矿物质

矿物质矿物质概述人体内的元素除碳、氢、氧、氮以有机的形式存在外，其余的统称为矿物质。矿物质又称灰分，是无机盐与微量元素的总称。占人体重量的4%~5%。矿物质的分类常量元素：其中体内含量较多(＞0.01%体重)，每日膳食需要量都在100mg以上者，称为常量元素，有钙、镁、钾、钠、磷、氯、硫共7种。微量元素：又称痕量元素，每日需要量在100mg以下，以微量计算者，称为微量元素。矿物质分为常量元素和微量元素，共有20多种。•人体中某些化学元素存在数量极少，仅有痕量，但有一定的生理功能，且必须通过食物摄入的，称为必需微量元素：铁、锌、硒、碘、铜、锰、铬、氟、钼、钴、锡、硅、镍、钒共14种。矿物质的特点大多数矿物质在人体内随年龄增长而增加；各种矿物质在人体内的分布极不均匀；不能在人体内合成，只能从膳食和饮水中摄取；不能在体内代谢过程中消失，也不能转化为其他物质，只能通过一定途径排出体外；过量摄入均对人体有害，即使必需元素也如此；矿物质相互之间存在着协同或拮抗作用。矿物质的生理功能构成机体组织的重要组分：如骨骼、牙齿中的钙、磷、镁，蛋白质中的硫、磷等。维持细胞内外液适宜渗透压：如细胞内外液中的钾、钠、氯等。维持体内酸碱平衡：如钾、钠、氯离子和蛋白质的缓冲作用。参与构成功能性物质：如血红蛋白中的铁、甲状腺素中的碘，超氧化物酶中的锌，谷胱甘肽过氧化物酶中的硒等。维持神经和肌肉的正常兴奋性及细胞膜的通透性。矿物质的生物有效性生物有效性，也叫生物利用率，指食品中矿物质被机体吸收、利用的比例。•影响机体对矿物质的吸收利用的因素：（1）化学形式（4）加工方法（2）颗粒大小（5）生理因素（3）食品组成常量元素钙是构成人体的重要组成，是人体含量最多的无机元素。正常情况下，成人体内含钙总量约为1200g，约占体重的2％。•其中99％的钙存在于骨骼和牙齿，主要存在形式为羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]；•约1％的钙常以游离的或结合的离子状态存在于软组织、细胞外液及血液中，统称为混溶钙池。(1)钙钙(1)形成和维持骨骼和牙齿的结构钙是骨骼和牙齿的重要成分。体内的钙约99%集中在骨骼及牙齿，主要以羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]及磷酸钙[Ca3(PO4)2]两种形式存在。骨钙的更新速度随年龄的增长而减慢。幼儿的骨骼每1~2年更新一次；成人更新一次则需10~12年。40岁以后骨中的矿物质逐渐减少，转换率为每年0.7%。钙的生理功能(2)维持肌肉和神经的正常活动钙离子与神经和肌肉的兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动等生理活动有密切的关系。如血清钙离子浓度降低时，肌肉、神经的兴奋性增高，可引起手足抽搐；而钙离子浓度过高时，则损害肌肉的收缩功能，引起心脏和呼吸衰竭。神经(3)参与血凝过程钙是一种凝血因子，在凝血酶原转变为凝血酶时起催化作用，然后凝血酶使纤维蛋自原聚合为纤维蛋白，使血液凝固。(4)其他生理功能钙在体内还参与调节或激活多种酶的活性作用。如ATP酶、脂肪酶、蛋白质分解酶、钙调蛋白等。钙对细胞的吞噬、激素的分泌也有影响。钙参考摄入量中国营养学会提出的成年人钙适宜摄入量(AI)为800mg/日。最高可耐受量(UL)2000mg/日。膳食中的钙主要在pH值较低的小肠上段吸收，需要活性维生素D的参与。膳食中有利于钙吸收的因素：适量的维生素D、某些氨基酸(赖氨酸、精氨酸、色氨酸)、乳糖和适量的钙、磷比例。膳食中不利于钙吸收的因素：谷物中的植酸，某些蔬菜(如菠菜、苋菜、竹笋等)中的草酸，过多的膳食纤维、碱性磷酸盐、脂肪等。抗酸药、四环素、肝素也不利于钙的吸收。钙过低及过高钙摄入量过低可导致钙缺乏症。主要表现为骨骼的病变，即儿童时期的佝偻病和成年人的骨质疏松症。过量的钙干扰其他矿物质的吸收和利用。如钙可明显抑制铁的吸收；高钙膳食会降低锌的生物利用率；钙/镁比大于5，可致镁缺乏。•增加肾结石的危险•奶碱综合征，包括高血钙症、碱中毒和肾功能障碍。钙的主要食物来源•奶和奶制品是钙的最好食物来源，含量丰富，且吸收率高。•豆类、坚果类、绿色藻类、各种瓜子也是钙的较好来源。豆类加工成豆腐以后，因为制作时使用盐，从而增加了钙镁等无机盐的含量，因此更加适宜于缺钙的患者。•少数食物如虾皮、海带、发菜、芝麻酱等含钙量特别高。为了补充食品中的钙，可按规定进行营养强化，在食品中加入骨粉或蛋壳粉也是很好的方法。正常成人身体镁总含量约25g，其中60%~65%存在于骨、齿，27%分布于软组织。镁主要分布于细胞内，细胞外液的镁不超过1%。血清中镁相当恒定，不能反映体内镁的充足与否，即使机体缺镁，血清镁亦不降低。镁是细胞内仅次于钾的阳离子元素。(2)镁镁(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。镁能与细胞内许多重要成分，如三磷酸腺苷等，形成复合物而激活酶系，或直接作为酶的激活剂激活酶系。(2)抑制钾、钙通道镁可封闭不同的钾通道，阻止钾外流。镁也可抑制钙通过膜通道内流。当镁耗竭时，这种抑制作用减弱，导致钙经钙通道进入细胞增多。镁的生理功能(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，使骨骼生长和维持，影响着骨的吸收。(4)维护胃肠道的功能低度硫酸镁溶液可促使胆囊排空，具有利胆作用。碱性镁盐可中和胃酸。镁离子在肠道中具有导泻作用。(5)镁是心血管的保护因子镁是维护心脏正常功能所必需的元素，可预防高胆固醇引起的冠状动脉硬化。镁参考摄入量中国营养学会提出的成年人镁适宜摄入量(AI)为350mg/日。膳食中的镁主要在整个肠道均可被吸收，但主要在空肠末端和回肠，吸收率约为30%。膳食中有利于镁吸收的因素：蛋白质、氨基酸、乳糖等可促进镁的吸收，饮水多时有明显促进吸收作用。膳食中不利于镁吸收的因素：过多的磷、草酸、植酸和膳食纤维等。镁与钙的吸收途径相同，竞争吸收而相互干扰。镁摄入过低镁缺乏会导致神经肌肉兴奋性亢进、房室性早搏、手足抽搐、昏迷、心律不齐、血压升高等疾病。镁摄入过量镁过量会导致镁中毒。腹泻是评价镁毒性的敏感指标，常伴有恶心、胃肠痉挛、嗜睡、肌无力、肌麻痹、甚至心脏完全传导阻滞或心搏停止。镁的主要食物来源总镁摄入量常常取决于能量摄入量，所以青年人和成年男子镁的摄入量常高于妇女和老年人。绿叶蔬菜含有丰富的镁。糙粮、坚果也含有丰富的镁。肉类、淀粉类及牛奶中的镁含量中等。人体磷的含量约为体重的1%。成人体内含磷400~800g。人体内的磷85%存在于骨骼和牙齿中，15%分布在软组织及体液中。(3)磷磷(1)调节热量释放(2)构成骨骼和牙齿的成分(3)活化代谢物质(4)组成酶的成分(5)参与调解酸碱平衡磷的生理功能磷参考摄入量中国营养学会提出的成年人磷适宜摄入量(AI)为700mg/日。磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，回肠较差。大多数食物中以有机磷酸酯和磷脂为主，它们经酶促水解形成酸性无机磷酸盐后才易吸收。普通膳食磷吸收率约70%，低磷膳食时，可增至90%。母乳喂养的婴儿，磷吸收率85%~90%，学龄儿童或成人吸收率为50%~70%。肠道酸度增加，肠道中维生素D可促进磷吸收。磷的主要食物来源由于磷的食物来源广泛，一般膳食中不易缺乏。瘦肉、蛋、鱼、干酪、蛤蜊、动物的肝和肾中磷含量很高。海带、芝麻酱、花生、干豆类、坚果中磷含量也很高。正常成人身体钾总含量约50mmol/kg。钾主要存在于细胞内，约占总量的98%。体内钾70%在肌肉，10%在皮肤，6%~7%在红细胞，6%在骨内，4.5%在脑，4%在肝。(4)钾钾(1)维持糖、蛋白质的正常代谢1g糖原的合成约需要0.6mmol钾离子；合成蛋白质时，每1g氮需要3mmol钾离子。如果钾缺乏，糖、蛋白质的代谢将受到影响。(2)维持细胞内正常渗透压(3)维持神经肌肉的应激性和正常功能当血液中钾离子浓度降低时，细胞膜极化过度，应激性降低，发生松弛性瘫痪；当血液中钾离子浓度过高时，膜电位降低，细胞不能复极而应激性丧失，可导致肌肉麻痹。钾的生理功能(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，心肌自律性、传导性和兴奋受抑制。钾的缺乏和过量均可引起心律失常。(5)维持细胞内外正常的酸碱平衡细胞失钾时，细胞外液中的钠与氢离子可进入细胞内，引起细胞内酸中毒和细胞外碱中毒；而当细胞外钾离子内移，氢离子外移，可引起细胞内碱中毒与细胞外酸中毒。(6)降低血压血压与膳食钾、尿钾、总体钾或血清钾呈负相关。补钾对高血压及正常血压者有降低作用。钾参考摄入量要维持正常体内钾的储备、血浆及间质中钾离子的正常浓度，每日至少需摄入1600mg。因此，估计钾的需要量可能为1600~2000mg/日。中国营养学会提出的成年人钾适宜摄入量(AI)为2000mg/日。钾的主要食物来源•每100g谷类中含钾100~200mg，豆类中600~800mg，蔬菜和水果中200~500mg，肉类中150~300mg，鱼类中200~300mg。每100g食物含量高于800mg以上的食物有紫菜、黄豆、冬菇等。蔬菜和水果是钾最好的来源。钠是人体不可缺少的常量元素。成人体内钠含量为(女)3200~(男)4170mmol(分别相当于77~100g)，约占体重的0.15%。体内钾钠主要在细胞外液，占总体钠的44%~50%，骨骼中含量高达40%~47%，细胞内液含量较低，仅9%~10%。(5)钠钠(1)调节体内水分与渗透压。钠主要存在于细胞外液，钾在细胞内液构成同样的渗透压，维持细胞内的水分稳定。钠、钾含量的平衡，是维持细胞内外水分恒定的根本条件。细胞内钠含量增高，水进入细胞；反之，人体失钠过多，水量减少，水平衡改变。(2)维持酸碱平衡(3)钠泵。钠钾离子的主动运转，使钠离子主动从细胞内排出，以维持细胞内外液渗透压平衡。钠的生理功能(4)维持血压正常为防止高血压，WHO建议每日钠的摄入量小于2.3g，约相当于食盐6g.(5)增强神经肌肉兴奋性钠、钾、钙、镁等离子的浓度平衡时，对于维护神经肌肉的应激性都是必须的，满足需要的钠可增强神经肌肉的兴奋性。钠参考摄入量人体内钠在一般情况下，不易缺乏，每日摄入的钠只有小部分是身体所需。进入体内的钠，大部分通过肾脏随尿排出。钠还随汗排出。目前仍沿用1988年AI值，成年人为2200mg/日(1g食盐含400g钠)。钠在小肠上部吸收，吸收率极高，几乎可全部被吸收，故粪便中含钠量很少。钠的主要食物来源钠普遍存在于各种食物中，一般动物性食物钠含量高于植物性食物。人体钠的来源主要为食盐，以及加工、制备食物过程中加入的钠或含钠的复合物(如谷氨酸钠、小苏打等)，酱油、盐渍或腌制肉或烟熏食品、酱咸菜类、发酵豆制品、咸味休闲食品等。氯是人体必需常量元素之一。氯在成人体内的总量为82~100g，占体重的0.15%，广泛分布在全身，主要以氯离子形式与钠、钾化和存在。氯化钾主要在细胞内液，氯化钠主要在细胞外液。(6)氯氯(1)维持细胞外液的容量与渗透压氯离子与钠离子是细胞外液中维持渗透压的主要离子，调节与控制着细胞外液的容量与渗透压。(2)维持体液酸碱平衡氯是细胞外液中的主要阴离子。(3)参与血液CO2运输氯的生理功能氯的主要食物来源天然水中也几乎都含有氯，估计日常从饮水中提供40mg/日左右，与从食盐来源的氯的量(约6g)相比并不重要。膳食中氯几乎完全来源于氯化钠，仅少量来自氯化钾。因此食盐及其加工食品酱油、盐渍、腌制或烟熏食品，酱咸菜以及咸味食品等都含氯化物。微量元素微量元素是指含量小于体重的0.01%，每人每日膳食需要量为微克至毫克的矿物质。1995年FAO/WHO提出，人体必需的微量元素包括铁、碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴8种。此外，氟属于可能必需的微量元素。铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量约为4～５g。可分为功能性铁和储存铁。铁在体内含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异。(1)铁铁(1)铁为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素A以及某些呼吸酶的成分。(2)参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。(3)铁与