(作为化学工作者,需要反复强调:人体都有化学物质组成的,不要提到化学物质就色变!)
今天借着化学元素与人体健康,今天乐天老师给大家总结一下,人体中目前已证实的”所有“有用元素对于人体的功效。
一、整体情况
人体是由50多种元素所组成。这些元素在人体内含量差别很大,含量多的氧元素占身体总重量的65%,含量少的钴元素还不到十亿分之一。经研究表明在人体中有11种元素含量较多,它们是氧、碳、氢、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等。其中氧、碳、氢、氮四种元素就占了人体总重量的99.95%,剩下0.05%含量的都是微量元素。
标准健康成年人的元素组成为氧65%、碳18%、氢10%、氮3%、钙1.5%、磷1%、钾0.35%、硫0.25%、钠0.15%、氯0.15%、镁0.05%等。此11种含量均大于0.01%的元素被称为人体常量元素。这些常量元素约占体重的99.9%。
所有的人体常量元素中,碳、氢、氧、氮是组成人体有机质的主要元素,占人体总重量的96%以上。
元素名称
元素符号
质量分数%
氧
O
65.0
碳
C
18.0
氢
H
10.0
氮
N
3.0
钙
Ca
2.0
磷
P
1.0
钾
K
0.35
硫
S
0.25
钠
Na
0.15
氯
Cl
0.15
镁
Mg
0.05
二、分类
根据元素在人体内的含量不同,可分为:
1、宏量元素(常量元素)
2、微量元素。
凡是占人体总重量的万分之一以上的元素,如碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、镁、钠、钾等,称为常量元素;
凡是占人体总重量的万分之一以下的元素,如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴、氟等,称为微量元素(铁又称半微量元素)。
微量元素在人体内的含量真是微乎其微,如锌只占人体总重量的百万分之三十三。铁也只有百万分之六十。
微量元素虽然在人体内的含量不多,但与人的生存和健康息息相关,对人的生命起至关重要的作用。它们的摄入过量、不足、不平衡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通常情况下必须直接或间接由土壤供给,但大部分人往往不能通过饮食获得足够的微量元素。根据科学研究,到目前为止,已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种,即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。
微量元素的定义并按其生物学的作用将其分为三类:
(1)人体必需微量元素,共8种,包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁。
(2)人体可能必须的元素,共5中,包括锰、硅、硼、钒、镍。
(3)具有潜在的毒性,但在低剂量时,可能具有人体必需功能的元素,共7种包括氟、铅、镉、汞、砷、铝、锡。
三、元素的作用:
1、常量元素:
氧O:
常见于水和氧气中,大多数的有机物中也含有氧元素,如:蛋白质、糖类、脂肪、维生素等。对人体的作用详见水和氧气的分析(或自行脑补)。
碳C:
是有机物的必须元素,如形成蛋白质,糖、脂肪、维生素等,重要程度详见营养素和人体健康(或者自行脑补)
氢H
组成水,也是绝大多数有机物所含的元素,能形成蛋白质,糖、脂肪、维生素等,重要程度详见营养素和人体健康(或者自行脑补)
氮N
是形成蛋白质必须的元素,蛋白质有多重要呢?人体的“皮肤、肌肉、毛发等等主要都是蛋白质。重要程度参见蛋白质和人体健康(或者自行脑补)
以上物质都和“有机物”有关,所以,这四种元素都和人体中的主要6种营养素中的其中五类有关。其他的元素都和“无机物中的盐类”—简称:无机盐--有关。
钙Ca
钙占人体重的1.7%左右,99%以羟基磷酸钙的形式存在于骨骼和牙齿中,1%存在于血液中。
离子态的钙可促进凝血酶原转变为凝血酶,使伤口处的血液凝固。钙在其它多种生理过程都有重要作用,如在肌肉的伸缩运动中,它能活化ATP酶,保持肌体正常运动。
缺钙少儿会患软骨病;中老年人出现骨质疏松症(骨质增生);
受伤易流血不止。钙还是很好的镇静剂,它有助于神经刺激的传达,神经的放松,它可以代替安眠药使你容易入眠,缺钙神经就会变得紧张,脾气暴躁和失眠。钙还能降低细胞膜的渗透性,防止有害细菌、病毒或过敏原等进入细胞中。钙还是良好的镇痛剂,还能帮你减少疲劳、加速体力的恢复。
成人对钙的需要量推荐值为1.0克/日以上。
奶及奶制品是理想的钙源,此外海参、黄玉参、芝麻、蚕豆、虾皮、干酪、小麦、大豆、芥末、蜂蜜等也含有丰富的钙。适量的维生素D3及磷有利于钙的吸收。葡萄糖酸钙及乳酸钙易被吸收,是较理想的钙的补充片剂。
磷P
成年人体中磷的含量约为克,80%以不溶性磷酸盐的形式沉积于骨骼和牙齿中,其余主要集中在细胞内液中。它是细胞内液中含量最多的阴离子,是构成骨质、核酸的基本成份,既是肌体内代谢过程的储能和释能物质,又是细胞内的主要缓冲剂。缺磷和摄入过量的磷都会影响钙的吸收,而缺钙也会影响磷的吸收。每天摄入的钙、磷比为Ca/P≈1~1.5最好,有利于两者的吸收。正常的膳食结构一般不会缺磷。
镁Mg
镁在人体中含量约为体重的0.05%,它是生物必需的营养元素之一。人体中镁50%沉积于骨骼中,其次在细胞内部,只有2%在血液中,镁和钙一样具有保护神经的作用,是很好的镇静剂,严重缺镁时,会使大脑的思维混乱、丧失方向感、产生幻觉甚至精神错乱。
镁是降低血液中胆固醇的主要催化剂,又能防止动脉粥样硬化,因此摄入足量的镁,可以防治心脏病。镁又是人和哺乳类动物体内多种酶的活化剂。人体中每一个细胞都需要镁,它对于蛋白质的合成、脂肪和糖类的利用及数百组酶系统都有重要作用。因为多数酶中都含有VB6,VB6必须与镁结合,才能被充分的吸收、利用;缺少其中一种都会出现抽筋、颤抖、失眠、肾炎等症状,所以镁和VB6配合可治疗癫痫病。镁和钙的比例得当,可帮助钙的吸收,其适当比例为Mg/Ca=0.4~0.5。若缺少镁,钙会随尿液流失,若缺乏镁和VB6,则钙和磷会形成结石(胆结石、肾结石、膀光结石),这些结石是不溶性磷酸钙,这也是动脉硬化的原因。镁还是利尿剂和导泻剂。若镁过量,则会导致镁、钙、磷从粪便、尿液中大量的流失,而导致肌肉无力、眩晕、丧失方向感、反胃、心跳变慢、呕吐甚至失去知觉。因此对钙、镁、磷的摄取都要适量,符合比例,就能保证你健康长寿。
镁最佳的来源是坚果、大豆和绿色蔬菜。男人比妇女更需要镁。
钠Na、
钠是人体内的宏量元素,占体重的0.15%,钠则存在于细胞外液中。能使体液维持接近中性,决定组织中水分多寡;Na+在体内起钠泵的作用,调节渗透压,给全身输送水分,使养分从肠中进入血液,再由血液进入细胞中;人体内的钾和钠必须彼此均衡,过多的钠会使钾随尿液流失,过多的钾也会使钠严重流失。钠会促使血压升高,因此、摄入过量的钠会患高血压症,而且具有遗传性。外细胞内的钾与细胞外的钠,在正常情况下能形成均衡状态,当钾不足时,钠会带着许多水分进入细胞内使细胞胀裂,形成水肿。
钠和氯主要由食盐供给。
钾K、
钾是人体内的宏量元素,占体重的0.35%、钾主要存在于细胞内液中。能使体液维持接近中性,决定组织中水分多寡;钾有助于神经系统传达信息;人体内的钾和钠必须彼此均衡,过多的钠会使钾随尿液流失,过多的钾也会使钠严重流失。钾可激活多种酶,对肌肉的收缩非常重要,没有钾,糖将无法转化为能量或贮存在体内的肝糖中(为新陈代谢提供能量的物质),使肌肉无法伸缩,就会导致麻痹或瘫痪。外细胞内的钾与细胞外的钠,在正常情况下能形成均衡状态,当钾不足时,钠会带着许多水分进入细胞内使细胞胀裂,形成水肿。缺钾还会导致血糖降低。没有充足的镁会使钾脱离细胞,排出体外,而导致细胞产生缺钾,使心脏停止跳动。此在美国一项调查发现50岁以下猝死于心脏病的人大多是心肌细胞内缺钾所致,因此建议每天钾、钠、镁、钙都应均衡摄入,才能保证有健康的身体。
钾主要由蔬菜、水果、粮食、肉类供给,
氯Cl、
氯是人体内的宏量元素,占体重的0.15%,氯则在细胞内、外体液中都存在。能使体液维持接近中性,决定组织中水分多寡;氯用于形成胃酸。
钠和氯主要由食盐供给。
硫S、
硫是人体中不可缺少的常量元素,占人体约为0.25%。它是构成氨基酸的重要组成部分,是构成细胞蛋白、组织液和各种辅酶的重要成分,是维护身体健康及美容、护肤的必备营养元素。硫还有助于体内的新陈代谢,可维护大脑功能正常、促进肠胃的消化吸收及增强人体的抵抗力等。有些硫化物能治疗牙龈疾病、口腔溃疡、痤疮、眼睛发火、风湿性关节炎、红斑狼疮、动脉硬化、糖尿病、疲劳等疾病。硫是表皮系统的重要构成元素硫存在于身体所有的细胞中,其中皮肤、指甲和毛发里的硫含量特别高。硫至少是3种维生素(即硫胺、泛酸和生物素)的组成部分。体内大多数的硫都是由摄入的蛋白质带来的,因为某些组成蛋白质的氨基酸如半胱氨酸和蛋氢酸中含有硫。硫存在于每一个细胞,不仅是人体所需的较大量元素,也是构成氯基酸的成分之一,而且有助于维护皮肤、头发及指甲的健康、光泽,维持氧平衡,帮助脑功能正常运作。硫还与B族维生素一起帮助人体的基本代谢等方面起着重要作用。需要注意的是,元素状态及硫酸化合物状态下的硫是无法被人体吸收利用的,只有有机化合物形态的硫物质如含硫氨基酸、辅酶A、维生素B1等,才能被利用。功效使皮肤健康,毛发有光泽;有助于维持人体基本代谢,有益脑功能;促进胆汁分泌,帮助消化;有助于抵抗细菌感染。
钙
使骨骼和牙街具有坚硬的结构支架
—mg
缺钙主要影响骨骼的发育和结构,临床症状表现为青少年的佝偻病和成年人的骨质软化症及老年人的骨质疏松症。钙是无毒的元素,但摄入过量会导致高血钙,从而引起消化系统、泌尿系统等的疾病
海产品、豆类、奶类、各种绿叶蔬菜等
其中99%存在于骨骼和牙齿中,主要以羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2晶体的形式存在
钠
细胞外液和细胞内液中的Na+和K+各自保持一定的浓度,维持人体内的水分和体液恒定的pH
—mg
缺钠会引起肌肉痉挛、头痛等;过量会引起水肿、高血压、贫血等
食盐
其中一半以Na+的形式存在于细胞外液中
钾
—mg
缺钾会引起肌肉不发达、心律小齐等;过量会导致恶心、腹泻等
香蕉、柑橘、橙子、山楂、蘑菇、豆炎及其制品等
主要以K+的形式萍在干细胞内液中
镁
促进骨骼发育、细胞遗传物质合成等
—mg
缺镁会引起肌肉不发达、抽搐、痉挛、心律不齐等;过量会引起神经系统紊乱、肾病等
坚果、大豆、牛奶等
70%的镁以磷酸盐和碳酸盐形式参与骨骼和牙齿的组成,25%的镁存在于软组织中
2、微量元素
锌Zn
锌(Zn)。锌是人体海马回(海马回位于人脑控制学习和记忆活动的中枢,主要负责形成和储存长期记忆)的重要微量元素,与记忆和智力有关。
儿童缺锌会导致:
缺锌→厌食→蛋白质摄入不足→赖氨酸缺乏→大脑发育受损→海马回缺锌→记忆力智力下降→情绪失控→心理素质差。
年美国《科学》杂志的一篇论文曾谈及人乳与牛乳的不同营养效果,其中涉及锌的服用形式。人乳中的锌系与小分子量配体如氨基酸结合,它有利于锌的吸收;牛乳中锌含量虽较人乳高,但大部分与高分子蛋白质配体结合而不易吸收。所以,母乳可能更有利于婴儿的长高、智力发展及心理素质的改善,这与锌的吸收有关。
铁Fe
铁(Fe)。铁是人体内含量最大的微量元素,主要以铁卟啉络合物(血红素)形式存在,通常认为它对呼吸的作用最大。铁作为血红蛋白的主要成分,由于高价铁和低价铁容易相互转变,氧化还原反应迅速,成为输氧能力最优的材料,其输氧机理为:Hb—Fe(Ⅱ)+OHb—Fe(Ⅱ)一O,式中Fe(Ⅱ)表示亚铁,即铁在此时的存在形态;Hb代表血红蛋白。Hb的特定结构使其中的Fe(Ⅱ)与一般亚铁离子(Fe。+)不同,它与O的络合能力受到卟啉和近位的其他配体调控,Fe(Ⅱ)与卟啉络合使它不易被氧化;其他含氢的配体可与O成氢键,使氧加合物稳定化。当Hb这样的大分子结合几个小分子O时,各O间存在协同效应,并且相互增强。这是由于在去氧的Hb与第一个O分子结合后,亚铁发生转移,使近处的蛋白质链的基团运动,氢键重组,促进后来的oz结合。缺铁性贫血影响智力和心理健康,据报道,对例脾气急躁、多动的儿童检查,78%的缺铁;上海第一医学院也曾报告微量元素铁的缺失是耳聋的原因。
碘I
碘(I)。碘在人体内的主要作用是用来合成甲状腺素,每个甲状腺素分子含
有4个碘原子。碘是人体内含量极少其生理功能别无替代的必需微量元素。碘缺乏是已知导致人类智力障碍的原因之一。据调查,中国一千多万智残人中80%是因缺碘造成的。食物中缺乏碘会造成一定的心理紧张,导致精神状态不良。经常食用含碘的食物有助于消除紧张、帮助睡眠。
硒Se
硒是甲状腺激素合成和代谢过程中的必需元素,当硒缺乏时会引起甲状腺功能的下降,从而导致抑郁的发生。硒的缺乏会降低机体的免疫功能,而免疫功能的降低恰恰是抑郁症患者的一个特点。硒也是体内谷胱甘肽过氧化物酶的必要组成成分,而后者正是保护机体神经、避免组织损害的重要抗氧化酶,其在精神障碍的发病中起到一定作用。硒可以调节抑郁症患者的情绪,还可缓解抑郁症状,减轻病痛折磨,提高生活质量。
铜Cu:
铜是造血的要素,并有促进铁透过肠黏膜吸收的作用。孕妇体内铜的浓度在妊娠过程中逐渐上升,这可能与胎儿长大体内雌激素水平增加有关。正常情况下,孕妇不需要额外补充铜剂,铜过量可产生致畸作用。
锰Mn:
妊娠期缺锰会引起胎儿产生多种畸变,特别是严重地影响骨骼发育,出现关节重度变形,所以孕期一定要注意摄取锰。多吃一些水果、蔬菜和粗粮。
氟F
氟是人体必需的元素之一,适量的氟能帮助牙和骨骼的正常健康发育。少了供应不足,会导致骨骼疏松;多了更会形成氟斑牙、氟骨病等很难治疗的疾病。云南镇雄和贵州,水和煤的含氟量比较高,许多人患有氟斑牙或氟骨病。
铬Cr
铬是一种人体必需的微量元素,像碘、锌、铁一样,它在维持人体健康方面起关键作用.活性铬能协助或增强胰岛素的功能,若体内活性铬(GTF)不足时胰岛素生物效能降低.糖尿病人由于糖代谢的紊乱,会引起体内电解质代谢紊乱,使排出的铬增加.糖尿病人还存在将铬转化成活性铬的能力降低及对铬的利用率较差的问题,所以正常的饮食铬已满足不了糖尿病人身体的需求,要额外补铬.
钴Co
钴元素是维生素B12的重要组成部分。钴对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用,并可扩张血管,降低血压。但钴过量可引起红细胞过多症,还可引起胃肠功能紊乱,耳聋、心肌缺血。
镍Ni
镍能激活胰岛素,这一点与铬的作用相似。缺镍、缺铬可使胰岛素的活性减弱,糖的利用发生障碍,血中的脂肪及类脂质含量升高,这些物质沉积在血管壁,就会导致动脉粥样硬化,从而引发冠心病、高血压。有人从动物实验中观察到,镍能抑制大鼠肝合成胆固醇和脂肪,这说明,镍对糖代谢和脂肪代谢都有一定作用。镍对人体健康的作用虽然还不十分明了,但是,它已经属于人类生命过程中不可缺少的微量元素之一。镍是血纤维蛋白溶酶的组成成分,具有刺激生血机能的作用,能促进红细胞的再生。有类似钴的生理活性,血镍的变化也与钴在贫血治疗过程中的变化近似。给供血者每日5毫克镍盐,可使血红蛋白的合成及红细胞的再生明显加速。镍还是体内一些酶的激活剂,而这些酶均为生物体内蛋白质和核酸代谢过程中的重要酶,所以镍水平降低时,就有可能引起机体代谢上的变化,从而导致某些器官功能的障碍。此外,它又可以维持细胞膜的结构,控制催乳激素等。因此,镍对人体健康的作用不容忽视。镍是人体的微量元素,如果过多可使人中毒,头发变白,在大量镍污染的环境中,有呼吸道肿瘤与高发生率的皮肤病,粉末状镍与一氧化碳化合生成四羰基镍,通过呼吸道进人人体后可出现肺出血、浮肿、脑白质出血、毛细血管壁脂肪变性并发呼吸障碍以及呼吸系统癌症等。四羰基镍已被确认是一种致癌物质。吸烟引起肺癌,可能与镍有关。
钼Mo
钼为人体及动植物必须的微量元素。人体各种组织都含钼,成人体内总量为9mg,肝、肾中含量最高。钼是组成眼睛虹膜的重要成分,虹膜可调节瞳孔大小,保证视物清楚,钼不足时,影响胰岛素调节功能,造成眼球晶状体房水渗透压上升,屈光度增加而导致近视。大豆、扁豆、萝卜缨中含钼较高,此外还有糙米、牛肉、蘑菇、葡萄和蔬菜等。过多的摄入钼对人体生命健康危害极大,它能够使体内能量代谢过程出现障碍,心肌缺氧而灶性坏死,易发肾结石和尿道结石,增大缺铁性贫血患病几率,引发龋齿,钼是食管癌的罪魁祸首,它还会导致痛风样综合征,关节痛及畸形、肾脏受损,生长发育迟缓、体重下降、毛发脱落、动脉硬化、结缔组织变性及皮肤病等生命健康隐患。
钒V
钒是人体必需微量元素之一,对维持机体生长发育,促进骨骼及牙齿生长,促进造血功能,增加身体免疫力等功能有重要调节作用。适量的钒,还能降低血糖、血压、血脂,增加心肌收缩力,预防心脏病的发生。目前研究者们最为北京中科医院假白癜风北京哪家医院治疗好