化学元素与人体健康Word下载.docx
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碘营养正常地区的人群吃了碘盐是否有害呢?
国际控制碘缺乏病理事会曾指出,人的摄碘安全范围相对很大,从医学角度看,一个碘营养正常的人,每天摄入1000微克以下的碘都是安全的。
从我国现状来看,在碘营养正常的地区,人群每天摄碘量一般在200微克~300微克,他们的尿碘水平多在200微克/升左右。
按我国目前碘盐的碘含量计,日食10克碘盐,从盐中大约摄入碘量为200微克,食碘盐者的尿碘达到300微克/升~500微克/升左右,属于安全范围。
我国高碘地区群众的日摄碘量为850微克~1000微克以上,尿碘水平多在800微克/升以上。
流行病学调查和动物实验表明,长期持续摄入高碘可造成高碘性甲状腺肿。
我国有1600万余人生活在8个省内的91个县的高碘地区,这些地区不应供应碘盐。
1999年第一季度国家质量技术监督局对全国105家企业生产销售的加碘食用盐进行了监督调查,抽样合格率为91.0%。
加碘食用盐可分为精制盐、粉碎精制盐、日晒细盐和普通盐4种。
从此次抽查情况看,加碘精制盐占样品总量的78.4%。
在生产、销售上已占主导地位。
但是有的地区、有的时期无碘盐充斥。
如《健康报》99年5月17日报道,据黑龙江省盐务管理局盐政稽查处的一项调查,哈尔滨市的盐业市场被私盐、无碘盐、劣质盐充斥,盐政部门查处的盐贩子利用铁路贩运私盐的数量惊人。
检查人员检查了市内食盐销售比较集中的16个农贸市场的77个食盐零售处,发现43家是无证经营。
同一报纸99年10月18日报道,该年8月一名消除碘缺乏病专家在甘肃省临夏县的一个名漠泥沟多的地方摄影,镜头里全是身高不满4尺,半聋半哑,一脸憨笑,什么活儿也干不了的残疾人(克汀病人)。
原因是村民省吃俭用买来的“碘盐”竟都是原盐粉碎后装入“碘盐袋”的非碘盐。
1998年,临夏地区入户碘盐合格率为53.1%,非碘盐26.6%。
为了防止误购假碘盐,我们应当学会辨别真假碘盐的方法。
据《市场报》1999年11月4日报道,辨别的方法如下:
精制碘盐颗粒均匀,用手抓捏显松散状,无臭味,入口咸味纯正。
假冒碘盐用手抓为团状,不易松散,有刺鼻气味,口尝时咸中带苦涩味。
精制碘盐色泽洁白,假冒碘盐常常为淡黄色或暗黑色,且易受潮。
精制碘盐的包装字迹清晰,袋较厚,封口整齐严密。
假冒碘盐一般包装粗糙,字迹模糊,手搓易掉。
食用碘盐应注意如下几个方面:
一、少买及时吃。
少量购买,吃完再买,目的是防止碘的挥发。
因碘酸钾在热、光、风、湿条件下会分解挥发。
二、忌高温。
在炒菜做汤时忌高温时放碘盐。
炒菜爆锅时放碘盐,碘的食用率仅为10%,中间放碘盐食用率为60%;
出锅时放碘盐食用率为90%;
拌凉菜时放碘盐食用率为100%。
三、忌在容器内敞口长期存放。
碘盐如长时间与阳光、空气接触,碘容易挥发。
最好放在有色的玻璃瓶内,用完后将盖盖严,密封保存。
四、忌加醋。
碘跟酸性物质结合后会被破坏。
据测试,炒菜时如同时加醋,碘的食用率即下降40%~60%。
另外,碘盐遇酸性菜(如酸菜),食用率也会下降。
人体内主要物质的含量
化合物
质量分数/%
蛋白质
15~18
无机盐
3~4
糖类
1~2
水
55~67
脂肪
10~15
其他
1
钙元素与人体健康的关系
(1)钙在人体中的存在
钙是人体含量较多的元素,仅次于氧、碳、氢、氮。
成人体内含1000g~1200g的钙,约占人体质量的2%,其中99%以上存在于骨骼中,1%存在于软组织、细胞外液和血液中。
体液中的钙有3种形式,即离子钙、有机酸复合的扩散性钙复合物和蛋白质结合钙。
(2)钙的生理功能
钙是构成骨骼、牙齿的重要成分。
骨骼不仅是人体的重要支柱,而且是钙的贮存库,它在钙的代谢和维持人体钙的内环境稳定方面有一定作用。
在成人的骨骼内,成骨细胞与破骨细胞仍然活跃,钙的沉积与溶解一直在不断进行。
成人每日有700mg的钙在骨中进出,随年龄的增加沉淀逐渐减慢,到了老年,钙的溶出占优势,因而常有骨质疏松现象发生。
钙还在机体各种生理学和生物化学过程中起着重要作用。
它能降低毛细血管和细胞膜的通透性,防止渗出,控制炎症和水肿。
体内许多酶系统(ATP酶、琥珀脱氢酶、脂肪酶、蛋白分解酶等)需要钙激活,钙、镁、钾、钠保持一定比例又是促进肌肉收缩、维持神经肌肉应激性所必需的。
钙对心肌有特殊的影响,钙与钾相互制约,有利于心肌收缩,维持心跳节律。
此外,钙还参与血凝过程。
(3)钙的供给量与食物来源
我国营养学会1998年对于每日食中钙的供给量提出了以下建议:
表1每日食中钙的供给量
组别
钙的供给量/mg
婴幼儿
400~800
母乳期
1000~2000
青少年
1000~1200
绝经妇女
1200~1500
成年人
800
老年人
钙主要从食物中摄取。
常见食物中的含钙量如表2所示。
表2常见食物中的含钙量(mg/100g)
名称
含钙量
标准米
10
瘦羊肉
15
牛
奶
120
紫
菜
343
标准粉
24
瘦鸡肉
11
人
34
大
豆
367
虾
皮
200
蛋
黄
134
发
菜
767
豆腐丝
284
瘦猪肉
干
酪
900
银
耳
380
青
240
瘦牛肉
6
奶
590
木
257
黑
250
豇
100
腐
竹
280
榛子仁
316
韭
105
豌
84
花生仁
67
大白菜
61
蚕
93
核桃仁
119
油菜
140
钠、钾、氯元素的生理功能
钠、钾、氯元素在人体内主要以离子状态存在于各种组织的体液中,它们与蛋白质一起共同维持各组织细胞的渗透压,因而在体液移动和储留过程中发挥重要作用。
钠、钾、氯离子在维持机体的酸碱平衡方面也起着重要的作用。
人体体液的pH由两类缓冲体系共同维持,一类是有机缓冲体系,即蛋白质和氨基酸,另一类是无机缓冲体系,即钾与钠的酸式碳酸盐和酸式磷酸盐。
后者与H+结合时,或者生成不易解离的酸,或者生成接近中性的盐。
NaHCO3+HX
NaX+H2O+CO2
二氧化碳经呼吸排出体外。
Na2HPO4+HX
NaX+NaH2PO4
生成的NaH2PO4溶液是弱酸性的,它解离产生的H+比HX解离产生的H+浓度小得多。
这样,只要体液中有足够的酸式碳酸盐和酸式磷酸盐存在,就能使体液的pH基本保持恒定。
钠、钾、氯元素还有其他生理功能。
钠是人体胆汁、胰液、汗液和眼泪的组成成分,它还对维持神经、肌肉的正常功能起作用。
钾参与细胞内糖和蛋白质的代谢,与钙、氯等离子一起维持神经、肌肉的正常兴奋性,它还能协调正常心肌的舒张和收缩运动。
氯离子与氢离子形成胃酸(盐酸)来促进铁在体内的吸收、淀粉酶的激活以及抑制胃中微生物的生长。
铅、镉、汞等金属元素对人体健康的危害
金属元素对人体健康有极其重要的作用,不足或过量都会引起疾病。
还有一些金属元素是对人体健康有害的,能诱发疾病甚至引起死亡。
铅是一种重金属,污染性较大的毒物。
它能破坏血液,使红血球分解,同时通过血液扩散到全身器官和组织并进入骨骼,造成挠骨神经麻痹及手指震颤症,严重时会导致铅毒性脑病而死亡。
古罗马人曾使用铅制器皿贮藏糖和酒,用金属铅铸造水管,导致食品和水中含铅量增高,引起慢性中毒。
死亡后尸骨上留有硫化铅黑斑,就是例证。
目前,很多汽车已不使用四乙基铅做汽油的抗震剂,这样可以避免汽车尾气排出含铅的化合物,减少铅对大气的污染。
镉中毒可使肌肉萎缩关节变形,骨胳疼痛难忍,不能入睡,发生病理性骨折,以致死亡。
镉的主要来源是工厂排放的含镉废水进入河床,灌溉稻田,被植株吸收并在稻米中积累,若长期食用含镉的大米,或饮用被镉污染的水,容易造成“骨痛病”。
汞是一种剧毒物质。
通过接触或呼吸进入人体,会使神经中枢破坏而神经失常,坐立不安,痛苦万分。
因此防治汞污染十分重要。
锌、铜与癌症
人体是由多种元素组成的。
现代科学证明:
人体要维持正常的新陈代谢所必需元素有27种。
其中14种为微量元素,虽然他们含量极微却对人体的健康起着重要的作用。
癌症和微量元素铜和锌在人体里的含量有着很密切的关系。
我国广东顺德、江苏启东等癌病高发区的土壤、水、农作物中铜都高于非癌高发区,而锌低于非癌高发区;
对肝癌、胃肠道癌等多种恶性肿瘤患者的血清分析都得出一致的结论:
恶性肿瘤患者的血清锌与铜的比值明显低于正常人,而进行手术摘除恶性组织或药物治疗后,患者血清中锌与铜比值回升,可见铜、锌与癌病的关系最为显著。
锌、铜与癌症关系的机理可能在于:
锌控制着生物膜的稳定性,可增强膜抵抗自由基攻击和脂质过氧化物损伤的功能;
另外,锌对提高生物体的免疫功能有一定的作用。
铜进入肝细胞后与蛋白质、氨基酸或一些化学致癌物质形成致癌作用较强的金属大分子络合物;
过量的铜离子(Ⅱ)作用于DNA,导致恶性细胞的分裂、生长。
总之,象铜、锌等人体内微量元素主要是通过和有机物形成生物大分子来影响人体生理机能的。
《化学元素与人体健康》人体所需元素
自然界中的元素有些对人体是必需的,有些则是有害的。
凡是人体新陈代谢或生长发育所必需的元素,称为必需元素;
反之,为非必需元素。
必需元素中又分常量元素和微量元素两类,成人每日需要大于100mg的称为常量元素,也有人称为宏量元素,如钾、钠、钙、磷、镁、氯、硫等。
成人每日需要小于100mg的称为微量元素,目前认为有铁、锌、碘、硒、氟、铜、钼、锰、铬、镍、钒、锡、硅、钴等。
非必需元素也分两类,一类是人体新陈代谢和生长发育并不需要,但摄入少量后不会产生严重病理现象的,如铝、铋等元素;
另一种不仅人体不需要,而且摄入微量也会使人出现病态或新陈代谢严重障碍,这些元素,常称之为有害元素或有毒元素,例如汞、镉、铅等。
一、必需元素的功能
必需元素种类很多、功能各异,概括起来有以下几个方面:
(一)构成身体的重要材料:
如钙、磷等是骨胳、牙齿的重要成分。
(二)维持身体的酸碱平衡:
体内各种生理变化,需要有一个酸碱度稳定的内环境,溶液中呈酸性的元素有氯、硫、磷等,在肉、鱼、蛋、谷物中含量多。
溶液中呈碱性的元素有钙、钠、钾、镁等,在蔬菜及水果中含量多。
各种水果中的有机酸,虽然有酸味,因通常在体内经代谢分解成二氧化碳和水,并不影响体内的酸碱度。
(三)维持组织、细胞的渗透压:
如钾离子维持细胞内液渗透压,钠离子维持细胞外液渗透压,这样就可保持体内细胞内外渗透压的平衡。
(四)构成身体许多重要生理活性物质:
如碘是甲状腺激素的成分,铁是血红蛋白的成分,锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分。
(五)与神经、肌肉的兴奋、收缩等有关。
目前,我国膳食模式矿物质中以钙和铁缺乏较常见,某些地区和人群也可出现锌、碘、硒、氟等的缺乏。
二、常量元素与人体健康
在我们已知的元素中,有一半都能在我们身体里找到。
这些元素在人体中的含量差别很大。
含量最多的是氧元素,约占人体质量的65%,含量极少的钴(Co)元素还不足十亿分之一。
这里说的氧元素,并不是说人体有这么多氧气,而是指存在于包括水在内的各种含氧物质中的氧。
人体中的常量元素共占人体质量的99.95%,都是人体所必需的。
现介绍两种重要的常量元素。
(一)钙
1、钙的生理功能
钙是人体内含量最多的矿物质,约占人体重量的1.5%~2%。
细胞膜中的钙控制着各种营养素穿透细胞的作用,血液的凝固、神经的兴奋、肌肉的收缩都离不开钙离子。
如果血液中钙离子浓度明显下降或者升高,则上述许多作用或功能,便会出现不同程度的障碍。
如血浆钙离子明显下降,其结果可引起手足搐搦症和惊厥;
相反,过量的钙离子升高,会引起心脏和呼吸的衰竭,以及引起昏迷。
对健康的人来说,在循环系统中,钙总是维持在一个极为恒定的水平上,一昼夜的差异仅为±
3%。
近年来研究发现,高血压、视力与钙也有关。
骨胳是钙的储存库,当膳食缺钙时,儿童骨胳生长缓慢;
成人骨钙减少,一般不会影响血钙的稳定和钙的重要功能。
2、人体骨胳中的钙
人的骨胳是在不断更新的,按钙计算,成年人每天约有700mg的钙要更新,相当于每天有3~5%的骨胳溶解了,又有3~5%的新骨胳形成了。
骨胳的主要成分是磷酸钙。
一般成人体内的含钙量是1000~1250g,其中99%集中在骨胳和牙齿中,其余约1%的钙,存在于细胞内、细胞外液及血液中,称混溶钙。
骨胳里的钙和骨胳外的混溶钙之间,存在着一种相互转变的平衡状态。
即骨胳中的钙不断溶解变为混溶钙,混溶钙又不断沉积成为骨胳。
在这种一面溶解骨胳又一面生成骨胳的过程中,如果钙的溶解量和钙的沉积量相等,就称作平衡状态。
如果在相同时间里,钙溶解得多,而沉积得少,就会产生骨质疏松现象。
3、钙的吸收
人体中的钙主要来自食物。
许多食物都含有丰富的钙。
但是,食物中的钙大部分都不能被吸收。
成年人只能吸收20%左右,而80%左右的钙,仅仅是到人体内作了一次旅行,都被排泄出去了。
钙的吸收率非常低的原因是多方面的。
首先是维生素D对吸收的影响。
维生素D能促使小肠吸收钙和磷,使血液中钙、磷含量增高,促进骨胳的更新。
当维生素D缺乏时,钙的吸收率就会降低。
其次是食物中的其他成分,也能影响钙的吸收。
例如,有不少蔬菜中都含有草酸,而草酸能与钙生成难溶解的草酸钙。
难溶的沉淀物是不能吸收的,只能排泄出去。
常见的蔬菜中,如菠菜、苋菜都含有较多的草酸。
除蔬菜外,谷类粮食中也含有较多的草酸。
再其次是年龄的大小也影响钙的吸收。
婴儿可以吸收食物中钙的50%以上,儿童吸收40%左右,成年人吸收约20%,40岁以上的成年人,钙的吸收率平均每10年减少5~10%。
老年人的骨质会逐渐变得疏松。
另外,就人体状况而言,当机体缺钙时,钙的吸收率提高;
腹泻时食物通过迅速,钙的吸收减少;
体育锻炼增加血液循环,牵引刺激骨胳,可促进钙代谢,提高钙的吸收率。
4、钙的需要量及富含钙的食物
根据人体对钙的需要,世界卫生组织建议每日钙的供给量:
成年人为400~500mg,乳母、孕妇为1000~1200mg。
我国的规定稍多一些。
在饮食方面,钙的来源以牛奶及其他奶制品为最好,不仅含量多而且吸收好。
豆类制品、虾皮、蔬菜等,含钙也比较丰富。
食品制作时加上些醋,可使钙较多地溶解出来。
吃醋酸蛋能补钙,疗效显著。
蛋壳主要是钙化合物,经醋浸泡30~48h后,蛋壳被溶化,生成醋酸钙,醋酸钙溶于水,呈弱酸性,促进了肠胃对钙离子的吸收,以补足人体正常的需钙量。
5、钙缺乏症
⑴佝偻病和成年人骨软化症。
在佝偻病的病因中,除维生素D缺乏外,还有婴幼儿生长过快,先天在体内贮存的钙不足,以及钙的吸收利用障碍等。
佝偻病是3岁以下儿童的常见病,它有许多症状,如小儿易怒、烦躁、多汗以及秃发、出牙迟等,但最明显的特征,仍是骨的钙化不足,骨胳变软。
如方颅,鸡胸以及由于承受体重的缘故,而使下肢弯曲,如X形腿、O形腿等;
小儿学坐后,甚至脊柱弯曲,并在长大后,成为后遗症。
因而除晒太阳、补给维生素D外,从怀孕前期即要摄入较多的钙,并使钙在体内有一定积蓄。
当然,在幼儿时期更不能缺钙。
成年人缺钙和维生素D,还会使成熟骨胳脱钙,而出现骨软化症。
由于胎儿的骨胳、牙齿的钙化速度,从第8个月起突然加速,如孕妇的供钙不足,必然要从母体牙齿和骨胳中夺取大量的钙(以及磷等),满足自己的需要,所以孕妇、乳母中,发生骨软化症的人数较多。
骨软化症变化最显著的部位是盆骨和下肢,可见孕妇、乳母注意钙的补充十分重要。
⑵骨质疏松症。
骨质疏松症的主要特征是骨中钙减少,骨质变脆、密度降低,从而容易发生骨折。
调查表明,钙的摄入量每日少于0.5g的人,骨质疏松症的发病率明显较高,而每天钙的摄入量为1.5g的人则相反。
对妇女来说,以雌激素治疗,同时又增加钙的摄入量,可以使骨钙的损失明显减缓。
此外,经常接受日光照射,也可以延缓或减轻骨质疏松症的发生;
如非洲人每天摄入的钙并不多,但患骨质疏松病的人也并不比一般人多。
其原因,至少包括日晒能够增加人体中的维生素D,而维生素D能够促进肠道对钙的吸收。
(二)镁
1、镁的生理功能
镁在人体的新陈代谢过程中起着重要作用。
它是许多酶的激活剂,如生命赖以生存的氧化磷酸化酶的代谢就必须有镁参与才能进行;
镁能使钾进入细胞内,使钠钾ATP酶泵正常运转,以保证细胞的正常代谢功能,保证ATP与ADP的转换。
在人体中镁除有上述作用之外,还具有其他多种功能。
例如镁对神经系统有镇静作用和加强老年人神经抑制功能。
据分析,人从孩提到老年,均需要镁盐沉积在骨胳中,才能保证骨胳正常生长,特别是牙齿中含镁量更多,含量过少则会影响功能。
总之,无论从生理或生长来看,人类必需镁元素。
据医学家研究,一个成年人每天应摄入350mg镁,才能保证人体需要;
儿童和老年人摄入量还应更多一些。
2、影响镁吸收的因素
一般说来,人们的日常饮食中镁的含量相当丰富,在肠道中的吸收情况也良好。
但鱼、肉、蛋和虾等动物性食物中,丰富的磷化合物却阻碍了镁离子的吸收。
绿色蔬菜的含镁量居食物之最,但蔬菜加工过程中,损失量却很大。
机体的应激状态,可使体内镁的排泄大增,饮酒会使食物中的镁在肠道中吸收困难,并使镁的排泄增强(尿镁增多)。
咖啡和茶喝得太浓太多,长期用药(有些药物可影响镁的吸收),体内细菌、病毒的感染可增加镁的消耗从而引起缺镁。
居住地饮水中镁的含量低及偏食等都可导致体内缺镁。
3、缺镁和补镁
缺镁会导致横纹肌、平滑肌的代谢障碍,产生周身酸痛乏力,胃肠蠕动减弱,引起食欲减退和腹胀。
缺镁会使大脑皮层神经冲动的产生和传递异常,导致皮层下植物性神经中枢功能平衡失调,产生所谓的“植物性神经功能紊乱”。
缺镁可使冠心病人易发生严重的心律失常等现象。
现已公认,肥胖病、高胰岛素血症和葡萄糖耐受失调等糖代谢紊乱症与镁代谢平衡的失调有关,并且成为高血压、冠心病、糖尿病及其致命的血管并发病的共同发病基础。
如高血压、心肌梗塞患者往往有严重的缺镁现象,从而使得体内升血压物质的作用增强。
缺镁使病人对胰岛素的敏感性下降,造成高胰岛素血症和糖代谢紊乱,诱发糖尿病。
在患有上述疾病时,补镁可全面改善糖代谢指标,降低血管并发病症的发生率。
美国糖尿病协会建议糖尿病患者常服镁剂。
许多食品都含有镁,肉类、蛋类,豆类等含镁量都较多,其中以豆芽、大豆、花生含量最高,
100g上述食品分别含镁量为523、322和336mg,因此,给儿童和老人多吃些上述食品是有好处的。
虽然镁是人体的必需元素,但是还应注意适量,一个成年人体内含镁约为20g为宜,少了不好,多了也会有害。
三、微量元素与人体健康
微量元素在人体内分布极不均匀,例如碘集中在甲状腺,铁集中在红细胞内,钒集中在脂肪组织,钴集中于造血器官,锌集中在肌肉组织等。
微量元素的代谢情况可以通过分析血液、头发、尿液或组织中的浓度来判断。
人体内大多数酶含有一个或多个微量元素,有的微量元素是酶反应中不可缺少的活化剂或抑制剂。
微量元素可参与激素的合成,如锌维持胰岛素的结构和功能,碘是合成甲状腺激素的原料之一。
核酸含有V、Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Ni等元素,试管内试验发现这些元素可影响核酸的代谢。
(一)铁
1、铁的生理作用
铁在人体中的含量只有0.004%,微乎其微。
但铁是组成血红蛋白的一个不可缺少的成员。
人体中的铁,有72%以血红蛋白的形式存在。
它是一种含铁的复合蛋白,是血液中红细胞的主要成分。
血液运送氧气的重大使命,就是由血红蛋白承担的。
铁是一种变价元素。
当铁从一种价态转变为另一种价态时,需要消耗(或放出)的能量极少,因而是血液中氧的良好载体。
当血液进入肺部后,红细胞中的铁与呼吸作用吸进来的新鲜氧气相结合,铁便由低价变为高价;
当血液进入到身体其它部位时,红细胞中的铁,由高价被还原为低价,并释放出氧气,供组织进行氧化反应。
1个血红蛋白分子中含有4
个Fe2+,因此可同4个氧分子可逆结合。
血红蛋白的相对分子质量为64000~67000,因此64000~67000g血红蛋白可结合22.4×
4=89.6L氧,即1g血红蛋白可结合1.34~1.36ml氧。
如果用符号