矿物质

出处：按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第342页（2372字）

矿物质(mineral)即无机盐(inorganic salt)，是构成人体组成成分和维持正常生理功能所必需的各种元素(elements)。

人体内元素的种类几乎包括存在于自然界的所有元素。目前较一致地认为，人体内有60多种元素与地壳元素的含量丰度密切相关。其中除碳、氢、氧和氮4种元素主要合成蛋白质、脂肪和糖类等有机物质外，其余各种元素均统称为矿物质。在人体内含量大于体重的0．01%的元素称常量元素(constant element)或宏量元素(macroelement)，而含量小于体重的0．01%的元素称微量元素(microelement)或痕量元素(tract element)。

常量元素以有机形式存在的有碳、氢、氧和氮4种，约占体重的95%；其他各种元素多以矿物盐的形式存在，总量小于体重的5%。后者包括钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯等，是人体组成和体现生命的必需元素，几乎遍及身体各个部分，其作用为：

(1)是构成人体组织的重要材料，如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的重要成分，磷、硫是构成蛋白质的成分。

(2)存在于细胞内液(如钾离子)和细胞外液(如钠与氯离子)的7种常量元素在调节细胞内外液的渗透压、控制水分的流动、维持体液的稳定性等方面起着重要的作用。

(3)磷、氯等酸性离子与钠、钾、镁等碱性离子的配合以及重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用共同维持着人体的酸碱平衡。

(4)钾、钠、钙、镁等离子保持一定比例是维持神经和肌肉的兴奋性、细胞膜的通透性及细胞正常功能的必要条件。

(5)常量元素作为酶系统中的组成成分、辅基或激活剂参与物质代谢，如三磷酸腺苷(ATP)参与能量代谢和核酸代谢，

(6)钙还参与血液凝固过程。

1973年，世界卫生组织确定维持机体正常生命活动不可缺少的必需微量元素有铁、铜、碘、锌、锰、钴、钼、硒、锡、铬、镍、硅、氟和钒14种。但1990年，WHO的专家委员会将以往确定的“必需微量元素”重新进行分析归类，共分为三类：

第一类为人体必需的微量元素，有铁、铜、碘、锌、钴、钼、硒、铬等8种。

第二类为人体可能必需的微量元素，有锰、镍、硅、钒和硼等5种。

第三类具有潜在的毒性，但在低剂量时，对人体可能具有必需功能的微量元素，包括氟、锡、铅、镉、砷、汞、铝、锂。

可见，人类对事物的认识是有一个过程的，可以预料，随着研究的深入，今后还将可能发现另一些与人体健康有密切关系的微量元素。

机体所需的微量元素数量很少，人体每日摄入量以毫克(mg)或微克(μg)计。每种元素都有其最适宜的含量范围，但各种元素的生理作用范围并不一样，有的很小，如硒(selenium)的有效作用量与中毒量之间相差不到10倍；而锌(zinc)的作用范围则较宽。所以当微量元素的量低于作用范围下限时，该元素在体内无作用；若高于此范围上限时，则将对人体产生不利影响，甚至发生中毒或引起死亡。由于是必需的，且易于不足或缺乏，所需的量又微乎其微，而摄入量高时又会对人体产生不利影响，因此用膳食外的微量元素制剂补充时就必须非常谨慎。

微量元素在人体内的重要生理作用在于：①是构成酶和维生素的组成成分或活性因子。酶系统中总是有一个或几个微量元素在起着特殊的活性中心的作用，许多金属酶均含有微量元素，如过氧化酶中的铁，碳酸酐酶中的锌，酪氨酸酶中的铜，谷胱甘肽过氧化酶中的硒等。除去这些酶中的有关微量元素后，酶的活性立即丧失。微量元素也是某些维生素的组成成分，如钴就是维生素B₁₂的成分。②作为某些激素的合成成分，参与激素的释放及其与靶器官的结合作用。如碘浓度的增加或减少对甲状腺素产生作用，胰岛素含锌，铬是葡萄糖耐量因子的重要组成成分，铜参与肾上腺类固醇的生成等。③参与体内物质的输送作用。如铁为血红蛋白的成分，参与氧的运送；锌为碳酸酐酶的成分，参与二氧化碳的排出；许多元素参与蛋白质、脂类或碳水化合物的代谢。④参与核酸的代谢。核酸中含有铬、铁、钴、铜、锌等多种微量元素，这些元素对维持核酸的结构和正常功能均具有重要的、特殊的作用。微量元素含量不足或过多可影响核酸遗传信息的携带，如发生在生殖细胞，常可表现为畸形；发生在体细胞将形成肿瘤。⑤与肿瘤的关系。已有研究发现，某些微量元素的过多或过少可能是引起肿瘤的原因之一。

矿物质在食物中分布很广，但由于膳食结构、饮食习惯和机体需要量增多以及矿物质吸收受诸多因素影响等方面的原因，人体比较容易缺乏的元素有钙、铁、碘，后者在全国范围内推广食用加碘盐后，情况已有很大的改善。

12种元素的生理作用、食物来源及推荐摄入量或适宜摄入量见表8－5，供参考。

表8－5 12种元素的生理作用、食物来源及推荐摄入量