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1、第五节 常量元素 人体的元素除C、H、O、N以有机形式存在外，其余统称矿物质。分为常量元素和微量元素,常量元素：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。每日膳食需要量在100mg以上。,矿物质的特点: 矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取 矿物质在体内分布极不均匀 矿物质相互之间存在协同或拮抗作用,矿物质缺乏的主要因素 : 地球环境中各种元素的分布不平衡 食物中含有天然存在的矿物质拮抗物 食物加工过程中造成矿物质的损失 摄入量不足或不良饮食习惯 生理上有特殊营养需求的人群,一、钙（calcium，Ca） 出生时体内含钙总量约为28g，成年时达 850-1200g（约为体重的1.5-2.0%）;
2、分布极不均匀; 是含量最多的无机元素.,99%以羟磷灰石结晶3Ca3(PO4)(OH)2形式集中在骨骼、牙齿，是钙的储存库。其中少数为无定形钙，此部分在婴儿期占较大比例，以后随年龄增长而逐渐减少;,其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与Pro结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液、血液等组织中组成混溶钙池（miscible calcium pool），与骨骼钙维持着动态平衡，是维持细胞正常生理状态所必需.,钙、磷在体内分布广泛、功能重要,钙既是骨的主要成分又具有重要的调节作用,骨钙占体内总钙99%，以羟基磷灰石 (hydroxyapatite)的形式存在,血清钙(911mg/dl)，占总钙0
3、.1%,其他钙占总钙1%,胞液钙作为第二信使在信号转导中发挥许多重要的生理作用。肌肉中的钙可启动骨骼肌和心肌细胞的收缩。,血钙的正常水平对于维持骨骼内骨盐的含量、血液凝固过程和神经肌肉的兴奋性具有重要的作用。,1、钙(calcium)的生理功能：,1、构成骨骼和牙齿的成分（ 99%Ca在此） 2、降低神经细胞的兴奋性 偏头疼、儿童多动症注意力不集中大多由于缺钙，引起神经细胞兴奋而致。 3、参与神经肌肉的应激过程 Ca促进神经介质的释放，调节激素分泌,维持神经冲动的传导、心脏的跳动、镇静安神。 缺钙时： 神经肌肉兴奋性增高，导致抽搐、婴儿手足抽搐症、喉痉挛、失眠、乏力、食欲不振、夜啼、烦躁、多汗
4、免疫力低下等 4、参与血液凝固 女性经期，出血多、时间长，补钙会有很大缓解,5、促进体内酶的活动性，细胞的分泌。 6、参与肌肉的收缩 肌肉要收缩快且有力，必须有钙。缺钙会导致肌肉酸疼、手脚抽筋，腰酸背疼、四肢无力等症状。 7、降低和调节毛细血管的通透性 8、调节激素分泌 维持体液体酸碱平衡 调节细胞正常生理功能等。,磷是体内许多重要生物分子的组成成分,成人血浆中无机磷的含量约为1.11.3mmol/L （3.54.0mg/dl）。,血液Ca P = 35 40,钙和磷的代谢与骨的代谢密切相关,钙和磷的吸收与排泄的影响因素颇多,主要来源: 牛奶、豆类和叶类蔬菜 主要吸收部位:十二指肠和空肠上段,
5、小肠对钙的重吸收,影响钙吸收因素:,酸性食物均有利于钙的吸收。 碱性磷酸盐、草酸盐和植酸盐不利于钙的吸收。 钙的吸收随年龄的增长而下降。 维生素D能促进钙和磷的吸收。,正常成人肾小球每日滤过约9g游离钙。 （1）肾小管对钙的重吸收量与血钙浓度相关。 血钙浓度降低可增加肾小管对钙的重吸收率，而血钙高时吸收率下降。 （2）肾对钙的重吸收受甲状旁腺激素的严格调控。,肾对钙的重吸收,钙(Ca)的食物来源与吸收,钙食物来源：钙的含量 常见食物中钙的食物 P40表5 中国居民膳食钙的推荐摄入量和可耐受最高摄入量 P39表4,钙在体内的代谢概况,吸收与代谢 食物钙吸收、影响因素* 钙的吸收: 主要在小肠上端
6、 主动转运吸收为主 影响钙吸收的主要因素 : 草酸、植酸、磷酸、膳食纤维、 脂肪酸、碱性药物,促进肠内钙吸收的因素 维生素D、某些氨基酸、乳糖、等 草酸* 主要存在于一些蔬菜和水果中，可与钙、铁等形成不被人体分解的螯合物; 可用在开水中汆（cuan）的方法去除部分或大部分. 发芽、发酵可破坏植酸; 酸浸也可去除部分.,钙和磷代谢受三种激素的调节,主要调节激素：维生素D、甲状旁腺激素和降钙素 主要调节靶器官：小肠、肾和骨,维生素D促进小肠钙的吸收和骨盐沉积,（1）1,25-(OH)2D3与小肠黏膜细胞特异的胞浆受体结合，进入细胞核，刺激钙结合蛋白的生成，促进小肠对钙的吸收，磷的吸收也随之增加。
7、（2）1,25-(OH)2D3可促进骨盐沉积，刺激成骨细胞分泌胶原，促进骨基质的成熟，有利于成骨。,甲状旁腺激素具有升高血钙和降低血磷的作用,（1）PTH刺激破骨细胞的活化，促进骨盐溶解，使血钙与血磷增高。 （2）PTH促进肾小管对钙的重吸收，抑制对磷的重吸收。 （3）PTH还可刺激肾合成1,25-(OH)2D3，间接地促进小肠对钙、磷的吸收。,PTH的总体作用是使血钙升高。,降钙素是唯一降低血钙浓度的激素,降钙素(calcitonin，CT)是甲状腺C细胞合成的由32个氨基酸残基组成的多肽，其作用靶器官为骨和肾。 （1）CT抑制破骨细胞、激活成骨细胞，促进骨盐沉积，降低血钙与血磷。 （2）C
8、T抑制肾小管对钙、磷的重吸收。,CT的总体作用是降低血钙与血磷。,钙、磷代谢的调节,维生素D缺乏：儿童佝偻病(rickets) 成人骨软化症(osteomalacia) 中、老年人骨质疏松(osteoporosis) 甲旁亢与维生素D中毒：高血钙症(hypercalcemia) 尿路结石,二、镁,人体镁含量约25克 60%65%储存在骨及牙齿 27%分布在软组织。 1、生理功能 影响钾及钙离子的转运； 调控信号传递； 参与能量代谢；,参与蛋白质和核酸的合成； 维持物质结构和功能； 激活或抑制酶活性； 调控细胞增殖、细胞分化； 维持基因组稳定； 氧化应激及肿瘤的发生等。,摄入过量会出现： 恶心、
9、胃肠痉挛等 过多还会出现嗜睡、肌无力、减反射弱肌麻痹；甚至出现心脏传导阻滞或心搏停止。 2、膳食摄入量 我国营养学会推荐： 成人适宜摄入量为 350mg/d 我国居民镁适宜摄入量和可耐受最高摄入量 P41表6,3、膳食来源,叶绿素是镁卟啉的螯合物 广泛存在于各种绿色食物。 粗粮、干豆、坚果含量也比较丰富。 富含镁的常见食物 P41表7 镁的吸收:主要在空肠和回肠 被动扩散和主动吸收共存,三、钾(K+),人体主要的阳离子,成人含量50mmol/kg 主要存在于细胞内 成人血钾浓度为3.55.3mmol/L 1.钾的功能 维持细胞内的渗透压 维持神经肌肉的兴奋性和功能 维持心肌的正常功能,参与细胞
10、的新陈代谢和酶促反应 降低血压 通过提高钠钾泵的功能，改善水钠潴留实现。 2.膳食参考摄入量 我国营养协会推荐成人摄入量为2000mg/d,3.食物来源 食物中分布广泛 肉类、家禽、水果、蔬菜含量都很丰富 钾的排泄特点： 多吃多排，少吃少排，不吃也排。 所以一定要补充钾,四、钠（Na）,是细胞外液中的主要阳离子 成人体内钠的含量为：32004170mg 钠离子是机体功能必不可少的常量元素,1、钠的生理功能 调节体内水分和渗透压 维持酸碱平衡 驱动钠泵的运转 维持血压 通过调节细胞外血容量实现的,2、钠的膳食参考摄入量,我国营养学会推荐的摄入量为： 2200mg/d 中国居民钠的膳食适宜摄入量（
11、Al） P43表8,3、钠的食物来源,主要通过食盐摄入 钠的代谢特点： 多吃多排，少吃少排，不吃不排。,第六章 微量元素,人体中每人每天的需要量在100以下的元素。 人体的必需微量元素： 铁、碘、铜、锌、锰、硒、氟、钼、钴、铬等10种。 生理功用： 与蛋白质和其它有机基团结合，构成酶激素、维生素等生物大分子，发挥重要生理生化功能。,一、铁（Fe）,铁卟啉化合物：75% 非铁卟啉类含铁化合物：25% （如含铁的黄素蛋白、铁硫蛋白、运铁蛋白等）。,体内铁主要存在于含铁卟啉和非铁卟啉的蛋白质中,正常成人全身含铁约3克多 1、生理功能 血红蛋白的重要组成部分在气体运输中发挥重要功能。 肌红蛋白的组成成
12、分，在肌肉中转运和储存氧。 细胞色素的组成成分，组成呼吸链参与组织呼吸和能量代谢。 参与一些含铁酶的催化功能。,促进胡萝卜素转化为维生素A，嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、脂类的转运、药物在肝中的解毒、增加中性白细胞、增强吞噬细胞的吞噬功能、增强机体的抗感染能力等。,2、膳食参考摄入量,中国居民膳食铁参考摄入量（DRIs） AI值： 成年男性： 15mg 成年女性： 20mg 孕中期： 25mg 孕后期： 35mg 乳母： 25mg,3、食物来源,食物铁有两种形式： 非血红素铁主要存在植物性食物，被胃酸还原成亚铁吸收。 食物中草酸盐、磷酸盐、鞣酸和膳食纤维干扰其吸收。1%5%被吸收。 血红素铁存
13、在动物性食物，吸收率可达20%以上，不受膳食其他成分的影响。,铁是体内含量最多的微量元素,铁卟啉化合物：75% 非铁卟啉类含铁化合物：25% （如含铁的黄素蛋白、铁硫蛋白、运铁蛋白等）。,体内铁主要存在于含铁卟啉和非铁卟啉的蛋白质中,运铁蛋白和铁蛋白分别是铁的运输和储存形式,铁(Fe3+)在血液中与运铁蛋白(transferrin)结合而运输。 多余的铁以铁蛋白的形式主要储存于肝、脾、骨髓、小肠黏膜、胰等器官。 体内铁的唯一排泄途径：细胞内有铁蛋白铁随着小肠黏膜上皮细胞脱落而排泄于肠腔。,铁的缺乏与中毒均可引起严重的疾病,铁的缺乏：小细胞低血色性贫血,铁摄入过剩：血色素沉着症(hemochro
14、matosis),铁储备充足是吸收率低，反之亦然。 铁的食物来源非常丰富，正常进食一般不会缺乏 常见食物和铁情况 P46上部内容,二、碘,成人碘的总量为： 30mg，70%80%存在于甲状腺。 1、碘的生理功能 促进生物氧化 甲状腺素能促进三羧酸循环的速度，协调氧化磷酸化的偶联，调节能量转换。 调节蛋白质的合成与分解,蛋白质摄入不足时，甲状腺素促进蛋白质合成 蛋白质摄入充足时，甲状腺素促进蛋白的分解 促进糖和脂肪代谢 甲状腺素促进糖的吸收，促进脂肪和糖原的分解氧化，调节血清胆固醇和磷脂浓度。,调节水盐代谢 甲状腺素可促进组织中水盐进入血液并从肾排出，缺乏可使组织水盐潴留，发生黏液性水肿。 促进
15、维生素的吸收利用 促进烟酸的吸收利用，促进胡萝卜素转化成维生素A，促进维生素B2合成FAD,增强酶的活性 可活化100多种酶，例如：细胞色素酶系，琥珀酸脱氢酶，碱性磷酸酶等调节物质代谢。 促进生长发育 甲状腺素促进骨骼发育和蛋白质的合成，维护中枢神经系统的正常结构。,功能：主要参与甲状腺激素的合成，也具有抗氧化作用； 缺乏症: 地方性甲状腺肿，严重可致发育停滞、痴呆，如胎儿期缺碘可致呆小病； 中毒：高碘性甲状腺肿，表现为甲状腺功能亢进及一些中毒症状。,碘是甲状腺激素的组成成分,成人体内含碘(iodine)30mg50mg，其中约30%集中在甲状腺内，用于合成甲状腺激素。60%80%以非激素的形
16、式分散于甲状腺外。,增强酶的活性 可活化100多种酶，例如：细胞色素酶系，琥珀酸脱氢酶，碱性磷酸酶等调节物质代谢。,2、参考膳食摄入,中国营养学会推荐成人的摄入量为： 150ug/d 可最高耐受量1000ug/d 中国居民膳食碘参考摄入量（DRIs） P47表9,3、碘的食物来源,人体碘80%90%来自食物，10%20%通过饮水获得，5%来自空气。 碘主要来自海产品：海带、紫菜、海蜇、带鱼等。 可通过食盐摄入,三、锌,血锌水平：0.10.15mmol/L 运输形式：清蛋白或运铁蛋白结合而运输 储存形式：与金属硫蛋白(metallothionein)结合 排泄方式：主要经粪排泄，其次为尿、汗、乳
17、汁,锌(zinc)在人体内的含量仅次于铁，约为1.52.5g。成人每日需锌1520mg。,眼、毛发、骨骼、男性生殖器官含量最高，其余分布在其他组织器官。 1、生理功能 是100多种酶的组成成分，参与体内多种物质代谢。 是DNA聚合酶的成分，参与DNA复制、转录和蛋白质的合成。缺乏可致侏儒症、损伤组织与和困难、胎儿发育不良等,参加唾液蛋白构成，缺乏可知味觉迟钝、 食欲减退。 参与维生素A还原酶和维生素蛋白的合成 促进性器官的发育和保持正常功能 缺乏可致性成熟迟缓，性器官发育不 良，性功能降低，精子数减少，月经不调等。 保护皮肤健康 锌缺乏时皮肤粗糙，干燥，上皮角化，伤口愈合缓慢，易受感染。,维护
18、免疫功能 锌缺乏可致免疫细胞增值减少，胸腺活力降低。主要影响DNA聚合酶所致。 清除体内胆固醇，防治动脉硬化；抑制癌症的发生。 功能：含锌金属酶的组成成分、锌指蛋白中锌指模体的成分。 缺乏症： 皮肤炎、伤口愈合缓慢、脱发、神经精神障碍，儿童发育不良、睾凡萎缩等。,2、膳食摄入参考量,中国营养学会推荐 男15.5mg 女11.5mg 3、食物来源 富含锌的食物主要有：肝脏、贝壳类鱼、奶酪、坚果、蛋和豆类等。 锌主要在被主动小肠吸收，进入血液与白蛋白和-球蛋白结合运输到各组织器官。 主要通过大便排泄，少量与氨基酸结合经肾排泄。,四、硒,以硒半胱氨酸形式参与多种重要硒蛋白的组成 运输形式：与和球蛋白
19、结合，小部分与VLDL结合而运输。 排泄方式：主要随尿及汗液排泄。,人体含硒(selenium)约为14mg21mg。成人日需要量在30 g 50g。,1、生理功能 抗氧化剂作用 谷胱甘肽过氧化物酶是重要的含硒抗氧化蛋白，降低细胞内H2O2的含量，保护细胞膜，并加强维生素E的抗氧化作用。 硒蛋白P是血浆中的主要硒蛋白，可表达于各种组织，既是硒的转运蛋白，也是内皮系统的抗氧化剂。 硫氧还蛋白还原酶参与调节细胞内氧化还原过程，参与DNA合成的修复机制。,增强免疫力 有机硒能清除自由基，排出体内激素，抗氧化抑制过氧化脂质的产生，防止血凝块，清除胆固醇，增强人体免疫功能。 防止糖尿病 硒是构成GSH过
20、氧化物酶的成分，防止胰岛B-细胞氧化破坏，使其功能正常，促进糖的分解代谢，降低血糖，防止糖尿病。 防止白内障 硒保护视网膜，增强玻璃体的光洁度，提高视力，防止白内障。,防止心脑血管疾病 维持心脏正常功能，保护心肌。 硒降低， 清除自由基功能减退，血管受损壁变厚，弹性降低，血压升高，导致心脑血管疾病的发生。 防止克山病、大关节病、关节炎 缺硒是上述疾病的主要病因，补硒防止骨髓病变，促进修复，有很好的预防和治疗上述疾病的作用。,解毒、排毒 硒与重金属的结合力很强，可对抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。可与汞、锡、铊、铅等重金属结合，形成金属硒蛋白复合物而解毒、排毒。 防治肝病，保护肝脏 补硒可有效
21、地预防肝癌的发生，使肝癌发病率下降。 硒还参与辅酶Q和辅酶A的合成。,2、膳食参考摄入量,中国营养学会推荐硒的膳食摄入量为： 18岁以上 50ug/d 最高耐受量400ug/d 3、食物来源 海洋食物、动物肝肾及肉类 大蒜、洋葱、黄芪,五、铜,运输形式：60%的铜与铜蓝蛋白(ceruloplasmin) 紧密结合，其余的与清蛋白疏松结合或与组氨酸形成复合物。 排泄方式：主要随胆汁排泄,是体内多种含铜酶的辅基 成人体内铜(copper)的含量约为 80110mg， 肌肉中约占50%，10%存在于肝。,缺乏症：小细胞低色素性贫血、白细胞减少、出血性血管改变、骨脱盐、高胆固醇血症和神经疾患。 中毒：
22、蓝绿粪便、唾液，以及行动障碍。,体内多种酶的辅基，含铜的酶多以氧分子或氧的衍生物为底物。 增强血管生成素(angiogenin)对内皮细胞的亲和力、增加血管内皮生长因子(VEGF)和相关细胞因子的表达与分泌，促进血管生成 。,1、生理功能 含铜酶和铜结合蛋白的成分 维持正常的造血功能 铜参与铁代谢和红细胞的生成 促进结缔组织的形成 维护神经系统的健康 促进黑色素形成、维护毛发结构 保护细胞免受超氧离子的损害 SOD、铜蓝蛋白、铜硫蛋白都含有铜,2、膳食参考摄入量,中国营养学会2000年制定的不同年龄人群铜的适宜摄入量（AI） 成年人2mg/d 可耐受最高摄入量成年人8mg/d 3、食物来源 食
23、物来源广泛：贝类海产品、谷类、豆类、动物内脏含量较高。,六、钴,1、生理功用 维生素B12的组分，以维生素B12的形式起作用 人体对钴的最小需要量为1g，主要从尿中排泄，人体排钴能力强，很少有钴蓄积的现象发生。 钴主要以B12的形式发挥作用，钴缺乏可致B12缺乏，而B12缺乏可引起巨幼红细胞性贫血等疾病。,2、食物参考摄入量,目前没有钴缺乏病例 食入过量可致中毒 一般每日进食量 60mg/d 3、食物来源 含钴较高的食物有：甜菜、卷心菜、洋葱、萝卜、荞麦和谷类、蘑菇,七、铬,与胰岛素的作用关系密切 铬作为铬调素的组成成分，增强胰岛素的生物学效应。 铬缺乏的主要表现在胰岛素的有效性降低，造成葡萄
24、糖耐量受损，血清胆固醇和血糖上升。,八、氟 与骨、牙的形成与钙磷代谢密切相关,成人体内含氟(fluorine)约2g6g，其中90%分布于骨、牙中，少量存在于指甲、毛发及神经肌肉中。,血中水平：20mol/L 运输形式：与球蛋白结合，小部分以氟化物形式运输。 排泄方式：尿,功能：氟与骨、牙的形成及钙磷代谢密切相关。氟可被羟基磷灰石吸附，生成氟磷灰石，从而加强对龋牙的抵抗作用。 缺乏症:骨质疏松，易发生骨折；牙釉质受损易碎。 中毒：骨脱钙和白内障，并可影响肾上腺、生殖腺等多种器官的功能。,九、锰 是多种酶的组成成分和激活剂,运输形式：大部分与血浆中-球蛋白和清蛋白结合而运输，少量与运铁蛋白结合。
25、 储存部位：骨、肝、胰和肾 排泄方式：主要经胆汁，少量随胰液排出，尿中排泄很少。,人体内含锰(manganese)约1220mg。成人每日需25mg。,缺乏症：生长发育受到影响 。 中毒：抑制呼吸链中复合物和ATP酶的活性，造成氧自由基的过量产生；干扰多巴胺的代谢，导致精神病和帕金森神经功能障碍（锰疯狂）。,1）多种酶的组成成分和激活剂 2）体内正常免疫功能、血糖与细胞能量调节、生殖、消化、骨骼生长、抗自由基等均需要锰。,功能：,十、钼,成人体内总量9mg，肝肾中含量最高 1、生理功能 作为三种钼金属酶的辅基 钼酶 催化一些羟化反应 黄嘌呤氧化酶 I 尿酸 醛氧化酶 催化嘌呤嘧啶等氧化解毒 保护肾上腺皮质激素受体,2、膳食参考量,成人摄入量60ug/d, 最高耐受摄入量350ug/d 3、食物来源 动物肝肾 谷类、奶制品、豆类都是良好的来源,