微量元素和人體健康有什麽關系?
1979年,世界衛生組織公布了14種人體必需微量元素:鐵(Fe)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、氟(F)、碘(I)、硒(se)。近年來,人們發現並證實了鋰(Li)、矽(Si)、溴(Br)和硼(B)對人體健康有益。對人體健康明顯有害的元素主要是壹些劇毒元素,如鈹(Be)、鎘(Cd)、汞(Hg)、鉛(Pb)、砷(As)、鉈(Te)、銻(Sb)、碲(Te)。
微量元素雖然只占人體總重量的0.05%左右,但其營養功能和代謝意義重大。關於微量元素與人體健康的關系,美國著名醫學家H.A .施羅德博士(1965)曾有過這樣精辟的論述:“對於生命來說,微量元素比維生素更重要,因為它們不能像維生素壹樣被合成,而必須以狹窄的濃度範圍存在於環境中……”
生物微量元素在體內有壹個定量的生理劑量範圍,當攝入不足時,就會出現缺乏的癥狀;當攝入量過高時,中毒癥狀再次出現。它有壹個最佳安全攝入量,不同元素有不同的適宜範圍。因此,在《飲用天然礦泉水》國家標準中,除了作為礦泉水特征指標的9項邊界指標外,還規定了18項限量指標。即使是對人體有益的微量元素也不能超過允許含量,過量有害健康甚至中毒。隨著生命科學研究的深入,人們對微量元素在生命中的價值有了更深刻的認識。微量元素的生理功能包括以下幾個方面:
(1)微量元素在酶系統中起著特定的激活作用:有些微量元素是體內各種酶的重要成分。酶是大而極其復雜的蛋白質結構,可以加速生化反應。大多數已知的酶含有壹個或幾個金屬原子。當酶分子中失去微量金屬時,酶的活性就會喪失或降低。當這些微量金屬被回收後,酶的活性就會恢復正常。
(2)微量元素幫助體內激素發揮作用,即參與激素作用:激素是人體內分泌腺分泌到血流中的化學物質。激素可以調節人體重要的生理功能,在體液中很小的濃度就可以發揮重要的生理作用。因為激素只需要與細胞表面或細胞內部的幾個關鍵位置發生作用,而微量元素就能讓激素發揮這樣的作用。比如碘在甲狀腺素中就起到這樣的作用。
(3)向全身輸送常見元素:微量元素鐵是紅細胞血紅蛋白的重要成分,血紅蛋白給組織和細胞帶來氧氣。如果缺鐵,血紅蛋白就不能合成,氧氣就不能輸送,組織細胞就不能進行正常的新陳代謝。
(4)平衡人體生理功能:微量元素可以調節體液中的滲透壓、離子平衡和pH值,維持人體正常的生理功能。
(5)遺傳:微量元素與核酸的功能有關。核酸是遺傳信息的載體,還有相當多的微量元素(鉻、鐵、鋅、銅、錳、鎳等。)在核酸裏。動物實驗表明,這些元素可以影響核酸的代謝,因此微量元素可能在遺傳中起壹定作用。
(6)參與維生素的結構:有些微量元素是維生素的活性成分,如維生素B12中的鈷。沒有鈷,就不能合成維生素B12。
此外,還需要指出的是,對於微量元素在人體中的作用和意義,不僅要孤立地關註某壹元素的具體性質,還要關註各種微量元素之間的相互作用及其復雜關系。目前,體內各種元素的相互作用被明確理解為拮抗和協同作用。
體內元素的拮抗作用主要表現在影響吸收和替代。比如鎘的毒性很大,鋅和鎘有拮抗作用。動物實驗證明,動物攝入壹定量的鎘,可引起高血壓,但如果有鋅存在,可拮抗鎘的毒性作用,阻礙高血壓的形成。此外,硒對汞、砷、鎘等元素有拮抗作用。硒能顯著抑制和削弱汞化合物的毒性,抵消或預防砷和鎘的毒性,包括鎘引起的高血壓。銅、鋅和鎘也表現出拮抗作用。動物實驗表明,當食物中含有大量鋅時,動物吸收銅的能力明顯下降,鎘的存在可以幹擾腸道對銅的吸收。對抗性的另壹種表現是替代,如砷替代磷、鎢替代銅、汞替代鋅、汞鎘替代銅、銀金替代銅等等。顯然,當非必需或有害的微量元素取代或替代必需微量元素時,必然會對人體新陳代謝產生不利影響,危害健康,甚至引起病變。因此,元素之間的對立值得關註。
元素之間的協同效應主要表現為相互促進。例如,含銅血紅蛋白是鐵和銅之間的直接分子橋梁。沒有銅,鐵就不能進入生物合成機制中的血紅蛋白分子。無論是人還是動物,鐵充足銅不足都會發生貧血。錳和鐵也可以相互影響。動物實驗表明,飼料中鐵缺乏時,胃腸道對錳的吸收明顯減少。再比如,銅還與鈣、釩、鐵、銅、磷、硫等元素密切相關,這些元素似乎都直接或間接地影響著銅的生理功能。
綜上所述,微量元素對人體健康的意義不言而喻。