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第三章营养学基础第三节矿物质第三节矿物质一、常量元素：含量大于体重0.01％的各种元素。如：钙、镁、钾、钠、磷、氯等6种。（硫）二、微量元素：含量小于体重0.01％的各种元素。如：铁、碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴等8种。第三节矿物质生理功能：★构成机体组织重要组分：钙、磷、镁→骨骼、牙齿。硫、磷→蛋白质。★细胞内外液的成分：钾、钠、氯与蛋白质→渗透压。★维持体内酸碱平衡：钾、钠、氯与蛋白质→缓冲作用。★参与构成功能性物质：铁→血红蛋白。碘→甲状腺素。锌→超氧化物酶。硒→谷胱甘肽过氧化物酶。★维持神经和肌肉的正常兴奋性及细胞膜的通透性。一、常量元素⒈钙★正常人体内含钙1000～1200g★99%骨骼、牙齿★1%：软组织、细胞外液、血液。混溶钙池：0.1％细胞外液及血液0.6％～0.9％软组织血清钙：2.25～2.75mmol/L或90～110mg/L⒈钙⑴生理功能①构成机体的骨骼和牙齿骨的结构：皮质骨松质骨骨的重建：成骨作用：新骨生成。溶骨作用：旧骨吸收骨钙更新：＜1岁，每年100％幼儿，每年50％，每1-2年更新1次成年，10-12年更新1次＞40岁，每年0.7％⒈钙⑴生理功能②维持肌肉和神经的正常活动：血钙↓神经肌肉兴奋性↑→手足抽搐③参与血凝过程：④其他：调节、激活多种酶活性。如ATP酶、脂肪酶、蛋白质分解酶等。凝血酶凝血酶原Ca⒈钙钙缺乏：儿童佝偻病，成年骨质疏松症。钙过量：增加肾结石危险奶碱综合征：高血钙、碱中毒、肾功障碍干扰矿物质吸收：Ca↑抑制Fe吸收Ca↑降低Zn利用Ca/Mg＞5导致Mg缺乏⒈钙⑵膳食参考摄入量AI：成年人800mg/日⑶食物来源虾皮、海带、发菜、芝麻酱等。奶类、豆类、坚果类、绿色蔬菜、各种瓜子等。表3－18常见食物的钙含量⒈钙★影响钙吸收因素：☆有利于钙吸收：维生素D某些氨基酸（赖氨酸、精氨酸、色氨酸）乳糖适量的钙磷比例：3:1～1:1，最理想的为2:1。☆不利于钙吸收：谷类中植酸：发酵某些蔬菜中草酸（菠菜、苋菜、竹笋）：开水绰一下过多膳食纤维碱性磷酸盐脂肪某些药物：抗酸药、四环素、肝素等高蛋白质膳食正常人体镁的含量约为25g60%～65%在骨、牙齿27%在软组织主要分布在细胞内（仅次于K）细胞外液1%⒉镁⒉镁⑴生理功能①激活多种酶活性:300余种（酶的激活剂）②维护骨骼生长，维持神经和肌肉的兴奋骨骼:Mg是骨细胞结构和功能所必需的神经和肌肉：Mg↓神经和肌肉的兴奋性↑③维护胃肠道功能低浓度硫酸镁溶液，经十二指肠→oddi括约肌松弛→胆汁流出→胆囊排空（利胆）。低浓度镁→减轻肠壁压力和蠕动→解痉挛高浓度镁→导泻剂④抑制K、Ca通道：阻止细胞内K外流；抑制细胞外Ca内流。⑤维持体液酸碱平衡：钾、钠、钙、镁（阳离子）⒉镁预防心血管病:镁→抑制心肌、心脏的节律性，兴奋传导减弱→有利于心脏舒张镁→减少胆固醇→预防动脉硬化，扩张冠状动脉，心脏供血上升．饮用软水：心血管发病率高饮用硬水：心血管发病率低缓解女性痛经:镁↓情绪紧张痛经率↑镁↑情绪舒缓痛经率↓⒉镁镁缺乏：血清镁0.7mmol/L诊断为低镁血症★肌肉兴奋性亢进★房室性早搏、房颤、室速、室颤★血压高（占50%）★胰岛素抵抗★骨质疏松★心脏病风险↑、糖尿病风险↑⒉镁过量危害与毒性★镁过量→临床表现（1.5～2.5mmol/L）腹泻伴恶心，胃肠痉挛.（2.5～3.5mmol/L）嗜睡，肌无力，膝腱反射痛，肌麻痹。（5mmol/L)膝腱反射消失＞5mmol/L随意肌，呼吸肌麻痹。≥7.5mmol/L心脏完全传导阻滞，心脏停止搏动。★镁中毒：在肾功能不全，糖尿病酮症，肾上腺皮质功能不全，粘液水肿，骨髓病，草酸中毒，肺部疾病，关节炎时，如血镁升高，则发生镁中毒。⒉镁⑵膳食参考摄入量营养学会：成人AI350mg/dUl700mg/d⑶食物来源普遍存在于各种食物中叶绿素是Mg卟啉的螯合物富含Mg：绿色蔬菜、粗粮，坚果；肉类，淀粉，牛奶；海带，豆类，贝壳类。无花果，冬瓜子，麦饭石→精神饱满，肌肤白嫩。黄金植物→玉米：Mg→抑制抗癌药物对人体的副作用刺激大脑细胞→增强记忆力VE,VA→抗氧化玉米黄质→抵抗眼睛老化⒊钾正常成人体内K含量50mmol/kg，存在于细胞内98％。⑴生理功能①参与碳水化合物，蛋白质代谢G→糖原AA→蛋白质合成1g糖原需0.6mmolK合成1g蛋白质需3mmolKATP生成需K②维持细胞内正常渗透压：细胞内（K）、细胞外（Na）③维持细胞内外酸碱平衡细胞失K→低K：细胞内酸中毒，细胞外碱中毒细胞外K内移→高K：细胞内碱中毒，细胞外酸中毒④维持神经肌肉应激性和正常功能①Na＋、K＋离子激活Na＋-K＋-ATP酶→产能②维持细胞内外Na＋、K＋离子浓度，发生膜电位：血K↓→膜电位↑→应激性↓→松弛性疾病血K↑→膜电位↓→应激性丧失，肌肉麻痹⑤维持心肌正常功能血K↓→心肌兴奋性↑血K↑→抑制心肌自律性、传导性、兴奋性⑹降低血压血压与膳食K呈负相关。补K对高血压及正常人均有降压作用。⒊钾⒊钾★钾缺乏：＜3.5mmol/L神经，肌肉，消化，心血管，泌尿，中枢神经系统功能性和病理学改变。如：利尿药K→流失→低K★过量危害于中毒：＞5.5mmol/L抑制心肌自律性、传导性、兴奋性神经肌肉：疲乏无力，下肢沉重。心血管：心率↓心音减弱。肾功能障碍心率失常肌肉无力，瘫痪⑶膳食营养素参考摄入量2000年营养学会：AI2000mg/d每100g食物中含钾：豆类600~800mg肉类150~300mg鱼类200~300mg骨类100~200mg蔬菜，水果200~500mg，蔬菜、水果含量丰富。＞800mg：紫菜，黄豆，冬菇，赤豆，西瓜。另外：土豆，香蕉，红枣，菠菜，芹菜含量较多。⒊钾⒋钠成人体内钠含量：女为3200mmol（77g）男为4170mmol（100g）占体重0.15%：细胞外液占44%～50%骨骼占40%～47%细胞内液占9%～10%⒋钠⑴生理功能：①调节体内水分与渗透压，维持细胞内外水分恒定Na占细胞外阳离子90%，K构成细胞内渗透压②维持酸碱平衡：肾小管重吸收Na时，与H+交换，清除酸性代谢产物③钠泵：Na、K离子的主动转运，能量代谢等细胞内Na→细胞外细胞外K→细胞内④维持血压正常：Na与血压呈正相关⑤增强神经肌肉兴奋性：Na、K.、Ca、⒋钠⑵膳食营养素参考摄入量WHO建议每日钠摄入量＜2.3g，约食盐6g。我国1988年成人AI值：2200mg/日（1g食盐含400mg钠）⑶食物来源普遍存在各种食物中动物性食物高于植物性食物主要来源于食盐食物加工时加入钠及钠的复合物：Na↑，K↓第一类：必需微量元素，8个铁（Fe）,碘（Ⅰ）,锌（Zn）,硒（Se）,铜（Cu）,钼（Mo）,铬（Cr）,钴（Co）第二类：可能必须微量元素，6个氟（F）,锰（Mn）,硅（Si）,镍（Ni）,硼（B）,钒（V）第三类：潜在危害Pb（铅）,Cd(镉）,Hg（汞）,As（砷）,AI（铝）,Li（锂）,Sn（锡）,二、微量元素⒈铁人体铁含量4～5g★功能性Fe:血红蛋白（Hb）含Fe60％～75%肌红蛋白3％含Fe酶1％细胞色素，细胞色素氧化酶，过氧化物酶，过氧化氢酶。作用：氧的转运、利用。★贮存Fe：占总铁25～30%铁蛋白含铁血黄素（血，肝，脾，骨髓）⑴生理功能①构成成分：Hb，肌红蛋白，细胞色素A，呼吸酶②参与CO2转移，交换，组织呼吸③红细胞成熟：Fe→幼红细胞＋卟啉→正铁血红素＋珠蛋白→Hb④Fe与免疫：杀菌酶；淋巴细胞转化率；吞噬细胞移动抑制因子；中性粒细胞吞噬功能⑤其它：催化β-胡萝卜素→VA;参与嘌呤，胶原合成。参与抗体产生⒈铁⒈铁⑵膳食参考摄入量2000年营养学会：成人男：AI15mg/d，UL50md/d成人女：AI20mg/d，UL50md/d⒈铁★Fe吸收的影响因素植物性食物以Fe+++为主；肉类Fe++占40%。植物性Fe吸收率＜动物Fe☆蛋白质与“肉因子”肉，禽，鱼，吸收率高40％含血色素Fe++肉因子：促进非血色素Fe吸收某些氨基酸有利于Fe吸收：Fe＋AA螯合→可溶性分子（胱氨酸，半胱氨酸，赖氨酸，组氨酸）☆脂类与碳水化合物适量脂类→Fe吸收↑糖：乳糖→Fe吸收↑蔗糖、葡萄糖→Fe吸收↑淀粉→Fe吸收↓★Fe吸收的影响因素☆矿物质丰富的Ca→有利Fe吸收大量的Ca→不利Fe吸收Zn↑→Fe↑（二者相互竞争，Zn↑↑→Fe↓）☆维生素VA(β胡萝卜素）＋Fe螯合→吸收↑缺Fe→缺VA，同时存在B2有利于Fe的吸收、转运、储存Vc具有还原性，Fe+++→Fe++Vc+Fe→螯合→小分子络合物⒈铁⒈铁★Fe吸收的影响因素☆膳食纤维f+Fe++→干扰Fe吸收f+Ca++→干扰Fe吸收☆植酸，草酸草酸盐＋Fe→难溶盐植酸盐＋Fe→难溶盐☆多酚类化合物：抑制非血红素Fe吸收（茶多酚，咖啡，蔬菜）⒈铁★Fe吸收的影响因素☆卵黄高磷蛋白（蛋中）：干扰Fe吸收☆机体状况：胃酸少，或服抗酸药→Fe吸收↓体内Fe贮存量（贮存多→吸收↓；贮存少→吸收↑）胃肠吸收不良综合征：吸收↓缺Fe性贫血→吸收↑★铁缺乏及缺铁性贫血☆常见症状：疲乏无力，心慌气短，头晕，面色苍白，肝脾肿大。☆影响生长发育：神经功能障碍，心理行为障碍，烦躁易怒，注意力不集中，记忆力下降，☆活动、劳动耐力下降：缺铁→肌肉组织糖代谢→乳酸↑→肌红蛋白↓→骨骼肌氧化代谢↓☆机体免疫功能↓抗感染能力↓（多见小儿）淋巴细胞↓；免疫功能↓；中性粒细胞杀菌功能↓；过氧化物氧化酶↓；吞噬功能↓；⒈铁★铁缺乏及缺铁性贫血☆消化道改变：粘膜组织变化：口腔炎，舌炎，舌乳头萎缩；胃炎，萎缩性胃炎☆皮肤毛发变化毛发干枯脱落指甲无光泽，脆，易折断，直的条纹状隆起指甲变平，凹陷，钓状（重症）☆神经精神系统异常小儿1/3神经病，周围N炎；颅内压↑，视乳头水肿☆抗寒能力↓甲状旁腺激素调节异常☆其它：月经紊乱⒈铁★过量危害与毒性肝脏：贮存Fe过量Fe→肝纤维化→肝硬化肝c痛心脏：铁是一种强氧化剂过量Fe→自由基↑蛋白质脂蛋白过氧化脂质过氧化LDL↑动脉硬化⒈铁⒈铁⑶食物来源★动物性食物铁的含量和吸收率较高；★植物性吸收率较低，大多是Fe+++动物：肝脏，动物全血，畜禽肉，鱼类，紫菜：含Fe丰富；樱桃：含铁是草莓的6倍，枣的10倍，山楂的13倍，苹果的20倍。奶类：贫铁食品，可用强化Fe食品。⒉碘⑴生理功能①参与能量代谢氧化，氧化磷酸化蛋白质分解代谢脂类碘能量转换碳水化合物增加氧耗量维持调节体温②促进代谢和体格的生长发育缺碘→儿童生长发育受限→侏儒症碘→甲状腺素DNA合成蛋白质合成维生素的吸收和利用活化100多种酶细胞色素酶系琥珀酸氧化酶系③促进神经系统发育神经元迁移、分化树突脑发育神经突起的分化、发育树突棘触突，神经微管神经元联系的建立髓鞘的形成妊娠前缺碘甲状腺素↓→脑蛋白合成↓妊娠期→脑细胞体积↓→脑体重↓→智力发育↓胚胎期缺碘后补碘婴儿期不能改善智力发育(地方性克汀病)④垂体激素作用促甲状腺素TSH↑血甲状腺素↓甲状腺素↑促甲状腺素TSH↓（垂体前叶）丘脑下部TSH中枢NS★碘缺乏☆原因土壤碘不足植物碘不足摄入不足动物碘不足高Ca高纤维其他原因缺Se☆碘缺乏病（IDD）地方性甲状腺肿地方性克汀病☆地方性甲状腺肿病因：高原，山区，饮水、食物缺碘临床表现：甲状腺肿大→表面平滑，质地柔软→结节（囊肿样变→甲亢→恶变）较大的甲状腺肿→压近邻近器官（气管）→气管弯曲，狭窄→影响呼吸☆地方性克汀病（粘液水肿型）发病原因：胚胎期缺碘（母体缺碘）临床表现：①精神发育迟滞，智力滞后（神经型，重；粘液水肿型，轻）②聋哑（粘液水肿型）③斜视（颅N损伤）（神经型）④运动功能障碍（神经型较重；粘液型较轻）⑤甲状腺肿（神经型）⑥生长发育落后：身材矮小，性发育落后，⑦甲状腺功能减退（粘液型）头大，额宽，面方；眼裂水平状，眼距宽；塌鼻梁，鼻翼肥厚，鼻孔朝前，唇厚舌方，张口伸舌状，流涎，表情呆滞，傻笑克汀病面容★过量危害与毒性Ⅰ↑→甲状腺肿Ⅰ↑↑→甲状腺患病↑↑⒉碘⑵需要量，膳食参考摄人量2000年营养学会：成人RNI150μg/dUL1000