人體健康與微量元素

誰不希望自己有個健康的身體，誰不希望能精神飽滿地工作。然而，要知道，人體的健康與微量元素還有著密切的關係哩！微量元素，通常是指生物體（包括人體）中含量不足萬分之一的化學元素。例如，人體中目前已經發現的六十多種微量元素，其重量的總和僅占人體重量的百分之零點零五，這些微量元素對於人體健康乃至生命現象的重大作用，人們還知之甚少。現在被普遍認為是生物體所必需的微量元素僅不過十多種，它們是：鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、鉬、鍶、硒、釩、碘、氟、硼、硅等。30多年前，英國地球化學家漢密爾頓發現，除去生物物質的主要成份元素（碳、氫、氧）和地殼物質的主要成份元素（硅、鋁）外，人體中所含的60多種元素的長度（即平均含量）曲線，與地殼中各種化學元素長度曲線有著驚人的相似性。這一發現說明，儘管人體構造精細複雜，生理功能奧妙神奇，但人和一切生物一樣，都是地球環境發展的產物。地球上的天然元素幾乎都存在於人體之中。元素依其在人體內含量的不同，可以分為宏量元素和微量元素兩大類。凡含量占體重的1/10000以上的元素，統稱宏量元素，象碳氫氧、氮、磷、鈣等都是，共占人體總重量的99.95%之多。若含量低於體重的1/10000，則屬於微量元素，總共只佔人體總重量的0.005%左右，此量雖然微小，但它在人體細胞內的新陳代謝過程中起著十分重要的作用，一些微量元素在人體中成為某些酶、激素和維生素等的活性中心組成部分，部分微量元素還與癌症、心血管病、癱瘓、生育等息息相關，缺乏必需的微量元素，將會引起生理功能及組織結構異常，從而發生各種病變及疾病，使人體健康狀況下降或壽命縮短。一、克服認識上的誤區數年前，談論自然界的「生態平衡」，人們總是說「要保護生態平衡」，實際上，我們要保護的是「有益的」生態平衡。例如自然界中的青蛙，如果大肆捕捉濫殺無辜，必將破壞生態平衡。但是，人們在荒漠地帶通過植樹造林、興修水利、建立新的生態平衡，變荒漠為良田，豈不是「利在當代，功在千秋」的好事。如今一提起微量元素，人們往往認為總是對健康有利，不信，若問一下剛讀書的小孩：「喝礦泉水有啥好處？」他會天真地回答：「裡面有微量元素」，這句話本身並不錯，問題在於並非所有微量元素都對人體有益，這與以往議論的「生態平衡」何其相似乃爾，這裡需要克服認識上的一些誤區。事物總是一分為二的，既有對人體有益的微量元素，也有對人體有害的微量元素，砷就是一種典型的有毒元素。1955年，瑞典科學家指出，歷史上曾顯赫一時的拿破崙在他最後歲月里的癥狀是嗜睡與失眠，雙腳浮腫，毛髮脫落以及心悸等，這些恰是慢性砷中毒的表現。患胃癌死亡的人，通常骨瘦如柴，但拿破崙卻更為肥胖，這更是慢性砷中毒的特徵。經七、八年周密調查，搞到拿破崙的幾根頭髮，用核子轟擊進行測試，結果發現頭髮中砷的含量高於常人40倍，由此懷疑他是砷中毒而亡。其實，砷是很早就被認識的有毒物質，對人有致癌作用。三價的砷化物毒性尤大，「白砒」就是三氧化二砷，俗稱「砒霜」，有劇毒，0.06克便是人的致死劑量。人們生活在不同的環境中，可以通過呼吸飲食及皮膚接觸等從環境中得到物質，包括環境中的各種微量元素。它們進入人體，在體內幾乎可以找到所有元素，現代人類的工作可以把古代人類沒有的元素引進體內，包括有毒元素。所以，既不能說微量元素對人體都有好處，也不能認為含微量元素就是好。人們對事物的認識總有一個過程。同樣，對人體必需的微量元素的認識也是逐步深化的。開初，人們已熟知缺鐵易患貧血，缺碘易患甲狀腺腫大，這兩種微量元素都是含量較高，表現突出容易發現的，隨著所發現的微量元素品種的增加，人們的觀點隨之改變甚至相反，反映過去認識上的片面性。例如，過去認為有毒的硒元素，如今是必需的，兩者的分界線不明確，關鍵是含量的多少。以硒為例，維持生命每天需吸收10毫克左右，10-15微克處於缺乏狀態，50-200微克為人體最佳狀態，然而達200-1000微克則中毒，高於1000微克能致死。在適量範圍內，硒對人體有非常重要的生理功能，能保護細胞和細胞膜，保護心血管和心肌。硒和金屬有強親和力，是一種天然的對抗金屬的解毒劑，還可降低黃曲霉素的毒性。美國從流行病調查發現，人群中血硒含量高的地區腫瘤發病率低，而血硒低的地區發病率高，故認為硒有抗腫瘤作用。我國早在1972年，對八個省24個縣市以及江蘇啟東43個鄉作過調查結果也證實血硒含量越低，肝癌的發病率及死亡率越高，有兩個鄉，僅隔一條河，肝癌的發病率相差約4倍，檢查這兩個鄉人的硒水平也相差約4倍。二、辯證看待微量元素任何一種微量元素在量多時對人體都是有害的，所以在為必需微量元素下定義時必須說明它在某一範圍內是必需的，只能使必需元素在體內保持最佳狀態，這又與某個人體內原有該元素的含量有關，即需要考慮原有的情況，不能忽略原始基礎而偏面補充必需元素。至於那些元素是否必需，存在不同看法，變化也很大。例如，曾因發現所謂含鉻的葡萄糖耐受因子能控制胰島素受體的結合，可能對II型糖尿病有療效，引起人們極大的興趣。國外曾有含鉻的酵母出售，但結果並未能確定耐受因子的存在。實驗發現鉻對動物的生長能力、生殖能力以及血管系統有必要性，但在尚未肯定情況下，如認定補充鉻有治療作用就未免太早。例如，日本曾因地區性嚴重的鎘污染導致疾病，搞得人心惶惶，人們視鎘畏如虎。然而進一步發現，在缺鎘條件下，動物生長遲緩，並發現鎘有刺激核糖體延伸因子的作用，那是否能說鎘是必需元素呢？當然不能。科學家在一定條件下探討某元素對某種因子、某種生物功能的影響時得到的正結果，只能說明該元素對該因子或該功能有影響，不能說對生命過程是必需的。只有總結不同條件下的試驗結果，才能認識一種元素的必需性。由認識一種元素的必需性到應用其化合物，還需了解相關性能。例如對硒化物應用的開發，需要解決諸如它的毒性、作用方式及對人體和農作物等的影響。硒有那麼多的作用和發展前景，但是我們要辨證看待，硒化物在一定條件下能清除人體內的自由基，但在別種條件下卻又能促進自由基的生成。例如，白內障本是由自由基造成眼球狀晶體混濁的損傷，但用亞硒酸鈉能誘發白內障的生成。因此，對一種元素而論，在看到有益的一面時，也需注意有害的一面。人們只知道稀土肥料能提高農作物產量，但不知道人們如長期吃這種糧食作物對人體有何影響，所以決不能依據「一孔之見」就「好大喜功」，既要看到正結果，也要考察負結果。三、典型微時元素對人體的影響（一）鋅 缺鋅症是一種「現代化病」在發達國家較為多見。隨著人們對食物要求越來越精細，糧食中本來含有的大部分鋅元素在加工過程中被除去。例如申小麥精製成富強粉、由大米精製成精米，可除去70-80%的鋅。研究表明，鋅是許多金屬酶的活性中心，鋅酶參與了如碳水化合物、脂類、蛋白質及核酸等極為廣泛的生物體成分的合成與分解，與機體的正常發育密切相關，被譽為「生命火花」，是機體必需的微量元素。然而，兒童補鋅，不可過量，因為兒童正處在生長發育階段，過多補鋅會顧此失彼，造成體內鐵質缺乏，容易引起或加重缺鐵性貧血。適量的鋅，在維護機體免疫功能方面起重要作用，但大劑量的鋅卻可抑制白細胞的吞X活動，降低吞X細胞的殺萄能力，尤其在兒童體內鈣低鈣情況下，這種免疫力下降的情況更為明顯，他們可因身體抵抗力降低而易感染其它疾病。健康人體對鋅的需求量很低，兒童每天僅需6-8毫克，如果不是偏食或其它特殊原因，一般均可通過日常飲食滿足需求，而對體內輕微缺鋅而又無癥狀者，則可多吃些含鋅豐富的天然食物，如牡蠣，不必大量服鋅製劑或過多食用含鋅強化食品。（二）鐵 鐵是人體必需的微量元素，人體內平均含鐵4.2-6.1克。它主要存在於血液中，具有運輸和貯藏氧的功能，缺鐵能引起貧血、紅血球的數量和血紅蛋白的含量減少。反之，過多的鐵對人體也是有毒的，可引起嘔吐、胃腸道出血等。此外，過多的鐵還可能與二氧化硫及致癌物質產生協同反應。（三）銅 銅主要存在於肌肉中，組成銅蛋白，具有多種生理功能，在血紅蛋白的生成和細胞的成熟過程中起促進作用，參與細胞色素氧化酶和其它一些氧化酶的組成。已發現有30種以上的酶和蛋白中含有銅。銅還是人類傳宗接代不可缺少的「寶貝」，因為人類的生殖要依靠體內核酸來複制或指揮合成蛋白質，而脫氧核糖核酸雙螺旋解開時，必須依靠銅來使鹼基正確配對，否則就不能正確表達基因，換句話說，沒有銅的幫助，人類就不能生育。但是攝入過量的銅會引起低血壓、吐血、黃疸等。曾發現，在膽頭性肝硬化患者的肝中，銅含量比正常人高60-80倍，此外，飲用銅含量高的水的人，一般心血管病死亡率增高。（四）鈷 鈷也是人體必需的微量元素，它是維生素B12的必要組成部分。維生素B12及其衍生物參與許多生物化學反應，與人體健康關係密切。鈷離子還是某些酶的必要輔助因子。缺乏鈷可能引起食欲不振，皮膚粗糙貧血等。但過多了則產生紅細胞增多症，影響紅血球的正常生長，引起肺部病變和腸胃受損，而且還可能與動脈弱樣硬化有關。烏克蘭科學家發現，多種微量元素在人體血液和眼組織中含量的非正常變化會造成各種眼疾，例如血液中鈷含量長時間過高或過低都會導致青光眼，但如對症治療，使患者體內的鈷含量恢復正常，青光眼的病情就會迅速減輕並逐步消失。（五）錳 錳是構成機體內轉氨酶和脯氨酸酞酶的成分，參與人體的氧化磷酸化過程，有對抗硫胺的作用，並與鈣、磷代謝有關。缺錳可致骨骼畸形，性腺功能失調。加利福尼亞的生物學家蘇爾特曼在調查容易骨折、關節脆弱的運動員的血液時發現，這些人的錳含量為零，鋅和銅的含量也只有普通人的一半。原因很可能是嚴格的素食所致。中老年者若要身板硬朗，不可偏食，適當多吃些瘦肉。然而，攝入錳過多也是有害的，錳中毒會導致行動失調及神經質、易激動不安等神經系統損害。（六）鉬 鉬是黃嘌呤氧化酶和醛酸酶的成分，對人體氧化過程有重要影響，對銅代謝影響也很大。我國某些地區之所以食管癌和胃癌發病率高，多與缺鉬有關。缺鉬還易患心血管病。但鉬攝入過多，會引起痛風病和膝內翻及骨多孔症。四、微量元素的失衡與缺乏的臨床表現微時元素在人體內應保持適量，以維持體內新陳代謝的平衡，不足或過量都是有害的。許多疑難雜症和區域性的地方病，很可能都與體內元素失去平衡有關。微量元素的失衡與兩個因素有關：一個是環境；例如，克山病就是發生在我國黑龍江克山地區的一種缺硒的疾病，是一種死亡率很高的心臟病，而我國湖北恩施等地的水、土中硒含量較高，那裡的癌症發病率就明顯低於其它地區。又如曾在我國貴州地區流行的「鬼剃頭」的怪病，就是由於當地土壤中含過量的鉈元素引起的；在我國西南山區，解放前由於缺少海鹽，缺乏碘質而引起甲狀腺腫大的疾病，俗稱「大脖子」病；還有些地區因缺氟而影響牙齒質量造成齲齒病。而芬蘭某些地區缺錳，可能是那裡肝癌發病率高的原因。微量元素失衡的另一個因素是環境污染。據測算，在十年左右時間內，地球大氣中已進入了430萬噸鉛，330萬噸鋅，58.5萬噸銅，7.4萬噸鎘和4.5萬噸鎳，至於進入水和土壤中的各種有毒元素更是不計其數。這些元素或者直接參与殘害人類，如鎘，不僅使人體骨骼變形、折裂，而且還會引起肺、腎疾患，或者破壞微量元素在地殼表面的構成，從而給人類帶來災難。儘管微量元素在體內的含量極少，但卻是人體必不可少的物質。有人曾對5012例兒童作過調查，發現缺鋅為20.4-41.8%，國家在16個省對七歲以下兒童作血紅蛋白測定，結果發現100毫升血液中低於10克者佔37.9%，因此鐵元素缺乏較為常見，這種些兒童的缺鐵性貧血發病率很高。嬰幼兒缺鋅：初期影響味覺，食之無味，嚴重時可發生厭食症和偏食症，胸腺發育受阻，降低對疾病的抵抗力和免疫力，身高、智力發育緩慢。男女青春期缺鋅：男性發育不良，女性易出現平胸。新婚期缺鋅：男性性功能減退，陽萎，早泄精液精子減少。孕婦缺鋅：可導致產程延長，難產，新生兒智力低下和畸形。鋅最易損失，但它卻對人體生長發育和控制細胞穩定起重要作用。嬰幼兒缺鐵、銅，不僅影響生長發育，嚴重時可影響小兒智力以及對疾病的抵抗力。主要癥狀為：低色素性貧血、厭食、腹瀉、體重增長緩慢，無精打采；2、愛活動，哭鬧不安等等。成人缺鋅、銅的癥狀主要表現為低色素性貧血、厭食及精神萎靡不振。五、補充微量元素的全面理解既然人體內各種微量元素必需適量，保持相對穩定狀態，若有欠缺，應予補足。然而各地區的欠缺情況各不相同，因此不可能生產出適合全國各地區的統一藥物。要對不同地區的欠缺情況，有針對性地生產補充微量元素的藥物。鐵和銅與鋅不同，鐵的吸收在一定程度上受控制。吸收過多，鐵的主動吸收就停止，但在飲食中有糖類和酸類時，可促進細胞對鐵的被動吸收，使總吸收增大。然而，如鐵的排泄沒有控制，就不能保證把多餘的鐵及時排出，每天所需補充的鐵僅1毫克，但整個人體內有鐵4克，欲以千分之一的微小調節來控制鐵的正常值是困難的，故鐵容易過量地吸收，但不能調節排泄，這樣在體內容易積累，倘若盲目地補鐵就有危險，過量的鐵貯存在肝臟中，所以隨意補鐵，這種做法決非明智之舉。一個人缺少一種微量元素，未必是由於攝入少。因為攝入的多少，並不完全取決於血液中這個金屬狀態是否正常，可能有其它因素會影響吸收排泄和分配。另一方面，必需元素的過多積累又未必因為是攝入食物中的含量多，因為影響因素可從正、負兩方面影響吸收排泄和分配。我們常常忽略食物中的其它成份對吸收的影響。例如，吃雞蛋過多，可能造成缺鋅，為什麼？因為雞蛋是抑制鋅吸收的，同時也影響鐵的吸收，雞蛋本身含鐵量高，但不能被充分利用，所以食物中凡是能夠和金屬離子結合的蛋白質及其它大分子（如鞣酶）都影響吸收。例如，菠菜含鐵量高，但吃菠菜所得到的鐵卻比吃大白菜少。大白菜中的含鐵量雖比菠菜少，但由於菠菜中鞣酶較多，干擾鐵的吸收，所以實際利用率反而低，就是這個道理。由於微量元素的補充大多是長時間的低劑量的，對它造成的毒性，除一般的急性毒性和慢性毒性外，還應注意它們對細胞的毒性及對細胞功能的影響，以補充鐵來說，因為維生素C能促進鐵的吸收，故常把硫酸亞鐵與維生素C配伍，但亦需注意這兩者相互作用會產生自由基，有損傷細胞的可能。補鐵的製劑宜用與有機化合物結合的鐵取代簡單的鐵鹽。通常採用補充和排出的方法，來調整必需元素的不足或過量。不足時，用金屬鹽或絡合物補充，過多時用一種絡合物把過多金屬離子變成可溶性絡合物後，經尿液排出體外。這兩種解決問題的方法都牽涉到一個「選擇」問題，即要盡量避免，在補充一種金屬時影響其它金屬的功能，在排除一種金屬時把其它必需元素也排掉，同時注意在補充元素時應盡量補充幾種微量元素。六、多因素的相互作用有人實驗得出，單獨吃菠菜，鐵攝入最少，雞蛋加菠菜攝入多些，雞蛋加肉最多，原因就在於蛋白質與鞣酸起作用，減少了鞣酸與鐵的作用，牽涉到多因素的相互作用，由此使我們聯想到洪昭光教授提出的「合理膳食」的概念應予全面的理解。人們的飲食里有很多物質可以與某種元素生成絡合物，被人體吸收的每種必需元素都通過各自的調整，使它在每一部位含量一定。一旦吸收，內部分配及排泄這三個環節出現故障。如果食物中有影響吸收的因子，則就發生問題。例如，慢性酒精中毒會造成缺鋅，新陳代謝不正常也影響鋅的穩定。有時一種元素含量低並非缺少這種元素，而是因為另一種元素的缺乏或過多，這裡面顯然存在多因素的相互作用。如果竭力去補充前一種元素，其收效可能適得其反，不但不能糾偏，反而可能「矯枉過正」，使該元素在某部位積累。如銅能幫助鐵的利用，血液中的含銅蛋白質——銅藍蛋白能把貯存在鐵蛋白中的三價鐵還原成二價鐵，變成轉鐵蛋白。缺銅造成血液中銅藍蛋白減少，其表現為缺鐵。如果只發現血液中的鐵少就去補鐵，補進去的鐵就都以鐵蛋白的形式積累在肝臟中，只有補銅才能糾正這種偏差。需要指出的是，當人們患某種疾病時，有可能打破微量元素之間的均衡狀態，有些人為因素也能使之嚴重失調。例如，有人長期盲目地集中補充一種或少數幾種微時元素，勢必破壞已民用工業的穩定狀態，收效更差。正確的做法是：應該按比例補充微量元素，只有當確證是缺少某一種單一的微量元素時，才專門考慮攝入單一元素的製劑。人們不竟要問：怎樣從食物中預防微量元素的缺乏呢？有關資料表明，鐵在雞、鵝、豬、羊的肝、脾、腎、心臟里含量最多，其次是蛋黃、瘦肉、海帶、木耳。蔬菜以菠菜、油菜、香菜中含量最多。水果中杏、桃、葡萄乾、桔子、橙子等含量也不少，所以小兒飲食應注意多樣化，尤其是4個月以後的嬰兒，除了餵乳汁外，應另加蛋黃、菜泥、肝末等，以提供一些含鐵豐富的食品，此外，還應補充維生素C含量多的酸性食物，以促進鐵的吸收。鋅、銅存在於穀類、豆、海產品及肉、蛋、奶製品等食物中，所以小兒飲食一定要注意調劑，不能偏食，以防各種微量元素的缺乏。動物類食物中，以牡蠣、魚、瘦肉、動物肝、腎、蛋類及奶製品中含鋅量最高，其中以牡蠣的含鋅量最高，每100克牡蠣中含鋅量達14毫克之多。綜上所述看出，微量元素是構成萬物的基本要素之一，它對人體的生長發育、衰老、疾病乃至死亡，都起著十分重要的作用。隨著科學的發展，微量元素的範圍還在逐步擴大，有人證明，鎳、錫等也是人體必需的微量元素。然而，對人體有害的微量元素亦相當多，除了人們熟知的砷汞鉛以外，已發現四十多種微量元素都有不同程度的危害作用。我國醫學家很早就在注意到人體健康與微量元素的關係。早在兩千年前的《神農本草經》上，就記載了41種金屬及礦石與疾病和健康的關係。到了明朝李時珍的《本草綱目》則發展到217種，並對各種金屬和礦石的性質及其與疾病和健康的關係，作了深刻論述，我國科研人員繼承和發展了古代醫學科學，為微量元素與健康的研究開闢了新路。我們深信，對人體健康與微量元素關係的研究，必將為人體健康與長壽作出新貢獻!
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