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编号:4509
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    微量元素

    (microelements,trace elements)

    微量元素的定义

    必需微量元素的定义和分类(1)

    1990年FAO/AEA/WHO三个国际组织的专家

    委员会重新界定必需微量元素的定义,并按其生

    物学的作用将之分为三类:

    必需微量元素的定义:

    (1)人体内的生理活性物质、有机结构中的必需成分;

    (2)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,将导致某一种或某些重要生理功能的损伤。

    必需微量元素的定义和分类(2)

    (1) 人体必需微量元素,共8种:

    碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁

    (2) 人体可能必需的元素,共5种:

    锰、硅、硼、钒、镍

    (3) 具有潜在的毒性,但在低剂量时,可能具有人体必需功能的元素,包括7种:

    氟、铅、镉、汞、砷、铝、锡

    微量元素的生理功能

    * 构成酶和维生素的组成成分和活性因子

    * 作为某些激素的合成成分

    * 参与体内物质的输送作用

    * 参与核酸代谢(锌、铬、铁、钴、铜等)

    * 与肿瘤的关系

    微量元素间的相互作用

    * 拮抗:铜与钼,铜与锌,铁与硒

    * 协同:硒与铜,铁与铜

    铁--人体含量最多的必需微量元素:4~5克

    * 功能性铁:70%:血红蛋白

    3%:肌红蛋白

    1%:含铁酶系

    (细胞色素等)

    * 贮存铁: 25%:铁蛋白

    含铁血黄素

    存在于肝、脾和骨髓中

    常见食物中铁的吸收率

    病因

    * 摄入不足

    * 生物利用率低

    * 机体需要量增加

    * 某些疾病(萎缩性胃炎、胃酸缺乏等)

    铁缺乏分期

    * 铁减少期(ID):血清铁蛋白含量↓

    铁缺乏对健康的效应

    严重贫血

    我国居民贫血患病情况

    (4)行为和智力障碍

    铁缺乏的婴幼儿表现对周围不感兴趣,易于烦燥,在运用智力解决问题上的主动性降低,全神贯注时间变短,学习能力和记忆力异常;青少年表现为学习能力和工作耐力降低;成人表现为冷漠呆板,在工作中休息时间增加,往往被人认为是自私懒惰。研究发现铁缺乏对行为和智力影响的原因

    * (5)生长发育迟缓

    * 缺铁会使蛋白质与核酸的合成产生障碍,直接影响青少年儿童的生长发育。常表现为体重增长迟缓甚至停滞、骨骼异常等,可能与胶原蛋白合成需要的铁参与使脯氨酸、赖氨酸羟化有关。

    国家公众营养改善项目-酱油铁强化行动

    * 为何不选主食?谷物加工分散

    * 为何选EDTA钠铁?不影响食品的口感;与铁结合力高;促进内源性铁的吸收;不受铁制剂的影响;加工储存过程中性质稳定。

    * 为何选酱油?大约70%的中国人食用酱油,92年人均消费12.6g,酱油生产逐渐集中化。

    EDTA钠铁强化酱油中铁的吸收率

    * 用稳定同位素进行吸收试验

    * 试验对象:10位青年女性

    * EDTA钠铁和硫酸亚铁的铁吸收率分别是10.47%和4.74%

    铁过量(1)

    * 慢性中毒或铁负荷过多:主要对肝脏造成损害,过量的铁形成含铁血黄素沉积于肝脏,干扰肝细胞功能,严重时可导致肝细胞坏死、纤维化,最后形成肝硬化。

    * 急性铁中毒:最明显的局部影响是胃肠道出血性坏死,其表现为呕吐和血性腹泻,全身性的影响包括凝血不良、代谢性酸中毒和休克。

    铁过量(2)

    * 与心脏疾病关系:参与动脉粥样硬化的形成

    催化自由基的生成、促进脂蛋白中脂质和蛋白质的过氧化反应、形成氧化LDL

    * 与多种器官的肿瘤有关(肝、结肠、直肠、肺、食管、膀胱等)

    表 铁的主要食物来源

    促进生长发育,维持正常的生殖功能

    当孕妇缺锌,胎儿核酸和蛋白质合成降低而导致胎儿发育不良,体重减轻,畸形率增高(尤以神经管缺陷、性器官发育异常居多),易引起胎儿宫内发育迟缓、智力低下等不良情况。而且锌缺乏与胎儿的生长延迟、神经系统发育缓慢、免疫功能下降也有密切关系。

    锌含量的高低与学习、记忆呈明显的正相关

    锌主要结合在脑细胞膜上,在调节神经元的γ-氨基丁酸(中枢神经递质) 浓度中发挥关键作用,特别是人脑海马区锌浓度较高,而海马是学习记忆的重要核团,因此,缺锌后影响海马区的正常代谢从而影响学习记忆。

    妊娠期妇女缺锌会使子女的学习和记忆能力下降,缺锌发生越早,对学习记忆能力的危害就越大,且造成大脑海马区发育不良。

    成人缺锌促进神经细胞退化,甚至引起损伤。

    锌影响性腺发育

    人体缺锌可使脑垂体释放促性腺激素减少,导致性成熟延迟、性腺萎缩与纤维化、性腺功能减退、第二性征发育不全等不育症;锌对人的生精细胞的发育、生殖功能的调节亦具有重要的作用,故锌有"生命之花"、"生命之本"的美名。

    伊朗村病

    伊朗村病(性腺发育不良性侏儒)的主要病因就是锌缺乏,是由Prasad在伊朗Shiraz地区首次发现而得名。该病的主要特点是生长发育迟缓、身材矮小、智力低下,临床表现为生殖器官和第二性征发育迟滞,肝脾肿大,严重贫血,精神呆滞并有明显的异嗜癖,体液中含锌量很低。补充锌后3个月内症状明显改善。

    (五)锌中毒

    在锌正常摄入量和产生有害作用剂量之间有一个相对较宽的范围,加之人体有效的体内平衡机制,所以一般情况下人体不易发生锌中毒。成人一次性摄入2g以上的锌会发生锌中毒,主要特征之一是锌对胃肠道的直接刺激作用导致恶心、呕吐、上腹疼痛、腹泻。

    * 3.抗氧化,延缓衰老

    * 硒在体内形成的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)具有抑制过氧化反应、清除有害自由基、分解过氧化物和修复分子损伤的作用,能够防止脂质过氧化对细胞膜的破坏反应。另一方面,硒还能够加强机体内维生素A、维生素E的抗氧化作用。因此硒通过抑制脂质过氧化反应有效地延缓人类衰老进程。

    硒与维生素E的协同作用

    2l584名林县食管癌高发区人群

    硒与癌症(启东)

    硒缺乏:克山病、大骨节病

    * 克山病是一种地方性心肌病,主要特点是散发于心肌的多发性局灶性心肌坏死。

    *大骨节病则是一种地方性畸形性骨关节病。

    * 硒与克山病、大骨节病有密切关系。以低硒为中心的代谢紊乱是克山病、大骨节病人群共同具有的基本生化特征,在食物中加硒或口服亚硒酸盐可控制克山病、大骨节病。

    大骨节病

    硒过量:硒中毒

    * 头发变干变脆,毛发脱落

    * 脱甲,指甲变脆

    * 脂端麻木,抽搐,麻痹,甚至偏瘫

    * 皮肤病变

    营养状况评价

    * (一)硒含量

    * 1.外环境:水、土壤、食物

    * 2.人体:血、发、尿

    * (1)红细胞硒--远期

    * (2)血清(血浆)硒--近期

    * (3)血小板硒--最近期

    * (二)GPX活性

    * 全血、红细胞、血清(血浆)、血小板

    * 饱和性,适用人群

    碘

    生理功能

    --主要参与甲状腺素的合成,所以碘的生理功

    能主要体现在甲状腺素的生理作用

    (1)调节蛋白质的合成和分解

    (2)促进碳水化合物、脂肪及水、电解质代谢

    (3)促进维生素的吸收与利用

    (4)维持机体正常能量代谢和促进生物氧化

    (5)促进神经系统和机体组织的发育与分化

    * 左边是一个来自 中国新疆的患有粘液水肿型克汀病的妇女. 又聋又哑

    * 右边是与她在同一个村庄的赤脚医生

    * 她们都是35岁

    碘缺乏病的病因

    碘缺乏病的流行特征

    过量危害与毒性

    * 高碘甲状腺肿

    * 可能原因,合成较多的甲状腺激素,瘀积在甲状腺滤泡内,形成了胶质大滤泡为特征的高碘甲状腺肿。

    * 补碘时碘摄入量不宜过高、不宜过快提高剂量。

    营养状况评价

    * (一)垂体-甲状腺轴系激素水平

    * T3及T4或FT4的下降,TSH升高。

    * 新生儿TSH筛查是评估婴幼儿碘营养状况的敏感指标。

    * (二)尿碘:反映前一日摄碘量的最好指标

    * (三)甲状腺肿大率

    * (四)其他指标

    * 儿童生长发育指标:身高、体重、性发育、骨龄

    * 智商神经功能的检测

    铜过量

    铜过量的副作用主要是对肝脏的损害。

    用铜管作血液透析的病人以及果园工人用铜化合物作为杀虫剂容易发生慢性中毒。

    经口摄入而引起慢性中毒尚未确定,长期食用大量牡蛎、肝、蘑菇、坚果等含铜高的食品,每天铜摄入量为正常10倍以上未见慢性中毒。

    营养状况评价

    * (一)血清铜浓度

    * (二)血清铜蓝蛋白浓度

    * (三)红细胞超氧化物歧化酶

    * (四)血小板中铜浓度和细胞色素C氧化酶

    * (五)尿铜

    生理功能及缺乏症

    (一)加强胰岛素的作用

    * 三价铬是葡萄糖耐量因子(GTF)的活性成分

    * GTF能增强胰岛素作用

    * 降低血糖、改善糖耐量

    (二)预防动脉粥样硬化

    (三)促进蛋白质代谢和生长发育

    营养状况评价

    * 尚缺乏可靠指标

    * 血铬

    * 尿铬

    氟

    * 正常人体含氟约2.6g,随饮食摄入氟多少而变动。

    * 体内的氟约95%分布于骨与牙齿中

    生理功能

    * 牙齿的重要成分

    * 牙釉质中的羟磷灰石吸附后,在牙齿表面形成一层氟磷灰石保护层,有助于牙齿的坚硬度,有防止龋齿发生的作用。

    * 抑制口腔微生物的糖酵解,减少酸性物质生成的作用。

    * 骨盐的组成成分

    * 氟磷灰石,部分地取代羟基磷灰石晶体中的羟基,形成溶解度更小、晶体颗粒更大和更稳定的含氟磷灰石

    过量危害与毒性

    * 急性毒性:中等毒性(以氟化钠为代表)

    恶心、呕吐、腹泻、腹痛、心功能不全、惊厥、麻痹以及昏厥

    * 亚急性毒性:牙齿

    * 慢性毒性

    * 长期低剂量:氟斑牙

    * 长期高剂量:氟骨症

    营养状况评价

    * 一日氟摄入量计算

    * 血氟

    * 尿氟

    需要量和膳食参考摄入量

    * ADI:3.5 mg

    * 成人AI:1.5mg

    * UL:3.0mg

    食物来源

    * 动物性食品高于植物性食品

    * 海洋动物高于淡水和陆地食品

    锰

    * 人体内锰的总量为10~20mg,分布于全身各组织器官。骨骼、肝、胰及肾的锰浓度为1.1~2.7μg/g,比脑、心、肺及肌肉的锰浓度高。

    生理功能

    * 作为金属酶的组成成分及酶的激活剂

    1. 促进氨的代谢解毒

    缺锰动物精氨酸酶活力降低50%,而且脑组织中解氨毒有直接作用的谷氨酰胺合成酶也可能受影响,因此可以解释缺锰动物的某些行为异常

    2. 促进糖脂正常代谢

    3. 促进粘多糖合成和骨骼生长

    过量危害与毒性

    * 肝功能受损,胆道不通畅

    需要量与膳食参考摄入量

    * 成人AI:3.5mg/d

    * UL:10mg/d

    食物来源

    * 谷类、坚果、叶菜类富含锰

    * 精制的谷类、肉、鱼、奶类中锰含量比较少

    * 动物性食物锰的吸收和存留较高

    钴

    * 人体需要的钴是其活性形式:维生素B12

    钼

    * 黄嘌呤氧化酶/脱氢酶、醛氧化酶和亚硫酸盐氧化酶

    * 正常膳食未发生钼缺乏症

    * 长期接受全胃肠外营养者"获得性钼缺乏综合征"

    * 广泛存在于各种食物中,动物肝、肾含量最丰富;谷类、奶制品和干豆类是良好来源。......(后略) ......