化学与生活-第五章

第五章元素与人体健康学时数：6学时教学形式：多媒体教学第一节人体的必需元素一、从元素到人化学元素是具有相同化学性质的一定种类的原子的总称。

化学元素不仅是构成人体的基本原料，而且在人体的生长、发育、衰老、病死中起着十分重要的作用。

二、人体的必需元素目前，人体内所含的化学元素达60多种，如表所示：C、H、O、N占总重量的96%，Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg占3.95%，以上十一种为人体必需的宏量元素，所余0.05%的其它元素称为人体中的痕量元素。

必需的宏量元素有11种：O、C、H、N、S、P、Ca、K、Mg、Cl必需的痕量元素有：Fe、Zn、Cu、C与健康有关的元素有：Mn、Co、F、Mo、I、Se有毒的元素有12种:Cd、Hg、Pb、Ge、Sn、Sb、Be、Bi、Ga、In、Ta未知作用的元素：惰性气体、稀有元素钒、锂、砷、硅等第二节宏量元素与人体健康人体的99.95%是由十一种元素组成的，其中C、H、O、N、S、P六种元素是蛋白质、脂肪、碳水化合物及核酸的构成成份；Ca、P是骨骼及牙齿的重要组成成份；Ca、K、Mg 是所有细胞的一个必需成份；Na、Cl在人体中以盐的形式存在。

一、亲密的“伙伴”—钙及磷钙及磷充当着人体内白色的“钢筋混凝土，成人体内有700-1400g的钙，400-800g的磷。

人体中99%以上的钙和80%以上的磷存在于骨骼中，同时它们也是牙齿的重要组成部分。

人体中，还有约1%的钙分布于各部分体液中，量少，但生理功能却很大，主要为四个方面：1. 维持细胞正常的通透性，降低毛细血管的通透性。

2. 抑制神经肌肉的兴奋性，钙离子有降低神经骨骼兴奋性的作用。

3. 参与肌肉的收缩。

4. 参与血液的凝固。

磷与钙是一对伙伴，总是形影不离，它们也还有相对独立性。

磷的生理功能主要有：1. 生命体的组成部份，主要是指各种形式的磷脂及核蛋白。

2. 组成磷酶类。

如：磷酸酯酶，磷酸二酯酶，辅酶Ⅰ，辅酶Ⅱ等。

3. 其它的磷物质。

磷酸糖类，酸类，焦磷酸硫胺素及三磷酸腺苷（A TP），三磷酸腺苷是一种可直接用来转化为能量的物质，是生物体内能量利用及储备的中心物质，可以说是人体能量的主要仓库。

二、比食物更为重要的宏量元素—C、H、O、N氢、氧构成的水，占人体总重的70%以上。

氧对于人体更不可缺，人如果几分钟吸不到氧，便会窒息而死。

所以，氢和氧是比食物更为重要的两种宏量元素。

呼吸时，我们吸入的是仅占21%氧气的空气，医院所用的也仅是40-100%的氧，若使用100%的纯氧，就会产生肺氧气中毒，引起肺的严重损伤。

臭氧，处于高空层，它能遮挡一部份紫外线，减少人类产生皮肤癌的发病率。

水，占人体总重的70%，在人体血液中占96%。

如果，人体缺水，那么血液就流动不畅，若失去10%的水，就要生病；若失去20%，就会引起死亡。

所以，人不能离开水，没有水就没有生命。

N2，是空气中的主要成份，也是动植物生命中最基本的元素。

一切动植物体的主要组成部份—蛋白质，主要成份就是氮。

此外，氮在空气中可以冲淡氧气，减弱氧的氧化能力，否则，纯氧氧化作用太烈，使人无法生存。

碳，是构成有机化合物骨架的元素，人体生存都必需的三大要素。

淀粉、脂肪、蛋白质无一不是由碳组成。

第三节食盐的功与过食盐的化学成份为NaCl，它的主要生理作用为钠离子的作用，是体液的主要成份。

正常人的血液中有一个比较恒定的酸碱度，适合于细胞的新陈代谢，这种恒定的酸碱度，主要靠血液的主要缓冲体系、呼吸调节和肾脏调节三方面来维持。

血液中的主要缓冲体系是NaHCO3 —H2CO3，其中一个重要成份就是钠离子。

正常人钠离子的最小需要量为0.5g，相当于2-3g食盐。

食盐中除钠外，还含有钾，正常人每天也需摄入2-5g的钾盐。

这些电解质在人体内随水份分布于细胞内外，维持其渗透压平衡。

食盐的危害：人体内如果盐份过多，对人体健康不但无益，而且有害。

食盐会引起人体心血管疾病，特别是高血压症。

因为人体中的钠盐，在某些内分泌作用下，促使血管对各种升血压物质的敏感性增加，使血压增高。

而且钠盐还可以促进肾脏细小动脉硬化加速。

此外，在心力衰竭或有水肿的情况下，更应采取低盐及无盐饮食。

含钠多的食物: 酱柴菜、咸菜、腌腊制品、苏打饼干、面条菠菜、榨菜、冬菜、荠菜等。

含钾高的食物：韭菜、芹菜、油菜、花菜、荠菜、香椿、洋芋、西红柿、黄瓜、藕、芋头、水果类、肉食、苹果、梅子等。

第四节不可忽视的元素—镁二价镁Mg2+ 的作用：1. 合成蛋白质2. 激活各种酶，催化十几种生化反应例：糖被人体吸收，放出CO2及能量，至少有六个步骤，有两步要Mg2+ 催化。

总之，镁是一种内部结构的稳定剂和细胞内酶的辅因子。

3. 对遗传也有一定作用细胞内的核苷酸以其Mg2+ 络合物形式存在，Mg2+ 倾向于与PO43-结合, 所以，Mg2+ 对于DNA复制及蛋白质的生物合成是必不可少。

4. 在植物的光合作用中起重要作用含镁较多的食物：马铃薯、宿、甜菜、粗盐第五节微量元素之最—铁众所周知，人的血液是红色的，其实，不止人类，从鱼类到哺乳动物，所有脊椎动物的血液都为红色。

这主要是血液中运载氧的物质—血红蛋白—的核心物质是铁。

人体的含铁量共约为4.5g，女性比男性略高。

铁在人体中的分布极为广泛，遍及所有组织，其中以肝、脾中含量最高，其次是肺。

体内的60-70%的铁存在于血红蛋白，15%左右构成各种细胞色素，20%以铁蛋白的形式储存于肝、脾、骨髓及肠粘膜中，5%构成机红蛋白。

铁的生理功能：1. 氧的运输工具及氧库2. 多种酶的活性中心生命存在每时每刻都必须有能量供给，人体的能量来源于食物。

但是，食物中的能量必须经过一系列的生化反应才能释放出来。

其反应的本质就是氧化。

因此，人体一刻也不能缺氧。

人体所需的氧由呼吸提供，氧进入肺后靠肺泡的巨大面积与密密麻麻的微血管进入血液，进入血液后的氧，就与红细胞中的血红蛋白结合，随血液进入心脏，经心脏这个血泵进入主动脉，随后又进入微血管，将氧输送到身体各部位的细胞中。

血红蛋白的分子量为64500，含铁0.34%，每个红细胞含2.8亿个血红蛋白分子，每个血红蛋白分子由四个亚单位组成，每个亚单位以铁为核心，与碳、氢、氧、氮结合组成亚铁血红素，再与肽链结合，每个铁原子和一个分子的氧结合。

这种铁原子是如此重要，以致没有它，血红蛋白就不能被制造出来，氧就得不到输送。

一个50kg体重的人，含铁总量为2g，人体内的铁主要在红细胞内，红细胞得寿命平均只有127天，体内常有红细胞破坏分解，但其中得铁并不排出，而是循环利用参加到新形成得红细胞中。

正常情况下，人们吃进得铁只有10%能被吸收。

因此，正常人需补入的铁量约为成人10mg、儿童6mg、妇女12-15mg。

铁在人体内的吸收及利用：食物中正常铁血红素是不能被人体吸收。

要被消化道中的胃液等转化为无机盐形式，从Fe3+还原为Fe2+，才能被肠壁细胞或血液吸收，肠壁细胞中的Fe2+与铁蛋白构成动态平衡。

当饱和时，吸收就停止，血液中的Fe2+可氧化为Fe3+ ，与血液中的输铁蛋白结合而进行运输。

缺铁及补铁：缺铁的情况十分普遍，亚、非、拉的广大妇女，约有50%患缺铁性贫血。

我国的情况也不乐观，据分析，学龄前儿童占50%、农村70%。

上海都有60%。

贫血的两个衡量指标：循环血液中单位体积内的红血球数、血红蛋白克数低于正常，男性红细胞低于400万/cm3，血红蛋白低于12g；女性红细胞数少于350万/cm3，血红蛋白低于10g，均为贫血。

贫血的临床症状：血红蛋白数（g）轻度8-10 症状轻微中度8-6.1 人体劳动后感到心慌气喘，注意力差重度 3.1-6 休息时已感心慌气短极度＞3 常合并贫血性心脏病除缺铁性贫血外，还有溶血性贫血，再生障碍性贫血，地中海贫血等，前两种贫血的共同特点是，铁的吸收不低，但利用率很低，吸收的铁大部份转化为储存铁，使血红蛋白减少。

含铁多的食物：动物内脏、瘦肉、蛋黄、菌类、藻类、紫菜、木耳、海带、蘑菇等。

治疗贫血，不是单纯补铁，还要补充维生素A物质，帮助造血功能的恢复及健全。

第六节生命的火花—锌人体中锌的含量为2.3g。

生理功能：1. 控制体内各部分的PH值；2. 许多酶的必要成分；3. 与人体的新陈代谢有关；锌含在许多金属蛋白中，而蛋白质是构成细胞的主要固体物质。

锌是大多数酶的一种必要组成，对正常生长和发展都很重要。

锌离子能激活肠磷酸酶及肝、肾过氧化氢酶，为胰岛素合成所必需。

锌还有加速伤口愈合，治疗皮肤病等作用。

缺锌会引起免疫功能下降，容易染上感冒及爱滋病，类风湿关节炎等。

据调查发现，智力高，学习成绩好的青少年体内含锌量高，而智力低、学习成绩差的青少年体内含锌量低。

缺锌记忆力差、四肢无力、性格暴躁、易激动、多动、精神异常、智力略低，与周围人相处不好。

锌元素主要存在于海产品、动物内脏中，其中以牡蛎含锌最为高。

据化验，动物性食品含锌量普遍较多，每一百克动物性食品中大约含锌3—5毫克，并且动物性蛋白质分解后所产生的氨基酸还能促进锌的吸收。

植物性食品中锌较少。

每一百克植物性食品中大约含锌1毫克。

各种植物性食物中含锌量比较高的有豆类、花生、小米、萝卜、大白菜等。

锌是微量元素的一种，在人体内的含量以及每天所需摄入量都很少，但对机体的性发育、性功能、生殖细胞的生成却能起到举足轻重的作用，故有“生命的火花”之称。

第七节人体中的多面手—铜1. 人体中的铜含量与自然分布铜在人体中的含量比锌少，总量不过100-200mg，其中约50-70%存在于肌肉及骨骼中，20%的铜在肝脏中，5-10%在血液中。

在肝脏中的平均浓度最高。

2. 铜的吸收随食物进入消化道的铜，主要由十二指肠吸收，肠壁吸收的铜，经血液输送到肝脏及全身，进入血液中的铜，首先和白蛋白结合，随后又与球蛋白结合后进入肝脏，合成血浆铜兰蛋白后再进入血液。

3. 生理功能（1）极好的催化剂铜是人体内三十余种酶的活性成份。

因此，在新陈代谢中具有非常重要的作用。

比如，室温下让氢和氧化合，会发生爆炸。

而在人体内，虽然是体温条件下的反应，但由于在含有铜的酶的作用下，却能平稳地进行，含铜酶的一个重大本领就是可以直接利用分子态的氧。

（2）铁的助手人体的血液中，是以铁作为载氧体，这也是人类得以进化的原因。

但是，并不是说铜与人的血液没有关系。

在人的血液中，铜是铁的助手。

首先，铜参与造血过程，造血所需的原料为蛋白质和铁质。

铜可以促使铁由“铁库”储存的铁减少，还会使组织中储存的铁也变得难于利用，血清的铁降低。

铜是血浆铜兰蛋白的主要成分。

这是一种兰色的糖蛋白，又是一种氧化酶，能催化二价氧化为三价铁。

三价铁与β—球蛋白结合后形成运铁蛋白。

因此，又把血浆铜兰蛋白称作铁氧化酶Ι,而亚铁氧化酶Ⅱ则是高分子脂蛋白酶，也是一种含铜的酶。