Co、Mn、Se 等微量元素， 多以金属酶的形式存在， 参与物质代谢， 催化体内氧化还原反应的进行[9]。

5.3微量元素是某些激素和维生素的组成部分 激素和维生素能调节人体重要的生理功能， 只需极小的浓度就起作用， 如甲状腺素中含有I， 维生素B12中含有Co。当体内缺少I和Co时， 就难以合成这些激素和维生素， 从而引起代谢紊乱。又如Cr能增强体内胰岛素的作用， Zn能促进性激素的功能[10]。

5.4遗传方面 核酸内含有V、Mn、Zn、Co、Cr等离子，它们在维护核酸的立体结构和维持核酸代谢等方面起着重要作用， 而核酸又是遗传信息的携带者， 故一些微量元素对遗传也有一定的影响[10]。有学者通过对9种遗传缺陷疾病与微量元素代谢关系的分析表明，微量元素代谢的整个过程的每个环节上都同遗传因素息息相关[11-12]。

5.5免疫作用 人体免疫反应受多种因素的影响，微量元素就是其中之一。某些适量的微量元素， 能促进机体的免疫功能，而含量过高或过低，又能减弱抑制免疫功能， 如适量的Zn、Se等微量元素， 能增强细胞免疫，提高抗病能力， 对机体免疫系统、防御机能和抗体形成都有一定的作用[13]。

6 维护元素平衡，保护人体健康

造成微量元素失衡的主要原因有两种："先天不足"及"后天失衡"[14]。所谓"先天不足"是指由于天然水文地质因素（或环境污染） 造成的某一地方"先天"的某一种或几种元素过多或缺乏。例如：我国东北、西北、西南的广大地区缺硒，新疆伽狮县缺钾，河南林县缺钼，广东珠江三角洲缺锰，广东四会市高镍，贵州地区高氟等。 "后天失调"也是微量元素缺乏症的一个重要原因，是人们食不厌精造成的恶果。本来天然的食物库里，人类赖以生存的食物应有尽有，形成了一条巨大的微量元素食物链。当人们把食物加工得精而又精，细而又细，那么食物链中最重要的一环被破坏了，不平衡了，失调了。

综上所述，人体必需的微量元素虽在人体内存量很少，却是构造人体内某些酶系统、活性蛋白、维生素和激素的不可缺少的重要成份，对维持机体正常代谢有着重要的作用[15]。正确理解微量元素与人体健康的关系，自觉树立科学的营养平衡观，及时调节和维护元素平衡是实现健康长寿的关键。良好的饮食习惯是维持正常微量元素水平的基础，对人体的健康有着极其重要的意义。当然，微量元素的种类和数量仍然是一个未能最后解决的问题，微量元素与人体健康的关系问题也是一个尚待解决的复杂课题，人们对微量元素的认识还在发展。

参考文献：

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