生命科学中的微量元素 原版

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1、生命科学中的微量元素摘要： 今年暑假，我读了生命科学中的微量元素这本书，作者中国科学院院士、北京医科 大学教授王夔重点解析了十种重要的生命元素，揭示了微量元素是人不可或缺的一部分，同 时，从微量元素的来源，分布，食物营养，研究方法和未来展望方面全面地分析了其重要性， 对生物界，人文科学，都有划时代的意义，可以说，这本书将生命科学推向了一个新的高度。 关键词：微量元素 分布及作用 食物营养 未来和展望正文：1. 微量元素的分布及作用人体必需微量元素共 8 种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁。 总的来说，微量元素在人体中的主要功能是：（1）在酶系统中起特异的活化中心作用。微量元素使酶蛋白的亚单

2、位保持在一起，或把酶作用的化学物质结合于酶的活性中心。铁、 铜、锌、钻、锰、铝等，能和疏基、胶基、异吡唑基、按基、羟基等配位基或分子基因相络 合，形成络合物，存在于蛋白质的侧链上。（2）在激素和维生素中起特异的生理作用 某些微量元素是激素或维生素的成分和重要的活性部分，如缺少这些微量元素，就不能合成 相应的激素或维生素，机体的生理功能就必然会受到影响。如甲状腺激素中的碘和维生素 B12 中的钻都是这类微量元素。（3）输送元素的作用 某些微量元素在体内有输送普通元素的作用。如铁是血红蛋白中氧的携带者，没有铁就不能 合成血红蛋白，氧就无法输送，组织细胞就不能进行新陈代谢，机体就不能生存。（4）调节

3、体液渗透压和酸碱平衡。微量元素在体液内，与钾、钠、钙、镁等离子协同，可 起调节渗透压和体液酸碱度的作用，保持人体的生理功能正常进行。（5）影响核酸代谢。 核酸是遗传信息的携带者，核酸中含有相当多的铬、铁、锌、锰、铜、 镍等微量元素，这些微量元素，可以影响核酸的代谢。因此，微量元素在遗传中起着重要的 作用。（6）防癌、抗癌作用。 有些微量元素，有一定的防癌、抗癌作用。如铁、硒等对胃肠道癌 有桔抗作用；镁对恶性淋巴病和慢性白血病有抬抗作用；锌对食管癌、肺癌有桔抗作用；碘 对甲状腺癌和乳腺癌有桔抗作用。这些元素的功用具体分述如下： 碘是合成甲状腺激素的重要微量元素，甲状腺激素通过血液作用于靶器官，尤

4、其是肝、肾、 肌肉、心脏和发育中的大脑。碘缺乏与碘过量，都于健康不利。碘缺乏可影响儿童身高、体 重、骨骼、肌肉的增长和性发育，其中对于胎儿和婴幼儿脑发育与神经系统发育形成的损伤 不可逆转。碘过量可以引起中毒及发育不良，尤其是对于婴幼儿的影响更为明显。临床资料 显示，长期摄入过量的碘，可以引起急性甲亢、甲状腺肿，严重的还可以引发甲状腺癌。尽 管多数人对碘有较高的耐受性，但由于婴幼儿身体发育尚不健全，对于碘过量反应可能会灵 敏。铁。铁在人体中含量约为 45克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造 血。在血红蛋白中的含量约为 72%。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。 铜。

5、正常成人体内含铜 100200毫克。其主要功能是参与造血过程；增强抗病能力；参与色素 的形成。铜在动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高；果汁、红糖中也有一定含量。 锌。对人体多种生理功能起着重要作用。参与多种酶的合成；加速生长发育；增强创伤组织 再生能力；增强抵抗力；促进性机能。锌在鱼类、肉类、动物肝肾中含量较高。 氟。是骨骼和牙齿的正常成分。可预防龋齿，防止老年人的骨质疏松。含氟量较多的食物有 粮食（小麦、黑麦粉）、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。 硒。成年人每天约需 0.4 毫克。硒具有抗氧化，保护红细胞的功用，并发现有预防癌症的作 用。硒在小麦、玉米、大白菜、南瓜、大蒜

6、和海产品中含量较丰富。碘。通过甲状腺素发挥生理作用，如促进蛋白质合成；活化100多种酶；调节能量转换；加 速生长发育；维持中枢神经系统结构。碘海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。 微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体 生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样 大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土 壤供给。每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持 人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就 会出现疾病

7、，甚至危及生命。国外曾有报道：机体内含铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫 机制（抵抗疾病力量），降低抗病能力，助长细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。微量元 素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。2. 微量元素与食物营养人类在长期进化过程中，不断地寻找和选择食物以改善膳食，因此在人体的营养生理需 要和膳食之间建立了平衡关系。如果这种关系失调，即膳食不能适应人体的营养需要，就会 产生不利于人体健康的影响，甚而导致某种营养性疾病。由于新陈代谢，每天都有一定数量的无机盐从各种途径排出体外，因此有必要通过膳食 予以补充。无机盐在食物中分布很广，一般都能满足机体需要；从实用营养的观点看，比

8、较 容易缺乏的无机元素有钙、铁和碘。特别是对正在发育的儿童，青、少年，孕妇和乳母，常 量元素钙和微量元素铁或碘的缺乏较为常见。平衡膳食系由多种食物构成。它不但要提供足够数量的热量和各种营养素，以满足人体 正常生理需要，而且要保持各种营养之间的数量平衡，以利于它们的吸收和利用，达到合理 营养的目的。随着对必需营养素及其相互关系知识的丰富和深入，对有效地利用食物资源、 科学加工食品、合理调配膳食和充分发挥营养效能，提供了科学基础。研究表明，含铬量较高的有坚果和谷类，其次是动物的饱和脂肪，但植物油对铬的亲和 能力较小。锰在坚果和叶菜类中含量较丰，茶叶也是重要来源，例如，泡一次的茶液中约含 锰6.9p

9、 g/g；此外，谷类、小麦、大麦和通心粉中，锰的含量一般都超过10p g/g。钻在虾 和鱼中含量较多，其余食物中含量较少。牡蛎含有大量铜，而肝、肾、羊排、葵花子油、蔬 莱、坚果中铜含量都超过5p g/g。各种饮食中的含铜量变动范围可达数倍，一般人不会摄 取不足。瘦肉和鱼是最丰富的锌源，在蛋黄、小麦、面筋、玉米、茶叶、白扁豆、可可、酵 母等食物中，含锌量超过20p g/g,只要吃全谷类、坚果、肉类和海味，就能获得足够的锌。 硒存在量较低，人们对它的需求量也相对较少，通常含于肉类中，对于缺硒造成的地方病， 不得不求助于外加硒制剂的方法来弥补不足。豆荚类和动物脏器中含大量的嘌呤和钼，由于 钼是牛奶里

10、一种酶的组分，所以牛奶也是一个钼的来源。香料中的微量元素含量也颇丰富， 但因人们食用香料的量很少，它们也就不成为微量元素的重要来源。从现有知识来看，没有 金属离子是孤立存在的，它同时依赖于所存在的其它金属离子和配位体。例如，鸡蛋中含有 铁的成分，然而它们实际上抑制了铁在小肠中的吸收。络合酸解的配位体有时可以作为络合 微量金属的添加剂，以防止某一离子状态的金属元素可能在食品中的催化氧化作用。在自然 界的进化中，人类经过生存竞争而幸存下来，这也是因为人体内的竞争反应能够有效地适应 食物中的金属和配位体。迄今，除了开发天然食物以外，一批“素牛排”、“大豆鸡脯”、“人 造果汁”以及多种强化食品已经涌进

11、市场，为了保证生命的安全，提高人民健康生活水平，达到益智、长寿的目的，必须认真研究和阐明包括微量元素等各种营养素的理想食物。3. 微量元素的未来及展望有人预言：微量元素不“微”，它将与抗菌素、维生素、激素并驾齐驱，为人类健康作出 新贡献。我国微量元素研究具有密切联系实际的特点，综合运用生物无机化学和基础医学科 学等有关的方法、观点、理论，不少研究课题都来自生产和生活实践，并取得了可喜的成果。 人类在 21 世纪将面临诸如全球性污染、天然资源和能源耗竭、人口膨胀等严重影响生存的 各种难题，为促使这些问题的解决，就需要加强生命科学各前沿领域的研究，积极开展微量 元素的工作正是适应了国内、外的这种发

12、展趋势。人的生、老、病、死是与生物分子如蛋白质、肽、脂类、多糖、核酸、激素、维生素和 矿物质等联系在一起的。随着生命科学的发展，人们希望通过微量元素与健康相关性及其内 在联系的探索，在某些疾病，特别是微量元素缺乏、过量积累及失控等造成的疾病（包括某 些地方病）的防治方面有所发现和改善。在研究元素的化学形态、大分子结构和生化、生理 机制的基础上，既注意它的营养，又避免其毒性，并与动物、植物、土壤、水源等周围环境 统一起来进行考察。人们相信，有朝一日能通过合理的食物组成维持生命的有机平衡和健康， 从而使微量元素的研究给人类社会带来重大的效益。显然，它展示着当代生命科学活跃的前 沿和趋向。参考文献： 生命科学中的微量元素（上，下卷），王夔，1996第二版序，中国计量出版社 微量元素与健康, 王三根, 1998 第 1 版, 上海科学普及出版社