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微量元素及其健康效应
[发布时间:2010-02-27 10:56:19 ][阅读次数:2835 次]

一.微量元素的定义和分类 

1.                  定义:微量元素通常是指含量小于体重0.01%,每人每日需要量在100mg以下的元素,包括常量元素以外的其它元素,仅占人体元素总量的0.05%,包括铁、铜、锌、锰、鉬、钴、钒、镍、铬、锡、氟、碘、硒、硅、砷、硼、锶、锗、铝、钡、铊、铅、镉、汞以及稀土元素等数十种。微量元素在维持人类健康中起基础性的作用。其主要生理功能是在各种酶系统中起催化作用,以激素或维生素的必须成分或辅助因子而发挥作用,形成具有特殊功能的金属蛋白。有人说微量元素生理作用的意义可以和维生素相比,但机体可以自行合成维生素而无法合成任何元素,从这点看必须微量元素对人体较维生素更为重要。 

2.                  微量元素分类 

根据微量元素对维持机体生命活动的作用将微量元素分为必须微量元素和非必须微量元素 

(1)必须微量元素:是指那些具有明显营养作用及生理功能,对维持机体生长发育、生命活动及繁衍等必不可少的元素。目前为止,得到公认的对和哺乳动物必须的微量元素有14种,它们是铁、铜、锌、锰、铬、鉬、钴、钒、镍、锡、氟、碘、硒、硅。 

(2)      必须微量元素:是指那些无明显生理功能的微量元素。这些元素的生物学效应或许迄今未被人们认识,或者是来自外部环境的污染,如铅、镉、汞、铊等。非必须微量元素又可进一步分为无毒非必须微量元素和有害非必须微量元素,前者如锂、硼、铷、溴等,后者如铅、镉、汞、铊、铝、锑等。 

二.微量元素的健康效应 

1.微量元素与机体的生长发育 

研究表明,多种微量元素如铁、锌、碘、铜、鉬、锰、硅、氟等对机体的生长发育是不可缺少的。锌是多种酶的必须成分,并参与机体免疫、内分泌等多种生理反应和功能调节。锌还可影响激素的合成及其活性。严重缺锌引起的伊朗村病。碘是机体生长发育至关重要的另一种微量元素。在胚胎期和出生后两年期间机体碘供给严重不足可引起呆小病的发生。铁除与原卟啉Ⅸ结合形成血红素而在氧的运输中发挥重要作用外,它还是细胞色素的组成部分,在生物氧化中起重要作用。铁还参与机体多种酶的构成,对胶原、络氨酸、儿茶酚胺以及DNA合成均有重要影响。婴幼儿铁缺乏不仅可引起缺铁性贫血,而且能降低骨骼肌中肌红蛋白、细胞色素、线粒体氧化酶、脱氢酶和其他含铁复合物的量。青春期缺铁性贫血的高发,主要是由于此时期所伴随的血容量骤增及月经失血等增加了机体对铁的需求量。另外,膳食铁不足或吸收不良,不能满足机体快速生长的需要,是青春期缺铁性贫血高发的又一重要原因。 

2.微量元素与生殖 

微量元素锌、晒、铜、锰等对维持正常的生殖、生育功能非常重要。锌参与生殖系统各种酶的组成对精子的发育成熟起重要作用,并能显著增加精子的稳定性,有利于精子正常功能的发挥。精液中锌浓度明显高于其他体液。人的精子与锌结合较为牢固。人严重缺锌见有睾丸发育不全、性功能低下、第二性征发育差。母体妊娠期间严重缺锌是出现胎儿畸形的重要原因之一。 

3.微量元素与中枢神经发育 

微量元素铁、锌、碘、晒等对脑袋结构发育和功能完善至关重要。在大脑发育期,严重缺碘、缺硒或碘和硒同时缺乏,对中枢神经系统会产生严重后果,例如严重碘缺乏引起的地方性呆小病、亚临床呆小病等就是最好的例证。铁是神经系统发育必需的极为重要的物质。铁分布于全脑,但主要存在于大脑白质,基底核中含量最高,包括苍白球、尾状核、豆状核和黑质,而大脑皮质和小脑中含量较低。脑吸收铁的高峰即为大脑发育期,此时正是髓鞘形成的高峰期。锌与脑的发育和功能关系十分密切。海马是中枢神经系统对缺锌较敏感的区域,缺锌可使胎仔出现无脑、脊柱裂等中枢神经系统畸形。目前认为,由于缺锌而抑制突触后膜的N—甲基—D—天冬氨酸(DMDA)受体离子通道,从而抑制NMDA受体—NO—cGMP通路是锌影响脑发育和学习、记忆能力的一个重要机制。 

4.微量元素与免疫 

微量元素对免疫系统具有重要作用,体内充足的微量元素是维持正常免疫功能的必要条件。铁、锌、铜、锰、硒等微量元素是免疫器官正常发育和功能完善不可缺少的。缺锌可造成胸腺萎缩、重量减轻、胸腺素分泌减少。锌对白细胞特别是淋巴细胞有重要作用,能维持T细胞的功能,增强淋巴细胞对抗原刺激产生抗体的反应能力,促进B细胞激活后的抗体生成。妊娠和哺乳期缺铁可见子代有较长时间的体液免疫损伤,断乳后补铁3周也不能使已有的损伤恢复。 

5.微量元素与衰老 

体内存在的长寿基因和衰老基因与生物个体的寿命有关,生物体内抗氧化酶类的缺乏可能是短寿的分子基础,长寿种群常伴有丰富的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。氧化还原酶类活性常见随年龄增加而降低,自由基也有加速衰老的作用,消除自由基的酶类似与延缓衰老有关。微量元素锌、铜、锰、铁、硒等作为自由基反应的猝灭剂,能终止自由基反应。GSH-PX、SOD、CAT与其他有关的酶一起,在体内构成抗氧化防御体系,从而有效清除自由基和过氧化物,避免或氧化损伤。 

6.微量元素与癌发生 

微量元素与癌发生的关系非常密切,是当今微量元素研究领域中的热点之一。 

动物实验表明,一些微量元素如锌、晒、锰等具有明显的抗癌作用,锌对致癌物甲基苯基亚硝胺、苯甲胺和亚硝酸钠等引发的大鼠食管癌、胃癌有明显的抑制作用。补锌的抑癌机制可能是锌能维持隔室封闭、阻止自由基对细胞的攻击,保护细胞膜及细胞的正常分裂。晒能拮抗多种化学致癌物如二甲基苯并蒽、二甲基肼、2-乙酰氨基芴、黄曲霉毒素B1等待致癌作用。 

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