2章微量元素与人体健康课件.ppt
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1、第第2 2章章微量元素与人体健康微量元素与人体健康第第1节节 概述概述 必必需需常常(宏宏)量量元元素素(含含量量大大于于0.1)占占人人体体质质量量的的99.5%以以上上,它它们们是是O、C、H、N、Ca、P、S、K、Na、Cl和和Mg共共11种。种。必必需需微微量量元元素素(含含量量低低于于0.1g/kg)我我国国大大多多数数学学者者认认为为,成成人人体体内内总总含含量量在在铁铁以以下下的的元元素素称称为微量元素,即为微量元素,即Fe、Zn、Cu、Mn、Se、I等。等。这这类类元元素素各各自自含含量量虽虽微微,但但对对人人体体正正常常生生命命活动起着非常重要的作用活动起着非常重要的作用!此
2、此含含量量大大体体上上与与地地表表元元素素的的丰丰度度有有关关。但但有有些些元元素素如如硅硅、铝铝、铁铁等等,由由于于在在地地壳壳中中大大都都以以难难溶溶的的化化合合物物形形式式存存在在,不不易易被被人人体体摄摄取取,在在人人体体内内含含量量较较低低。而而有有些些元元素素如如碳碳、钙钙、磷磷等等在在人人体体内内含含量量较较高高,因因为为它它们们是是构构成生物体的最基本元素。成生物体的最基本元素。常量元素常量元素必需宏量元素的功能必需宏量元素的功能 11种种必必需需宏宏量量元元素素占占人人体体质质量量的的99.5%以以上上,而而其其中中H、O、C、N约约占占95%。它它们们与与硫硫、磷磷一一起起
3、组组成成水、糖、蛋白质、脂肪和核酸等基本营养物质。水、糖、蛋白质、脂肪和核酸等基本营养物质。水占人体重的水占人体重的65%,存在于所有组织和器官中存在于所有组织和器官中水水分分子子有有很很强强的的极极性性,介介电电常常数数大大,是是良良好好的的溶溶剂剂,体内许多物质都溶解或悬浮在水中体内许多物质都溶解或悬浮在水中生生物物体体通通过过水水从从外外界界吸吸取取养养分分并并运运送送到到机机体体各各部部分。水是机体新陈代谢的重要介质分。水是机体新陈代谢的重要介质 作用尚未确定或非必需的微量元作用尚未确定或非必需的微量元素素 As、Li、Cd、Pd、Al、Rb等元等元素虽有人报道是必需元素素虽有人报道是
4、必需元素,但尚未被但尚未被国际卫生组织承认。国际卫生组织承认。必需元素和有害元素的周期分布必需元素和有害元素的周期分布 微量元素在人体内含量虽然极微小,但具有强大的生物学作用,它们参与酶、激素、维生素和核酸的代谢过程,其生理功能如下:*协助输送宏量元素。如含铁的血红蛋白运输氧气等。*作为酶的组成成分或激活剂。*在激素和维生素中起独特作用。如甲状腺激素中的碘和维生素 B12中的钴等。*影响核酸代谢。微量元素对人体健康的影响微量元素对人体健康的影响微量生命元素的作用微量生命元素的作用微量生命元素的作用微量生命元素的作用微量元素微量元素与人类生命活动密切相关,因此是必不与人类生命活动密切相关,因此是
5、必不可少的,这类元素称为可少的,这类元素称为“生命元素生命元素”,目前科学,目前科学家认为,生命元素有家认为,生命元素有2727种,种,1313种为非金属元素,种为非金属元素,1414中为金属元素,到目前为止已确认的微量生命中为金属元素,到目前为止已确认的微量生命元素有元素有1616种,它们是种,它们是Zn(Zn(锌锌 )、)、Cu (Cu (铜铜)、Co(Co(钴钴)、Cr(Cr(铬铬)、Mn(Mn(锰锰)、Mo(Mo(钼钼)、Fe(Fe(铁铁)、I(I(碘碘)、As(As(砷砷)、B(B(硼硼)、Se(Se(硒硒),Ni (Ni (镍镍)、Sn(Sn(锡锡)、Si(Si(硅硅)、F(F(氟
6、氟)、V V(钒钒)。也有人认为。也有人认为Li(Li(锂锂)也应列入微量生命元素。也应列入微量生命元素。微量生命元素含量均由生命活动的需要而定,它微量生命元素含量均由生命活动的需要而定,它们在体内必须保持平衡,否则会影响人体健康甚们在体内必须保持平衡,否则会影响人体健康甚至导致疾病。至导致疾病。生命元素在周期表中的分布生命元素在周期表中的分布必需微量元素的功能必需微量元素的功能 1在在酶酶系系统统中中起起特特异异活活化化中中心心作作用用 在在几几千千种种已已知知酶酶中中,大大多多数数含含有有一一种种或或几几种种金金属属离离子子,这这些些金金属属离离子子一一般般具具有有空空的的价价电电子子轨轨
7、道道,易易接接受受反反应应物物(通通常常称称为为底底物物)中中O、S、N等等原原子子的的孤孤对对电电子子形形成成配配位位键键。由由于于金金属属离离子子对对电电子子的的吸吸引引,造造成成底底物物中中键键的的极极化化,使使被被极极化化的键容易断裂。的键容易断裂。2作为一些激素和维生素的组成部分作为一些激素和维生素的组成部分,参与参与调节人体正常生理功能。例如调节人体正常生理功能。例如,含碘的甲状含碘的甲状腺素、含钴的维生素腺素、含钴的维生素B12 等。等。3起输送元素作用起输送元素作用血红素结构血红素结构 微量元素多数为具有多种氧化态的过渡金属微量元素多数为具有多种氧化态的过渡金属,能起电子的传递
8、和授受作用能起电子的传递和授受作用,所以所以,这些金属能这些金属能够催化或参与氧化还原反应。够催化或参与氧化还原反应。4参与氧化还原过程参与氧化还原过程例如例如,细胞色素中的铁、超氧化物歧化酶中的细胞色素中的铁、超氧化物歧化酶中的铜等铜等,均能直接参与或催化体内的一些氧化还均能直接参与或催化体内的一些氧化还原反应。原反应。微量元素对人体的作用及适宜摄入量微量元素对人体的作用及适宜摄入量元素人体内含量对人体的作用适宜摄入量对人体健康的影响铁4g5g能帮助氧气的运输12mg15mg缺铁会引起贫血锌2.5g影响人体发育10mg15mg缺锌会引起食欲不振,生长迟缓硒14mg21mg有防癌、抗癌作用20
9、ug350ug缺硒可能引起表皮角质碘25mg50mg甲状腺素重要成分100ug200ug缺碘会引起甲状腺肿大氟1.4mg能防治龋齿3.3mg4.1mg缺氟会引起龋齿元素元素对人体的作用对人体的作用摄入量过量,过低对人体摄入量过量,过低对人体健康的影响健康的影响铁铁是血红蛋白的成分,是血红蛋白的成分,能帮助氧气的运输能帮助氧气的运输缺铁会引起贫血;过量会缺铁会引起贫血;过量会引起慢性或急性铁中毒引起慢性或急性铁中毒锌锌影响人体发育影响人体发育缺锌会引起食欲不振,生缺锌会引起食欲不振,生长迟缓,发育不良长迟缓,发育不良硒硒有防癌、抗癌作用有防癌、抗癌作用缺硒可能引起表皮角质化缺硒可能引起表皮角质化
10、和癌症。如摄入量过高,和癌症。如摄入量过高,会使人中毒会使人中毒碘碘是甲状腺素的重要成是甲状腺素的重要成分分缺碘会引起甲状腺肿大,缺碘会引起甲状腺肿大,过量也会引起甲状腺肿大过量也会引起甲状腺肿大氟氟能防治龋齿能防治龋齿 缺氟易产生龋齿,过量会缺氟易产生龋齿,过量会引起氟斑牙和氟骨病引起氟斑牙和氟骨病微量微量元素元素人体人体内含内含量量日需日需量量对人体的作对人体的作用用摄入量过高、过低对人摄入量过高、过低对人体健康的影响体健康的影响铁铁 Fe45g1215mg血红蛋白的血红蛋白的成分,能帮成分,能帮助氧气运输助氧气运输缺铁会引起贫血缺铁会引起贫血锌锌Zn2.5g1015mg影响人体发影响人体
11、发育育缺锌会引起食欲不振,缺锌会引起食欲不振,生长迟缓,发育不良生长迟缓,发育不良碘碘 I2550mg100200g甲状腺素的甲状腺素的重要成分重要成分缺碘和过量都会引起甲缺碘和过量都会引起甲状腺肿大。缺碘影响幼状腺肿大。缺碘影响幼儿生长发育,造成思维儿生长发育,造成思维迟钝。迟钝。元素的最佳营养浓度曲线元素的最佳营养浓度曲线第第2 2节节 铁元素与健康铁元素与健康铁铁 人体全身的铁量只不过人体全身的铁量只不过3g3g5g5g,但是功能极,但是功能极为重要。肝和蛋黄含铁很高而且容易被吸收,为重要。肝和蛋黄含铁很高而且容易被吸收,肉和绿色蔬菜的含铁量也不少。铁的吸收以体肉和绿色蔬菜的含铁量也不少
12、。铁的吸收以体内存量而定,体内缺少就吸收得多。多余的铁内存量而定,体内缺少就吸收得多。多余的铁则由肠粘膜和胆汁排泄,尿也排出一小部分。则由肠粘膜和胆汁排泄,尿也排出一小部分。体内的铁大部分是在血红蛋白内,血红蛋白虽体内的铁大部分是在血红蛋白内,血红蛋白虽然一直在新陈代谢,但铁仍可留用,所以然一直在新陈代谢,但铁仍可留用,所以 需要需要由食物提供的铁是极为微量的由食物提供的铁是极为微量的(每人每天每人每天10mg10mg15mg15mg)。当然,随着生理活动的进行,铁仍会有。当然,随着生理活动的进行,铁仍会有一点流失,所以仍要有点补充。一点流失,所以仍要有点补充。铁(铁(FeFe)是人体必须的最
13、多的微量元素。铁在)是人体必须的最多的微量元素。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血,在血红蛋白中的含量约为血,在血红蛋白中的含量约为72%72%。铁还是血液中。铁还是血液中交换和输送氧所必需的一种元素。正常成人体内铁交换和输送氧所必需的一种元素。正常成人体内铁的总量约为的总量约为2 24 4克。如果人体内缺铁会导致缺铁性克。如果人体内缺铁会导致缺铁性贫血,抵抗力下降,浑身无力,易患感冒。贫血,抵抗力下降,浑身无力,易患感冒。微量元素微量元素铁铁的作用的作用铁在人体内与多种蛋白质结合铁在人体内与多种蛋白质结合,发挥其生理生化功能发挥其生
14、理生化功能血红蛋白起输送氧气作用血红蛋白起输送氧气作用细胞色素和酶类参与体内的氧化还原过程细胞色素和酶类参与体内的氧化还原过程铁蛋白能贮藏转运调节铁的吸收平衡铁蛋白能贮藏转运调节铁的吸收平衡 人人体体内内氧氧气气的的输输送送依依靠靠血血红红蛋蛋白白。血血红红蛋蛋白白的的中中心心体体是是Fe2+。Fe2+的的配配位位数数是是6,除除卟卟啉啉的的四四个个氮氮原原子子外外,第第五五个个位位置置由由蛋蛋白白质质中中组组氨氨酸酸的的一一个个咪咪唑唑氮氮原原子子占占据据,第第六六个个位位置置可可逆逆地地与与O2 配位。配位。微量元素微量元素铁铁的作用的作用一般成年人每天需要摄入铁为一般成年人每天需要摄入铁
15、为12 mg人体摄入吸收铁过少时人体摄入吸收铁过少时,上述功能发生紊乱上述功能发生紊乱,可服用硫酸亚铁丸等铁剂进行治疗。可服用硫酸亚铁丸等铁剂进行治疗。必须注意必须注意,服用铁剂过多也会发生铁中毒服用铁剂过多也会发生铁中毒l铁 铁是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分,也是许多酶的生物活性部分。铁是血红蛋白和肌红蛋白中氧的携带者,每个单位的血红素都有一个铁原子。没有铁就不能合成血红蛋白,氧就无法输送,组织细胞就不能进行新陈代谢,生命就无法存活。人缺铁时,血红蛋白减少,面色苍白,极易疲劳。同时,缺铁时肌肉中某些酶水平降低,而使细胞利用氧产生能量的能力下降。缺铁亦可引起腹泻。据估计世界上约有15-20
16、%的人存在缺铁现象,尤以妊娠期、哺乳期妇女和发育期青少年多见。摄入过量的铁(将产生慢性或急性铁中毒,慢性中度症状为:肝脏含有大量的铁将导致肝硬化、胰腺纤维化等。急性铁中毒使胃肠道上皮发生严重而广泛的坏死,最终导致死亡。人体内约有人体内约有4克铁,克铁,70%存在于血红蛋白于肌红蛋白中,存在于血红蛋白于肌红蛋白中,25%分布于肝、肾、骨髓。含铁较多的食物为蛋黄、动物肝、分布于肝、肾、骨髓。含铁较多的食物为蛋黄、动物肝、肾、谷类、豆类及绿色蔬菜、海带、木耳等。动物性食品中肾、谷类、豆类及绿色蔬菜、海带、木耳等。动物性食品中的铁较易吸收,吸收率可达的铁较易吸收,吸收率可达20%,植物性食品因含植物酸
17、而,植物性食品因含植物酸而影响铁的吸收,吸收率一般在影响铁的吸收,吸收率一般在5%左右。膳食中的蛋白质和左右。膳食中的蛋白质和维生素维生素C能提高铁的吸收率。能提高铁的吸收率。根据我国膳食特点,建议根据我国膳食特点,建议4岁以下儿童每日应给予铁岁以下儿童每日应给予铁5-15毫毫克,克,4岁以上到成人每日岁以上到成人每日9-27毫克,妊娠期或哺乳期妇女每日毫克,妊娠期或哺乳期妇女每日18-60毫克,以预防缺铁的发生。治疗缺铁性贫血应在补充铁毫克,以预防缺铁的发生。治疗缺铁性贫血应在补充铁剂的同时查明病因,以利于早日康复。剂的同时查明病因,以利于早日康复。铁 在在10多种人体必需的微量元素中,铁无
18、论在重要多种人体必需的微量元素中,铁无论在重要性上还是在数量上都居于首位,一个正常的成年人性上还是在数量上都居于首位,一个正常的成年人全身含有全身含有4g-5g铁,相当于一颗铁钉的质量,其主要铁,相当于一颗铁钉的质量,其主要作用是作用是缺乏:缺乏:缺铁性贫血缺铁性贫血过量:长期大剂量使用会引起中毒过量:长期大剂量使用会引起中毒构成血红蛋白的成分,并能帮助氧气运输构成血红蛋白的成分,并能帮助氧气运输食物来源:肝脏、瘦肉、蛋、鱼、豆类、芹菜食物来源:肝脏、瘦肉、蛋、鱼、豆类、芹菜3.经研究发现,长期使用我国发明的铁锅经研究发现,长期使用我国发明的铁锅炒菜做饭,可有效地减少缺铁性贫血的发炒菜做饭,可
19、有效地减少缺铁性贫血的发生,原因是生,原因是 ,如果在炒,如果在炒菜时经常加入适量的食用醋,效果会更好,菜时经常加入适量的食用醋,效果会更好,理由是理由是 ,FeSO4(Fe2+在空在空气中易被氧化成气中易被氧化成Fe3+)可作治疗可作治疗 的的药剂,通过你的观察,在医疗上人们是如药剂,通过你的观察,在医疗上人们是如何防止何防止FeSO4被氧化的呢?被氧化的呢?用铁锅会使少量铁进入人体用铁锅会使少量铁进入人体醋与少量铁反应生成醋与少量铁反应生成可吸收的铁可吸收的铁缺铁性贫血缺铁性贫血在医疗上,人们在该药品的外面包一层在医疗上,人们在该药品的外面包一层特制的糖衣,以隔绝空气防止其被氧化特制的糖衣
20、,以隔绝空气防止其被氧化补补 铁铁 方方 式式 补铁方式大致分为两种,即食补和药补铁方式大致分为两种,即食补和药补。补铁的最好的方式是食补,也就补。补铁的最好的方式是食补,也就是通过日常的饮食摄入每天需要的铁是通过日常的饮食摄入每天需要的铁元素(元素(1mg2mg1mg2mg)。药补是一种强化)。药补是一种强化补铁方式,可以迅速补充所需的铁元补铁方式,可以迅速补充所需的铁元素。素。补铁最好的途径是通过饮食,补铁最好的途径是通过饮食,含铁较多的食物有猪肝、蛤蜊、含铁较多的食物有猪肝、蛤蜊、海带、黑木耳、鱼、鸡、牛肉、海带、黑木耳、鱼、鸡、牛肉、蛋、紫菜、菠菜、芝麻、红枣、蛋、紫菜、菠菜、芝麻、红
21、枣、山药、豆类等,此外,在吃含铁山药、豆类等,此外,在吃含铁食物的同时,也要多吃富含维生食物的同时,也要多吃富含维生C C的水果及蔬菜,这样更有助于的水果及蔬菜,这样更有助于铁质的吸收和利用。铁质的吸收和利用。若已经由于缺铁若已经由于缺铁而导致了一些疾病,而导致了一些疾病,可以采用强化补铁可以采用强化补铁的方式进行补铁。的方式进行补铁。可以服用药品,做可以服用药品,做菜时使用铁强化酱菜时使用铁强化酱油等等,能够达到油等等,能够达到短期内补充大量铁短期内补充大量铁元素的效果。元素的效果。l 第第3节节 氟元素与健康氟元素与健康 氟广泛分于岩石、土壤、水体、动植物及人体,氟广泛分于岩石、土壤、水体
22、、动植物及人体,是人与动物必需的微量元素。氟常以氟化物的形是人与动物必需的微量元素。氟常以氟化物的形式存在,可通过食物、饮水、空气而进入人体。式存在,可通过食物、饮水、空气而进入人体。天然水源均含有一定量的氟化物,地下水一般比天然水源均含有一定量的氟化物,地下水一般比地面水的含氟量高。通过饮水而进入人体的氟占地面水的含氟量高。通过饮水而进入人体的氟占摄入总量的摄入总量的50以上。以上。食物中也含有微量的氟,其中以海产品和茶叶中食物中也含有微量的氟,其中以海产品和茶叶中含量较高。摄入的氟主要在胃肠道和肺部吸收,含量较高。摄入的氟主要在胃肠道和肺部吸收,在骨和牙齿中蓄积,经肾脏排泄。在骨和牙齿中蓄
23、积,经肾脏排泄。缺氟与摄入过多 缺氟时儿童龋齿患病率增高,摄入适量的氟可有一定的预防龋齿作用。但摄入过多可影响细胞酶系统的功能,破坏钙、磷代谢平衡,损害骨、牙齿的正常结构,而出现氟中毒的症状和体征。在我国由于缺氟所致的儿童龋齿患病率增高,或由于摄入过量的氟而引起的氟斑釉及氟骨症均有存在。无论南方、北方均有较大面积的地方性氟中毒病区,且病情相当严重。目前氟中毒已成为我国饮水与健康的一个重大课题。氟氟斑斑牙牙氟氟骨骨病病 在贵州省毕节地区织金县普翁乡化在贵州省毕节地区织金县普翁乡化 落村流行着这样一种病,从儿童到成人,落村流行着这样一种病,从儿童到成人,个个长着一副黄褐色的牙齿,而孩子一个个长着一
24、副黄褐色的牙齿,而孩子一 旦旦长到成人,就会开始浑身骨头酸痛,长到成人,就会开始浑身骨头酸痛,35 岁以后,岁以后,76%的人就会的人就会出现腰无法直立,腿无法并拢,严重的甚至长期瘫痪在床,丧出现腰无法直立,腿无法并拢,严重的甚至长期瘫痪在床,丧失劳动力直到死亡。失劳动力直到死亡。他们患的是氟斑牙及氟骨病,主要元凶是他们患的是氟斑牙及氟骨病,主要元凶是因为当地村民烧的粉煤中含有大量的氟化物。因为当地村民烧的粉煤中含有大量的氟化物。龋齿第第4 4节节 碘元素与健康碘元素与健康碘有碘有“智力元素智力元素”的美誉,碘和蛋白质、脂肪、的美誉,碘和蛋白质、脂肪、糖类、维生素等一样是作为一种营养素而存在糖
25、类、维生素等一样是作为一种营养素而存在于人体,它在人体内的含量仅有于人体,它在人体内的含量仅有25255050毫克毫克(平平均均3535毫克毫克),为身体重量的两百万分之一,属于,为身体重量的两百万分之一,属于7070余种微量元素的一种,尽管含量极低,却是余种微量元素的一种,尽管含量极低,却是人体各个系统特别是神经系统发育所不可缺少人体各个系统特别是神经系统发育所不可缺少的。的。甲状腺激素与碘甲状腺激素与碘 碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要原碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要原料。甲状腺激素具有影响肌体代谢、生料。甲状腺激素具有影响肌体代谢、生长发育,特别是脑发育的生理作用。因长发育,特别是脑发
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