走進人體元素周期表

朱英潔

“一方水土養一方人”的化學體現

化學元素是具有相同核電荷數（核內質子數）的一類原子的總稱。根據含量不同，人體中的化學元素可分為大量元素（含量＞0.01%）和微量元素（含量＜0.01%）。其中，氧（O，65%）、碳（C，18%）、氫（H，10%）、氮（N，3%）、鈣（Ca，1.5%）、磷（P，1%）、鉀（K，0.35%）、硫（S，0.25%）、鈉（Na，0.15%）、氯（Cl，0.15%）、鎂（Mg，0.05%）這11種元素組成了大量元素，其余為微量元素。

碘（I）、鋅（Zn）、硒（Se）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、鈷（Co）及鐵（Fe）等8種微量元素是人體必需的，它們參與了人體的生命活動，保障了人體的正常運行，含量過多或過少都將影響身體健康。

研究表明，同一種化學元素在人體中不同部位的含量是不同的。例如鐵（Fe）主要分布在血液中，碘（I）主要分布在甲狀腺。此外，同一種化學元素在人體中的含量會隨年齡增長發生變化，例如鈣（Ca）、鐵（Fe）、鋅（Zn）和銅（Cu）的含量在逐漸減少。

“一方水土養一方人”，由于土壤、地質、氣候、水文等條件不同，食物和環境中的化學元素具有明顯差異，因此不同地區的人，體內化學元素含量也不同。

鉀（K）、鈉（Na）、氯（Cl）是人體內重要的電解質。其中，鉀主要存在于細胞內液中，鈉則存在于細胞外液中，而氯在細胞內、外體液中都存在。這3種元素共同參與調節，能使體液維持接近中性，而且決定了組織中水分的多少。同時，它們對于內分泌也非常重要，氯用于形成胃酸，鉀有助于神經系統傳達信息，而且鉀可激活多種酶，對肌肉的收縮非常重要。

人體大量元素和必需的微量元素示意圖

人體中化學元素含量的餅狀圖

小元素 大作用

氧（O）、碳（C）、氮（N）、氫（H）、硫（S）和磷（P）是構成人體中蛋白質、脂肪、糖類等物質最基本的化學元素。例如，碳是生物大分子的基本骨架，每一個單體（如氨基酸）都以若干相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，再由許多單體構成多聚體（如蛋白質）。蛋白質、核酸、多糖（如淀粉）等都屬于生物大分子。而脂肪雖然不屬于生物大分子，但它的基本骨架也是碳鏈。

知識鏈接? 體液=細胞外液+細胞內液

細胞外液是指人體內存在于細胞外的體液。主要包括組織液（組織間隙液的簡稱）、血漿（血液的液體部分）和淋巴液、腦脊液等，占體液總量的1/3。人體內的細胞外液構成了體內細胞生活的液體環境，這個液體環境叫作人體的內環境。

細胞內液是機體細胞總體所含的體液，主要包括細胞質基質、核液、細胞器的基質的細胞液，占體液總量的2/3。

細胞外液與細胞內液共同組成了人體內的體液。需要注意，汗液、尿液、消化液、淚液等雖然來自于體液，但它們只是在體內暫存，能與外界直接接觸，不屬于體液。

在人體內，鈣（Ca）元素99%以羥基磷酸鈣的形式存在于骨骼和牙齒中，血液中占0.1%。離子態的鈣可促進凝血酶原轉變為凝血酶，使傷口處的血液凝固。鈣在其他多種生理過程都有重要作用，例如：在肌肉的伸縮運動中，它能活化ATP酶（三磷酸腺苷酶），保持肌體正常運動；有助于神經刺激的傳達和放松；降低細胞膜的滲透性，防止有害細菌、病毒或過敏原等進入細胞中；幫助人們減輕疲勞、加速體力恢復。

體液的組成示意圖

鎂（Mg）也是生物必需的化學元素之一。人體中的鎂50%沉積于骨骼中，其次在細胞內部，血液中只占2%。鎂和鈣一樣具有保護神經的作用，是很好的鎮靜劑。嚴重缺鎂時，會使大腦思維混亂、喪失方向感、產生幻覺，甚至精神錯亂。鎂是降低血液中膽固醇的主要催化劑，又能防止動脈粥樣硬化，所以攝入足量的鎂，可以防治心臟病。鎂又是人和哺乳類動物體內多種酶的活化劑。人體中每一個細胞都需要鎂，它對于蛋白質的合成、脂肪和糖類的利用及數百組酶系統都有重要作用。

鈷（Co）元素是維生素B12的重要組成部分，它對蛋白質、脂肪、糖類代謝，血紅蛋白的合成都具有重要的作用，并可擴張血管、降低血壓。但鈷過量可引起紅細胞過多癥，還可引起胃腸功能紊亂、耳聾、心肌缺血。

元素存在于地球的每個角落，構成世間萬物。在認識元素的過程中，我們發現了生命的神奇。關于元素更多的神奇力量，等待著我們去繼續探索！

（責任編輯 / 張麗靜? 美術編輯 / 周游）