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礦物質(Mineral)2礦物質礦物質(mineral)：動物或植物組織在高溫燃燒後，剩下的灰份(Ash)礦物質佔人體全部體重的約百分之五，存在骨賂中最多人體內存在的礦物質種類約22種其中的14種為人體必需較大量元素(macronutrientelement)(存在體內的量大於體重0.005%者)：鈣(Ca)、磷(P)、鈉(Na)、鉀(K)、鎂(Mg)、硫(S)及氯(Cl)等七種，在人體中含量多，需要量也較大微量元素(micronutrientelement)(存在體內的量小於體重之0.005%者，或稱traceelement)：鐵(Fe)、銅(Cu)、碘(I)、錳(Mn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鉬(Mo)等，其它如氟(F)、鋁(Al)、鉻(Cr)、硒(Se)等含量少，需要量也較少身體中的礦物質，以離子狀態(即以無機物狀態)存在者，例如Na+、K+、Ca++、Cl-、H2PO4-。以有機化合物存在者，如鈣、磷、鎂為骨骼中主要成分，其他如血色素中的鐵，胰島素中的鋅及輔A、維生素B1及生物素中的硫3礦物質的功用構成骨骼及牙齒等的主要成分酸鹼平衡神經及肌肉的感應與收縮酵素活性的調節功能細胞膜的通透性4體內的礦物質有動態平衡現象，最明顯的就是骨骼與血液之間鈣的交換。骨骼並非一靜態組織，其中的鈣質與血液中的鈣均不斷的發生交換，但二者之間仍維持一定的比例，這種現象稱為動態平衡狀態(dynamicstateofequilibrium)。身體究竟需要多少礦物質才算適當，有些礦物質很難確定。鈣身體的礦物質，以鈣最多。鈣含量約體重的1.5%以上99%鈣分佈在骨骼與牙齒內1%在血清、肌肉、神經6鈣生理作用1.構成骨骼及牙齒的主要成分骨骼生長，由膠原纖維先在骨骼末端形成一種網狀物質，再沉澱以鈣鹽的結晶體，骨骼才有彈性、更堅強，此稱為骨骼鈣化(calcification)骨骼中的鈣之形式，稱為hydroxyapatite，其分子式為[Ca9(H3O)2(PO4)6(OH)2]，鈣與磷的莫爾此(molarratio)為1.67：1骨骼中除了鈣、磷外，還有鎂、鈉、碳酸鹽(carbonate)、枸櫞酸(citrate)，少量的氟及其他物質2.幫助血液凝固在血液凝固的過程中，鈣促使凝血元轉變成凝血，並促使血小板釋放凝血活。鈣是血液凝固的重要因素。73.維持心臟的正常收縮正常濃度的血清鈣，才能維持正常的心臟功能。過高濃度的血鈣，心臟收縮延長，減慢了心臟的舒張，心搏較慢。血清鈣濃度過低時，心搏較快。4.控制神經感應性及肌肉的收縮性末梢神經(peripheralnerve)的感應性與鈣的濃度有關，過低的鈣足以降低神經感應性的閾限(threshold)，使之過度的敏感而造成手足痙攣(tetany)，倘若提高鈣的濃度，則痙攣消失5.控制細胞的透過性鈣與鈉、鉀之間的抗拮作用(antagonism)，共司所有細胞的透過性，對腎臟、小腸等器官均有相當程度的作用8鈣新陳代謝鈣質在小腸上段(十二指腸)吸收，進入血液。一般食物鈣的吸收率約20-30%，有時也會降至10%或更少。增加鈣質吸收因素維生素D：維生素D促進小腸上皮細胞中與鈣吸收有關的蛋白質的合成pH：鈣質在酸性環境下的吸收率較大。如胃酸幫助使小腸保持適當酸度，有利於鈣的吸收。乳糖：有適當乳糖的情況下，少量乳糖有利於鈣的吸收。蛋白質：蛋白質可幫助鈣吸收。可能是鈣與乳糖形成複分子，有利於鈣的吸收。身體需要量：倘若身體需要量增加，如生長、懷孕或哺乳時期，鈣的吸收率會增加。9降低鈣質吸收之因素磷：磷的攝取量會影響鈣的吸收，過多的磷使鈣的吸收不良。飲食中的鈣磷的比最好是1：1游離脂肪酸游離脂肪酸過多，易與鈣結合，形成不溶解性的肥皂，阻擾鈣的吸收。草酸(oxalicacid)及植酸(phyticacid)此二酸均能與鈣結合，形成不溶解性的鈣鹽，阻礙鈣的吸收；草酸與植酸多存在植物性食物中較硬的部份，如種子等，動物性食品的鈣比植物性者易被吸收腸蠕動增加：如腹瀉時，腸蠕動增加，減少鈣停留在腸道的時間，減少鈣的吸收。臥床不動：缺乏活動會減少鈣之吸收壓力：減少鈣吸收，增加骨骼鈣之游離藥物：長期服用利尿劑及含鋁藥物[如Al(OH)3]，減少鈣之吸收10鈣質以三種形式存在血液中游離的鈣與蛋白質結合與其他無機物結合血鈣經常維持一定的濃度。血鈣的濃度由副甲狀腺控制。其控制方式是經由血鈣與骨骼鈣之間的互動而得。骨骼是相當穩定的組織，非一成不變，其間的鈣經常與周圍的血清交換，血清中的Ca×P值相當穩定血清鈣濃度高時，鈣就沉澱在骨骼上，反之，濃度太低時，骨骼中的鈣即游離出來維持血清鈣的一定濃度(正常值：9~11mg/100ml)11骨骼鈣的鈣化與游離(resorption)之間的平衡因年齡而異。嬰兒、兒童、青春期個體，鈣化現象剩過游離成年期，鈣化速率與游離速率相當老年人則游離強於鈣化(有報告謂兩性於50歲以後即有此現象)長時期飲食鈣不足，也會造成骨骼組織的破壞。血清中鈣、磷濃度乘積值也保持桓定，即Ca×P約50。若Ca×P超過70時，則使柔軟組織發生鈣化，影響生理機能-如腎臟等的鈣化，此現象多因攝取過多量的維生素D而引起，稱為血鈣過多症(hypercalcemia)，患佝僂病的小孩，其乘積值小於30。腎小管對鈣的再吸收力很強，所以從尿中排泄的量並不多大部分(70-90%)的鈣被排到糞便，大量的鈣並未被身體吸收，實際被利用的鈣也僅只佔攝取量的10-30%12鈣建議量與來源鈣的需要量雖經幾十年之研究，仍不能確定衛生署1993年鈣之建議每日攝取量0～9歲：400～600mg10～24歲(男)：700～800mg10～24歲(女)：700mg25歲以上：600mg懷孕(二、三)期：增加500mg哺乳期：增加500mg鈣質來源(mg/100g)飲食鈣含量飲食鈣含量飲食鈣含量飲食鈣含量鮮牛乳110瘦豬肉12金勾蝦628黃豆216鮮羊乳124豬肉鬆53牡蠣58杏仁110鮮人乳33豬肉干36田蠣948黑豆260雞蛋60香腸28龍蝦60綠豆86鴨蛋65蝦米1438蛤子156米糠200雞蛋黃124頭髮菜699海藻311紅茶211瘦黃牛肉8條仔魚干1700黑芝麻1241食鹽320牛肉干31條仔魚689白芝麻440黑糖39013食物中以牛奶為鈣質的最主要來源，不飲用牛奶，勢難攝取足夠量的鈣質動物性食物如牛肉，豬肉等均含有效的鈣質在某些地區食用魚骨，亦可供應相當量的鈣，台灣本地的小魚、魚乾、蝦類、蛤、牡蠣等都是很好的食物部份植物性食物雖也含有不少量的鈣，然植物性食物的鈣質多存在於較粗硬的部位，如葉片的纖維、穀粒、種子外皮(seedcoat)，堅硬組織會促進腸胃道的蠕動，而減少鈣質的吸收利用率蔬菜中甘藍及菠菜所含植酸及草酸也稍會阻礙鈣的吸收麵包塗抹脫脂奶可以增加鈣的攝取量，若能在麵粉或麵包中添加適當量的鈣，亦是很好的改善辦法。用含有鈣的鹽類代替牛奶，可獲得豐富的鈣質，然不如牛奶中含有豐富的蛋白質、維生素B2及其他營養素，除非有真正必要，否則還是吃天然食物較好14鈣缺乏症鈣的缺乏症因維生素D之缺乏，則間接產生嬰幼兒：佝僂病(rickets)，牙齒損壞或脫落成人：骨質軟化症(osteomalacia)、骨質稀鬆症(osteoporosis)等病狀嚴重缺鈣也會引起肌肉痙攣血清鈣濃度降至7mg/100ml以下的才會引起抽搐，給予鈣、磷比偏低的嬰兒奶粉也較容易引起此症。磷16磷的功用磷(phosphorus)在身體中的含量僅次於鈣磷的重要性似乎較易被人忽略，原因是含磷的食物太廣泛，不易匱乏骨骼牙齒成分85-90%的磷存在骨骼牙齒中構成高能量磷化物10-15%與蛋白質結合成磷蛋白(phosphoprotein)與醣類結合成為醣磷酸(sugarphosphates)與脂類結合成磷脂(phospholipid)，構成高能磷化合物，如ATP、GTP、UTP、核酸及其他含磷化合物調節身體酸鹼平衡17磷的新陳代謝磷吸收率較高約50～70%磷會干擾鈣的吸收及保留，飲食中鈣、磷比為1：1時吸收狀況最好身體吸收醣類並進行醣新陳代謝時，利用部份的磷，使血清中的磷量降低正常成人血清中無機磷濃度3～4.5mg/l00ml兒童4～7mg/l00ml有嚴重腎臟病時，磷的保存量增加，會使血清鈣量降低；副甲狀腺機能不足時，血清磷也會增加，相反的，副甲狀腺機能亢進時，磷就降低。維生素D不足而引起的佝僂病，磷酸排泄量降低。血清中磷會降低至1-2mg/l00ml。18磷的來源與需要量磷的攝取量需與鈣成比例，不適當比例的磷與鈣，均可能引起佝僂病。磷的主要來源為牛奶、蛋黃、肉、禽類，植物性食物中如白米、麵粉亦含不少量，蔬菜、水果則較少。磷的分佈較廣，故較不易缺乏。19磷的缺乏症磷廣泛存在各種食物內，所以不容易缺乏在替病人做葡萄糖靜脈注射或高營養靜脈注射(TPN,totalparenteralnutrition)，若末加入足夠量的磷，會使病人呈現低血磷症狀(hypophophatemia)。低血磷症狀包括ATP合成量減少、骨骼成長受到影響等。鈉、氯、鉀21鈉、氯、鉀經常共同影響身體的新陳代謝，生理功用維持身體正常的水份分佈狀況維持正常的滲透壓(osmoticpressure)維持身體之酸鹼平衡維持正常的肌肉感受性(irritability)三種礦物質均容易被吸收三者可經由尿、糞便及汗排出三者均廣泛存在食品中新陳代謝由腎上腺皮質激素(adrenalcortexhormone)及腦垂體前葉激素(anteriorpituitaryhormone)控制若激素控制失調，如愛迪生氏疾病(Addison'sdisease)，就是病人缺乏腎上腺皮質激素，所以身體中的鈉、氯流失，鉀卻升高，病人表現之臨床症狀為虛弱、肌肉痙攣、體重減輕等。單獨給氯化鈉或注射腎上腺皮質激素可治療之22硫硫(Sulfur)存在於每個細胞中，是含硫胺基酸-胱胺酸(cystine)及甲硫胺酸(methionine)的主要成份。胱胺酸對毛髮及指甲的生長很重要硫是指甲及毛髮中角蛋白(keratin)的主要胺基酸的成份老鼠或狗等多毛的動物，對含硫胺基酸所需要的量比人類多麩胱甘(glutathione)、輔A、維生素B1、生物素及類脂酸等為含硫的重要物質其他如肝中之抗凝素(anticoagulant)-肝素(heparin)、骨骼及軟骨中之硫酸軟骨素(chondroitinsulfate)均含硫元素態或硫酸態的硫均不能被身體利用，只有有機形態(如含硫胺基酸、輔A、維生素B1等)的上述含硫物質才能被利用；最後氧化成無機或有機的硫酸鹽(sulfate)排出於尿中。23主要功用促進皮膚健康、毛髮光澤幫助細胞抵抗細菌感染與維生素B群一起作用，促進人體基本代謝在肝臟內協助分泌膽汁缺乏症狀未知主要食品瘦牛肉、魚、蛤類、蛋、牛奶、甘藍菜、乾豆類、小麥胚芽補給須知日常生活中只要攝取足夠蛋白質，便無須擔心硫不足毒性有機硫(存在於生物體內)中未發現毒性，大量服用無機硫(非存在於生物體內)，可能引起副作用鎂25鎂的新陳代謝與生理功用骨骼及牙齒中除了有鈣及磷外，尚有大量鎂(magnesium)存在，約有70%的鎂存在骨骼中，其他的30%在柔軟組織及驗液中鎂與鈉、鉀、鈣共同維持心臟、肌肉、神經等的正常功能鎂在碳水化合物的新陳代謝及高能鍵的能量轉移上為不可缺少之因素。鎂的正常血清濃度為l.5-2.0meq/l。鎂與鉀同時存在於細胞內。鎂與鈣對細胞施行不同的效應，正如同鈣與磷之相對作用，二者互有抗拮性(antagonism)。影響鎂的吸收率之因素均影響鈣之吸收，例如脂酸、植酸、草酸等都抑制鎂的吸收。維生素D不促進鎂的吸收鈣攝取量多時，鎂的吸收率降低26鎂抑制骨骼鈣化鎂使肌肉放鬆，但鈣刺激肌肉收縮例如用皮下注射的方法打入相當量的鎂，使血清內鎂的量增加，則有麻醉作用，可使隨意肌發生癱瘓，若再注射入相當量的鈣，則症狀消失。大部份的鎂由小腸吸收，吸收率隨食物的攝取量而有所調整攝取量較一般食物多時，鎂的吸收率少，食物攝取量少，則吸收多。體內的鎂由腎臟排出體外。腎臟對鎂的保留較強，但受血鈣之影響。27鎂缺乏症手腳