维生素及矿物质

第三节矿物质第五节矿物质1．概念由于进化原因，人体组织内几乎含有自然界存在的各种元素，而且与地球表层的元素组成基本一致这些元素中，约20种左右的元素为人体必需除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物存在外其余统称无机盐（矿物质/灰分，minerals）又分常量（宏量）元素（macroelements）占体重0.01%以上，日需要量100mg以上。微量元素（microelements/traceelements）体内在吸收、贮存上存在平衡调节关系*吸收利用上存在拮抗-协同作用体内不生成也不消失必需经膳食补充体内分布极不均匀随年龄↑而↑但元素间比例变动不大2．无机盐的代谢特点机体组织重要构成成分在细胞内外液参与酶系激活3．无机盐的生理功能一、钙一、钙（calcium，Ca）出生时体内含钙总量约为28g，成年时达850-1200g（约为体重的1.5-2.0%）分布极不均匀是含量最多的无机元素1．99%以羟磷灰石结晶[3Ca3(PO4)·(OH)2]形式集中在骨骼、牙齿，是钙的储存库。其中少数为无定形钙，此部分在婴儿期占较大比例，以后随年龄增长而逐渐减少2．其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与Pro结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液、血液等组织中组成混溶钙池（misciblecalciumpool），与骨骼钙维持着动态平衡，是维持细胞正常生理状态所必需体内有强大的保留钙和维持细胞外液中钙浓度的机制当膳食钙严重缺乏或机体发生钙异常丢失时可通过这些机制使骨脱矿化以纠正甚至是轻微的低钙血症，而保持血钙的稳定(一)功能（一）钙的生理功能1．构成骨骼和牙齿的主要成分2．维持神经与肌肉活动3．促进体内某些酶的活性4．参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性及毛细血管渗透压等(二)吸收代谢（二）吸收与代谢1．食物钙吸收、影响因素**主要在小肠吸收返回*生活中有那些常见食品是发酵食品?发芽、发酵可破坏植酸。酸浸也可去除部分发酵食品?草酸草酸**主要存在于一些蔬菜和水果中，可与钙、铁等形成不被人体分解的螯合物可用在开水中汆（cuan）的方法去除部分或大部分2．钙的排泄钙营养状况良好时，成人的钙排泄量≈肠吸收量1）体内钙大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落、消化液的分泌排入肠道，其中一部分被重吸收，其余由粪中排出（内源性粪钙，约125-180mg/d）2）钙从尿中的排出量约为摄入量的20%左右（约100-200mg/d）3）汗液也是钙的排泄途径，但个体差异较大，如高温作业者经汗丢失钙可高达1g/d4）乳母通过乳汁约排出钙150-300mg/d5）在整个妊娠期，约30g的钙由母亲转运给胎儿6）补液、酸中毒、高蛋白或高镁膳，甲状腺、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素或VitD过多，以及卧床均可使钙排出增多3．钙的储留钙在体内的储留受膳食供给水平所左右，人体对钙的需要程度也有影响高磷膳食对钙储留的影响不大高钠摄入可↓钙在骨骼中的储留，并↓骨密度氟骨症、糖尿病均对钙代谢有不利影响4．钙缺乏**主要影响骨骼发育和结构，表现为儿童佝偻病成人骨质软化症老年人骨质疏松症其他如骨质增生、抽搐等(三)RNI（三）钙的供给量钙的需要量估计方法有两种1．平衡法：适用于成年人2．直接测定法：可用于儿童钙的无可观察到副作用水平（non-observedadverseeffectlevel，NOAEL）为1500mg成年男女性均为800mg(四)来源（四）食物来源**良好来源：乳及乳制品主要来源：豆及豆制品、蔬菜水果二、镁成人身体镁总含量约25g，其中60％-65％存在于骨骼、齿齿，27％分布于软组织。血清中镁恒定，不能反映镁缺乏，即使机体缺，血清镁亦不降低。生理功能(1)生理功能1)激活多种酶的活性。镁作为多种酶的激活剂，参与300余种酶促反应。2)抑制钾、钙通道。镁可封闭不同的钾通道，阻止钾外流。可抑制钙通过膜通道内流。若镁耗竭，细胞内钙增多。3)维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性。镁是骨细胞结构和功能所必需的元素，使骨骼生长，影响着钙的吸收。镁与钙使神经肌肉兴奋和抑制作用相同。血中镁或钙过低，神经肌肉兴奋性均增高；反之则有镇静作用。4)维护胃肠道的功能。低度硫酸镁溶液可使短期胆汁流出，促使胆囊排空，具有利胆作用。碱性镁盐可中和胃酸。镁离子在肠道中吸收缓慢，促使水分滞留，具有导泻作用。镁缺乏：致神经肌肉兴奋性亢进；低镁血症患者可有房室性早搏、房颤以及室速与室颤，半数有血压升高。可导致胰岛素抵抗和骨质疏松。镁中毒：用镁盐抗酸、导泻、利胆、抗惊厥或治疗高血压脑病，因肠、肾及甲状旁腺等能调节镁代谢，并不至于发生镁中毒。腹泻是评价镁毒性的敏感指标。过量镁摄入，有恶心、胃肠痉挛等。膳食参考摄入量中国营养学会提出成人镁适宜摄入量(AI)为350mg／日。膳食中镁吸收率约为30％。影响镁吸收的因素：①氨基酸、乳糖等可促进镁的吸收。②维生素D促进镁吸收。③过多的磷、草酸、植酸和膳食纤维等可抑制镁的吸收。④镁与钙的吸收途径相同，竞争吸收而相互干扰。食物来源由于叶绿素是镁卟啉的螯合物，所以绿叶蔬菜是富含镁的。食物中糙粮、坚果也含有丰富的镁，肉类、牛奶中的镁含量中等。精制食品的镁含量很低的。从饮水中也可以获得少量镁，硬水中含有较高的镁盐，软水中含量相对较低。三、磷磷在成人体内含量为650g左右，相当于体重的1％左右，占体内无机盐总量的1/4。总磷量的85％～90％以羟磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2形式存在于骨骼和牙齿中。其余10％～15％与蛋白质、脂肪、糖及其他有机物结合，分布于几乎所有组织细胞中。一、生理功能构成骨骼和牙齿构成生命的重要物质磷是组成核酸、磷蛋白、磷脂、多种酶等的成分调节能释放机体代谢中能量的贮存、转移和释放离不开ADP、ATP、磷酸肌酸等物质，ATP是细胞内化学能的主要来源。调节酸碱平衡磷酸盐能与氢离子结合，并从尿中以不同形式、不同数量磷酸盐类排出，从而调节着体液的酸碱度。二、吸收与代谢1．吸收磷主要在小肠吸收，摄入混合膳食时，吸收率达60％～70％。以牛乳喂养的婴儿的磷吸收率为65%~75％，人乳喂养者85％。VitD对磷吸收是必要的，植酸抑制磷的吸收，钙、镁、铁和铝等常与磷酸形成难溶性盐而影响磷的吸收。2．排泄磷主要从肾排出，当肾功能正常时，尿磷约为膳食摄入磷量的2/3。禁食、雌激素、甲状旁腺紊乱、高血钙等均能降低肾小管对磷的重吸收，尿磷排出增加。VitD增加，加强肾小管的重吸收，减少尿磷的排泄。三、缺乏与过量一般不会出现膳食原因引起的营养性磷缺乏，只有在一些特殊情况下才会出现。一般情况下，不易发生由膳食摄入过量磷的问题。特殊情况下可引起血清无机磷浓度过高，形成高磷血症。四、供给量与食物来源磷的需要量随年龄增加而下降，同时还取决于蛋白质摄入量，据研究，维持平衡时需要磷量为520～1200mg/d。磷的来源广泛，一般都能满足需要。2000年，中国营养学会制订的磷的适宜摄入量（AI）为700mg/d。磷在食物中分布广泛磷与蛋白质并存，瘦肉、蛋、奶、动物肝脏的含量很高海带、花生、干豆类、坚果粗粮含磷丰富粮谷中的植酸磷，不经加工处理，吸收利用率低四、钾正常成人体内总量约为50mmol／kg。体内钾主要存于细胞内，约占总量的98％，其他存在于细胞外。生理功能1）参与碳水化合物、蛋白质的代谢葡萄糖和氨基酸经过细胞膜进入细胞合成糖原和蛋白质时，必须有适量的钾离子参与。如1g糖原的合成约需0.6mmol钾，三磷酸腺苷的生成过程中也需要一定量的钾。2）维持细胞内正常渗透压由于钾主要存在于细胞内，因此钾在细胞内渗透压的维持中起主要作用。3）维持神经肌肉的应激性和正常功能细胞内的钾离子和细胞外的钠离子联合作用，可激活Na+-K+-ATP酶，产生能量，维持细胞内外钾钠离子浓差梯度，发生膜电位，使膜有电信号能力，可激活肌肉纤维收缩或发生肌肉麻痹。生理功能4）维持心肌的正常功能钾缺乏时，心肌兴奋性增高；钾过高时又使心肌自律性、传导性和兴奋性受抑制；两者均可引起心律失常。5）维持细胞内外正常的酸碱平衡钾代谢紊乱，细胞失钾时，细胞外液中钠与氢离子进入细胞内，引起细胞内酸中毒和细胞外碱中毒。6）降低血压：补钾可降低高压及正常压。钾缺乏主要表现为肌肉无力或瘫痪、心律失常、横纹肌肉裂解症及肾功能障碍等。影响因素：疾病或其他原因需长期禁食或少食。静脉补液内少钾或无钾时。频繁的呕吐、腹泻、胃肠引流、长期用缓泻剂或轻泻剂等；肾脏疾病，可使钾从尿中大量丢失；高温作业或重体力劳动者，因大量出汗使钾丢失。膳食参考摄入量钾需要量的研究不多。中国营养学会于2000年制订的DRIs中，参考国内外有关资料，提出了中国成人膳食钾的适宜摄入量(AI)：2000mg/d。食物来源大部分食物都含有钾，但蔬菜和水果是钾最好的来源。蔬菜和水果中200～500mg，每100g食物含量高于800mg以上的食物有紫菜、黄豆、冬菇、赤豆等。常见食物钾含量见表3-20。五、钠人体内含钠70-100克。多分布于骨骼和细胞外液。分别占总量的40-47%和44-50%。细胞内液含量较少。一、生理功能1、维持体内水分与渗透压2、维持神经肌肉兴奋功能3、钠泵钠钾离子主动转运，使钠离子主动从细胞内排出，维持细胞内外渗透压。钠对ATP的生成利用、心血管功能、能量代谢都有关系。4、维持细胞内外的酸碱平衡二、吸收与代谢由小肠上段吸收，吸收率极高；空肠被动吸收，回肠主动吸收。主要经肾排出，98%以上自尿排出。钠与钙在肾小管内的重吸收过程竞争。高钠膳食对骨丢失有很大影响。汗中钠含量高，中等劳动强度4小时，可失钠盐7～12g。三、钠的缺乏与过量缺乏：禁食、重体力劳动、过量出汗、反复呕吐或某些疾病等使钠过量排出时，可引起钠的缺失。早期症状不明显，倦怠、无神。严重时可出现恶心、呕吐、血压下降、心律加速甚至休克，终因肾功能衰竭而死亡。过量：钠摄入过多、尿中Na+/k+笔直增高，是高血压的重要因素。急性中毒，可出现水肿、血压上升、血浆胆固醇升高等，婴儿摄入过多可导致死亡。四、需要量与食物来源适宜摄入量(AI)成人为2200mg/d动物性食物含量高于植物性食物，但人体钠主要来自食盐、加工中加入以及腌渍、烟熏制品、发酵豆制品等。二、铁微量元素：指人体中含量小于体重0.01%。分为三类：人体必需微量元素：铁(Fe)、碘(I)、锌(zn)、硒(se)、铜(cu)、钼(Mo)、铬(cr)、钴(co)八种；体内含量＜体重的0.01%。可能必需微量元素：锰(Mn)、硅(si)、镍(Ni)、硼(B)、钒(V)等五种；第三类具有潜在毒性，但在低剂量时，对人体可能具有必需功能：氟(F)、铅(Pb)、镉(cd)、汞(Hg)、砷(As)、铝(A1)、锂(Li)、锡(Sn)。一、铁（iron，Fe）体内必需微量元素中含量最多，总量约4-5g分布极不均匀①“功能性铁”：是铁的主要存在形式，其中血红蛋白含铁量占总铁量的60％～75％，3％在肌红蛋白，1％为含铁酶类(细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等)，参与氧的转运和利用。②“贮存铁”，以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于肝、脾与骨髓中，约占体内总铁的25％～30％。人体器官铁含量，以肝、脾为最高，其次为肾、心、骨骼肌与脑。(一)功能（一）生理功能1．参与O2、CO2转运、交换和细胞呼吸过程铁与红细胞形成和成熟有关2．催化促进β-胡萝卜素转化为VitA，催化促进嘌呤与胶原的合成促进机体抗体生成，增加抵抗力促进脂类在血液中的转运促进药物在肝脏的解毒3．对行为智力有影响(二)吸收代谢（二）吸收与代谢吸收率1-25%受铁存在形式等多因素影响食物中铁的存在形式及吸收影响因素**动物性食物的非血红素铁（non-haemiron）吸收影响因素较少，且存在血红素铁（haemiron），其吸收率多在10-25%，较植物性食物（多10%）的高(三)铁缺乏铁减少期(irondecreasing，ID)RBC生成缺铁期