微量元素的功能，微量元素与人类健康

微量元素的功能

分子生物学的研究揭示，微量元素通过与蛋白质和其他有机基团结合，形成了酶、激素、维生素等生物大分子，发挥着重要的生理生化功能。

微量元素首先构成了休内重要的载体与电子传递系统。铁存在于血红蛋白与肌红蛋白之中，在它们执行载氧与贮氧的过程中，铁扮演了十分重要的角色。

酶是生命的催化剂，迄今体内发现的1000余种酶中，约有50呢闭70%需要微量元素参加或激活，它们在细胞酶系统中功能相当广泛：从弱离子效应到构成高度特殊的化合物——金属酶与非金属酶。谷眈甘脉过氧化物酶是典型的非金属酶，它具有抑制自由基生成。清除过氧化物。保护细胞膜完整性等作用。该酶分子中含有4个硒原子。锌不仅是碳酸酚酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等几十种酶的必需成分，而且同近百种酶的活性有关。锰作为离子性较强的微量元素则是有效的激活剂，可催化金属活化酶。

微量元素还参与了激素与维生素的合成。众所周知，碘为甲状腺激素的生物合成所必需的;而锌在维持胰岛素的主体结构中亦不可缺少，每个胰岛素分子结合2个锌原子。

维生素B12是胸腺嘧啶核糖核苷酸合成以及最终DNA生物合成与转录所必需的甲基转移的辅酶。该分子中鳌合有一个钴原子的环状结构部分，含有它的化合物——类咕琳辅酶是已知最有效的生物催化剂之一，在许多酶中起着不寻常的分子重排作用。

核酸是遗传信息的携带者。微量元素对核酸的物理、化学性质均可产生影响。多种RNA聚合酶中含有锌，而核昔酸还原酶的作用则依赖干铁。

微量元素与人类健康

人是由元素组成的，目前检出90种元素。身体各器官组织如：血清有74种元素、脑48种、心脏49种、肝脏50种、胸腺18种。元素是构成人体的最基本单元,科学研究证明：地壳、海水中的元素丰度决定了人体元素丰度，环境元素分布的不平衡是人类患地方病的根本原因。人类属于异养型生物，是通过食物链从环境中摄取营养元素。人的生、老、病、死无不与体内元素平衡有关，因此有关“元素与健康”问题的研究也应运而生。“元素医学”就是在原子、分子生物学基础上，以元素平衡为核心，从事研究、观察和解决人类健康问题的一门学科。元素在人体的分布是有规律的，每时每刻都在做有序的运动。元素在从体内各个脏、腑的含量是有特异性的，即“元素是归经的”。

人体内元素的特点

在生命体中的元素含量低于百万分之一的，称作微量元素。生命体内的微量元素具有以下特点：　　1.1相对性一种相同的元素在某一学科中可作为主量元素，而在另一学科中却作为微量元素，例如，氢在生命化学中是主量元素，而在材料科学中常作为微量元素另行研究。　　1.2低浓度在任何生命体中元素均是微量的，并且必须服从Henri稀溶液定律和Nerst分配定律。　　1.3普存性普存性即指自然界中不存在绝对纯的物质。　　1.4重要性元素在所有的研究体系中虽然丰度很低，但却具有极其重要的特定效应。　　1.5相关性相关性即不仅要考虑它们单个的行为，更重要的探讨其相互关系。

元素与人体的关系

前面我们已经了解到人体内已经检出90种元素，但是这些元素在人体内含量差别很大，含量多的氧元素占身体总重量的65%,含量少的钴元素还不到十亿分之一。经研究表明在人体中有11种元素含量较多，它们是氧、碳、氢、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等。其中氧、碳、氢、氮四种元素就占了人体总重量的99.95%,剩下0.05%含量的都是微量元素。　　长期以来，人们对体内含量较多的元素十分重视，而对微量元素却重视不够。其实，元素在人体里作用的大小不能以含量的多少来决定，有许多微量元素含量微乎其微，但作用却不可忽视，对矮小身材儿童头发中微量元素的分析发现，被测定的42例矮小身材儿童，大多数患儿发中锌含量低于正常儿童;铜含量减少较多，可见儿童的生长发育除受遗传、内分泌、营养、运动及疾病等因素的影响，还与体内某些微量元素如锌、铜的缺乏有关。

人类正在努力寻找延年益寿的方法，研究衰老机理，以达到延缓衰老，对抗衰老的目的。机体细胞的活力与良好的新陈代谢，依赖于机体内环境及其生理平衡，而微量元素的摄取对机体内环境及其生理平衡起重要作用。有调查表明：疾病的发生、发展与某一方面的元素的丰缺之间不存在唯一的因果关系，机体不仅从食物，而且还可通过饮水及生活环境摄取微量元素，但总的生活环境中微量元素的丰缺将造成人体微量元素摄入的多少及平衡与否。人体摄入微量元素不足或过量或元素间比例失调，都会对机体产生不利的影响，甚至导致某些疾病的发生，加速机体衰老，必需微量元素的缺乏，将导致机体中与该元素密切相关的生物活性物质的缺乏，造成生理功能障碍。如锰是超氧化物歧化酶的激活剂。具有活性的超氧化物歧化酶(SOD)是一种超氧自由基，它是促人生病、衰老的重要物质，所以锰有长寿金丹的美誉。另外锰是遗传信息的携带者——核酸中脱氧核糖核酸酶的激活剂，所以它能保证遗传信息在传递过程中不变样。另外，目前报道较多的硒元素，它是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成部分，机体内的硒含量与GSH-Px的活性呈正相关，GSP-Px的主要作用是催化还原型谷胱甘肽,同时使有害的过氧化物还原成无害的羟基化合物，从而保护生物膜不受过氧化物的损伤。机体缺硒时，衰老速度明显加快。而必需微量元素及非必需微量元素“过量”同样打破机体元素平衡，表现在拮抗另一些必需元素的吸收或直接造成机体细胞中毒，改变遗传环境，引发细胞畸变、死亡，促使机体衰老。有人做过试验，在高硒培养基中细胞不能生长，如加进适量的氟、钙、镁等，细胞则生长良好，说明单个元素对生物体是重要的，但更重要的是含量适宜，应特别强调“适量”，并且构成合理的微量元素谱，这样才能收到良好的防病抗衰效果。

以下三类人群最易缺乏微量元素：

第一类人群是少年儿童。因快速生长发育，消耗较大，补充不足，饮食结构不合理，厌食、偏食、易生病等原因，易缺乏锌、硒、碘、钙*、铁等。

第二类人群是孕妇及哺乳期妇女。因胎儿快速生长发育，消耗量较大，孕妇由于妊娠反应也往往会导致摄入不足，饮食结构不合理，偏食、挑食、生病等原因，易缺乏锌、硒、钙、碘、钙*、铁、钼、锰等。

第三类人群是免疫力低下者及中老年人。缺乏微量元素锌、硒等可导致免疫力低下，所以免疫力低下常由于微量元素缺乏所导致;老年人因胃肠吸收功能下降，且易患慢性消耗性疾病等原因，易缺乏锌、硒、钙*、铬等。