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4.1人体内的化学元素概述4.2营养与健康第四章保健与化学4.4药膳学4.3膳食平衡与营养效能4.5食疗学4.6老年保健4.7减肥问题思考题健康长寿是人类的共同愿望。许多资料表明，危害人类健康的疾病都与体内某些元素的平衡失调有关。因此，了解生命元素的功能，并正确理解饮食、营养与健康的关系，树立平衡营养观念，对于预防疾病、增强体质、保持健康具有重要意义。4.1人体内的化学元素概述一、人体中化学元素的分类二、人体内化学元素的功能人体中有极其惊人的矿藏，品种繁多遍布全身。目前已经知道，人体中含有50多种矿物质，这些矿物质又称为无机盐。在体内占较大比重的有钠、钾、钙、镁、磷、硫等元素，也有含量甚微的铁、铜、钴、锰、铬、锌、钼、镍、硒、铅、镉、汞、钒、碘、氟、硼、硅等元素。各种元素的作用见表4.1。表4.1一些主要生物元素及其功能元素名称元素符号主要功能碳C有机化合物的主要组成成分氢H水及有机化合物的主要组成成分氧O水及有机化合物的主要组成成分氮N有机化合物的组成成分氟F人体骨骼成长所必需的元素氯Cl细胞外的阴离子（Cl-），维持体液平衡碘I甲状腺素的成分硫S蛋白质的成分硒Se与肝功能肌肉代谢有关的元素磷P含在ATP等之中，是生物合成与能量代谢必需的元素硅Si骨骼及软骨形成的初期阶段必需的元素钾K细胞内的阳离子（K+），维持体液平衡钠Na细胞外的阳离子（Na+），维持体液平衡钙Ca骨骼、牙齿的主要组分，神经传递和肌肉收缩必需的元素镁Mg酶的激活，叶绿素构成，骨骼的成分锌Zn胰岛素的成分。许多酶的活性中心锰Mn酶的激活，光合作用中水分解必需的元素铁Fe组成血红蛋白、细胞色素、铁-硫蛋白等，输送氧钴Co形成红血球所必需的维生素B12的组分铜Cu铜蛋白的组分，铁的吸收和利用钼Mo黄素氧化酶、醛氧化酶，固氮酶等必需的元素钒V促进牙齿的矿化铬Cr促进葡萄糖的利用，与胰岛素的作用机制有关一、人体中化学元素的分类人体内化学元素必需元素非必需元素有害元素常量元素：11种，占99.95%微量元素：20多种，占0.05%无害元素1、必需元素：指人体新陈代谢或生育成长过程中必不可少的元素。又可分两类：一类叫常量（宏量）元素，指每天撮入0.04克以上，且占人体0.05％以上的元素，常量元素有11种，它们是氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁等。其中氧、碳、氢和氮四种元素占人体总重的96％，其余7种占人体3.95％，总计常量元素占人体99.95%。人体中常量元素的名称及其含量见表4.2表4.2人体中常量元素的名称及其含量名称含量(%)名称含量(%)名称含量(%)氧65钙2钠0.15碳18磷1氯0.15氢10硫0.25镁0.05氮3钾0.35常量元素占人体总量的99.95%另外一类叫微量元素也称痕量元素，指每天摄入量在0.04克以下，在人体中含量低于0.01％的元素。目前已确定的微量元素有铁、铜、锌、铷、锶、氟、硼、溴、碘、钡、锰、硒、铬、钼、砷、钴、钒等17种（有的如镍、碲等尚未确定），这17种元素占人体约0.05％。这些元素在体内含量真是微乎其微，如锌在人体中只有百万分之三十三，氟不超过百万分之四十，铁也只有百万分之六十。然而，就是这些看来微不足道的元素，与机体的生命活动关系密切，与人的生存和健康息息相关。它们当中，有的是组成人体血液的重要成分，有的是构成人体细胞不可缺少的物质，也有的是形成人体中某些酶、激素或维生素等活性物质的核心成分。总之，微量元素能帮助将普通元素运输到身体各个部分，对人的正常代谢和身体健康有着举足轻重的作用。表4.3几种微量元素的主要功能元素名称主要功能不正常时的症状铁（成人体内铁的总量约为2～4克）1.是血红蛋白或肌红蛋白质的结构中心；2.是肝脏等组织的重要组成部分；3.是许多酶（酵素）的活性部分。1.缺铁时会引起贫血、抵抗力低、易感染疾病；2.体内含铁过多时，会造成皮肤色素沉着，并会引起肝硬化，诱发心脏病。铜（成人体内含铜量0.1克）铜参与30多种酶的组成和活化，如细胞色素C氧化酶、尿酸盐氧化酶、过氧化物歧化酶以及某些血浆和结缔组织的单胺氧化酶等，是正常的新陈代谢所必需的。1.缺少时会使许多重要的器官不能正常运行，血管和骨骼系统变得脆弱；2.缺铜时会导致白化病；3.铜过量多可加速衰老。锌（人体内含锌量2～2.5克）1.是合成蛋白质和核酸酶的必需元素；2.大约有160种酶含有锌元素；3.促进生长发育；4.参与性腺、胰腺、脑下垂体活动；5.存在于所有动物的眼睛中。1.缺锌时会造成蛋白质合成障碍，细胞分裂受到干扰，从而生长停滞、生殖受阻、免疫力低下，儿童缺锌则味觉、嗅觉减退；2.体内锌过量会引发长期腹泻，发生呕吐及上腹痛。2、非必需元素顾名思义是人体不需要的元素。它也可分两类：一类虽然是人体的新陈代谢或发育生长不需要的，但是人体掇入少量后，不会产生严重病理现象者，常称无害元素如铋元素等；另一类，不仅人体不需要，而且摄入微量，就会出现病态或中毒症状者，常称有害元素或有毒无素，如汞、镉、铅等。必须指出：有人对有毒无素和微量元素作用混淆不清，误称有毒无素为微量元素，这是错误的。同时，不可把微量元素称为有毒或有害元素。下面举两例来说明：硒是微量元素，人体离不了它，它在人体内有抗细胞老化、抗癌等重要功能，如果缺硒就会导致心肌病变、贫血等疾病。但是，人体含硒量不可过高，过高也会引起恶心腹泻和神经中毒。如每天硒摄人量超过0.0001克，人就会中毒，直至死亡。人体对硒的需要量极少，尽管硒的化合物有剧毒，但决不可称它为有毒元素。镉元素常混入铜矿、锌矿等矿物中，在冶炼过程中进入废渣，再被雨水冲刷进入河（湖）水，被动植物吸收，造成镉污染，当镉进入人体，会跟人体蛋白质结合成有毒的镉硫蛋白，危害造骨功能，从而造成骨质疏松、骨萎缩变形、全身酸痛等。日本“神通川”河两岸常见的骨痛病，镉是罪魁祸首。1972年世界卫生组织宣称，人体缺乏排镉功能，每日摄入量应为零，即不可摄入镉。因此，不要因为在人体查到残留的微量镉而误称它为微量元素，而应称它为有害元素。1931年日本富山发生“痛痛病”20世纪初期开始，人们发现富山平原上“神通川”河流两岸地区的水稻普遍生长不良。1931年又出现了一种怪病，患者大多是妇女，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食，疼痛无比，常常大叫“痛死了！”“痛死了！”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”（Itai－ItaiDisease）。1946～1960年，日本医学界从事综合临床、病理、流行病学、动物实验和分析化学的人员经过长期研究后发现，“骨痛病”是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉（Cd）中毒。据记载，由于工业的发展，富山县神通川上游的神冈矿山从19世纪80年代成为日本铝矿、锌矿的生产基地。神通川流域从1913年开始炼锌，“骨痛病”正是由于炼锌厂排放的含镉废水污染了周围的耕地和水源而引起的。铝为人体非必需的无害元素，但多了也为害非浅，如今已查明铝是老年痴呆症的祸首。在日常生活中，铝可通过许多途径进入人体，如喝茶、使用广泛的铝炊具、牙膏的主要调合剂（氢氧化铝）、医治胃病的抗酸剂（氢氧化铝）、油条、粉丝的添加剂（明矾）等。英国科学家研究证明，铝不易被人体吸收。老年人与健康的年青人不同，由于其代谢功能减退，造成必需元素损失和非必需元素在体内累积，此时机体不能有效地阻止已摄入体内的铝进入大脑，有可能会对脑神经造成障碍。因此，体弱的中老年人要从多方面注意减少铝的摄入，饮茶也应选用优质的细嫩茶为宜。几种有害元素中毒现象汞中毒汞为银白色的液态金属，常温中即有蒸发。汞中毒（mercurypoisoning）以慢性为多见，主要发生在生产活动中，长期吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神-神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状。大剂量汞蒸气吸入或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。对汞过敏者，即使局部涂沫汞油基质制剂，亦可发生中毒。接触汞机会较多的有汞矿开采，汞合金冶炼，金和银提取，汞整流器，以及真空泵、照明灯、仪表、温度计、补牙汞合金、雷汞、颜料、制药、核反应堆冷却剂和防原子辐射材料等的生产工人。2005年5月27日，合肥私人诊所医生疏忽水银输进病人身体。铅中毒成年人铅中毒后经常会出现：疲劳、情绪消沉、心脏衰竭、腹部疼痛、肾虚、高血压、关节疼痛、生殖障碍、贫血等症状。孕妇铅中毒后会出现流产、新生儿体重过轻、死婴、婴儿发育不良等严重后果。而儿童经常会出现：食欲不振、胃疼、失眠、学习障碍、便秘、恶心、腹泻、疲劳、智商低下、贫血等症状。铅中毒的危害很严重，因此预防和检测工作就变得非常重要。可是铅中毒后的症状往往非常隐蔽难以被发现，所以目前最可靠的方法就是血检。镉中毒职业性镉中毒诊断标准（GBZ17-2002）适用于各种职业接触镉及其化合物的作业，如金属镉及含镉合金冶炼、焊接、镍-镉电池制造、颜料制造、金属表层镀镉等。职业性镉中毒主要是吸入镉化合物烟、尘所致的疾病。急性中毒以呼吸系统损害为主要表现;慢性中毒引起以肾小管病变为主的肾脏损害，亦可引起其他器官的改变。镉中毒让人“变形”----镉被人体吸收后，将在体内形成镉硫蛋白，它首先使肝脏受损，继而引起骨软化症。该病以疼痛为特点，疼痛性质为刺痛，始于腰、背，继而波及肩、膝、髋关节，并逐渐扩至全身。活动时，这种疼痛会加剧。轻症患者，咳嗽或轻微外伤即可引发病理性骨折；重症患者，其四肢可屈曲变形，身高比健康时缩短10～30厘米。镉中毒是慢性过程，潜伏期最短为2～8年，一般为15～20年。目前，医学界认为还没有有效的药物可以让镉从体内排除。镉中毒事件回放2004年5月以来，广东省惠州市两家港资电池生产企业（惠州超霸电池有限公司和惠州先进电池有限公司），相继发现部分员工血镉、尿镉增高。截至2004年底，广东省职业病防治医院检测了1021人，发现177人符合“镉感染”观察对象标准（连续两次尿镉测定超过5μmol/mol肌酐），2人确诊为职业病患者。2005年3月18日，引起国内外广泛关注的“镉中毒索赔诉讼案”在广东惠州开庭，65名中毒民工向广东省惠州市惠城区法院提起诉讼，状告当地两家电池厂，索赔1635万，要求医疗和精神赔偿。惠州镉中毒事件的部分受害者二、人体内化学元素的功能元素在人体内所起到的生理和生化作用，主要有以下几个方面：（1）结构材料。无机元素中钙、磷构成硬组织，碳、氢、氧、氮、硫构成有机大分子结构材料，如多糖、蛋白质等。（2）载体作用。如含有Fe2+的血红蛋白对O2和CO2的运载作用等。（3）激活作用。人体内约有1/4的酶的活性与金属离子有关。有的金属离子参与酶的固定组成，称为金属酶。金属离子充当了酶的激活剂。（4）调节作用。体液主要是由水和溶解于其中的电解质所组成。存在于体液中的Na+、K+、Cl-等离子在调节体液的物理、化学特性方面发挥了重要作用。（5）“信使”作用。化学信号的接受器是蛋白质。Ca2+作为细胞中功能最多的信使，它的主要受体是一种由很多氨基酸组成的单肽链蛋白质，称钙媒介蛋白质（分子量为16700）。4.2营养与健康健康的定义1989年世界卫生组织提出了有关健康的新概念：除了躯体（生理）健康、心理健康和社会适应良好外，还要加上道德健康，只有这四个方面健康才算是完全健康。躯体（生理）健康、心理健康、道德健康和社会适应健康包括四个方面内容：（1）躯体（生理）健康：这是健康的基础，指人体结构完整，生理功能正常；（2）心理健康：具有同情心与爱心，情绪稳定，具有责任心和自信心，热爱生活，和睦相处，善于交往，有较强的社会适应能力，知足常乐；（3）社会适应健康：是指不同时间内在不同岗位上时各种角色的适应情况。适应良好是指能胜任各种角色，适应不良是指缺乏角色意识（如在单位是好工作人员，在家不一定是好父亲或好母亲）；（4）道德健康：最高标准是无私奉献，最低标准是不损害他人。不健康标准是损人利己或损