微量元素的作用及其与疾病的关系.docx

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微量元素的作用及其与疾病的关系

微量元素的作用及其与疾病的关系

微量元素在今世以其普遍的生物学作用、生理功能及临床诊断医治价值吸引了地球化学、医学地理、农业、环境爱惜、分子生物学、生物化学、营养学、免疫学、遗传学、药理学、地址病学、老年医学、肿瘤学等许多基础医学及临床医学领域的学者，并取得许多令人注视的进展。

微量元素在许多疾病的病因学、发病学、诊断学、防治学方面具有重要的意义。

人体内必需的微量元素有铁、锌、铜、锰、铬、钼、钴、硒、镍、钒、锡、氟、碘、硅；非必需的微量元素中属于可能必需的有铷、砷、锶、硼、锗；属于无害的那么有钡、钛、铌、锆等；有害的微量元素有铋、锑、铍、镉、汞、铅、铝等。

上述微量元素（占人体总重量的1/10000以下者）与宏量元素（占人体总重量1/10000以上者，包括碳、氢、氧、氮、钙、磷、镁、钠、钾、氯、硫）相较，只占人体总重量的％左右。

一、微量元素的散布及其生理功用

（一）人体内微量元素的含量（表6-14）

表6-14　人体内微量元素的含量

微量元素 

体内存在量

微量元素 

体内存在量 

锰（Mn）

 12-20mg 

铝（Al）

 60mg 

砷（As）

 1-2mg 

汞（Hg）

 13mg 

钡（Ba）

 20mg 

钼（Mo）

 10mg 

镉（Cd）

 50mg

镍（Ni）

 10mg 

铬（Cr） 

6mg 

铷（Rb）

 320mg 

钴（Co）

硒（Se）

 6-12mg

铜（Cu） 

80-100mg 

硅（Si）

 2-3g

氟（F） 

3g

锶（Sr）

 320mg 

碘（I） 

11mg 

锡（Sn）

 17mg

铁（Fe） 

3-5g 

钒（V）

铅（Pb）

 120mg 

锌（Zn）

 2-3g 

（二）微量无素的生理功用

　　⒈微量元素与酶的关系 酶是一种生命现象及生物化学反映的基础。

人体内发觉的近1000种酶中有50％-70％的酶含有微量元素或以微量元素的离子作为激活剂。

已知锌与上百种酶有关，铁与数十种酶有关，锰和铜亦与数十种酶有关。

钼与黄嘌呤氧化酶等有关，硒与谷胱甘肽过氧化物酶等有关。

因此微量元素常作为酶的组成成份或激活剂。

⒉

微量元素组成体内重要的载体及电子传递系统 铁参与组成血红蛋白、肌红蛋白，运输和贮存氧；铁组成的细胞色素系统（细胞色素b、C一、C、aa3，b五、P450等）是重要的电子传递物质；铁硫蛋白作为呼吸链中的电子传递体。

⒊参与激素和维生素的合成　钴组成维生素B12，碘组成甲状腺激素T3、T4，因此微量元素与代谢的调控有紧密关系。

⒋微量元素阻碍免疫系统的功能，阻碍生长及发育 锌阻碍生长发育，能增强免疫功能，硒能刺激抗体的生成，增强机体的抗击力。

　　二、微量元素与疾病的关系

不论必需微量元素缺乏或过量，有害微量元素接触、吸收、贮积过量或干扰了必需微量元素的生理功能和营养作用，都会引发必然的生理及生物化学进程的紊乱而发生疾病。

反之，在各类疾病情形下，会对微量元素的吸收、运输、利用、贮存和排泄产生必然的阻碍。

　　微量元素缺乏或过多，可导致某些地方病的发生。

例如缺碘与地方性甲状腺肿及呆小病有关；低硒与克山病和大骨节病有关；缺锌与伊朗乡村病和肠原性肢端皮炎有关。

接触或吸收过量的有害微量元素还可引起种种职业病，即使是必需微量元素，像铁、铜、钴、锰等进入机体过多也会引起急性或慢性中毒。

如接触六价铬可引起特征鹰眼状铬溃疡及鼻中隔穿孔；砷过多引起砷性皮肤癌及中毒；还有锰中毒、铁中毒、锌中毒等。

　　微量元素的检测还可用作某些疾病的诊断指标，对于某些微量元素缺乏症还可用补充微量元素的方法进行治疗。

（一）微量元素的缺乏症与过量症

　　⒈微量元素的缺乏症 微量元素的缺乏可致使缺乏症的显现，现将重要的微量元素缺乏症列于表6-15

表6-15　微量元素的功能与缺乏症

微量元素

功能

缺乏症

锌（Zn）

细胞分裂，核酸代谢，生长，辅助因子

伊朗乡村病，肠原性肢端皮炎

铁（Fe）

造血原料，构成细胞色素类

缺铁性贫血

铜（Cu）

Hb合成，结缔组织代谢

贫血，毛发异常，脑功能障碍

铬（Cr）

构成葡萄糖耐量因子 耐糖能力↓，

糖尿病，动脉硬化

碘（I）

构成T3、T4，促进生长、发育 地方性

甲状腺肿，呆小病

钴（Co）

构成维生素B12，造血

恶性贫血，甲基丙二酸尿症

硒（Se）

抗氧化

克山病，大骨节病

锰（Mn）

多种酶的激活剂

生长发育迟缓，中枢神经系异常

氟（F）

骨、牙齿形成

龋齿

⒉

微量元素的过量症　例如铁多余的血色沉着病（hemochromatosis）时，铁吸收过量，在心、胰腺、睾丸、肝内沉积，致使纤维化，造故意肌损害、糖尿病、性腺功能不全及肝硬化。

先本性铜代谢异样的Wilson病时由于转运铜的铜蓝蛋白生成减少，使多余的铜在脑的基底核和肝中沉积，显现神经病症及肝硬化。

锌过量可引发发烧；锰过量可致使中枢神经障碍、运动失调；钴过量可造故意脏病、甲状腺功能异样、听觉障碍等；锡过量可造成呕吐、腹泻、腹痛及肝脏损伤；汞中毒时发生“水俣病”；镉中毒造成疼痛、肾损伤及骨折的“疼痛病”。

三、重要微量元素的生物学作用及代谢

（一）锌（Zn）

⒈锌的生物学作用 锌是今世微量元素研究中超级活跃的课题之一。

　　⑴锌可作为多种酶的功能成份或激活剂：

锌是碳酸酐酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶，胸嘧啶核苷激酶、碱性磷酸酶、亮氨酸氨肽酶等含锌酶的组成成份。

　　⑵增进机体生长发育，增进核酸及蛋白质的生物合成：

缺锌后创伤溃疡难愈合，生长发育不良，性器官发育不全或消退，成为缺锌性侏儒或肠原性肢端皮炎。

　　⑶增强免疫及吞噬细胞的功能：

缺锌后免疫功能消退。

⑷抗氧化、抗衰老及抗癌作用：

锌亦是超氧化物歧化酶的组成成份，能避免自由基对细胞膜造成的损伤，减少过氧化脂质的生成，某些肿瘤病人及衰老进程中有缺锌的偏向，因此锌可能具有抗氧化、抗衰老及抗癌作用。

　　⒉

锌在体内的代谢　正常成人体内含锌，平均。

男性比女性稍高，锌以视网膜、前列腺及胰腺中的浓度最高，在肌肉及骨骼中贮存。

肌肉内储锌全身锌的％，骨中的锌占全躯体内锌的％。

正常人从一般膳食中每日摄取10-15mg锌，吸收率为20％-30％，要紧在小肠内和胰腺分泌的小分子量配体－前列腺素E2结合后，经小肠上皮细胞吸收。

锌进入毛细血管后由血浆运输至肝及全身。

锌要紧由粪便、尿、汗、头发及乳汁排泄，天天由尿排泄的锌不超过1mg。

　　含锌丰富的食物有谷类、粗粮、蛋黄、瘦肉、鱼、牡蛎和坚果等。

（二）铜（Cu）

　　⒈铜的生物学作用

　　⑴参与造血及铁的代谢：

铜要紧阻碍铁的吸收，增进贮存铁进入骨髓，加速血红蛋白及铁卟啉的合成。

铜还增进幼稚红细胞的成熟，使成熟红细胞从骨髓释放进入血液循环。

　　⑵组成体内许多含铜的酶（如丁酰辅酶A脱氢酶、酪氨酸氧化酶、尿酸酶、超氧化物歧化酶等）及含铜的生物活性蛋白质（如血浆铜蓝蛋白、血铜蛋白、肝铜蛋白、乳铜蛋白等）。

　　⑶与DNA结合，在DNA两条链中形成架桥，形成金属络合物，与维持核酸结构的稳固性有关。

　　⑷铜参与赖氨酸氧化酶的组成，增进弹性蛋白及胶原纤维中共价交联的形成，维持组织的弹性和结缔组织的正常功能。

　　⑸

含铜酶大部属氧化酶类，如细胞色素C氧化酶、酪氨酸酶、多巴胺-β-羟化酶、胺氧化酶等，这些酶类参与儿茶酚胺类激素的代谢、黑色素的生成和神经递质的代谢，因此对中枢神经系统的功能、智力及精神状态、防御功能及内分泌功能等均有重要阻碍。

　　临床上可测定血浆铜蓝蛋白的氧化酶活性，亦可测定血浆铜蓝蛋白，还可测血清铜。

　　血浆铜蓝蛋白：

正常成人在25-43mg/dl之间，在肝豆状核变性（Wilson病，为铜在肝、脑等组织中沉积的慢性内源性铜中毒，为常染色体性隐性遗传性疾病）和Menke综合征（以中枢神经病变为主的、头发卷曲色浅为特征的婴幼儿缺铜性遗传疾病）时明显减低。

　　血浆铜蓝蛋白氧化酶活性：

正常人在66-140单位/L之间。

心肌梗死、传染病、肝癌及转移性肿瘤患者明显升高，Menke综合征及Wilson病时显著降低。

　　血清铜：

成人在105-114mg/dl之间，女性稍高于男性。

尿铜：

24小时在70μg以下，肝豆状核变性、肾病综合征、急性铜中毒、急性病毒性肝炎、肝硬化时尿铜增加。

　　毛发铜含量较为恒定，能反映机体营养状态，正常成人平均值μg/g。

　　⒉铜的代谢 铜要紧参与造血及酶的合成。

正常人体内含铜100mg-200mg，平均150mg左右，约50％-70％的铜存在于肌肉及骨骼内，20％存在于肝。

肝是重要的储铜库，5％-10％的铜散布于血液中，微量的铜以酶的形式存在于组织中。

一样成年人每日从食物摄取2mg铜已能知足生理需要，富含铜的食物是牡蛎、蛤类、小虾及动物肝肾等。

正常人天天从各类渠道排泄铜2mg左右，肠管可能通过含铜复合物的上皮细胞的脱落而排泄铜。

　　（三）硒（Se）

　　⒈硒的生物学作用

　　⑴硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的必需组成成份：

每摩尔的酶含有4毫摩尔的硒，该酶催化的反映为：

　　2GSH＋H2O2→GSSG＋2H2O

　　2GSH＋ROOH→ROH＋GSSG＋H2O

　　通过GSH-Px的作用，在清除自由基、分解过多的H2O2，减少过氧化物、保护细胞膜、保护细胞敏感分子（DNA、RNA）中占有重要地位。

　　⑵硒参与辅酶A和辅酶Q的合成，增进α-酮酸脱氢酶系的活性，在三羧酸循环及呼吸链电子传递进程中发挥重要作用。

　　⑶硒与视力和神经传导有紧密关系，虹膜及晶状体含硒丰硕，视网膜的视力与含硒量有关。

硒是光电管基础物质之一，硒在视网膜、运动终板中可能起着整流器及蓄电器的作用。

⑷硒能拮抗某些有毒元素及物质的毒性：

硒可在体内外减低汞、镉、铊、砷等的毒性作用。

　　⑸硒能刺激免疫球蛋白及抗体的产生，增强机体对疾病的抗击力。

　　⑹硒与心血管结构和功能的关系：

硒可避免镉引发的实验性高血压，并可避免冠心病及心肌梗死。

硒参与爱惜细胞膜的稳固性及正常通透性，抑制脂质的过氧化反映，排除自由基的迫害作用，从而爱惜心肌的正常结构、代谢和功能。

投予亚硒酸（每周）可有效地防治克山病的发生。

　　⑺硒能调剂维生素A、C、E、K的代谢。

　　⑻硒的抗肿瘤作用：

许多报导说明结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、直肠癌及白血病等的死亡率与其居住地域土壤的硒含量、日摄取量和血硒水平呈逆相关关系。

动物致癌实验中观看到硒对动物的实验性皮肤癌、肝癌、结肠癌、乳癌、肺癌等均有显著的抑制作用，且此种抑癌成效还受食物中维生素A、C、E等含量的阻碍。

关于硒化合物的抗癌作用机制尚未说明，可能与硒能抑制致癌物质的致突变性、或改变致癌物的代谢、或通过抗氧化作用而抗癌。

有报导硒化合物能增进肝癌细胞及白血病细胞的再分化，通过促分化而抗癌。

　　⒉

硒的代谢　 1957年Schwarz证明硒是动物体内必需的微量元素。

人体内硒的含量约14mg-21mg，以肝、胰腺、肾中的含量较多，人类对硒的摄入量受环境及食物含硒量的阻碍。

富含硒的食物有蒜、芝麻、啤酒、酵母、蘑菇、小虾、鱼类、肝、肾等，富硒中药有黄芪、地龙等。

人对硒的摄入量不该低于40μg/d，一样以为成人每日从食物中约摄取60μg-350μg的硒，每日由尿约排泄约50μg，由粪排泄80μg，由汗排泄20μg，在血浆内的硒要紧与α及β-球蛋白结合而运输。

　　我国不同地区报道的成人全血硒为，还有报道为。

克山病区成人及儿童全血硒显著低下，分别为及。

癌瘤时血硒明显减少，特别是消化道癌肿病人血硒降低更为显著，往往表明癌的转移、多发或低分化程度。

　　尿硒成人平均为±μg/24h，克山病区成人尿硒明显降低，平均为±