4-营养与食品安全选修课-元素3.ppt
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1、矿物质(元素)矿物质(元素)一、概述一、概述1 1人体血液中和地壳中元素含量的相关性人体血液中和地壳中元素含量的相关性人体血液中和地壳中元素含量的相关性人体血液中和地壳中元素含量的相关性2 2无机盐的特点无机盐的特点n n与与与与自自自自然然然然界界界界组组组组成成成成基基基基本本本本一一一一致致致致:人人人人体体体体组组组组织织织织中中中中几几几几乎乎乎乎含含含含有有有有自自自自然然然然界界界界存在的各种元素,而且与地球表层元素组成基本一致。存在的各种元素,而且与地球表层元素组成基本一致。存在的各种元素,而且与地球表层元素组成基本一致。存在的各种元素,而且与地球表层元素组成基本一致。n n无
2、无无无机机机机盐盐盐盐在在在在体体体体内内内内,随随随随年年年年龄龄龄龄增增增增长长长长而而而而增增增增加加加加,但但但但元元元元素素素素间间间间比比比比例例例例变变变变动不大。动不大。动不大。动不大。3 3n n各各种种无无机机盐盐在在人人体体新新陈陈代代谢谢过过程程中中,每每日日都都有有一一定定量量随随各各种种途途径径如如粪粪、尿尿、汗汗、头头发发、指指甲甲、皮皮肤肤及及粘粘膜膜的的脱脱落落排排出出体体外外,因因此此必必须通过膳食补充。须通过膳食补充。n n由由于于某某些些无无机机元元素素在在体体内内,其其生生理理作作用用剂剂量量带带与与毒毒害害剂剂量量带带距距离离较较小小,因因此此过过量
3、量摄摄入入常常不仅无益有害,特别要注意用量不宜过大。不仅无益有害,特别要注意用量不宜过大。4 4n n根根据据无无机机盐盐在在食食物物中中的的分分布布及及其其吸吸收收、人人体体需需要要特特点点,在在我我国国人人群群中中比比较较容容易易缺缺乏乏的的有有钙钙、铁铁、锌锌。在在特特殊殊地地理理环环境境条条件件下下,可能有可能有碘、硒碘、硒及其他元素的缺乏问题及其他元素的缺乏问题5 5有机质(有机质(C、H、O、N)矿物质矿物质常量元素常量元素微量元素:必需微量元素微量元素:必需微量元素60多多种种元元素素必必需需元元素素2 20 0多多种种分类分类6 6n n常量元素常量元素(macroelemen
4、ts):在人体中的含量大于体重的在人体中的含量大于体重的0.01%的的元素。元素。钙钙、磷、钠、钾、镁、磷、钠、钾、镁、氯、镁与硫等氯、镁与硫等7种。我国人群中体内容易缺乏的是钙。种。我国人群中体内容易缺乏的是钙。n n微量元素微量元素(microelements):在人体中的含:在人体中的含量小于体重的量小于体重的0.01%的元素。的元素。7 7必需微量元素必需微量元素 19901990年年年年FAO/IAEA/WHOFAO/IAEA/WHO的专家委员会根据的专家委员会根据的专家委员会根据的专家委员会根据19731973以来的研究结果和认识,提出了以来的研究结果和认识,提出了以来的研究结果和
5、认识,提出了以来的研究结果和认识,提出了人体必需微人体必需微人体必需微人体必需微量元素量元素量元素量元素的概念:的概念:的概念:的概念:1.1.人体内的生理活性物质、有机结构中的必需人体内的生理活性物质、有机结构中的必需人体内的生理活性物质、有机结构中的必需人体内的生理活性物质、有机结构中的必需成分;成分;成分;成分;2.2.必须通过食物摄入,当从饮食中摄入的量减必须通过食物摄入,当从饮食中摄入的量减必须通过食物摄入,当从饮食中摄入的量减必须通过食物摄入,当从饮食中摄入的量减少到某一低限值时,将导致一种或某些重要生理少到某一低限值时,将导致一种或某些重要生理少到某一低限值时,将导致一种或某些重
6、要生理少到某一低限值时,将导致一种或某些重要生理功能的损伤。功能的损伤。功能的损伤。功能的损伤。International Atomic Energy Agency,国际原子能组织国际原子能组织8 8微量元素重新分为三类微量元素重新分为三类 第一类为第一类为人体必需的人体必需的微量元素。八种微量元素。八种 碘(碘(I)、)、锌(锌(Zn)、)、硒(硒(Se)、铜铜(Cu)、)、钼(钼(Mo)、)、铬(铬(Cr)、)、钴钴(Co)、)、铁(铁(Fe)9 9第二类为第二类为第二类为第二类为人体可能必需的人体可能必需的人体可能必需的人体可能必需的微量元素。五种。微量元素。五种。微量元素。五种。微量元
7、素。五种。锰(锰(锰(锰(MnMn)、)、)、)、硅(硅(硅(硅(SiSi)、)、)、)、镍(镍(镍(镍(NiNi)硼(硼(硼(硼(B B)、)、)、)、钒(钒(钒(钒(V V)第三类第三类第三类第三类具有潜在毒性,但在低剂量时,对人体可能具有潜在毒性,但在低剂量时,对人体可能具有潜在毒性,但在低剂量时,对人体可能具有潜在毒性,但在低剂量时,对人体可能具有必需功能的具有必需功能的具有必需功能的具有必需功能的微量元素。微量元素。微量元素。微量元素。八种。八种。八种。八种。氟(氟(氟(氟(F F)、铅()、铅()、铅()、铅(PbPb)、镉()、镉()、镉()、镉(CdCd)汞(汞(汞(汞(HgH
8、g)、砷()、砷()、砷()、砷(AsAs)、铝()、铝()、铝()、铝(AlAl)锂(锂(锂(锂(LiLi)、锡()、锡()、锡()、锡(SnSn)1010无机盐的生理功能无机盐的生理功能(1)(1)(1)(1)酶和维生素必需的活性因子酶和维生素必需的活性因子酶和维生素必需的活性因子酶和维生素必需的活性因子 许多金属酶均含许多金属酶均含许多金属酶均含许多金属酶均含有微量元素,如碳酸酐酶含有锌,呼吸酶含铁有微量元素,如碳酸酐酶含有锌,呼吸酶含铁有微量元素,如碳酸酐酶含有锌,呼吸酶含铁有微量元素,如碳酸酐酶含有锌,呼吸酶含铁和铜,精氨酸酶含有锰,谷胱甘肽过氧化酶含和铜,精氨酸酶含有锰,谷胱甘肽过
9、氧化酶含和铜,精氨酸酶含有锰,谷胱甘肽过氧化酶含和铜,精氨酸酶含有锰,谷胱甘肽过氧化酶含有硒等。有硒等。有硒等。有硒等。(2)(2)(2)(2)构成某些激素或参与激素的作用构成某些激素或参与激素的作用构成某些激素或参与激素的作用构成某些激素或参与激素的作用 如甲状腺素如甲状腺素如甲状腺素如甲状腺素含碘,胰岛素含锌,铬是葡萄糖耐量因子的重含碘,胰岛素含锌,铬是葡萄糖耐量因子的重含碘,胰岛素含锌,铬是葡萄糖耐量因子的重含碘,胰岛素含锌,铬是葡萄糖耐量因子的重要组成成分,铜参与肾上腺类固醇的生成等。要组成成分,铜参与肾上腺类固醇的生成等。要组成成分,铜参与肾上腺类固醇的生成等。要组成成分,铜参与肾上
10、腺类固醇的生成等。1111无机盐的生理功能无机盐的生理功能(3)(3)(3)(3)参与核酸代谢参与核酸代谢参与核酸代谢参与核酸代谢 核酸是遗传信息的携带者,核酸是遗传信息的携带者,核酸是遗传信息的携带者,核酸是遗传信息的携带者,含有多种适量的微量元素,并需要铬、锰、含有多种适量的微量元素,并需要铬、锰、含有多种适量的微量元素,并需要铬、锰、含有多种适量的微量元素,并需要铬、锰、钴、铜、锌等维持核酸的正常功能。钴、铜、锌等维持核酸的正常功能。钴、铜、锌等维持核酸的正常功能。钴、铜、锌等维持核酸的正常功能。(4)(4)(4)(4)协助常量元素和宏量营养素发挥作用协助常量元素和宏量营养素发挥作用协助
11、常量元素和宏量营养素发挥作用协助常量元素和宏量营养素发挥作用 常量常量常量常量元素要借助微量元素起化学反应。如含铁血元素要借助微量元素起化学反应。如含铁血元素要借助微量元素起化学反应。如含铁血元素要借助微量元素起化学反应。如含铁血红蛋白可携带并输送氧到各个组织,不同微红蛋白可携带并输送氧到各个组织,不同微红蛋白可携带并输送氧到各个组织,不同微红蛋白可携带并输送氧到各个组织,不同微量元素参与蛋白质、脂肪、碳水化合物的代量元素参与蛋白质、脂肪、碳水化合物的代量元素参与蛋白质、脂肪、碳水化合物的代量元素参与蛋白质、脂肪、碳水化合物的代谢。谢。谢。谢。1212钙钙骨、牙骨、牙(99.3%)1000-1
12、200克克 细胞外液细胞外液(0.1%)细胞内细胞内(0.6-0.9%)血钙血钙(0.03%)混溶钙池混溶钙池人体内分布:人体内分布:1313血钙的形式血钙的形式离子钙离子钙血钙中直接发挥生理功能的钙血钙中直接发挥生理功能的钙 一部分是与有机酸或无机酸结合的一部分是与有机酸或无机酸结合的复合钙复合钙,另一部分则是游离状态的另一部分则是游离状态的钙离子钙离子结合钙结合钙指与血浆蛋白指与血浆蛋白(主要是白蛋白主要是白蛋白)结合的结合的钙,它们不易透过毛细血管壁,也不具有生理钙,它们不易透过毛细血管壁,也不具有生理活性。活性。非扩散性钙与钙离子钙之间可非扩散性钙与钙离子钙之间可互相转换互相转换离子钙
13、离子钙离子钙离子钙 可扩散钙可扩散钙可扩散钙可扩散钙 钙离子钙离子钙离子钙离子 47.547.547.547.5 复合钙复合钙复合钙复合钙 6.56.56.56.5结合钙结合钙结合钙结合钙 不可扩散钙不可扩散钙不可扩散钙不可扩散钙(蛋白结合钙)蛋白结合钙)蛋白结合钙)蛋白结合钙)46.046.046.046.01414生理功能生理功能1.构成骨骼和牙齿:成分、骨钙的更新构成骨骼和牙齿:成分、骨钙的更新羟磷灰石羟磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2基质基质骨细胞骨细胞骨组织骨组织有机质:胶原有机质:胶原矿物质矿物质:钙:钙(39.9%)磷酸钙磷酸钙1515(成成骨骨细胞细胞)Osteoblast
14、s(破破骨细胞骨细胞)Osteoclasts Bone Ca(混溶混溶钙池)池)miscible Ca pool)更新速率更新速率婴儿期:婴儿期:100%幼儿期:幼儿期:50%儿童期:儿童期:10%:1-2 year 成年人:成年人:5%40y以后:以后:0.7%1616生理功能生理功能2.维持多种生理学功能:维持多种生理学功能:离子钙离子钙 维持神经与肌肉正常活动。维持神经与肌肉正常活动。维持神经与肌肉正常活动。维持神经与肌肉正常活动。影响毛细血管的通透性,维持生物膜的功能影响毛细血管的通透性,维持生物膜的功能影响毛细血管的通透性,维持生物膜的功能影响毛细血管的通透性,维持生物膜的功能 促进
15、体现人某些酶的活性。促进体现人某些酶的活性。促进体现人某些酶的活性。促进体现人某些酶的活性。参参参参与与与与血血血血凝凝凝凝过过过过程程程程、激激激激素素素素分分分分泌泌泌泌、维维维维持持持持体体体体液液液液酸酸酸酸碱碱碱碱平平平平衡以及细胞内胶质稳定性衡以及细胞内胶质稳定性衡以及细胞内胶质稳定性衡以及细胞内胶质稳定性1717钙缺乏钙缺乏n n原因:摄入不足、吸收减少、消耗增加。原因:摄入不足、吸收减少、消耗增加。n n婴儿钙缺乏:婴儿钙缺乏:n n幼儿、学龄儿童、青少年:幼儿、学龄儿童、青少年:n n成人:成人:激素分泌异常:雌激素、钙调节激素激素分泌异常:雌激素、钙调节激素激素分泌异常:雌
16、激素、钙调节激素激素分泌异常:雌激素、钙调节激素 摄入不足摄入不足摄入不足摄入不足1818钙的缺乏症:表现钙的缺乏症:表现骨骼的病变骨骼的病变 (1)(1)(1)(1)儿儿儿儿童童童童缺缺缺缺钙钙钙钙 常常常常伴伴伴伴随随随随蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质和和和和维维维维生生生生素素素素D D D D缺缺缺缺乏乏乏乏,可可可可引引引引起起起起生生生生长长长长迟迟迟迟缓缓缓缓,新新新新骨骨骨骨结结结结构构构构异异异异常常常常,骨骨骨骨钙钙钙钙化化化化不不不不良良良良,骨骨骨骨骼骼骼骼变变变变形形形形,发发发发生生生生佝佝佝佝偻偻偻偻病病病病。我我我我国国国国南南南南方方方方地地地地区区区区发发发发病病
17、病病率率率率在在在在20202020左左左左右右右右,北北北北方方方方有有有有些些些些地地地地区区区区更更更更高高高高达达达达50505050,该该该该病病病病多见于多见于多见于多见于2 2 2 2岁以下婴幼儿,特别是早产儿和孪生儿。岁以下婴幼儿,特别是早产儿和孪生儿。岁以下婴幼儿,特别是早产儿和孪生儿。岁以下婴幼儿,特别是早产儿和孪生儿。婴儿缺钙:婴儿缺钙:婴儿缺钙:婴儿缺钙:手足抽搐症手足抽搐症手足抽搐症手足抽搐症191920202121(2)(2)(2)(2)成成成成年年年年人人人人膳膳膳膳食食食食缺缺缺缺钙钙钙钙 骨骨骨骨骼骼骼骼逐逐逐逐渐渐渐渐脱脱脱脱钙钙钙钙,可可可可发发发发生生生
18、生骨骨骨骨质质质质软软软软化化化化,特特特特别别别别是是是是随随随随年年年年龄龄龄龄增增增增加加加加而而而而钙钙钙钙质质质质丢丢丢丢失失失失现现现现象象象象普普普普遍遍遍遍存存存存在在在在,女女女女性性性性40404040岁岁岁岁以以以以后后后后,男男男男性性性性60606060岁岁岁岁以以以以后后后后都都都都会会会会发发发发生。生。生。生。(3)(3)(3)(3)骨骨骨骨质质质质疏疏疏疏松松松松症症症症 妇妇妇妇女女女女绝绝绝绝经经经经以以以以后后后后 由由由由于于于于雌雌雌雌激激激激素素素素分分分分泌泌泌泌减减减减少少少少,骨骨骨骨质质质质丢丢丢丢失失失失速速速速度度度度加加加加快快快快,
19、骨骨骨骨密密密密度度度度降降降降低低低低到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度时时时时就就就就不不不不能能能能保保保保持持持持骨骨骨骨骼骼骼骼结结结结构构构构的的的的完完完完整整整整,甚甚甚甚至至至至压压压压缩变形,以及在很小外力下即可发生骨折缩变形,以及在很小外力下即可发生骨折缩变形,以及在很小外力下即可发生骨折缩变形,以及在很小外力下即可发生骨折。2222骨质骨质疏松发病的决定因素疏松发病的决定因素骨量峰值低快速骨丢失骨量骨力学强度骨结构退行性改变疲劳性操作骨小梁断裂骨细胞死亡骨细胞修复 骨折危险性速率增加能力下降23232424钙的缺乏症钙的缺乏症RDA 800mgRDA 800mg。
20、现状:成年人每日平均钙摄入量约为现状:成年人每日平均钙摄入量约为400mg400mg 农村居民钙摄入量仅为农村居民钙摄入量仅为350mg350mg 妇女更低一些。妇女更低一些。总总体体看看占占RDARDA的的50%50%。钙钙缺缺乏乏在在我我国国居居民民中中是是个普遍而常见的有损于健康的问题。个普遍而常见的有损于健康的问题。根根据据国国人人生生活活习习惯惯,每每天天吃吃500500克克大大米米含含钙钙量量为为3535280280毫毫克克,面面粉粉含含量量较较多多为为100100345345毫毫克克。靠靠主主食食只只能能摄摄取取人人体体需需钙钙量量的的10102020,因而必须要从副食中去弥补。
21、因而必须要从副食中去弥补。2525影响吸收的因素影响吸收的因素1 需要量需要量:需要量越大,吸收率越高需要量越大,吸收率越高钙钙的的吸吸收收率率%2626 2.机体状况(生理因素)机体状况(生理因素):婴幼儿、孕妇、:婴幼儿、孕妇、乳母由于需要增高,钙吸收率远大于成年乳母由于需要增高,钙吸收率远大于成年男性。随年龄增长,钙吸收率也逐渐下降,男性。随年龄增长,钙吸收率也逐渐下降,60岁以上男女的钙吸收均明显降低,岁以上男女的钙吸收均明显降低,7079岁老人与岁老人与2059岁的人比较,钙的吸收岁的人比较,钙的吸收率减少数率减少数1/2左右左右2727 3膳食因素膳食因素 (1)摄入量)摄入量 (
22、2)不利因素:)不利因素:食物中的草酸盐、植酸盐:食物中的草酸盐、植酸盐:可与钙结合可与钙结合成难于吸收的盐类。粮食中植酸较多,某成难于吸收的盐类。粮食中植酸较多,某些蔬菜(如菠菜、苋菜、竹笋等)含草酸些蔬菜(如菠菜、苋菜、竹笋等)含草酸较多,钙的吸收率较低;较多,钙的吸收率较低;2828 膳食纤维:膳食纤维:干扰钙的吸收,可能是其中的干扰钙的吸收,可能是其中的醛糖酸残基与钙结合所致;醛糖酸残基与钙结合所致;脂肪消化不良脂肪消化不良:可使未被吸收的脂肪酸与:可使未被吸收的脂肪酸与钙形成钙皂,而影响钙的吸收(脂肪酸钙形成钙皂,而影响钙的吸收(脂肪酸+钙)钙)2929(3)有利因素:)有利因素:维
23、生素维生素D:特别是在肝、肾被羟化形成的特别是在肝、肾被羟化形成的1,25(OH)2D3;乳糖乳糖:与钙鳌合;:与钙鳌合;肠道肠道PH;形成低分子量形成低分子量形成低分子量形成低分子量可溶性络合物,当其被肠道菌分解发酵产酸,使肠腔可溶性络合物,当其被肠道菌分解发酵产酸,使肠腔可溶性络合物,当其被肠道菌分解发酵产酸,使肠腔可溶性络合物,当其被肠道菌分解发酵产酸,使肠腔pHpH降低,均有利于钙吸收;降低,均有利于钙吸收;降低,均有利于钙吸收;降低,均有利于钙吸收;膳食蛋白质充足膳食蛋白质充足:氨基酸与钙形成可溶性:氨基酸与钙形成可溶性络合物。过多则增加尿钙排泄;络合物。过多则增加尿钙排泄;4.药物
24、:制酸剂等药物:制酸剂等3030制约中国人膳食中钙的含量两个主要因素制约中国人膳食中钙的含量两个主要因素 1 1、在在传传统统膳膳食食基基础础上上,我我国国人人民民食食物物结结构构中中含含钙钙量量丰丰富富的的食食物物并并不不多多。因因此此,每每日日摄摄食食的的总总钙钙量量偏低,不可能满足维护健康的需要。偏低,不可能满足维护健康的需要。2 2、妨妨碍碍钙钙吸吸收收的的植植酸酸盐盐、草草酸酸盐盐、磷磷酸酸盐盐及及植植物物纤纤维维等等却却很很高高,妨妨碍碍钙钙的的吸吸收收。我我国国居居民民以以谷谷类类为为主主要要能能量量来来源源,食食物物中中磷磷含含量量比比钙钙高高出出很很多多,很很难难达达到到有有
25、利利于于机机体体吸吸收收和和利利用用的的2 2:1 1甚甚至至1 1:1 1的钙磷比例。的钙磷比例。3131 强强化化钙钙的的食食品品、钙钙补补充充剂剂越越来来越越多多,钙钙过过量量的危害也越来越受到重视和强调。的危害也越来越受到重视和强调。1 1增增加加肾肾结结石石的的危危险险性性 资资料料表表明明,随随着着营营养养改改善善,钙钙摄摄入入增增多多,尿尿钙钙增增加加,高高尿尿钙钙肾肾结结石石的的一一个个重重要要危危险险因因素素。草草酸酸、蛋蛋白白质质和和植植物物纤纤维维摄摄入入量高,是易与钙结合形成结石的相关因子。量高,是易与钙结合形成结石的相关因子。钙过量对健康的危害3232钙过量对健康的危
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