矿物质(Mineral).ppt
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1、礦物質(Mineral)礦物質礦物質(mineral):動物或植物組織在高溫燃燒後,剩下的灰份(Ash)礦物質佔人體全部體重的約百分之五,存在骨賂中最多人體內存在的礦物質種類約22種其中的14種為人體必需較大量元素(macronutrient element)(存在體內的量大於體重 0.005%者):鈣(Ca)、磷(P)、鈉(Na)、鉀(K)、鎂(Mg)、硫(S)及氯(Cl)等七種,在人體中含量多,需要量也較大微量元素(micronutrient element)(存在體內的量小於體重之 0.005%者,或稱trace element):鐵(Fe)、銅(Cu)、碘(I)、錳(Mn)、鋅(Zn)
2、、鈷(Co)、鉬(Mo)等,其它如氟(F)、鋁(Al)、鉻(Cr)、硒(Se)等含量少,需要量也較少身體中的礦物質,以離子狀態(即以無機物狀態)存在者,例如Na+、K+、Ca+、Cl-、H2PO4-。以有機化合物存在者,如鈣、磷、鎂為骨骼中主要成分,其他如血色素中的鐵,胰島素中的鋅及輔 A、維生素 B1 及生物素中的硫2 2礦物質的功用構成骨骼及牙齒等的主要成分酸鹼平衡神經及肌肉的感應與收縮酵素活性的調節功能細胞膜的通透性3 3體內的礦物質有動態平衡現象,最明顯的就是骨骼與血液之間鈣的交換。骨骼並非一靜態組織,其中的鈣質與血液中的鈣均不骨骼並非一靜態組織,其中的鈣質與血液中的鈣均不斷的發生交換
3、,但二者之間仍維持一定的比例,這種斷的發生交換,但二者之間仍維持一定的比例,這種現象稱為現象稱為動態平衡狀態(dynamic state of(dynamic state of equilibrium)equilibrium)。身體究竟需要多少礦物質才算適當,有些礦物質很難確定。4 4鈣身體的礦物質,以鈣最多。鈣含量約體重的 1.5%以上99%鈣分佈在骨骼與牙齒內1%在血清、肌肉、神經鈣生理作用1.構成骨骼及牙齒的主要成分骨骼生長,由膠原纖維先在骨骼末端形成一種網狀物骨骼生長,由膠原纖維先在骨骼末端形成一種網狀物質,再沉澱以鈣鹽的結晶體,骨骼才有彈性、更堅強,質,再沉澱以鈣鹽的結晶體,骨骼才有
4、彈性、更堅強,此稱為此稱為骨骼鈣化(calcification)(calcification)骨骼中的鈣之形式,稱為骨骼中的鈣之形式,稱為hydroxyapatitehydroxyapatite,其分子式,其分子式為為CaCa9(H(H3O)O)2(PO(PO4)6(OH)(OH)2,鈣與磷的莫爾此,鈣與磷的莫爾此(molar(molar ratio)ratio)為為1.671.67:1 1骨骼中除了鈣、磷外,還有鎂、鈉、碳酸鹽骨骼中除了鈣、磷外,還有鎂、鈉、碳酸鹽(carbonate)(carbonate)、枸櫞酸枸櫞酸(citrate)(citrate),少量的氟及其他物質,少量的氟及其他
5、物質2.幫助血液凝固在血液凝固的過程中,鈣促使凝血在血液凝固的過程中,鈣促使凝血元轉變成凝血元轉變成凝血,並促使血小板釋放凝血活,並促使血小板釋放凝血活。鈣是血液凝固的。鈣是血液凝固的重要因素。6 63.維持心臟的正常收縮正常濃度的血清鈣,才能維持正常的心臟功能。正常濃度的血清鈣,才能維持正常的心臟功能。過高濃度的血鈣,心臟收縮延長,減慢了心臟的舒張,心過高濃度的血鈣,心臟收縮延長,減慢了心臟的舒張,心搏較慢。搏較慢。血清鈣濃度過低時,心搏較快。血清鈣濃度過低時,心搏較快。4.控制神經感應性及肌肉的收縮性末梢神經末梢神經(peripheral nerve)(peripheral nerve)的
6、感應性與鈣的濃度有的感應性與鈣的濃度有關,過低的鈣足以降低神經感應性的閾限關,過低的鈣足以降低神經感應性的閾限(threshold)(threshold),使之過度的敏感而造成手足痙攣,使之過度的敏感而造成手足痙攣(tetanytetany),倘若提高鈣的濃度,則痙攣消失,倘若提高鈣的濃度,則痙攣消失5.控制細胞的透過性鈣與鈉、鉀之間的抗拮作用鈣與鈉、鉀之間的抗拮作用(antagonism)(antagonism),共司所有,共司所有細胞的透過性,對腎臟、小腸等器官均有相當程度的作用7 7鈣新陳代謝鈣質在小腸上段(十二指腸)吸收,進入血液。一般食物鈣的吸收率約 20-30%,有時也會降至 10
7、%或更少。增加鈣質吸收因素維生素 D:維生素 D 促進小腸上皮細胞中與鈣吸收有關的蛋白質的合成pH:鈣質在酸性環境下的吸收率較大。如胃酸幫助使小腸保持適當酸度,有利於鈣的吸收。乳糖:有適當乳糖的情況下,少量乳糖有利於鈣的吸收。蛋白質:蛋白質可幫助鈣吸收。可能是鈣與乳糖形成複分子,有利於鈣的吸收。身體需要量:倘若身體需要量增加,如生長、懷孕或哺乳時期,鈣的吸收率會增加。8 8降低鈣質吸收之因素磷:磷的攝取量會影響鈣的吸收,過多的磷使鈣的吸收不良。飲食中的鈣磷的比最好是1:1游離脂肪酸游離脂肪酸過多,易與鈣結合,形成不溶解性的肥皂,阻擾鈣的吸收。草酸(oxalic acid)及植酸(phytic
8、acid)此二酸均能與鈣結合,形成不溶解性的鈣鹽,阻礙鈣的吸收;草酸與植酸多存在植物性食物中較硬的部份,如種子等,動物性食品的鈣比植物性者易被吸收腸蠕動增加:如腹瀉時,腸蠕動增加,減少鈣停留在腸道的時間,減少鈣的吸收。臥床不動:缺乏活動會減少鈣之吸收壓力:減少鈣吸收,增加骨骼鈣之游離藥物:長期服用利尿劑及含鋁藥物如Al(OH)3,減少鈣之吸收9 9鈣質以三種形式存在血液中游離的鈣游離的鈣與蛋白質結合與蛋白質結合與其他無機物結合與其他無機物結合血鈣經常維持一定的濃度。血鈣的濃度由副甲狀腺控制。其控制方式是經由血鈣血鈣的濃度由副甲狀腺控制。其控制方式是經由血鈣與骨骼鈣之間的互動而得。與骨骼鈣之間的
9、互動而得。骨骼是相當穩定的組織,非一成不變,其間的鈣經常與周圍的血清交換,血清中的CaP值相當穩定血清鈣濃度高時,鈣就沉澱在骨骼上,反之,濃度太血清鈣濃度高時,鈣就沉澱在骨骼上,反之,濃度太低時,骨骼中的鈣即游離出來低時,骨骼中的鈣即游離出來維持血清鈣的一定濃度維持血清鈣的一定濃度(正常值:正常值:911 mg/100 ml)911 mg/100 ml)1010骨骼鈣的鈣化與游離(resorption)之間的平衡因年齡而異。嬰兒、兒童、青春期個體,鈣化現象剩過游離成年期,鈣化速率與游離速率相當老年人則游離強於鈣化(有報告謂兩性於 50 歲以後即有此現象)長時期飲食鈣不足,也會造成骨骼組織的破壞
10、。血清中鈣、磷濃度乘積值也保持桓定,即 CaP 約 50。若 CaP 超過 70 時,則使柔軟組織發生鈣化,影響生理機能-如腎臟等的鈣化,此現象多因攝取過多量的維生素 D 而引起,稱為血鈣過多症(hypercalcemia),患佝僂病的小孩,其乘積值小於30。腎小管對鈣的再吸收力很強,所以從尿中排泄的量並不多大部分(70-90%)的鈣被排到糞便,大量的鈣並未被身體吸收,實際被利用的鈣也僅只佔攝取量的 10-30%1111鈣建議量與來源鈣的需要量雖經幾十年之研究,仍不能確定衛生署1993年鈣之建議每日攝取量09歲:400600 mg1024歲(男):700800 mg1024歲(女):700 m
11、g25歲以上:600 mg懷孕(二、三)期:增加 500 mg哺乳期:增加 500 mg鈣質來源(mg/100 g)1212食物中以牛奶為鈣質的最主要來源,不飲用牛奶,勢難攝取足夠量的鈣質動物性食物如牛肉,豬肉等均含有效的鈣質在某些地區食用魚骨,亦可供應相當量的鈣,台灣本地的小魚、魚乾、蝦類、蛤、牡蠣等都是很好的食物部份植物性食物雖也含有不少量的鈣,然植物性食物的鈣質多存在於較粗硬的部位,如葉片的纖維、穀粒、種子外皮(seed coat),堅硬組織會促進腸胃道的蠕動,而減少鈣質的吸收利用率蔬菜中甘藍及菠菜所含植酸及草酸也稍會阻礙鈣的吸收麵包塗抹脫脂奶可以增加鈣的攝取量,若能在麵粉或麵包中添加適
12、當量的鈣,亦是很好的改善辦法。用含有鈣的鹽類代替牛奶,可獲得豐富的鈣質,然不如牛奶中含有豐富的蛋白質、維生素 B2 及其他營養素,除非有真正必要,否則還是吃天然食物較好1313鈣缺乏症鈣的缺乏症因維生素 D 之缺乏,則間接產生嬰幼兒:佝僂病嬰幼兒:佝僂病(rickets)(rickets),牙齒損壞或脫落,牙齒損壞或脫落成人:骨質軟化症成人:骨質軟化症(osteomalaciaosteomalacia)、骨質稀鬆症、骨質稀鬆症(osteoporosis)(osteoporosis)等病狀等病狀嚴重缺鈣也會引起肌肉痙攣血清鈣濃度降至血清鈣濃度降至 7 mg/100 ml 7 mg/100 ml
13、以下的才會引起抽搐,以下的才會引起抽搐,給予鈣、磷比偏低的嬰兒奶粉也較容易引起此症。1414磷磷的功用磷(phosphorus)在身體中的含量僅次於鈣磷的重要性似乎較易被人忽略,原因是含磷的食物太磷的重要性似乎較易被人忽略,原因是含磷的食物太廣泛,不易匱乏廣泛,不易匱乏骨骼牙齒成分85-90%85-90%的磷存在骨骼牙齒中的磷存在骨骼牙齒中構成高能量磷化物10-15%10-15%與蛋白質結合成磷蛋白與蛋白質結合成磷蛋白(phosphoproteinphosphoprotein)與與醣類結合成為醣磷酸醣類結合成為醣磷酸(sugar phosphates)(sugar phosphates)與脂類
14、結合與脂類結合成磷脂成磷脂(phospholipidphospholipid),構成高能磷化合物,如,構成高能磷化合物,如ATPATP、GTPGTP、UTPUTP、核酸及其他含磷化合物、核酸及其他含磷化合物調節身體酸鹼平衡1616磷的新陳代謝磷吸收率較高約 5070%磷會干擾鈣的吸收及保留,飲食中鈣、磷比為磷會干擾鈣的吸收及保留,飲食中鈣、磷比為1 1:1 1時吸收狀況最好時吸收狀況最好身體吸收醣類並進行醣新陳代謝時,利用部份的磷,使血清中的磷量降低正常成人血清中無機磷濃度正常成人血清中無機磷濃度 3 34.5 mg/l00 ml4.5 mg/l00 ml兒童兒童 4 47mg/l00 ml7
15、mg/l00 ml有嚴重腎臟病時,磷的保存量增加,會使血清鈣量降低;副甲狀腺機能不足時,血清磷也會增加,相反的,副甲狀腺機能亢進時,磷就降低。維生素維生素 D D 不足而引起的佝僂病,磷酸排泄量降低。不足而引起的佝僂病,磷酸排泄量降低。血清中磷會降低至血清中磷會降低至1-2mg/l00 ml1-2mg/l00 ml。1717磷的來源與需要量磷的攝取量需與鈣成比例,不適當比例的磷與鈣,均可能引起佝僂病。磷的主要來源為牛奶、蛋黃、肉、禽類,植物性食物中如白米、麵粉亦含不少量,蔬菜、水果則較少。磷的分佈較廣,故較不易缺乏。1818磷的缺乏症磷廣泛存在各種食物內,所以不容易缺乏在替病人做葡萄糖靜脈注射
16、或高營養靜脈注射在替病人做葡萄糖靜脈注射或高營養靜脈注射(TPN,(TPN,total total parenteralparenteral nutrition)nutrition),若末加入足夠量的磷,若末加入足夠量的磷,會使病人呈現低血磷症狀會使病人呈現低血磷症狀(hypophophatemiahypophophatemia)。低血。低血磷症狀包括磷症狀包括ATPATP合成量減少、骨骼成長受到影響等。合成量減少、骨骼成長受到影響等。1919鈉、氯、鉀鈉、氯、鉀經常共同影響身體的新陳代謝,生理功用維持身體正常的水份分佈狀況維持正常的滲透壓(osmotic pressure)維持身體之酸鹼平衡
17、維持正常的肌肉感受性(irritability)三種礦物質均容易被吸收三者可經由尿、糞便及汗排出三者均廣泛存在食品中新陳代謝由腎上腺皮質激素(adrenal cortex hormone)及腦垂體前葉激素(anterior pituitary hormone)控制若激素控制失調,如愛迪生氏疾病(Addisons disease),就是病人缺乏腎上腺皮質激素,所以身體中的鈉、氯流失,鉀卻升高,病人表現之臨床症狀為虛弱、肌肉痙攣、體重減輕等。單獨給氯化鈉或注射腎上腺皮質激素可治療之2121硫硫(Sulfur)存在於每個細胞中,是含硫胺基酸-胱胺酸(cystine)及甲硫胺酸(methionine)
18、的主要成份。胱胺酸對毛髮及指甲的生長很重要硫是指甲及毛髮中角蛋白(keratin)的主要胺基酸的成份老鼠或狗等多毛的動物,對含硫胺基酸所需要的量比人類多麩胱甘(glutathione)、輔A、維生素 B1、生物素及類脂酸等為含硫的重要物質其他如肝中之抗凝素(anticoagulant)-肝素(heparin)、骨骼及軟骨中之硫酸軟骨素(chondroitin sulfate)均含硫元素態或硫酸態的硫均不能被身體利用,只有有機形態(如含硫胺基酸、輔A、維生素 B1等)的上述含硫物質才能被利用;最後氧化成無機或有機的硫酸鹽(sulfate)排出於尿中。2222主要功用促進皮膚健康、毛髮光澤幫助細胞
19、抵抗細菌感染與維生素 B 群一起作用,促進人體基本代謝在肝臟內協助分泌膽汁缺乏症狀未知主要食品瘦牛肉、魚、蛤類、蛋、牛奶、甘藍菜、乾豆類、小麥胚芽補給須知日常生活中只要攝取足夠蛋白質,便無須擔心硫不足毒性有機硫(存在於生物體內)中未發現毒性,大量服用無機硫(非存在於生物體內),可能引起副作用2323鎂鎂的新陳代謝與生理功用骨骼及牙齒中除了有鈣及磷外,尚有大量鎂(magnesium)存在,約有 70%的鎂存在骨骼中,其他的 30%在柔軟組織及驗液中鎂與鈉、鉀、鈣共同維持心臟、肌肉、神經等的正常功能鎂在碳水化合物的新陳代謝及高能鍵的能量轉移上為不可缺少之因素。鎂的正常血清濃度為 l.5-2.0 m
20、eq/l。鎂與鉀同時存在於細胞內。鎂與鈣對細胞施行不同的效應,正如同鈣與磷之相對作用,二者互有抗拮性(antagonism)。影響鎂的吸收率之因素均影響鈣之吸收,例如脂酸、植酸、草酸等都抑制鎂的吸收。維生素 D 不促進鎂的吸收鈣攝取量多時,鎂的吸收率降低2525鎂抑制骨骼鈣化鎂使肌肉放鬆,但鈣刺激肌肉收縮例如用皮下注射的方法打入相當量的鎂,使血清內鎂例如用皮下注射的方法打入相當量的鎂,使血清內鎂的量增加,則有麻醉作用,可使隨意肌發生癱瘓,若的量增加,則有麻醉作用,可使隨意肌發生癱瘓,若再注射入相當量的鈣,則症狀消失。再注射入相當量的鈣,則症狀消失。大部份的鎂由小腸吸收,吸收率隨食物的攝取量而有
21、所調整攝取量較一般食物多時,鎂的吸收率少,食物攝取量攝取量較一般食物多時,鎂的吸收率少,食物攝取量少,則吸收多。少,則吸收多。體內的鎂由腎臟排出體外。腎臟對鎂的保留較強,但受血鈣之影響。2626鎂缺乏症手腳顫抖、神經過敏、血清的鎂濃度降低,然血鈣正手腳顫抖、神經過敏、血清的鎂濃度降低,然血鈣正常常鎂的缺乏症者並不多;患吸收不良症、嘔吐很厲害或注射鎂的缺乏症者並不多;患吸收不良症、嘔吐很厲害或注射大量缺鎂輸液時才會發生大量缺鎂輸液時才會發生低血糖、心悸、虛弱、疲倦低血糖、心悸、虛弱、疲倦特殊需求族群酗酒者或經常從事劇烈運動者酗酒者或經常從事劇烈運動者年長者2727鎂的需要量與來源東方飲食中鎂含量
22、約為 6-10 mg/kg/day,西方的飲食含鎂量較低,約 5 mg/kg/day。西方飲食物中多蛋白質,鈣及維生素 D,又多飲酒,使鎂的排泄量增加,鎂的需要量應增加每日攝取建議量成年男子成年男子 350 mg350 mg婦女婦女 300 mg300 mg懷孕及哺乳婦懷孕及哺乳婦 450 mg450 mg小孩及青春期小孩及青春期 250 mg250 mg食物廣泛存鎂硬果、莢豆、五穀及深綠色蔬菜硬果、莢豆、五穀及深綠色蔬菜(鎂是葉綠素的主要鎂是葉綠素的主要成份成份)海產、可可及巧克力2828補給須知鎂過量可能引起運動機能障礙鎂過量可能引起運動機能障礙鎂與鈣互有拮抗性,當鈣攝取量多,鎂的吸收率便
23、會鎂與鈣互有拮抗性,當鈣攝取量多,鎂的吸收率便會降低降低牛奶中若含有人工合成的維生素牛奶中若含有人工合成的維生素 D D,會消耗體內的,會消耗體內的鎂含量2929微量元素在體內的量雖很微少,也是必需的(essential),攝取量太低時,會產生缺乏症微量元素中之陽離子,在小腸中與胺基酸或醣等形成複分子(complex),這類複分子之形成有利於營養素之吸收微量元素中之陰離子則以簡單擴散方式被吸收微量元素在血液之運送,多以與胺基酸多牲類或白蛋白(albumin)結合狀態運送在血液中能結合微量元素的蛋白質,相當於具有中和這些微量元素毒性之作用若微量元素的吃入量超過身體所能中和的蛋白質量,則產生毒性微
24、量元素的主要排泄途徑為尿液,其他如糞便(由腸道細胞剝落者)、汗等亦是動物食品所含的微量元素較多、吸收率也較好五穀類的胚芽及糠皮所含的微量元素較多,去除糠皮及胚芽後所剩之精白米所含之微量元素,其吸收率比糙米者高。因糠皮所含之草酸、植酸均影響吸收率。3030鐵健康成年人體內鐵約 3-5 g功能性鐵(functional iron or essential iron)(functional iron or essential iron):60-70 60-70%鐵存於血紅素鐵存於血紅素(hemoglobin)(hemoglobin)、肌血球素、肌血球素(myoglobinmyoglobin)及細胞色
25、素及細胞色素(cytochromecytochrome)及某些少數酵及某些少數酵素如觸素如觸(catalasecatalase)內內貯藏性鐵(storage iron or non-(storage iron or non-essentailessentail iron)iron):30-30-34%34%貯藏在網狀內皮細胞、肝及骨髓內貯藏在網狀內皮細胞、肝及骨髓內生理功能存在血紅素及肌血球素的鐵負責氧及二氧化碳之輸送存在血紅素及肌血球素的鐵負責氧及二氧化碳之輸送存在細胞色素的鐵則負責呼吸鏈中的電子傳遞及能量存在細胞色素的鐵則負責呼吸鏈中的電子傳遞及能量之生成之生成鐵被認為與細胞免疫性有關31
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