[轉載]化學元素與人體健康

宇宙間一切物質都是由化學元素組成的，人體也不例外。化學元素不僅是組成人體的基本要素，而且在人體生長、發育、疾病、衰老、死亡中起著十分重要的作用。

翻開新華字典，最後一頁是一張元素周期表，上面排列了迄今為止科學家們在地球上發現的所有化學元素。人每天吃的食物、穿的衣服、用的器物以及人體本身均由化學元素組成。一項研究發現，人體內許多元素的平均含量與其在地殼中的含量相似，而地殼中各元素的丰度值同人體血液中相應元素的丰度值基本上一致。可見，地球化學元素是同人類生命健康息息相關的。

那麼，您對這些元素有足夠的認識嗎？

這裡有一組有趣的數據：平均一個人體內所含的碳可製作9000支鉛筆；所含的磷可制2000枚火柴頭；所含的鐵可制1枚鐵釘。人體內所含的化學元素可遠不止碳、磷、鐵這幾種，構成地殼的90多種元素在人體內幾乎都能找到。科學家根據這些元素在人體內的含量，將它們劃分為常量元素和微量元素。

常量元素，顧名思義，含量很大。它們占人體總重量的99.95%，包括磷［P］、硫［S］、鈣［Ca］、鎂［Mg］、鈉［Na］、鉀［K］、氯［Cl］等11種元素，主要作用是組成人體結構。與此相對，微量元素的含量還不及人體重量的0.01%，分為人體必需微量元素和非必需微量元素。必需微量元素參與新陳代謝，對於人的生長發育是必不可少的；非必需微量元素不為人體所必需，其中一部分甚至具有毒性，對人體有害。

一、常量元素

在一般情況下，人體不會缺乏常量元素，通過正常的飲食攝取便已綽綽有餘，而且人體對各種常量元素的耐受範圍和維持平衡能力都相當大，所以人們不會過多在意有關常量元素的問題。有關專家指出，目前高鈉，低鉀，低鈣是我國居民膳食中存在的嚴重缺陷。

應當注意，鈣這種常量元素雖然在許多食物中存在，可總量相對少，並且在很多情況下與某些物質結合，使人體吸收起來非常困難。中國人的傳統膳食物多為植物性食品，鈣含量往往不足。缺鈣的後果是嚴重的。如果小兒鈣攝入量不足，將導致身體牙齒生長緩慢，而且很容易患佝僂病；個別嚴重的，還會發生骨骼畸形（雞胸、漏斗胸、「O」「X」型腿）或手足抽搐症。有一種說法：「千補萬補，鈣是第一補！」

另一種常量元素鎂能夠促進鈣的吸收，並且與心血管、消化系統、生殖系統的正常運作密切相關，有利於增強記憶力，還具有保護心臟的作用，對於減少中老年人心臟病的發病率大有裨益。人每天需攝入鎂300毫克～700毫克。本來，一般飲食中的鎂含量相當豐富，鎂離子在腸道吸收良好，然而遺憾的是，在魚、肉、蛋、蝦等動物性食物中，所含豐富磷的化合物阻礙了鎂離子的吸收。

鈉、鉀和氯

這三種礦物質在人的體液中充當電解質，一起維持體液的平衡和滲透壓，它們調節血壓、心率、肌肉收縮、神經傳導等，鈉、氯是食鹽的主要成分。實際上，大部分人用量過多，而不是不足，長期食入鈉過多可引起高血壓。然而，很多人對鉀的攝入量不夠，出現軟弱無力、神智不清。鉀主要存在於水果、土豆皮、粗糧、奶製品中。

鈣

鈣不僅對牙齒和骨頭至關重要，還對神經傳導、維持免疫系統、幫助血液凝固、新陳代謝、肌肉收縮以及心臟細胞有著重要的幫助，甚至可以預防結腸癌。

如果體內的鈣不足，會出現心跳反常、肌肉疼痛、痙攣、麻木、痴呆、手腳僵硬等癥狀。牛奶和各種奶製品是鈣的主要來源，其次豆腐、海草、黃豆、蘿蔔綠葉中也含有豐富的鈣。只要沒有患過腎結石的人每天食用2500毫克鈣是安全的。

鎂

鎂是一種與鈣和鋅有親屬關係的金屬，它幫助你保持心跳平穩、血管正常以及肌肉收縮。鎂存在於粗糧、果仁、大豆以及深綠色蔬菜中。

二、微量元素

人體中還有許多加在一起總量還佔不到千分之一的微量元素，日需要量不到100毫克。人體中已檢出的微量元素已達70多種，被確認是維持機體生命活動必不可缺的，稱為必需微量元素，比較公認的有碘、鐵、銅、硒、鋅、氟、鉻、錳、鉬和鈷等10餘種。硒（Se）在人體中的含量雖然不過千萬分之一～千萬分之二，卻是生命活動中不可缺少的重要元素。1973年世界衛生組織宣布硒是動物生命中必需的微量元素。微量元素的數量雖然很少，但非常重要，它們與血液凝固、血壓調整、心跳等多項功能有關，此外，微量元素還與甲狀腺、體溫、腦功能有關。

鐵

鐵是血紅蛋白的組成部分，血紅蛋白是一種蛋白質，它可以把紅細胞的氧送往身體的各部分，很多人在自己的飲食中不能得到足夠的鐵，他們通常脾氣暴躁，似乎不能集中精力，很可能他們還有貧血症。肝臟、瘦肉、魚、大豆、粗糧、深綠色蔬菜等食物中含的鐵比較多。醫生都反對未經同意自行補鐵，因為太多的鐵可以引起便秘，增加患心臟病的危險。

鋅

人體內含鋅約2～3 g，遍佈於全身許多組織中。鋅可以幫助人體生產200種以上的酶，使你的皮膚更健康，同時人品味、嗅味、看東西都要它的幫助，還有一些資料認為，鋅還可以預防前列腺癌。缺乏鋅可引起生長發育遲緩，生殖器發育受損，食欲不振，性功能異常，味、嗅、視功能異常，皮膚粗糙，感染次數增加。牛肉、羊肉、牡蠣、蟹肉中含有豐富的鋅，如果你不吃肉，可以通過吃芹菜來補充。

銅

成人體內含銅量約100～150 mg，人體每日需要量約1.5～2.0mg。銅可以幫助人體形成新的紅細胞，通過血液系統儲存和運送鐵、幫助人們預防心臟病和癌症。如果體內缺乏銅，會變得臉色蒼白、血壓增高、體內葡萄糖失控、結締組織或骨骼疾病。牛肉、雞肝、蟹子、巧克力、葵花子、花生醬、牡蠣、大豆中的銅都比較多。

碘

人體中的碘大部分集中在甲狀腺中，成人每天需要補充0.15mg。碘能幫助甲狀腺調節人體的新陳代謝。吃魚、加碘鹽或一些海產品都可攝取足夠的碘。碘缺乏可引起慢性疲勞、皮膚乾燥、體重突增或甲狀腺腫大。碘同樣不能補太多，每天攝入2000毫克可引起中毒。

硒

硒廣泛分布於脂肪以外的所有組織中，人體每天需要補充50～200 mg。它是一種抗氧化劑，作用和維生素C、E及胡蘿蔔素類似，同時還可以增強人體的免疫系統。硒缺乏時引起肌肉萎縮、肌肉疼痛、心臟病。食物中以蘑菇、酵母、芹菜、粗糧、魚、動物內臟中的含量較高。硒並非越多越好，每天的攝入量超過5克就可引起口臭、噁心、嘔吐、指甲缺損等癥狀。

近20餘年來，人類在同心臟病、癌症、腦血管病等兇惡疾病的鬥爭中，發現很多過去病因不明的疾病，它們並不是由細菌、病毒、寄生蟲等引起，而是與環境中微量元素的異常有關。隨著現代醫學和分析技術的發展：對微量元素缺乏症的診斷、治療、預防已成為可能，並已引起世界各國的普遍重視。但在我國，進入人體的某些微量元素嚴重超標，已經到了令人髮指的地步。特別是最近曝光的合金鋼鍋錳元素嚴重超標以及老酸奶中使用工業明膠和毒膠囊事件，使我們惶恐不安。以下重點介紹兩種元素。

錳

錳廣泛分布於生物圈內，但是人體內含量甚微。成年人體內錳的總量約為200-400umol，分布在身體各種組織和體液中。骨、肝、胰、腎中錳濃度較高；腦、心、肺和肌肉中錳的濃度低於20nmol/g；全血和血清中的錳濃度分別為200nmol/L和20nmol/L。錳在線粒體中的濃度高於在細胞漿或其它細胞器中的濃度，所以線粒體多的組織錳濃度較高。在1913年已經知道錳是動物組織的成分之一，但從1931年才陸續在多種實驗動物中發現缺錳的表現，從而確認錳是動物的必需微量元素之一。

食物來源

　　穀類、堅果、葉菜類富含錳。茶葉內錳含量最豐富。精製的穀類、肉、魚、奶類中錳含量比較少。動物性食物雖然含量不高，但吸收和存留較高，仍不失錳的良好來源。

代謝吸收

　　全部小腸都能吸收錳。錳的吸收是一種迅速的可飽和過程，很可能是通過一種高親和性、低容量的主動運輸系統和一個不飽和的簡單擴散作用完成的。錳的吸收機制有可能包括兩個步驟，首先是從腸腔攝取，然後是跨過黏膜細胞輸送，兩個動力過程同時進行。在吸收過程中錳、鐵與鈷競爭相同的吸收部位，三者中任何一個數量高都會抑制另外兩個的吸收。錳幾乎完全經腸道排泄，僅有微量經尿排泄。吸收的錳經腸道的排泄非常快。

生理功能

　　錳在體內一部分作為金屬酶的組成成分，一部分作為酶的激活劑起作用。

生理需要

　　成年人的錳的適宜攝入量為3.5mg/d，最高可耐受攝入量為10mg/d。

過量表現

　　有人報告在肝功能受損、膽道不通暢或兼有兩者的病人中發現錳中毒，病人的腦MRI檢查呈明顯異常，中毒減輕後此種異常亦隨之改善。此外，關於口服毒性問題雖然還沒有肯定的結論，但已經有一些報告提示這一問題值得充分重視與研究。例如，有人曾發現神經系統功能障礙者腦中錳濃度高於正常；有暴力行為的人發現錳高於正常。

錳缺乏症

　　有人提出，錳缺乏可能是人類的一個潛在的營養問題。錳缺乏還可能與某些疾病有關。有人曾報告，在骨質疏鬆、糖尿病、動脈粥樣硬化、癲癇、創傷癒合不良的患者中存在膳食錳攝入少，血錳、組織錳低的問題。　

鉻

鉻，是一種毒性很大的重金屬元素，容易進入人體細胞，對肝、腎等內臟器官和DNA造成損傷，在人體內蓄積具有致癌性並可能誘發基因突變。按《中國藥典》規定，出廠應檢測鉻含量。

　　《中國藥典》規定，生產藥用膠囊所用的原料明膠至少應達到食用明膠標準。按照《食用明膠》行業標準，食用明膠應當使用動物的皮、骨等作為原料，嚴禁使用製革廠鞣製後的任何工業廢料。

　　鉻分3價鉻和6價鉻，其中6價鉻對人體危害極大。

　　六價鉻為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導致過敏；更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環境有持久危險性。但這些是六價鉻的特性，鉻金屬、三價或四價鉻並不具有這些毒性。

　　六價鉻是很容易被人體吸收的，它可通過消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體。通過呼吸空氣中含有不同濃度的鉻酸酐時有不同程度的沙啞、鼻粘膜萎縮，嚴重時還可使鼻中隔穿孔和支氣管擴張等。經消化道侵入時可引起嘔吐、腹疼。經皮膚侵入時會產生皮炎和濕疹。危害最大的是長期或短期接觸或吸入時有致癌危險。

　　六價鉻化合物在體內具有致癌作用，還會引起諸多的其他健康問題，如吸入某些較高濃度的六價鉻化合物會引起流鼻涕、打噴嚏、瘙癢、鼻出血、潰瘍和鼻中隔穿孔。短期大劑量的接觸，在接觸部位會產生不良後果，包括潰瘍、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。攝入超大劑量的鉻會導致腎臟和肝六價鉻髒的損傷、噁心、胃腸道刺激、胃潰瘍、痙攣甚至死亡。皮膚接觸會造成潰瘍或過敏反應(六價鉻是最易導致過敏的金屬之一，僅次於鎳)。據實驗研究表明，大劑量飼餵小鼠，六價鉻會對小鼠的繁殖產生影響，造成每窩仔鼠的數量減少和胎鼠體重下降。危害最大的是長期或短期接觸或吸入時有致癌危險。

　　皮革中殘留的六價鉻，可以通過皮膚、呼吸道吸收，引起胃道及肝、腎功能損害，還可能傷及眼部，出現視網膜出血、視神經萎縮等。

※問題解答

1、為什麼說微量元素在營養中的作用遠比維生素重要的多？

答：有足夠的證據說明，微量元素在營養中的作用遠比維生素重要得多，特別是對於正在處於生長發育時期的兒童營養價值更高。微量元素只能從外界攝入，不能在體內合成，因此他們的缺乏或過剩都與人體健康休戚相關，但微量元素的缺乏不直接危及生命。

當今世界，影響最廣、發生率最高的病症，可以說是微量元素缺乏症，只要略舉數例，便可窺見一斑。

缺鐵影響世界大片地區人的健康、生活和勞動能力。據18個國家的調查表明，40歲以下的婦女普遍缺鐵，缺鐵會引起貧血。中國營養性貧血（以缺鐵為主）的發病率也很高，例如北京市不足3歲的幼兒，貧血發病率在託兒所的佔34.9%，散居在家的佔35.7%。缺鐵不但造成貧血。還會影響人體中很多酶的活性、電子傳遞、氧化還原反應等，使人體代謝發生紊亂，出現一系列病變，並且容易疲勞，降低勞動能力和免疫機能，干擾生長和智力發展。

鋅是人體中約200種酶的組成成分，亦是許多酶的催化劑。缺鋅後各種含鋅酶的活性降低。DNA、RNA和蛋白質的合成減少，氨基酸的代謝紊亂。由於鋅與很多酶、核酸及蛋白質的合成密切相關，通過DNA和RNA聚合酶的作用，促進蛋白質的吸收和合成、細胞的分裂生長和再生。所以鋅對嬰幼兒和青少年的生長發育有重要的營養意義。如果缺鋅可發生缺鋅侏儒，補鋅可消除缺鋅侏儒。鋅通過乙醯氨基酸的媒介，增進食慾和消化機能，還通過唾液內含鋅蛋白味覺素作介質影響味覺和食慾。人和動物缺鋅後味覺和食慾減退，補鋅即可以改善。現已將食慾降低、偏食、異食癖等列為嬰幼兒缺鋅的早期表現。有人認為妊娠初期味覺、嗅覺異常也與缺鋅有關。缺鋅損害免疫功能、生殖功能等。動物實驗表明，缺鋅可使大鼠胚胎各個系統和器官產生畸形，DNA合成降低。

微量元素同其他元素一樣，受體內平衡機制的調節和控制。攝入量過低，會發生某種元素缺乏症；但攝入量過多，微量元素積聚在生物體內也會出現急、慢性中毒，甚至成為潛在的致癌物質。大量流行病學調查證實，環境中微量元素的含量，對腫瘤的發生和發展有重大影響。如土壤和水中缺錳，可能是芬蘭和中國某些地區癌症發病率高的原因；美國某些環境缺硒，可能是造成腸癌高發區的原因。

2、經研究發現，長期使用我國發明的鐵鍋炒菜做飯，可有效地減少缺鐵性貧血的發生，原因是_____________________；如果在炒菜時經常加入適量的食用醋，效果會更好，理由是________________________________。

答案：用鐵鍋炒菜做飯，會使少量單質鐵進入體內，與胃酸反應轉變成可被吸收的鐵

（Fe^2＋），在炒菜過程中，醋酸會與少量單質鐵反應，生成可被吸收的鐵。鐵是一種人體必需微量元素，體內的鐵元素都以含鐵化合物的形式存在，多為Fe^2＋，鐵可與酸反應生成便於人體吸收的化合態的鐵。

3、長期以來，鋁一直被認為是無毒元素，因而鋁製炊具、含鋁膨鬆劑、發酵粉、凈水劑等被大量使用。但近幾年來的研究表明，鋁可擾亂人體的代謝作用，造成長期緩慢的對人體健康的危害。在日常生活中，你認為應採取哪些策略防止鋁中毒？

答案：鋁毒的防治策略主要有：（1）有節制地使用鋁製品，避免食物或飲用水與鋁製品之間的長時間接觸。（2）改良不合理的飲食習慣，盡量減少鋁的入口途徑，如丟掉傳統油條膨鬆劑的使用，治療胃病的藥物盡量避免氫氧化鋁藥劑，改用胃動力藥物等。（3）引導人們合理開發和利用各種鋁資源，從根本上減少鋁的排放和流失。（4）利用現代科技手段設法消除或減小鋁毒危害，如改進水處理工藝，採用新型產品和高新技術等。

點撥：鋁在人體內是慢慢蓄積起來的，其毒性反應緩慢、且不易被察覺，然而，一旦發生代謝紊亂的毒性反應，則後果嚴重。因此，必須引起我們的重視。

4、水，越純越好嗎？

「礦泉水」「純凈水」「太空水」「蒸餾水」「磁化水」……這幾年，宣傳「××水」「××水」的廣告，從四面八方滾滾而來，以鋪天蓋地的聲勢，進入了千家萬戶。似乎中國的自來水已經不能喝了，將要「退位」，讓位給那些名目繁多的這種「水」、那種「水」。

然而，據報載，某兒童醫院收治了9名肌肉震顫、眼皮發抖的孩子，經過專家檢查，認為是大量飲用了某些「水」，引起缺鈣缺鉀所致。

所謂「純凈水」，就是將天然水經過若干道工序，進行處理、提純和凈化的水。正規生產純凈水的工廠是採用天然地熱礦泉水，再經過電滲析、離子交換、超級過濾、臭氧殺菌、氧處理，再經過自動化灌裝線，裝成瓶裝純凈水。這種純凈水，是徹底清除了原來地熱礦泉水中的各種離子。由此可見，純凈水在製作過程中，一方面去除了對人體有害的病菌、有機物和某些有毒元素，另一方面，也去除了對人體健康有益的微量元素和人體必需的礦物質。

人類並不是超自然的特殊生物。人類的健康，取決於從飲水或食物中攝取的營養物質。這些營養物質，是由許多化學元素構成的。例如：氧、氫、氮、鈣、磷、鈉、鉀等。它們在人體內的含量很大。這些元素不僅構成人體的各種細胞、組織和器官，而且還有許多特殊的生物學功能。

有些微量元素，如鋅、硒、氟等，在人體中雖然量微，但是，它們是維生素、激素、酶系統中不可缺少的組分，擔負著特定的生物學功能作用。飲水是人體從自然環境攝取鉀、鈣、鎂等無機元素的重要途徑。比如，鉀是細胞內的主要陽離子之一，它對維持細胞的正常結構和功能，起著重要的作用。缺鉀能引起心肌壞死。

再說鈣，鈣也是人體中不可缺少的一種元素。骨骼中的主要成分是鈣，血液中也含有一定的鈣離子。如果沒有這些鈣離子，皮膚劃破了，血液就不容易凝固。鈣還能抑制鉛、鎘等有害元素的吸收。嬰兒在生長發育過程中，骨骼不斷長大，需要充足的鈣。人體鈣過少的時候，心肌軟弱無力，收縮不完全，而骨骼肌興奮性增強，引起肌肉抽搐症、佝僂病和骨質軟化。

據資料報告，我國有1/3的兒童缺鋅。兒童缺鋅會造成智力低下，學習能力下降。懷孕的母親缺鋅，可以引起胎兒先天畸形。缺鋅也會影響人的腦、心、胰、甲狀腺的正常發育。國外的研究表明，人體缺鋅會引起許多疾病，如侏儒症、糖尿病、高血壓、生殖器官和第二性徵發育不全、男性不育等。當然，人體攝入過量的鋅，也有不利的影響。

人體缺硒，可以引起心臟病、高血壓、克山病等，硒還有減少胃癌、腸癌、肝癌的發病作用。

鎂是人體另外一種必需元素。鎂離子是人體細胞中主要的陽離子之一，鎂也是很多酶系統反應中的重要元素。缺鎂可能造成心肌和骨骼肌的局部壞死與炎症。在飲用水中缺乏鎂的地區，癌症的發病率往往比較高。

所以，經常飲用純凈水，人體所需要的鉀、鈣、鎂等無機元素沒有了，人體所需要的鋅、硒、氟等多種微量元素也沒有了。而且純凈水，溶解能力極強，能溶解體內已有的微量元素，隨著汗水和尿液排出體外，加劇了微量元素的流失，體內微量元素入不敷出。時間一長，必然會造成人體的營養失衡。尤其是嬰幼兒和青少年，正處在智力發育階段，加上他們好動，損耗的無機鹽和礦物質又多，經常喝純凈水，會給他們的健康成長帶來不利的影響。

在低氟飲水地區，因氟不足，常出現齲齒。人體需要的氟，主要來源於飲水。當飲水含氟量每升少於0.5毫克的時候，齲齒患病率高達70%～90%；當飲水含氟量每升為0.5～1.0毫克時，齲齒患病率為40%；當飲水含氟量為1.5毫克時，齲齒患病率為10%以下。

總之，人類與所處的水文地球化學環境基本上是適應的。水是自然環境中最活躍的物質。天然水的物理性質和化學成分，是環境中的氣候、地形地貌、水文、地質、土壤、植被等多種因素的綜合反映。飲水是人體從自然環境中攝取無機礦物質和微量元素的重要途徑。

真正優質的礦泉水，是人類飲水的理想選擇。長期飲用純凈水、「太空水」、蒸餾水，會造成體內有用物質的損失，對身體是無益的。飲用純凈水越多，齲齒的發病率就越高，正好能說明這個問題。

推薦閱讀：