章微量元素与人体健康.pptx
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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 概述概述第1页/共105页 必需常(宏)量元素(含量大于0.1)占人体质量的99.5%以上,它们是O、C、H、N、Ca、P、S、K、Na、Cl和Mg共11种。必需微量元素(含量低于0.1g/kg)我国大多数学者认为,成人体内总含量在铁以下的元素称为微量元素,即Fe、Zn、Cu、Mn、Se、I等。这类元素各自含量虽微,但对人体正常生命活动起着非常重要的作用!第2页/共105页 此含量大体上与地表元素的丰度有关。但有些元素如硅、铝、铁等,由于在地壳中大都以难溶的化合物形式存在,不易被人体摄取,在人体内含量较低。而有些元素如碳、钙、磷等在
2、人体内含量较高,因为它们是构成生物体的最基本元素。常量元素常量元素第3页/共105页必需宏量元素的功能 11种必需宏量元素占人体质量的99.5%以上,而其中H、O、C、N约占95%。它们与硫、磷一起组成水、糖、蛋白质、脂肪和核酸等基本营养物质。水占人体重的65%,存在于所有组织和器官中水分子有很强的极性,介电常数大,是良好的溶剂,体内许多物质都溶解或悬浮在水中生物体通过水从外界吸取养分并运送到机体各部分。水是机体新陈代谢的重要介质第4页/共105页第5页/共105页 作用尚未确定或非必需的微量元素 As、Li、Cd、Pd、Al、Rb等元素虽有人报道是必需元素,但尚未被国际卫生组织承认。第6页/
3、共105页必需元素和有害元素的周期分必需元素和有害元素的周期分布布第7页/共105页 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第8页/共105页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
4、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
5、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。第9页/共105页 生命元素在周期表中的分生命元素在周期表中的分布布第10页/共105页必需微量元素的功能 1在酶系统中起特异活化中心作用 在几千种已知酶中,大多数含有一种或几种金属离子,这些金属离子一般具有空的价电子轨道,易接受反应物(通常称为底物)中O、S、N等原子的孤对电子形成配位键。由于金属离子对电子的吸引,造成底物中键的极化,使被极化的键容易断裂。第11页/共105页 2作为一些激素
6、和维生素的组成部分,参与调节人体正常生理功能。例如,含碘的甲状腺素、含钴的维生素B12 等。第12页/共105页3起输送元素作用血红素结构第13页/共105页微量元素在体内的作用(1)参与构成酶活性中心或辅酶:人体内有一半以上的酶其活性部位含有微量元素。有些酶需要一种以上的微量元素才能发挥最大活性。有些金属离子构成酶的辅基。如细胞色素氧化酶中有Fe2+,谷胱甘肽过氧化物酶为含硒酶。(2)参与体内物质运输:如血红蛋白中Fe2+参与O2的送输:碳酸酐酶含锌、参与CO2的送输。(3)参与激素和维生素的形成:如碘是甲状腺素合成的必需成分,钴是维生素B12的组成成分等。第14页/共105页随着对微量元素
7、的生物作用的不断深入研究,其在人体中的作用日益受到人们的重视,发现许多微量元素在生化、生理、营养、致癌及临床诊断中有重要意义,并揭示了一些原来病因不明、防治不易的疾病的发病机理。如缺硒导致的克山病、缺锌诱发的侏儒症、缺碘与地方性甲状腺肿等。如缺硒导致的克山病、缺锌诱发的侏儒症、缺碘与地方性甲状腺肿等。第15页/共105页 微量元素多数为具有多种氧化态的过渡金属,能起电子的传递和授受作用,所以,这些金属能够催化或参与氧化还原反应。4参与氧化还原过程例如,细胞色素中的铁、超氧化物歧化酶中的铜等,均能直接参与或催化体内的一些氧化还原反应。第16页/共105页微量元素对人体的作用及适宜摄入量元素人体内
8、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20ug350ug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缺氟会引起龋齿第17页/共105页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
9、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第18页/共105页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
10、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。第19页/共105页 元素的最佳营养浓度曲线元素的最佳营养浓度曲线第20页
11、/共105页第第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。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
12、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。第21页/共105页 铁(铁(FeFe)是人体必须的最多的微量元素。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
13、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。第22页/共105页微量元素铁的作用铁在人体内与多种蛋白质结合,发挥其生理生化功能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铁蛋白能贮藏转运调节铁的吸收平衡第23页/共105页 人体内氧气的输送依靠血红蛋白。血红蛋白的中心体是Fe2+。Fe2+的配位数是6,除卟啉的四个氮原子外,第五个位置由蛋白质中组氨酸的一个咪唑氮原子占据,第六个位置可逆地与O2 配位。第24页/共105页第25页/共
14、105页微量元素铁的作用一般成年人每天需要摄入铁为12 mg人体摄入吸收铁过少时,上述功能发生紊乱,可服用硫酸亚铁丸等铁剂进行治疗。必须注意,服用铁剂过多也会发生铁中毒第26页/共105页铁 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。第27页/共105页人缺铁时,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%的人存在缺铁现
15、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。第28页/共105页 人体内约有4克铁,70%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、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20%,植物性食品因含植物酸而影响铁的吸收,吸收率一般在5%左右。膳食中的蛋白质和维生素C能提高铁的吸收率。根据我国膳食特点,建议4岁以下儿童每日应给予铁5-15毫克,4岁以上到成人每日9-2
16、7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剂的同时查明病因,以利于早日康复。第29页/共105页铁 在10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,一个正常的成年人全身含有4g-5g铁,相当于一颗铁钉的质量,其主要作用是缺乏:缺铁性贫血过量:长期大剂量使用会引起中毒构成血红蛋白的成分,并能帮助氧气运输食物来源:肝脏、瘦肉、蛋、鱼、豆类、芹菜第30页/共105页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,可有效地减少缺铁性贫血的发生,原因是生,原因是 ,
17、如果在炒菜时经常加入适量的食用醋,如果在炒菜时经常加入适量的食用醋,效果会更好,理由是效果会更好,理由是 ,FeSO4(Fe2+在空气中易被氧化成在空气中易被氧化成Fe3+)可可作治疗作治疗 的药剂,的药剂,通过你的观察,在医疗上人们是如何防止通过你的观察,在医疗上人们是如何防止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,以隔绝空气防止其被氧化第31页/共105页补补
18、铁铁 方方 式式 补铁方式大致分为两种,即食补和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,也药补。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就是通过日常的饮食摄入每天需要的铁元素(铁元素(1mg2mg1mg2mg)。药补是一种强)。药补是一种强化补铁方式,可以迅速补充所需的铁化补铁方式,可以迅速补充所需的铁元素。元素。第32页/共105页 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、红枣、山药
19、、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。第33页/共105页 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。第34页/共105页 第3节 氟元素与健康 氟广泛分于岩石、土壤、水体、动植物及人体,是人与动物
20、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。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摄入总量的50以上。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,在骨和牙齿中蓄积,经肾脏排泄。第35页/共105页氟库氟库2 23g3g氟磷灰石膳食氟尿氟粪氟20骨骼、牙齿0.70.71.0mg1.0mg 其它组织9090803(Ca3(Ca3 3(PO(PO4 4)2 2)Ca(OH)Ca(OH)2 2+2F+2F-3(Ca3(Ca3 3(PO(PO4 4)2 2)CaF)CaF2 2 +2OH
21、+2OH-微量元素第36页/共105页缺氟与摄入过多 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。第37页/共105页氟斑牙氟骨病 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,个个长着一副黄褐色的牙齿,而孩子一 旦长到成人,就会开始浑身骨头酸痛,35 岁以
22、后,76%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,主要元凶是因为当地村民烧的粉煤中含有大量的氟化物。第38页/共105页龋齿第39页/共105页第第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
23、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。第40页/共105页碘库碘库252536mg36mg甲状腺素膳食碘尿碘粪碘901015mg15mg150150 g g 其他组织微量元素第41页/共105页甲状腺激素与碘 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、生长发育,特别是脑发育的生理作用。因此,如果甲状腺功能异常,分泌激素过量或不足,势必对机体的代谢、生长发育和智力发育造成很大影响,导致种种疾病的发生,如较常见的甲状腺肿大。第42页/共105页 碘碘也是我们人
24、体中的一个极为重要的微量元素。也是我们人体中的一个极为重要的微量元素。碘很容易吸收,整个消化道都可以吸收。碘由血液碘很容易吸收,整个消化道都可以吸收。碘由血液送到各组织,其中甲状腺用得最多,腺体含碘比任送到各组织,其中甲状腺用得最多,腺体含碘比任何组织都多何组织都多1010倍以上。甲状腺将碘和氨基酸结合成倍以上。甲状腺将碘和氨基酸结合成甲状腺素,再分泌入血液送到全身,刺甲状腺素,再分泌入血液送到全身,刺 激组织细胞,激组织细胞,使发生正常的活动。小孩和青年人甲状腺分泌较多,使发生正常的活动。小孩和青年人甲状腺分泌较多,比较活泼,老年人分泌减少。如果甲状腺分泌太多,比较活泼,老年人分泌减少。如果
25、甲状腺分泌太多,人有发烧的感觉,性情会变得烦躁不安,心跳加快,人有发烧的感觉,性情会变得烦躁不安,心跳加快,甚至眼球都会突出来,患有这种症状的病人,胃口甚至眼球都会突出来,患有这种症状的病人,胃口特别好,但人却逐渐瘦下去。特别好,但人却逐渐瘦下去。第43页/共105页缺碘与单纯性甲状病 离海远的地方和山岭地带,如云南、陕西、广西、四川和鲁中南山区,因水缺碘,当地的食物也因之缺碘,居民常发生鹅喉(大脖子),这就是单纯性甲状病,此时就必须补充碘,如吃点碘盐(或加碘的食盐),或是多吃点海产动植物,如鱼或海带。第44页/共105页甲状腺肿大(俗称大脖子病)碘元素缺乏青海省某些地区及旧社会第45页/共1
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