铁(Iron)铁是人体内含量最多的一种必需微量元素,也是研究最多的微量元素之一。对细胞有潜在的毒性---防止铁过量。人体铁缺乏及缺铁性贫血普遍存在,是世界性的主要的营养问题之一。铁的存在形式:一、铁的生理功能1.参与体内氧的运送和组织呼吸作用:铁作为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素以及一些呼吸酶的成分,参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。2.维持正常的造血功能:缺铁可影响血红蛋白的合成,甚至影响DNA的合成及幼红细胞的的增殖。3.参与其它重要功能:(1)维持正常的免疫功能:(2)促进胡罗卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、促进脂类从血液中转运以及药物在肝脏中的解毒功能。(3)铁缺乏,脂质过氧化损伤加重。二、铁的吸收与代谢1.吸收:吸收部位:小肠上部吸收率:植物性食品:1%~7%动物性食品:7%~22%混合食物:10%2、吸收过程:①②③④3.食物铁的利用率及影响因素⑴血红素铁(haemiron):主要存在于动物性食品中,与血红蛋白和肌红蛋白中的原卟啉结合的铁,即血红素中所含的铁,为血红素铁。来源:肉、鱼、禽(血红蛋白、肌红蛋白)中的铁特点:不受膳食中任何成分的影响,可直接吸收入体内,吸收率较高:7%~22%⑵非血红素铁(non-haemiron):以三价铁的形式存在于植物性食品中的铁。来源:植物性食品特点:易受膳食中其它成分的影响,导致吸收率较低:1%~7%血红素铁与非血红素铁吸收,都受体内铁贮存量影响当铁贮存量多时,吸收率降低;贮存量减少时,需要量增加,吸收率增加。抑制非血红素铁吸收的因素:①植物性食品中的大量的植酸、草酸、磷酸、碳酸,与铁结合成多聚体,难以吸收。②茶叶中的鞣酸、咖啡中的生物碱,影响铁的吸收。③蛋黄:含有卵黄高磷蛋白,抑制铁的吸收,吸收率3%.(但蛋黄含铁丰富,仍可作为婴儿的辅助食品)④膳食纤维:膳食纤维摄入过多,可结合阳离子如铁、钙等,干扰铁的吸收。⑤多酚类化合物⑥胃酸少或服用抗酸药,胃内pH,铁吸收下降。⑦无机锌与无机铁之间有较强的竞争作用,比例相差过大时,互有干扰吸收促进非血红素铁吸收的因素:①肉因子:存在于肉、鱼、禽的组织中。②维生素C:还原剂,促进Fe3+————Fe2+③糖:乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖④动物组织蛋白及氨基酸:胱氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、蛋氨酸⑤矿物质:⑥维生素:维生素A、维生素E、维生素B12、维生素B2、叶酸⑦其它:柠檬酸、乳酸、丙酮酸、琥珀酸三、铁缺乏症(一)原因:1.铁摄入不足:2.膳食铁的生物利用率较低:3.机体对铁的需要量增加:4.某些疾病:萎缩性胃炎、胃酸缺乏或过多服用抗酸药时,影响铁离子释放;慢性腹泻、胃大部切除以及钩虫感染等。(二)高发人群(三)缺铁与缺铁性贫血三阶段四、过量危害与毒性①过量的铁在失控条件下,引起细胞成分(如脂肪酸、蛋白质和核酸等)的明显损伤。②肝脏是铁储存的主要部位,铁过量也常累及肝脏,成为铁过多诱导的损伤的主要靶器官---肝纤维化、肝细胞瘤。③铁过量与心脏疾病间关系的探讨,已见诸多报道。许多作者认为,铁通过催化自由基的生成、促进脂蛋白的脂质和蛋白质部分的过氧化反应、形成氧化LDL等作用,而参与动脉粥样硬化的形成。五、铁的营养学评价1.全血血红蛋白:2.红细胞压积、平均红细胞容积、平均红细胞血红蛋白、平均红细胞血红蛋白浓度3.红细胞游离原卟啉(FEP):4.血清铁(serumiron.SI):5.血清铁蛋白(serumferritin,SF):是铁缺乏中较灵敏的指标,代表体内贮存铁的水平。缺铁时,血清铁蛋白降低。6.运铁蛋白(transferritin,Tf):是铁在体内运输的主要载体,将铁运送到骨髓形成血红蛋白。7.总铁结合力(totalironbindingcapacity,TIBC):8.运铁蛋白饱和度(transferritinsaturation,TS)六、适宜摄入量及食物来源成年男子为15mg/d成年女子为20mg/d孕妇早期15mg/d,孕妇中期25mg/d,孕妇晚期35mg/d乳母为25mg/dUL可耐受最高摄入量:成年人为50mg/d,孕妇为60mg/d,乳母为50mg/d。铁的食物来源铁的食物来源以动物性食品为好,含量高,吸收率高。一般植物性食品铁的含量低,吸收率也较低。奶为贫铁食品,蛋黄含铁较高,但吸收率较低。锌(Zinc)锌分布于人体所有组织、器官、体液及分泌物。约60%存在于肌肉,30%存在于骨骼。除铁以外,锌比任何其他微量元素都多。锌含量非均匀性分布成年人的血液中红细胞的锌占75%~88%,血浆占12%~23%,另约3%在白细胞和血小板中。一、锌的生理功能1.锌是多种酶的组成成分或激活剂:如:碳酸酐酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、醇脱氢酶、羧肽酶、胸腺嘧啶核苷激酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶(1)催化功能:有近百种酶依赖锌的催化,失去锌此酶的活性也将随时消失,补充锌后可恢复活性。如碳酸酐酶,羧肽酶,RNA聚合酶、DNA聚合酶、碱性磷酸酶等。(2)结构功能:锌能稳定酶蛋白的四级结构。如乙醇脱氢酶、Cu\Zn超氧化物歧化酶,Cu起催化作用,Zn起结构作用。(3)调节功能:锌作为一个调节基因表达的因子,在体内有广泛的作用。转录因子中锌指蛋白能调控DNA的转录与复制,故有人将锌指蛋白又称为基因调节蛋白。锌可调节金属硫蛋白基因的表达。金属硫蛋白是具有微量元素运输、储存、解毒、清除自由基等作用的蛋白质。锌和铜是其主要的诱导因素。在mRNA的水平上调控其基因表达。2.加速生长发育、增强创伤组织的再生能力:3.促进免疫功能:4.对性功能的影响:5.提高食欲:6.维持细胞膜的结构:7.与维生素A代谢有关:二、锌的吸收和排泄部位:十二指肠和小肠近端。吸收率:20%~30%。锌的吸收受到内铁含量的影响。锌与肠粘膜中的金属硫蛋白结合后,存在于肠粘膜细胞内。当血锌水平下降时,再释放入肠腔,以此调节体内锌的平衡。结合在金属硫蛋白上的锌含量随锌的供应状况而变化,高锌可诱导金属硫蛋白的合成,使肠粘膜细胞能蓄积来自食物锌和内源锌,从而全面控制锌的体内平衡。影响锌吸收利用的因素:有利于锌吸收的因素:高蛋白、VD、葡萄糖、乳糖、半乳糖、肉类、柠檬酸等均可促进锌的吸收。不利于锌吸收的因素:膳食纤维、植酸、鞣酸,此外Cu、Cd、Ca、Fe可抑制锌吸收。三、缺锌的原因与表现原因:以含有大量植酸和纤维素的粮食为主要食品。锌的需要量增加。存在有肠原性肢体皮炎的遗传因素。用缺锌或低锌的配方代乳食品喂养婴儿。临床上采用完全肠外营养。腹泻、急性感染、肾病、糖尿病、创伤及某些利尿药物增加锌的排出。表现:生长发育停滞,儿童长期缺乏可导致侏儒症。性器官发育不良,性功能减退,精子减少,闭经或无经。味觉异常,食欲减退,厌食,偏食,可有异食癖。伤口愈合不良。抵抗力下降,易发生感染。肠原性肢端皮炎。缺锌还可表现为皮肤干燥、粗糙、面部痤疮及复发性口腔溃疡等症状。四、锌的膳食参考摄入量和食物来源硒(Selenium)1973年美国和德国科学家在两个实验室里分别发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH-Px)的必需组分。没有硒存在,这个酶就没有活力,而这个酶是体内主要的抗氧化酶之一,从而揭示了硒的第一个生物活性形式。认识硒是人体必需微量元素的另一个主要依据是1979年我国发表的克山病防治研究成果。硒在体内的两种存在形式(也是膳食硒的主要形式):硒蛋氨酸硒半胱氨酸硒酸盐(SeO2-4)和亚硒酸盐(SeO2-3)是常用的补硒形式。吸收率:硒蛋氨酸硒酸盐亚硒酸盐。亚硒酸盐吸收率80%;硒蛋氨酸和硒酸盐吸收率90%。硒在体内的两个代谢库:硒蛋氨酸代谢库(存在于蛋氨酸代谢库中):非调节的贮存库硒调节代谢库:由机体硒状态严格调节一、硒的生理功能(一)生化功能1.谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH-Px,):2.碘甲腺原氨酸脱碘酶(iodothyroninedeiodinase,ID):3.硫氧还蛋白还原酶(thioredoxinreductase,):(1)催化硫氧还蛋白(Trx)的二硫键还原成巯基:(2)催化还原谷胱甘肽硒醚(GS-Se-SG)或亚硒酸盐(SeO2-3)成负二价硒化物(Se2-);还原硒胱氨酸成两分子Sec;在游离Sec参与下还原ROOH。(3)使氧化的维生素C还原再生。4.硒代磷酸盐合成酶(SPS):(二)生理作用1.抗氧化作用:2.对甲状腺激素的调节作用:3.保护心血管和心肌的健康:4.维持正常免疫功能:5.抗肿瘤作用:6.有毒金属的解毒作用:7.其他:三、硒的缺乏与过多硒缺乏病⑴克山病:与地方性硒缺乏有关,是一种以多发性灶性坏死为主要病变的心肌病,表现为急性或慢性心功能不全和各种类型的心律失常、心脏扩大。急性克山病往往因严重休克和心律紊乱造成死亡。⑵大骨节病:是一种地方性、多发性、变形性骨关节病。它主要发生于青少年,严重地影响骨发育和日后劳动生活能力。大骨节病表现为慢性畸形性骨关节病,主要侵犯四肢骨和关节。硒过量:硒摄入量过多可引起中毒,硒中毒主要与地质、土壤、植物含硒过高有关。在湖北的恩施、陕西的紫阳硒中毒地区居民发硒高出一般地区100倍,血硒30倍..人硒中毒症状主要表现为三种类型:1)脱发2)脱甲3)肢端麻木四、硒的营养状况评价1.生化指标:全血、血浆、红细胞、发、指甲等2.GPX-Px活性测定:3.其他:血浆硒蛋白酶-P、硒蛋白酶-W、红细胞GSH-Px的mRNA、TR、五、需要量和参考摄入量碘(Iodine)20世纪70年代提出了碘缺乏对人的损害是一条由轻到重的疾病谱带;碘缺乏不仅会引起甲状腺肿和少数克汀病发生,还可引起更多的亚临床克汀病人和智力低下的儿童发生,故1983年提出了用“碘缺乏病(iodinedeficiencydisorders,IDD)”一、碘的代谢正常成年人体内含碘15~20mg,其中70%~80%存在甲状腺组织中。血清中T4含量高于T3,但正常甲状腺素的生理活性有2/3是由T3完成。1.碘的吸收:80%~90%来自食物,10%~20%来自饮水,约5%来自空气。主要在胃肠道吸收。2.碘的排泄:体内的碘90%经尿排出,10%经粪便排出.二、碘的生理功能1.主要参与甲状腺素的合成,甲状腺素有两种生理活性形式:(1)甲状腺素(T4):四碘甲状腺原氨酸;(2)三碘甲状腺原氨酸(T3)。该激素的生理功能主要有:促进生物氧化,参与磷酸化过程,调节能量转换.促进蛋白质代合成和神经系统发育.促进糖和脂肪代谢.激活体内许多重要的酶.调节组织中的水盐代谢.促进维生素的吸收.三、碘的缺乏与过量缺乏的原因长期摄入不足长期摄入含抗甲状腺激素因子的食物(萝卜、甘蓝、花菜)缺乏的表现儿童期:甲状腺肿、青春期甲状腺功能减退、生长发育迟滞、智力低下、克汀病(呆小症)成人期:甲状腺肿、甲状腺功能减退、碘致性甲状腺功能亢进碘过量碘的摄入过量可引起高碘性甲状腺肿、碘性甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退、桥本氏甲状腺等。四、膳食参考摄入量铬(Chromium)人体内各部分都存在铬,并主要以三价铬的形式存在除了肺以外,各组织和器宫中的铬浓度均随着年龄而下降,常造成老年人缺铬现象。铬是一种多价元素,能以若干不同价态存在,其中以二价、三价及六价最为常见。六价铬对人毒性较大,可引起急性及慢性中毒,一、铬生理功能⑴增强胰岛素的作用:铬是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成成分,能增强胰岛素的作用,促进葡萄糖的利用及使葡萄糖转化为脂肪。⑵促进葡萄糖的利用及使葡萄糖转化为脂肪、预防动脉粥样硬化:铬具有提高高密度脂蛋白和载脂蛋白A浓度及降低血清胆固醇的作用。⑶促进蛋由质代谢和生长发育。二、铬缺乏原因:主要是摄入不足或消耗过多。老年人、糖尿病人食物缺铬的原因主要是食品精制过程中铬被丢失,如精制面粉可损失铬40%。砂糖为90%,大米为75%,脱脂牛奶为50%。此外,饮用水的低铬也有一定影响。人体对铬消耗增加:如烧伤、感染、外伤和