第五节 矿物质

null第五节 矿物质第五节 矿物质第五节 矿物质null1．概念 由于进化原因，人体组织内几乎含有自然界存在的各种元素，而且与地球表层的元素组成基本一致 这些元素中，约20种左右的元素为人体必需 除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物存在外 其余统称无机盐（矿物质 / 灰分，minerals） 又分常量（宏量）元素（macroelements）、微量元素（microelements / trace elements）null常量元素：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。 微量元素：★必需微量元素 铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌 ★可能必需微量元素 硅、镍、硼、钒 ★有潜在毒性，但低剂量可能有功能作用的微 量元素 铅、镉、汞、砷、铝、锡、锂null体内在吸收、贮存上存在平衡调节关系*吸收 利用上存在拮抗-协同作用体内不生成 也不消失 必需经膳食补充体内分布极不均匀随年龄↑而↑ 但元素间比例变动不大2．无机盐的代谢特点null机体组织重要构成成分分布在细胞内外液，调节细胞膜的通透性参与酶系激活3．无机盐的生理功能维持神经和肌肉的兴奋性null矿物质缺乏的主要因素 地球环境中各种元素的分布不平衡 食物中含有天然存在的矿物质拮抗物 食物加工过程中造成矿物质的损失 摄入量不足或不良饮食习惯 生理上有特殊营养需求的人群一、钙一、钙一、钙（calcium，Ca） 出生时体内含钙总量约为28g，成年时达850-1200g（约为体重的1.5-2.0%） 分布极不均匀 是含量最多的无机元素null1．99%以羟磷灰石结晶[3Ca3(PO4)·(OH)2]形式集中在骨骼、牙齿，是钙的储存库。其中少数为无定形钙，此部分在婴儿期占较大比例，以后随年龄增长而逐渐减少 2．其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与Pro结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液、血液等组织中组成混溶钙池（miscible calcium pool），与骨骼钙维持着动态平衡，是维持细胞正常生理状态所必需null体内有强大的保留钙和维持细胞外液中钙浓度的机制 当膳食钙严重缺乏或机体发生钙异常丢失时 可通过这些机制使骨脱矿化以纠正甚至是轻微的低钙血症，而保持血钙的稳定(一) 功能(一) 功能（一）钙的生理功能 1．构成骨骼和牙齿的主要成分 2．维持神经与肌肉活动 3．促进体内某些酶的活性 4．参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性及毛细血管渗透压等(二)吸收代谢(二)吸收代谢（二）吸收与代谢 1．食物钙吸收、影响因素** 主要在小肠吸收null酪蛋白磷酸肽(CPP)の構造と生理機能･牛乳αs1-酪蛋白 (66-70)：･牛乳αs2-酪蛋白 (8-12)及 (56-60)：･牛乳β-酪蛋白 (14-21)：ArgThrPIleGluGluLeuGluGluSerPSerPSerPSerP･人乳β-酪蛋白 (1-12)：null钙 的 代 谢食物钙小 肠70-80%的摄 入钙由粪中排出甲状旁腺激素降钙素血 浆 钙 (100mg/L)肾随尿排出软组织 细胞外液占体内1%的钙骨骼占体内99%的钙牙齿20-30%的摄 入钙被吸收发酵食品?返回*生活中有那些 常见食品 是发酵食品?发芽、发酵可破坏植酸。酸浸也可去除部分发酵食品?草酸草酸草酸** 主要存在于一些蔬菜和水果中，可与钙、铁等形成不被人体分解的螯合物 可用在开水中汆（cuan）的方法去除部分或大部分null2．钙的排泄 钙营养状况良好时，成人的钙排泄量≈肠吸收量 1）体内钙大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落、消化液的分泌排入肠道，其中一部分被重吸收，其余由粪中排出（内源性粪钙，约125-180mg/d） 2）钙从尿中的排出量约为摄入量的20%左右（约100-200 mg/d） 3）汗液也是钙的排泄途径，但个体差异较大，如高温作业者经汗丢失钙可高达1g/dnull4）乳母通过乳汁约排出钙150-300mg/d 5）在整个妊娠期，约30g的钙由母亲转运给胎儿 6）补液、酸中毒、高蛋白或高镁膳，甲状腺、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素或Vit D过多，以及卧床均可使钙排出增多null3．钙的储留 钙在体内的储留受膳食供给水平所左右，人体对钙的需要程度也有影响 高磷膳食对钙储留的影响不大 高钠摄入可↓钙在骨骼中的储留，并↓骨密度 氟骨症、糖尿病均对钙代谢有不利影响null4．钙缺乏** 主要影响骨骼发育和结构，表现为 儿童佝偻病 成人骨质软化症 老年人骨质疏松症 其他如骨质增生、抽搐等 (三)RNI(三)RNI（三）钙的供给量 钙的需要量估计方法有两种 1．平衡法：适用于成年人 2．直接测定法：可用于儿童 钙的无明显损害水平（non-observed adverse effect level，NOAEL）为1500mg 成年男女性均为800mg(四)来源(四)来源（四）食物来源** 良好来源：乳及乳制品 主要来源：豆及豆制品、蔬菜水果null 含钙丰富的食物 mg/100g骨头汤？经常有科普杂志、报刊 介绍骨头汤可以补钙， 加几滴醋效果更好。 你认为正确吗? WHY ? 骨头汤？Q-草酸豆腐? Q-草酸豆腐? 经常有科普杂志、报刊介绍 “菠菜、空心菜、折耳根等含 草酸多的蔬菜与高钙食物豆 腐同食会形成不易被吸收的 草酸钙，影响钙的吸收。” 你认为正确吗? WHY ?二、铁二、铁二、铁（iron，Fe） 体内必需微量元素中含量最多，总量约4-5g 分布极不均匀null血红素的结构红细胞的代谢特点红细胞的代谢特点红细胞由骨髓造血干细胞定向分化而来原始红细胞早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞网状红细胞成熟红细胞 无细胞器，葡萄糖供能(一)功能(一)功能（一）生理功能 1．参与O2、CO2转运、交换和细胞呼吸过程 铁与红细胞形成和成熟有关 2．催化促进β-胡萝卜素转化为Vit A， 催化促进嘌呤与胶原的合成 促进机体抗体生成，增加抵抗力 促进脂类在血液中的转运 促进药物在肝脏的解毒 3．对行为智力有影响(二)吸收代谢(二)吸收代谢（二）吸收与代谢 吸收率1-25% 受铁存在形式等多因素影响 食物中铁的存在形式及吸收影响因素**null动物性食物的非血红素铁（non-haem iron）吸收影响因素较少，且存在血红素铁（haem iron），其吸收率多在10-25%，较植物性食物（多<10%）的高(三)铁缺乏(三)铁缺乏铁减少期 ( iron decreasing，ID )RBC生成缺铁期 ( iron deficiency erythrocyte，IDE )缺铁性贫血期 ( iron deficiency anemia，IDA )分为三个阶段铁缺乏高发人群早产儿 6m-6yr婴幼儿 青春期少年 妊娠后半期 严重寄生虫感染个体（三）铁缺乏及缺铁性贫血null铁缺乏症状缺铁性贫血智力和行为改变工作能力↓抗感染力↓耐寒能力↓食欲减退面色苍白 心慌 气短 头晕 眼花等(四)来源、RNI(四)来源、RNI（四）食物来源及供给量 良好来源为动物肝、血、畜禽鱼肉 少数植物性食物如木耳、香菇、芝麻等的铁含量较高，但吸收不好 成年男性15mg，成年女性20mg，孕妇、乳母25-35mg NOAEL 65mg UL 50mg四、碘 (一)功能四、碘 (一)功能四、碘（iodine，I） 人体内含碘约20-50mg，相当于0.5mg/kg。其中20%集中于甲状腺，用于合成甲状腺素。其它分布在肌肉与其它组织中 （一）生理功能 主要参与甲状腺素合成，通过甲状腺素表现其生理功能 甲状腺素主要是促进、调节代谢和生长发育null1．活化酶包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系等一百多种，促进生物氧化和代谢，协调氧化磷酸化过程，调节能量转化 2．促进Pro合成、调节Pro合成与分解 3．促进糖和Fat代谢 4．促进维生素的吸收和利用 5．调节组织中水盐代谢 6．促进神经系统、组织的发育、分化(二)吸收代谢(二)吸收代谢（二）吸收与代谢 无机碘离子在绝大多数情况下极易被吸收，1hr内大部分被吸收，3hr完全吸收 有机碘在肠道内降解为碘化物被吸收，部分有机碘则可能被完整地吸收 食物中的甲状腺素80%可直接吸收 大部分被甲状腺摄取并合成甲状腺素。甲状腺素在分解代谢后，部分被重新利用，部分经肾脏和胆汁排出体外 乳汁中可排出一定量的碘（约7-14 µg/dl）null（三）碘缺乏食物性缺碘有地区性（地方性甲状腺肿），主要在内陆地区碘缺乏甲状腺素合成分泌↓垂体促甲状腺激素代偿性合成分泌↑甲状腺增生、肥大null胎儿和新生儿期缺碘可引起生长损伤，尤其是神经、肌肉，认知能力低下，即呆小症（克汀病） 胚胎期和围产期死亡率上升 成人缺碘引起单纯性甲状腺肿null有些食物中含有抗甲状腺素物质 如十字花科植物（白菜、萝卜等）含有β-硫代葡萄糖苷等可影响碘的利用，在加热烹调时，可破坏释放这些物质前体的酶 此外，Pro不足，钙、锰、氟过高或钴、钼不足对甲状腺素合成也有一定影响F1-碘缺单纯性甲状腺肿大F1-碘缺(四)碘过量(四)碘过量（四）碘过量 部分地区的食物或水中的碘含量高，食用这些食物或水会造成高碘甲状腺肿 限制高碘的摄入即可防治 但碘化盐的使用未见碘过量(五)来源、RNI(五)来源、RNI（五）食物来源**及供给量 目前主要通过加碘食盐来摄取 食盐中碘化钾/碘酸钾（稳定）等碘化物加入量在1∶20000-50000 海产品含碘高 干海带 24000µg/100g 干紫菜 800µg/100g RNI 成人150µg NOAEL 1000 µg UL 850 µg五、锌五、锌五、锌（Zinc，Zn） 含锌2-2.5g，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤 单位重量计则以视网膜、脉络膜、前列腺最高(一)功能(一)功能12345体内多种酶的组成成分或酶激活剂促进生长发育与组织再生促进Vit A代谢和生理作用参与免疫功能促进食欲（一）生理功能(二)吸收代谢(二)吸收代谢（二）吸收、代谢 小肠，主动吸收 影响因素** 植酸：人奶锌吸收率40%，牛奶32%，一些豆类配方食品仅14%。在牛奶中加入与豆类配方食品等量的植酸钠，则降为16% 纤维素、某些微量元素（如二价非血红素铁）过多时可抑制锌吸收 混合食物：锌吸收率约20-40%(三)缺乏、过量(三)缺乏、过量12345儿少生长发育迟缓 青春期性发育延迟性功能减退 (hypogonadism) 精子产生过少味觉 嗅觉功能下降 甚至丧失或有异食癖创伤愈合不良 抵抗力下降 易感染孕妇缺锌可致胎儿中枢神经系统先天畸形锌缺乏6智力下降（三）锌缺乏与过量null一般膳食未见锌中毒。就目前研究而言，补锌量略高于RNI，未见干扰其它微量元素的作用 （四）食物来源及供给量 海产品含锌丰富，肝、肉、蛋次之 粮豆类有一定含量，但吸收差 RNI 成人 男15.5mg 女11.5mg NOAEL 30mgnull不同人群锌的推荐摄入量(RNI) mg/d null含锌较高的食物 mg/100g 六、硒 (一)功能六、硒 (一)功能六、硒（Selenium，Se） 硒总量约14-20mg，广泛分布于各组织中 浓度高的有肝、胰、肾、心、牙釉质及指甲，脂肪组织中最低 （一）生理功能** 1．抗氧化作用 与Vit E的抗氧化作用具有协同作用null2．解毒和细胞保护作用 硒与金属有很强的亲和力 动物实验发现硒可↓黄曲霉毒素B1急性损伤、减轻肝中心小叶坏死程度与死亡率 3．保护心血管、维护心肌的功能 血硒高的地区心血管疾病发病率低 动物实验表明硒对心肌纤维、小动脉及微血管的结构及功能有重要作用 以心肌损害为特征的克山病可能与缺硒有关null4．促进生长和繁殖、保护和改善视觉器官功能及抗肿瘤作用 5．参与辅酶A、辅酶Q的合成，在机体合成代谢、电子传递中起重要作用；可增加血中抗体数量，起免疫佐剂作用(二)吸收代谢(二)吸收代谢（二）吸收**与代谢 小肠吸收 无机硒、有机硒都易于吸收，其吸收率大都在50%以上 吸收率高低与其化学结构、溶解度有关 如蛋氨酸硒 > 无机硒；溶解度大 > 低 代谢后的硒大部分尿排出，少数  肠道、汗液、肺排出(三)缺乏过量(三)缺乏过量硒缺乏克山病重要病因缺硒地区肿瘤发病率明显较高生长迟缓白内障患者补硒后视觉功能有改善可能↑大骨节病发生率硒过量水土 食物硒含量过高中毒（三）硒缺乏、过量(四)来源/RNI(四)来源/RNI（四）食物来源及供给量 良好来源：动物性食品肝、肾、肉类及海产品、大蒜等 RNI 50 µg NOAEL 200 µg UL 400 µgnull不同人群硒的推荐摄入量(RNI) μg/d 成年人硒的UL为400μg/d。 null含硒较高的食物 μg/100g 七、铜七、铜七、铜（copper，Cu） 人体内铜总量约50-120mg 广泛分布于各组织中 肝、脑：浓度最高。肝中含量约占铜总量15%，脑约占10%左右 肌肉中浓度较低，但总量约占铜总量40% 肝、脾：铜的储存器官(一)功能(一)功能（一）生理功能** 主要以含铜金属酶形式发挥作用。如 铜蓝蛋白 细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase） 超氧化物歧化酶 **(superoxide dismutase, SOD) 酪氨酸酶 多巴-β-羟化酶 赖氨酰氧化酶等nullnull1．铁代谢 血浆中只有Fe3+才能与运铁蛋白结合。血浆铜蓝蛋白催化Fe2+氧化为Fe3+ 铜蓝蛋白可能与细胞色素氧化酶一起参与促进血红蛋白的合成 2．蛋白交联（crosslinking） 弹性蛋白和胶原蛋白的交联，依赖于赖氨酸经赖氨酰氧化酶催化醛赖氨酸，后者为胶原发生交联所必需null3．超氧化物转化 是超氧化物歧化酶（SOD）的成分。具有SOD活性的酶有脑铜蓝蛋白（cerebrocuprein）、红细胞铜蛋白（erythrocuprein）和肝铜蛋白（hepatocuprein）等 这些酶催化超氧离子氧+过氧化氢，从而保护细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害null4．与儿茶酚胺的生物合成、维持中枢神经系统的正常功能有关 酪氨酸可分别被多巴胺-β-羟化酶、酪氨酸酶催化为多巴胺（dopamine，DA）及黑色素（melanin） 5．此外，铜可能还与脂类、胆固醇及葡萄糖的代谢有关(二)吸收/代谢(二)吸收/代谢（二）吸收、代谢 在胃和小肠上部吸收，吸收率约40% 铜在体内不是储存金属，其内环境的稳定主要是通过排泄作用维持 （三）缺乏与过量 铜普遍存在于各种食物中，一般不易缺乏(四)来源/RNI(四)来源/RNI（四）食物来源、供给量 一般食物均含铜 肝、肾、鱼坚果与干豆类含量较丰富 蔬菜含量低 牛奶含铜也少 AI 2.0-3.0 mg NOAEL 9 mg UL 10 mgnull锰的生理功能 酶的组成成分或激活剂 维持骨骼正常发育 促进糖和脂肪代谢及抗氧化功能 与生殖功能有关 与神经功能有关 中国营养学会制订每日锰的AI成人为3.5mg/d，UL为10mg/d。 食物来源 糙米、米糠、麦芽、麦麸、核桃、海参、鱿鱼、茶叶、花生、干豆、莴苣、土豆、甘蓝。 null铬的生理功能 ★铬是体内葡萄糖耐量因子(glucose tolerance facto,GTF)的重要组成成分，能增强胰岛素的作用。 ★有提高高密度脂蛋白和载脂蛋白A的浓度及降低血清胆固醇的作用。 ★三价铬与DNA结合，可增加其启动位点的数目，增强RNA和DNA的合成。 成人AI为50μg/d，UL为500μg/d 铬的食物来源 肉类、海产品、谷物、豆类、坚果类、黑木耳、紫菜