微量元素對人體健康的研究

摘要：微量元素與人體健康和疾病的關系十分密切。微量元素在保護人類健康和防病治病方面起著舉足輕重的作用，正確理解微量元素的生理功能，樹立科學的平衡營養觀，是引導人們自覺地實現多樣化膳食、促進健康長壽的關鍵。

關鍵詞：微量元素；生理功能；人體健康

人體是由化學元素組成的。元素是構成人體的最基本單元， 科學研究證明：地殼、海水中的元素豐度決定了人體元素豐度，環境元素分布的不平衡是人類患地方病的根本原因。人類屬于異養型生物，是通過食物鏈從環境中攝取營養元素。化學元素在人體內分布是有規律的，每時每刻都在做有序運動[1]。

1 人體中化學元素

在自然界存在的92種化學元素中，目前在人體已檢出81種。根據元素在人體中的含量不同， 又分為宏量元素（常量元素） 和微量元素（痕量元素）。某種元素含量超過體重0.05% 以上者稱為宏量元素， 它們構成人體總重量的99.96%。有11種，其中氧、碳、氫、氮、硫、磷占人體總重量的98.03%。某種元素顯示出生物功能， 其含量小于人類機體質量0.001%的元素稱為微量元素， 這類元素的總和僅占人體質量的0.05% 左右[2]。

2 微量元素分類

2.1必需微量元素 必需微量元素是維持人體正常機能所必需的元素， 缺乏該元素時，會引起代謝紊亂，導致生理功能異常，人就無法生存或不能保持健康狀態。世界衛生組織確認的人體必需的14 種微量元素為：鋅（Zn）、銅（Cu）、鐵（Fe）、硒（Se）、鉻（Cr）、鈷（Co）、錳（Mn）、鉬（Mo）、鎳（Ni）、鍶（Sr）、錫（Sn）、釩（V）、碘（I）、氟（F）[3]。

2.2非必需微量元素 非必需微量元素是指目前生理功能尚未確定或在機體中可有可無的元素， 它們對人體無明顯特異作用， 這類元素很多。對非必需微量元素而言， 不存在缺乏時的生物效應問題， 應注意其過量時的毒害作用， 在一定含量時， 生物是可能耐受的， 但稍過量， 其毒性即增加，最終導致死亡。不同元素存在不同閾限， 超此閾限表現出毒性效應。有時也稱有益微量元素或惰性微量元素。主要有鋁（Al）、銣（Rb）、鋯（Zr）、鋇（Ba）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、硅（Si）等[3]。

2.3有害微量元素 有害微量元素，也稱毒性微量元素，是指侵入人體后難以排出， 則為害更烈， 有礙人體的正常代謝， 影響機體正常功能， 主要是汞（Hg）、鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）、鈹（Be）、銻（Sb）、鉍（Bi） 等一類毒性很強的元素[3]。

3 微量元素的生物效應

在有益和有害元素之間常常沒有明顯的界限， 許多元素在適當的濃度范圍內是有益的， 超過某一臨界濃度就是有害的， 微量元素在生物體內的濃度范圍， 明顯地影響著它對生物體是\"必需\"的， 還是\"有害\"的性質。人體中的必需微量元素也有一個安全和適宜攝入的范圍（量），在此范圍以外，都會對機體產生不利影響。即攝入不足會出現缺乏癥狀，攝入過多又會出現中毒反應。不同元素的安全適宜范圍是不同的，如硒的最佳攝入范圍50～200μg/dl，而氟的最佳攝入范圍為2～10mg/dl[4]。

4 微量元素的相互作用

體內各微量元素之間能相互影響， 發生拮抗作用或協同的生物學作用。微量元素的\"拮抗作用\"， 是指體內一種微量元素抑制另一種微量元素的正常生理功能的現象， 或者說是指一微量元素的生理功能對另一種微量元素的抵消；\"協同作用\"是指各元素相配合的作用。如鎘和鋅有顯著的拮抗作用， 鎘能減少鋅的吸收， 干擾某些鋅的酶系統， 鋅能拮抗鎘的毒性， 減輕鎘對人體的毒害作用；鎘與鐵也有相互拮抗作用； 鉬能阻礙銅的吸收， 銅能對抗鉬的毒性； 硒能拮抗鎘、汞、砷的毒性， 砷能減弱硒的毒性。而鈷能增強硒的毒性； 鐵和錳既能相互干擾在消化道的吸收過程， 又能協同生血效果； 錳能促進鈣的利用， 銅能加速鐵的吸收和利用； 鐵、銅、錳、鈷有生血協同作用； 氟能促進腸道對鐵的吸收， 有利防治缺鐵性貧血。可見微量元素之間的作用是相當復雜的， 又是相當重要的。因此，研究微量元素對健康的影響， 不僅要注意單個元素的作用， 同時要研究各元素之間的相互關系。有時研究單一微量元素會得出錯誤的結論， 故要研究某元素的\"微量元素譜\"。目前， 微量元素用于治療還不多的重要原因之一， 就是人們至今還沒掌握元素之間的\"拮抗作用\"， 一旦\"拮抗作用\"之謎被揭開， 微量元素在臨床治療上的應用便會有更大的\"飛躍\"[5]。

5 微量元素的生理功能

5.1運載作用 微量元素在體內有運輸宏量元素和傳遞電子的作用， 如血紅蛋白中的鐵（Fe2+） ，能將氧氣從肺部輸送到各組織細胞，再將細胞代謝產物CO2運送到肺部排出；某些含鐵蛋白質（如細胞色素C 等） ， 在生物體內復雜的氧化還原中有傳遞電子的功能。硒構成谷胱甘肽過氧化物酶和煙酸羥化酶等的成分， 是一種與電子傳遞有關的細胞色素成分[6-7]。

5.2微量元素是酶的活性因素和激活劑 酶是一切生命現象及生化反應的基礎， 絕大多數生化催化反應離不開酶，而微量元素是許多酶的組成部分和激活劑[8]。據研究， 人體內千余種酶的50%以上有微量元素參與或激活， 離開微量元素， 許多酶就無法形成或失去發揮生理功能的作用， 如Zn、Mo、Co、Mn、Se 等微量元素， 多以金屬酶的形式存在， 參與物質代謝， 催化體內氧化還原反應的進行[9]。

5.3微量元素是某些激素和維生素的組成部分 激素和維生素能調節人體重要的生理功能， 只需極小的濃度就起作用， 如甲狀腺素中含有I， 維生素B12中含有Co。當體內缺少I和Co時， 就難以合成這些激素和維生素， 從而引起代謝紊亂。又如Cr能增強體內胰島素的作用， Zn能促進性激素的功能[10]。

5.4遺傳方面 核酸內含有V、Mn、Zn、Co、Cr等離子，它們在維護核酸的立體結構和維持核酸代謝等方面起著重要作用， 而核酸又是遺傳信息的攜帶者， 故一些微量元素對遺傳也有一定的影響[10]。有學者通過對9種遺傳缺陷疾病與微量元素代謝關系的分析表明，微量元素代謝的整個過程的每個環節上都同遺傳因素息息相關[11-12]。

5.5免疫作用 人體免疫反應受多種因素的影響，微量元素就是其中之一。某些適量的微量元素， 能促進機體的免疫功能，而含量過高或過低，又能減弱抑制免疫功能， 如適量的Zn、Se等微量元素， 能增強細胞免疫，提高抗病能力， 對機體免疫系統、防御機能和抗體形成都有一定的作用[13]。

6 維護元素平衡，保護人體健康

造成微量元素失衡的主要原因有兩種：\"先天不足\"及\"后天失衡\"[14]。所謂\"先天不足\"是指由于天然水文地質因素（或環境污染） 造成的某一地方\"先天\"的某一種或幾種元素過多或缺乏。例如：我國東北、西北、西南的廣大地區缺硒，新疆伽獅縣缺鉀，河南林縣缺鉬，廣東珠江三角洲缺錳，廣東四會市高鎳，貴州地區高氟等。 \"后天失調\"也是微量元素缺乏癥的一個重要原因，是人們食不厭精造成的惡果。本來天然的食物庫里，人類賴以生存的食物應有盡有，形成了一條巨大的微量元素食物鏈。當人們把食物加工得精而又精，細而又細，那么食物鏈中最重要的一環被破壞了，不平衡了，失調了。

綜上所述，人體必需的微量元素雖在人體內存量很少，卻是構造人體內某些酶系統、活性蛋白、維生素和激素的不可缺少的重要成份，對維持機體正常代謝有著重要的作用[15]。正確理解微量元素與人體健康的關系，自覺樹立科學的營養平衡觀，及時調節和維護元素平衡是實現健康長壽的關鍵。良好的飲食習慣是維持正常微量元素水平的基礎，對人體的健康有著極其重要的意義。當然，微量元素的種類和數量仍然是一個未能最后解決的問題，微量元素與人體健康的關系問題也是一個尚待解決的復雜課題，人們對微量元素的認識還在發展。

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編輯/哈濤