常量元素和微量元素的基础知识

常量元素和微量元素的基础知识常量元素和微量元素人类机体内的元素即参加地壳岩石大循环，又参加自然生物小循环。

各种元素具有高度的生物活性，它们来源于饮水和食物，并且直接或间接由土壤供给，在人体内具有各自的功能，因此只有全面地摄入各种营养素才能满足机体需要。

人体内的各种元素均不能够缺乏，然而过多也会“化友为敌”给机体带来损害。

矿物质根据占人体重量多少分为常量元素与微量元素两大类。

常量元素，又称为宏量元素，该类元素在人体内含量较多，占人体重量的0.01%以上，一般摄入量大于100mg/d，有钙、磷、钾、硫、氯、镁等7种。

微量元素在机体内含量微量甚至超微量，该类元素的含量仅占人体重量的万分之一以下（<0.01%）。

1990年FAO/IAEA/WHO的专家委员会，根据1973年以来的研究结果和认识，提出了人体必需微量元素的概念:①人体内的生理活性物质，有机结构中的必需成分；②这种元素必须通过食物摄入，当从饮食中摄入量减少到某一低值时，即将导致某一种或某些重要生理功能的损伤。

该专家委员会将以往已确定的“必需微量元素”重新进行分析归类，共分为三类:第一类为人体必需的微量元素，有铁（Fe）、碘（I）、锌（Zn）、硒（Se）、铜（Cu）、钼（Mo）、铬（Cr）、钴（Co）等八种；第二类分为人体可能必需的微量元素，是锰（Mn）、硅（Si）、镍（Ni）、硼（B）、钒（V）等五种；第三类具有潜在毒性，但在低剂量时，对人体可能具有必需功能的微量元素，包括氟（F）、铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铝（Al）、锂（Li）、锡（Sn）基本知识钙是构成人体的重要组分，正常人体内含有1000－1200g的钙，其中99.3%集中于骨、齿组织，只有0.1%的钙存在于细胞外液，全身软组织含钙量总共占0.6%－0.9%（大部分被隔绝在细胞内的钙储存小囊内）。

在骨骼和牙齿中的钙以矿物质形式存在；而在软组织和体液中的钙则以游离或结合形式存在，这部分钙统称为混溶钙池。

机体内的钙，一方面构成骨骼和牙齿，另一方面则参与各种生理功能和代谢过程。

1.生理功能构成机体的骨骼和牙齿，维持多种正常生理功能，Ca2+参与调节神经、肌肉兴奋性；Ca2+影响毛细血管通透性；Ca2+参与调节多种激素和神经递质的释放。

还能激活多种酶（腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶及钙调蛋白等）调节代谢过程及一系列细胞内生命活动；Ca2+与细胞的吞噬、分泌、分裂等活动密切相关；Ca2+是血液凝固过程所必需的凝血因子，可使可溶性纤维蛋白原转变成纤维蛋白。

2.吸收与代谢钙主要在肠道吸收。

影响钙吸收的因素很多，主要包括机体与膳食两个方面。

婴儿时期因需要量大，吸收率可高达60%，儿童约为40%。

年轻成人保持在25%上下，成年人仅为20%左右。

钙吸收率随年龄增加而渐减。

膳食因素：首先是膳食中钙的摄入量，摄入量高，吸收量相应也高，但吸收量与摄入量并不成正比，摄入量增加时，吸收率相对降低。

其次，膳食中维生素D的存在与量的多少，对钙的吸收有明显影响。

乳糖与钙形成可溶性低分子物质．以及在糖被肠道分解发酵产酸时，肠道pH降低，均有利于钙吸收。

适量的蛋白质和一些氨基酸，如赖氨酸、精氨酸、色氨酸等可与钙结合成可溶性络合物，而有利于钙吸收，但当蛋白质超过推荐摄入量时，则未见进一步的有利影响。

高脂膳食可延长钙与肠粘膜接触的时间，可使钙吸收有所增加，但脂肪酸与钙结合形成脂肪酸钙，则影响钙吸收。

低磷膳食可提高钙的吸收率，而食物中碱性磷酸盐可与钙形成不溶解的钙盐而影响钙吸收。

谷类中的植酸会在肠道中形成植酸钙而影响吸收。

某些蔬菜如菠菜、苋菜、竹笋中的草酸与钙形成草酸钙亦可影响吸收。

膳食纤维中的糖醛酸残基与钙鳌合而干扰钙吸收。

另报告一些药物如青霉素和新霉素能增加钙吸收，而一些碱性药物如抗酸药、肝素等可干扰钙吸收。

钙的排泄主要通过肠道和泌尿系统，经汗液也有少量排出。

人体每日摄入钙的10%-20%从肾脏排出，80%-90%经肠道排出。

后者包括食物中及消化液中未被吸收的钙，上皮细胞脱落释出的钙，其排出量随食物含钙量及吸收状况的不同而有较大的波动。

3.缺乏症就我国现有膳食结构的营养调查表明，居民钙摄入量普遍偏低。

仅达推荐摄入量的50%左右。

因此钙缺乏症是较常见的营养性疾病。

主要表现为骨骼的病变，即儿童时期的佝偻病；成年人的骨质疏松症。

4.过量与危害钙摄入量增多导致肾结石发病率增加，并可导致奶碱综合征（包括高血钙症、碱中毒和肾功能障碍）奶碱综合症临床特征是易兴奋、头疼、眩晕、恶心和呕吐，虚弱、肌痛和冷漠，如再继续摄入钙和碱，则神经系统症状加重（记忆丧失、嗜睡和昏迷）。

钙摄入能影响一些其他必需矿物质的生物利用率。

过多的摄入钙影响铁、锌、镁、磷的吸收。

5.需要量与膳食参考摄入量中国营养学会2000年对成年人钙的DRIs的制订，基本是参照国内外钙平衡试验及营养调查报告，将中国居民成年男子钙的适宜摄入量（AI）定为800mg/d。

成年人及1岁以上儿童钙的可耐受最高摄入量（UL）是为2000mg/d。

6.食物来源奶和奶制品应是钙的重要来源，因为奶中含钙量丰富,吸收率也高。

另外，豆类、硬果类，可连骨吃的小鱼小虾及一些绿色蔬莱类也是钙的较好来源。

硬水中含有相当量的钙，也不失为一种钙的来源。

基本知识正常人体内含磷600-700g，每千克无脂肪组织约含磷12g。

体内磷的85.7%集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织中。

1.磷的生理功能构成骨骼和牙齿，组成生命的重要物质（组成核酸、磷蛋白、磷脂、环腺苷酸、环鸟苷酸、多种酶）的成分。

参与能量代谢，磷酸盐缓冲体系接近中性，构成体内缓冲体系，参与酸碱平衡的调节。

2.吸收与代谢磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，在回肠吸收较差。

磷的主要排泄途径是经肾脏排出，未经肠道吸收的磷从粪便排出，这部分平均约占机体每日摄磷量的30%，其余70%经由肾以可溶性磷酸盐形式排出，少量也可由汗液排出。

3.缺乏一般不会由于膳食原因引起营养性磷缺乏，只有在一些特殊情况下才会出现。

如早产儿若仅喂以母乳，因人乳含磷量较低，不能满足早产儿骨磷沉积的需要，可发生磷缺乏，出现佝偻病样骨骼异常。

4.过量危害与毒性一般情况下，不易发生由膳食摄入过量磷的问题，曾有报告因摄入过量磷酸盐的食品添加剂而引起磷过量，但很少描述其影响作用。

在某些特殊情况下，如医用口服、灌肠或静脉注射大量磷酸盐后，可引起血清无机磷浓度升高达1.67mmo1（50mg）/L，形成高磷血症（hyperphosphatemia）。

5.需要量与膳食参考摄入量以往因为食物中含磷普遍而丰富，很少因为膳食原因引起营养性磷缺乏，故很少注意研究磷需要量，更缺乏用于磷需要量的指标，仅仅是与钙的需要量相联系而考虑钙、磷比值。

中国营养学会2000年DRIs中，成人磷适宜摄入量（Al）为700mg/d。

6.食物来源磷在食物中分布很广，无论动物性食物或植物性食物，在其细胞中，都含有丰富的磷，动物的乳汁中也含有磷，磷是与蛋白质并存的，瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。

但粮谷中的磷为植酸磷，不经过加工处理，吸收利用率低。

基本知识正常成人身体总镁含量约25g，其中60%-65%存在于骨、齿，27%分布于软组织。

镁主要分布于细胞内，细胞外液的镁不超过1%。

1.生理功能激活多种酶的活性参与300余种酶促反应。

维护骨骼生长对促进骨骼生长和维持骨骼的正常功能具有重要作用；血中镁或钙过低，神经肌肉兴奋性均增高；反之则有镇静作用。

维护胃肠道的功能具有利胆作用。

碱性镁盐可中和胃酸。

镁离子具有导泻作用。

维护激素的功能。

2.吸收与代谢食物中的镁在整个肠道均可被吸收，但主要是在空肠末端与回肠部位吸收，吸收率一般约为30%。

影响镁吸收的因素很多，首先是受镁摄入量的影响，摄入少时吸收率增加，摄入多时吸收率降低。

膳食中促进镁吸收的成分主要有氨基酸、乳糖等，氨基酸可增加难溶性镁盐的溶解度，所以蛋白质可促进镁的吸收；抑制镁吸收的主要成分有过多的磷、草酸、植酸和膳食纤维等。

另外，镁的吸收还与饮水量有关，饮水多时对镁离子的吸收有明显的促进作用。

肾脏是维持机体镁内稳态的重要器官，肾脏对镁的处理是一个滤过和重吸收过程，肾脏是排镁的主要器官。

滤过的镁大约65%在亨勒袢重吸收。

粪便只排出少量内源性镁。

汗液也可排出少量镁。

3.缺乏引起镁缺乏的原因很多，主要有：镁摄入不足、吸收障碍、丢失过多以及多种临床疾病等。

镁缺乏可致血清钙下降，神经肌肉兴奋性亢进；对血管功能可能有潜在的影响，有人报告低镁血症患者可有房室性早搏、房颤以及室速与室颤，半数有血压升高；镁对骨矿物质的内稳态有重要作用，镁缺乏可能是绝经后骨质疏松症的一种危险因素；少数研究表明镁耗竭可以导致胰岛素抵抗。

临床上血清镁低于0.7mmo1/L时可诊断为低镁血症。

4.过量危害与毒性在正常情况下，肠、肾及甲状旁腺等能调节镁代谢，一般不易发生镁中毒。

用镁盐抗酸、导泻、利胆、抗惊厥或治疗高血压脑病，亦不至于发生镁中毒。

只有在肾功能不全者、糖尿病酮症的早期、肾上腺皮质功能不全、粘液水肿、骨髓瘤、草酸中毒、肺部疾患及关节炎等发生血镁升高时方可见镁中毒。

最初发现镁摄入过量的临床表现是腹泻。

腹泻是评价镁毒性的敏感指标。

过量镁摄入，血清镁在1.5-2.5mmol/L时，常伴有恶心、胃肠痉挛等胃肠道反应；当血清镁增高到2.5-3.3mmo1/L时则出现嗜睡、肌无力、膝腱反射弱、肌麻痹；当血清镁增至5mmo1/L时，深腱反射消失；血清镁超过5mmo1/L时可发生随意肌或呼吸肌麻痹；血清镁7.5mmol/L或更高时可发生心脏完全传导阻滞或心搏停止。

5.需要量与膳食参考摄入量镁需要量的研究多采用平衡实验。

我国对镁需要量的研究资料不多，2000年中国营养学会制订的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中成人镁适宜摄入量（Al）定为350mg/d，可耐受最高摄入量（UL）定为700mg/d。

6.食物来源镁虽然普遍存在于食物，但食物中的镁含量差别甚大。

由于叶绿素是镁卟啉的鳌合物，所以绿叶蔬菜是富含镁的。

食物中诸如糙粮、坚果也含有丰富的镁，而肉类、淀粉类食物及牛奶中的镁含量属中等。

除了食物之外，从饮水中也可以获得少量镁。

但饮水中镁的含量差异很大。

如硬水中含有较高的镁盐，软水中含量相对较低。

因此水中镁的摄入量难以估计。

表常见含镁较丰富的食物（mg/100g）基础知识正常成人体内钾总量约为50mmol/kg,体内钾主要存于细胞内，约占总量的98%，其他存在于细胞外。

1.生理功能参与碳水化合物、蛋白质的代谢，钾缺乏时，碳水化合物、蛋白质的代谢将受到影响。

维持细胞内正常渗透压。