（第一节）人体所需的微量元素
现今，花花绿绿的广告，使微量元素深入人心，也正如广告上说的各种微量元素对人体健康运行有着重要的意义。
一、铁元素
1.铁的生理作用。铁在人体中的含量只有0.004%，和钙的含量相比，可以说是微乎其微。但铁是组成血红蛋白的一个不可缺少的成员。人体中的铁，有72%以血红蛋白的形式存在。它是一种含铁的复合蛋白，是血液中红细胞的主要成分。血液运送氧气的重大使命，就是由血红蛋白承担的。
铁是一种变价元素。当铁从一种价态转变为另一种价态时，需要消耗（或放出）的能量极少，因而是血液中氧的良好载体。当血液进入肺部后，红细胞中的铁和呼吸作用吸进来的新鲜氧气相结合，铁便由低价变为高价；当血液进入到身体其他部位时，红细胞中的铁，由高价被还原为低价，并释放出氧气，供组织进行氧化反应。1个血红蛋白分子中含有4个亚铁离子，因此可同4个氧分子可逆结合。血红蛋白的相对分子质量为64000～67000，因此64000～67000克血红蛋白可结合22.4×4=89.6L氧，即1g血红蛋白可结合1.34～1.36毫升氧。
如果用符号Hb代表血红蛋白的话，氧的运输过程可表示为：Hb＋O2HbO2
（血红蛋白）（氧合血红蛋白）
其实，血红蛋白的功能，并不限于运送氧气，还有运送二氧化碳与保持血液酸碱平衡的作用，这些功能也是和铁分不开的。
2.铁在人体中的分布、利用与损失。一个成年人，全身含铁约3～5克，除以血红蛋白形式存在外，还有约10%，分布在肌肉与其他细胞中，是酶的构成成分之一。还有一部分称做贮备铁，贮备在肝脏、脾脏、骨髓、肠与胎盘中，约占总量的15%～20%。此外，还有少量的铁，以和蛋白质相结合的形式，存在于血浆中，称做血浆铁，数量约为3毫克。红细胞的寿命约为120天，最后在肝脏或脾脏中破裂。这样，每天破裂的红细胞数，约相当于红细胞总数的1/120。同时每天又有相同数量的新的红细胞，由红骨髓产生出来。因此，在正常情况下，人体内的红细胞数，维持相对稳定。破坏（或死亡）的红细胞，分离出来的铁，转变成为血浆铁，进入骨髓中后，再次用来生产新的红细胞，肌肉及其他细胞中的铁也是如此，细胞破裂后，变成血浆铁，然后再用来合成新的细胞。
因此，铁和蛋白质、脂肪等其他营养素不同，除出血造成铁的损失外，铁在人体内并无消耗，而是循环利用。尽管如此，但仍然有极少量的铁损失到身体外面，即每天脱落的肠粘膜、皮肤细胞以及毛发中所含的铁，成年男子约为0.9毫克，女子约为0.7毫克。因而每天需要从食物中吸收约1毫克的铁，以资补充。又因为铁的吸收率因食物而异，通常为10%左右，再加上安全系数，从而中国营养学会建议每日膳食营养素供给量中，铁的摄取量成年男子为12毫克，女子为18毫克，孕妇、乳母为28毫克。女子、孕妇、乳母因月经出血、胎儿成长与哺乳等原因，故每日应摄取铁的数量较多。
当每日摄取的铁量，少于损失（应补充）的铁量时，经过一段时间，贮备铁用完，血液中红细胞的数目或者红细胞中的血红蛋白含量，便会相应减少，从而不同程度地出现贫血症状。医学上常采用红细胞计数的方法，来作为确定贫血的标准。一般红细胞在400万个/mm3，血红蛋白在12g%以上者为正常。红细胞数在300～400、200～300、100～200、100万个/mm3以下，血红蛋白在9～11、6～9、3～6、3g%以下，分别为轻度、中度、重度、极重度贫血。
一般足月胎儿肝内贮存的铁，可以供应6个月，早产儿仅够供应3～4个月；同时婴幼儿生长迅速，5个月时体重增加1倍，1岁时增加2倍；又婴幼儿的排泄量比成年人高出数倍，因而在出生后9～34个月期间，往往容易缺铁。如不能及时添加含铁多的辅食，贫血症状还会延续很长时间。其他如大量出血或慢性出血者，患慢性疾病、发热性疾病者，以及病理情况下铁代谢异常者等，也会出现缺铁性贫血。
3.缺铁性贫血。缺铁性贫血的主要症状是：（1）由于供氧不足，体内的血液更多地流向重要的脏器；而通向暂时影响不大的皮肤、粘膜的血管开始收缩，因而常会出现皮肤、眼睑内粘膜变白；特别是口唇、指甲与耳垂等部分，这种现象更为明显。
（2）由于无法供给细胞足够的氧气，从而导致身体出现各种不适，呼吸急促、心跳加速、乏力、易疲劳、食欲减退以及嗜睡等。
（3）缺铁性贫血还容易造成脑内缺氧，从而影响到正常的思维，使思考能力变差，健忘以及经常出现头晕、眼花、耳鸣等。对于2岁以内的婴幼儿，还会直接影响到脑的正常发育以及身体的发育。此外，还会影响到蛋白质的合成与能量的利用等。
缺铁性贫血起病缓慢，当每天摄入的铁数量不足时，并不会立即发生贫血，而是利用身体中贮备的铁；当贮备的铁用完，开始向贫血的倾向发展时，也不会立即出现上述症状，甚至多数人连自我感觉都不明显。当病人到医院就诊时，病情一般都已发展到了中度贫血。因此，经常注意铁的补充，并使体内有一定数量铁的贮备，以保证身体的真正健康，实属必要。
4.铁的补充。
（1）含铁丰富的食物。动物肝脏（每百克含铁25毫克）、动物全血（每百克含铁15毫克），其他为肉类、淡菜、虾米、蛋黄、黑木耳（干）、海带（干）、芝麻、芝麻酱、大豆、南瓜子、西瓜子、芹菜、苋菜、菠菜、韭菜、小米以及红枣、紫葡萄、红果、樱桃等，含铁都很丰富或较为丰富。
（2）提高铁的吸收利用率。设法提高铁的吸收与利用率也是重要的。动物肝脏、血与肉中的铁，是以血红素形式存在的，最容易被吸收，其吸收率一般为22%，最高可达25%。植物中所含的铁，大多是以植酸铁、草酸铁等不溶性盐的形式存在，所以难以被人吸收、利用，其吸收率一般在10%以下。
实验证明，铜也参与人体的造血过程，并能够影响铁的吸收、运送与利用。因此，在补充铁的同时，还要恰当补铜。此外，维生素C能促进肠内铁的吸收。
（3）食铁过多的危害。服用各种铁剂要在医生指导下服用，只有缺铁的人才能服用，而且不能过量，过量会造成中毒。体内过多的铁沉积于器官中，对肝、心脏等器官有害。
二、铜元素
1.铜的生理功能。铜在人体里的含量比铁还要少。可是，缺了它造血机能就会受到影响，也会造成贫血现象。在人体中，有许多生物化学反应，都要靠酶的催化，人体内至少有11种氧化酶，都含有铜离子。例如，有一种能促使体内的亚铁离子（Fe2＋）氧化成铁离子（Fe3＋）的亚铁氧化酶，就是一种含铜0.34%的大分子。它对体内铁的运输与利用有重要作用。缺了它会造成血色素下降，这就是缺铜性贫血。另外缺铜会造成骨胳变脆、心血管功能紊乱、皮下出血等症状。
近几年科学家研究结果显示，人体里的铜元素，对人体骨架的形成，有非常重要的作用。凡摄入足够铜元素的少年，身高都在平均身高以上，而那些低于平均身高的少年，铜的摄入量，大都低于标准值。个别矮个少年，铜的摄取量，要比高个子少年低50%～60%。
铜元素在机体组织发生癌变过程中还起着抑制作用。如我国一些边远地区的妇女与儿童，由于佩戴铜首饰，加上日常生活中经常使用铜器，这些地区的癌症发病率很低。另外，铜还有预防心血管病、消炎抗风湿等等作用。
2.人体内的铜含量。营养生物学研究证实，人体内微量元素铜的含量为100～150毫克，其中肝脏含10～15毫克，占全身总含量的10%。新生儿肝脏中铜含量远高于成人，这是由于母乳中缺少铜，因而将胎儿期储存在肝脏的铜用于克服出生后最初几个月的铜供给缺乏。正常人血浆铜水平为100～200毫克/100毫升，人体每日用膳食提供的铜量常为2～5毫克，其中约有0.6～1.6毫克被吸收而保持体内铜代谢平衡。
3.含铜丰富的食物。现今人们膳食中铜元素偏低，对身体健康很不利。因此，必须藉助膳食来提高铜的摄入。在各种食品中，首数动物肝脏的铜含量为最高，其次是猪肉、蛋黄、鱼类、蛤、蚌、牡蛎与贝壳类食物，其他如香菇、芝麻、黄豆、黑木耳、果仁、杏仁、燕麦、荠菜、菠菜、龙须菜、芋头、油菜、香菜等。同时，也可有意识地使用铜制炊具，帮助机体摄取补充铜元素。但应该着重指出的是，人体对铜的需求量和中毒量非常接近，因此，切不可擅自滥服铜制剂，以预防过量中毒。
三、锌元素
1.锌的生理功能。正常成人含锌1.5～2.5克，其中60%存在于肌肉中，30%存在于骨胳中。身体中锌含量最多的器官是眼、毛发与睾丸。跟铜有些相似的是锌也是多种酶的成分，近年来发现有90多种酶和锌相关，体内任何一种蛋白质的合成都需要含锌的酶。锌可促进生长发育、性成熟，影响胎儿脑的发育。缺锌可使味觉减退、食欲不振或异食癖、免疫功能下降，伤口不易愈合。
2.缺锌的症状。临床早已证明，缺锌儿童生长发育停滞，性成熟产生障碍，伤口愈合能力差。我国19省市对儿童的调查结果显示，60%的学龄前儿童，锌含量低于正常值，从而影响到发育。人的溃疡病、糖尿病都和缺锌相关。近期研究显示，缺锌和夜盲症相关。维生素A在体内的逆转及其在血液中正常浓度的保持，都和锌相关。此外缺锌时，人的暗适应能力与辨色能力减弱。青春期男女脸上常长出粉刺，形成原因之一就是缺锌。
3.锌的吸收。一般成人锌的吸收率约为20%～30%，锌的吸收也受肠道内很多因素的影响。植酸、草酸与纤维素可降低锌的吸收率。动物性食物中锌吸收率高于植物性食物，粮食经发酵可提高锌的吸收。
4.锌的供给量标准及富含锌的食物。我国锌的供给量标准，成人除孕妇、乳母外为1.5毫克/日。动物性食物是锌的主要来源，如牡蛎、鱼、海产品、豆类及谷类也含有锌。蔬菜、水果中含量极低。谷类等含锌和当地土壤含量相关。
由于锌和铜在某些方面竞争，因此铜过量会导致锌的缺乏，锌过量也会导致铜的缺乏。
四、碘元素
1.碘在防治疾病方面的应用。人们发现碘可和蛋白质中的氨基结合使其变性沉淀，且毒性极低，从此把碘作为消毒剂广泛使用。由于碘在水中的溶解度很小，人们根据碘在含有碘化物（如碘化钾）的水溶液中碘的溶解度增大的原理，把碘、碘化钾、稀的酒精溶液配成碘酊使用，其消毒效果更好。在消毒时，留在皮肤上的碘，过一段时间能升华而逐渐消失。
随着科学的发展，在杀菌消毒方面，人们又把碘与一些表面活性剂作用，其化合物称碘附。碘附具有更强大、更迅速的杀菌作用，且不具刺激皮肤，也不使皮肤着色。1969年阿波罗Ⅱ号登月任务中，宇宙飞行员及蛙的消毒都是由碘与碘的载体表面活性剂完成的。
碘还可以和有机化合物（苯甲酸类、脂肪类）形成有机碘化物，临床上作为诊断各器官的造影剂，使其对X射线的吸收能力和周围器官产生区别，造成人工对比，有助于诊断。
在医药上碘可制复方碘甘油、碘喉片、碘酚涂剂等。这些含碘药物，在防病治病方面发挥了较大作用。
现今，已发现碘的同位素有15种，其中131Ⅰ由于半衰期短（8天），而且在衰变中发射的是相对无害的α射线与β射线，因此是医学上最常用的放射性同位素，主要用于甲状腺疾病的诊断与治疗。如在研究人体甲状腺机能状态时，病人就可口服131Ⅰ，吸收后，随着血液流到甲状腺，并被甲状腺所摄取。由于甲状腺所摄取碘的量与速度和其功能状态相关，借助测定仪，在体外测定由131Ⅰ放射出来的γ射线水平，从而反映甲状腺摄取131Ⅰ及合成、释放甲状腺激素的能力。其他用于医学的碘的同位素还有125Ⅰ（半衰期60天），用于移植外科手术中杀死癌细胞。
2.碘的吸收与转化。甲状腺是参与人体生长发育与代谢的重要腺体，它位于颈部咽喉前下方，分左右两叶，中间由峡部相连，约20～25克，一般人被皮下脂肪与肌肉覆盖着，看不见摸不着。甲状腺分泌甲状腺激素。合成甲状腺激素的主要原料是甲状腺球蛋白（包括其中的酪氨酸）与碘。
碘有两种来源：体内甲状腺激素代谢过程中脱下的碘可以再利用，但食物供应是碘的主要来源。每天食物中的微量无机碘经胃肠道吸收进入血液，被甲状腺组织从血浆中迅速摄取并浓缩、贮存。人体含碘物的90%集中在甲状腺内。
3.碘缺乏对人体的危害。人体一旦摄入的碘不足，甲状腺激素合成减少，机体就会出现一系列的障碍。我们将缺碘而造成的障碍统称为碘缺乏病。它不是单一的一种疾病，而是一系列疾病、障碍的总称，对人类健康造成极大的危害。主要有：（1）地方性甲状腺肿：在缺碘地区，不分性别、年龄都可能发生。人体缺碘造成甲状腺激素合成不足，分泌量减少，使脑垂体促甲状腺激素分泌增多，刺激甲状腺增强作业，久而久之，甲状腺细胞呈现活跃性的增生与肥大，从而导致了甲状腺肿的发生。
（2）呆小症：是由于母体严重碘缺乏而影响了胎儿与哺乳期婴幼儿的大脑发育造成的。该病的临床表现为：傻、哑、聋（有程度不同的语言与听力障碍）、小（身体矮小，有的成人只有60～70厘米高）、瘫。面容特殊：头大、傻相、表情迟钝、眼间距宽，塌鼻梁、鼻孔朝天、厚唇、舌外伸、流涎等。
（3）成年人甲状腺机能低下：成人期甲状腺激素分泌不足，将会导致中枢神经系统兴奋性降低，常见说话与行动迟缓、记忆力减退、淡漠无情与终日思睡。
（4）孕妇缺碘可造成不孕、早产、死胎、畸形、新生儿甲状腺功能低下、单纯性聋哑及新生儿死亡率增高。
4.碘的分布规律。自然界中的碘元素通常以化合物的形式存在，一般可溶解于水中，因此碘随水的流动而流动。水流的方向是由高向低，因此地面的碘亦随水流而呈下列分布趋势：深山区＜半山区＜平原＜沿海。因此，一般内陆山区较容易缺碘，水中含碘量可少于5微克/升。沿海低洼地则积碘较多，水中含量可大于200微克/升。如青海大部分地区水中碘仅0.7微克/升左右；而上海地区的水中碘为20微克/升左右；有些沿海地区水中非但不缺碘，甚至过量，如我国的渤海湾，饮用水中的含碘量高达1000微克/升。
5.科学食用碘盐
碘盐可有效地预防碘缺乏病。我们要科学地食用碘盐，以提高碘的利用率。
首先，食用碘盐贵在坚持。人体补碘是一个长期性、日常性与生活化的过程，正常人应经常食用碘盐，最好是天天食用。