第五节　矿物质——生命的使者

人体是一个整体，需要各种营养物质的参与才能完成生命过程，缺一不可。前面介绍的营养物质主要是有机化合物（烃类化合物），除烃类化合物以外的元素和化合物统称为矿物质（无机盐），占人体重量的5％～6％。矿物质也是人体重要组成部分，虽然需要量不像三大营养素那样多，但也是维持机体正常生理功能不可缺少的营养物质。人体中20余种矿物质根据其含量可以大致分成两类，含量大于0.01％的，如钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯等称常量元素，而含量小于0.01％的为微量元素。现已证明人体必需微量元素有14种，包括铁、锌、碘、硒、氟、铜、钼、锰、铬、镍、钒、锡、硅和钴（最新的一些研究表明：锶、硼、铷、砷、锗等对人体也发挥一定生理作用）。微量元素在人体内含量甚微，总量不足体重的0.05％，但在体内发挥重要的生理作用。随着科学技术的发展，人们的认识不断深化，新微量元素的功能还会被发现，微量元素的数目还可能增加。

一、无机盐的主要生理功能

1.构成机体组织的重要材料

钙、磷、镁是骨骼和牙齿的重要成分；磷还是能量分子ATP和核酸的重要成分；铁参与血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素的组成等。

2.维持机体的酸碱平衡和渗透压

正常人体液（血液、细胞内外液等）的pH值变化范围很窄，甚至改变0.1个pH单位都会引起酶蛋白的变性、造成生理功能失调，因此体液缓冲系统如/、H2CO3/等缓冲对，在维持酸碱平衡方面发挥了重要作用。另外，体液电解质主要是Na+、Cl-、K+、、、等离子。Na+、Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子；K+、是维持细胞内液渗透压的主要离子。细胞内外液的渗透压平衡主要由以上离子的浓度决定。

3.维持神经肌的应激性

一些无机离子对神经肌肉的兴奋性有不同的影响，有的可增强其兴奋性，有的可抑制其兴奋性。实验证明神经肌肉的兴奋性与下列离子浓度和比例有关。

从以上关系可看出Na+、K+浓度升高，可增强神经肌组织的兴奋性；Ca2+、Mg2+浓度升高降低神经组织的兴奋性。由此可见，缺钙严重的婴幼儿常出现手足抽搐，是由神经组织应激性升高所致。

心肌的应激性也与上述离子有关，但效应有所不同。其关系式如下：

掌握K+对心肌的影响非常重要，血钾过高对心肌有抑制作用，心脏舒张期延长，心率减慢，严重时甚至可使心跳停止在舒张期。血钾过低常出现心率失常，使心跳停止于收缩期。Na+和Ca2+可拮抗K+对心肌的不利作用，维持心肌的正常应激状态，保证其功能。

4.酶的组成成分和激活剂

不少无机离子常作为酶的辅酶或激活剂影响酶的活性。如呼吸链中细胞色素体系含铁；碳酸酐酶含锌；细胞色素氧化酶含铜；ATP酶需要一定浓度的Na+、K+、Mg2+或Ca2+存在才表现活性；Cl-是淀粉酶的激活剂，可提高淀粉酶对淀粉的消化能力，等等。

二、钙

1.含量与分布

钙是人体内常量元素中含量最多的元素，成年人体总量可达1200g。其中99％以羟磷灰石［3Ca3（PO4）2·Ca（OH）2］的形式沉积于骨骼和牙齿中，使骨骼和牙齿坚固；其余的1％则存在于体液和软组织中，虽然这部分钙不多，却具有非常重要的生理功能。血清中钙浓度的正常值在2.45mmol/L左右。

2.生理功能

（1）构成骨骼和牙齿　骨骼是由骨盐（主要是羟磷灰石）在胶原蛋白（属纤维蛋白）上沉积而形成的，这种沉积过程称为成骨作用。骨骼中胶原蛋白提供韧性和弹性，羟磷灰石提供硬度和刚性，这种坚硬的复合体，在体内起支撑作用。成骨作用的逆过程为溶骨作用，即骨盐溶解、胶原水解过程。骨骼在成骨和溶骨过程中得到更新。

牙齿的主要部分由牙质组成，牙质的成分类似于骨骼。只是比骨骼结构更致密，钙盐含量更高，所以更坚硬。牙釉质（牙齿外层）比牙质还坚硬。

龋齿是由于口腔中的细菌和酶把残留在口腔中的糖类物质发酵产生乳酸，酸性使牙齿矿物质溶解，破坏牙釉质，久而久之造成的。牙齿中的钙与骨骼中的钙不一样，不能被置换，因此牙齿不能自己修复。预防龋齿的办法是晚上睡前不吃甜食，睡前刷牙（因食物中酸性物质侵蚀牙釉质）。另外，含氟牙膏可起到预防龋齿的作用。

氟磷灰石较羟磷灰石溶解度小、更坚硬、更耐酸腐蚀。

（2）维持神经肌肉的正常兴奋性　神经肌肉的兴奋、神经冲动的传导和心脏的正常搏动都需要钙。当血浆钙离子明显下降时，可引起手足抽搐，甚至惊厥。原因是缺钙导致神经组织应激性升高，通常小孩儿和老人容易缺钙，常出现手足抽搐症状。

（3）维持细胞膜和毛细血管的正常功能　只有Ca2+与卵磷脂密切结合，才能维持毛细血管和细胞膜的正常通透性和功能。

（4）凝血因子和信　使Ca2+可参与血液凝固过程。作为第二信使，调节机体的各种生理活动。

3.钙的吸收及影响因素

钙的吸收量较低，通常成人对膳食中的钙的吸收率仅为20％～30％。正在生长的婴幼儿、儿童、孕妇和乳母对钙的利用率最为有效，他们能吸收膳食中40％以上的钙。而对长期缺钙者来说，钙的吸收率高达60％～70％。钙主要在小肠吸收，影响钙吸收的因素很多，主要有以下几方面。

（1）膳食中钙磷比例　在对儿童的试验观察中发现，随着钙摄入量增加，吸收率相对下降，说明单纯增加钙摄入并不能增加其吸收率。钙的吸收与体内磷元素有关，膳食中钙磷比例为2:1时，有利于钙的吸收。

（2）维生素D　维生素D或其衍生物（VD3活性形式：1，25-二羟维生素D3）可以诱导机体合成钙结合蛋白，这种蛋白质有利于钙通过肠壁的转运以增进钙的吸收，从而使血钙升高并促进骨骼中钙的沉积。因此，缺钙还要补维生素D。

（3）消化管的酸碱度　钙在酸性溶液中较易溶解，对钙的吸收有利。

（4）食物因素　凡能与Ca2+形成可溶性复合物的食物成分都有利于钙的吸收。而钙与植酸、草酸形成不溶的植酸钙、草酸钙，从而抑制钙的吸收。脂肪与钙结合形成不溶性钙，随粪便排出体外。因此脂肪过多，会导致钙的丢失。另外，钙在碱性介质中难溶解，利用率低。

（5）年龄因素　年龄也是影响钙吸收的重要因素。40岁以后钙吸收率明显下降，这是导致中老年骨质疏松的主要原因。加强运动使血液循环加快，有利于钙的吸收。

4.食物来源和供给量

（1）食物来源　钙的最理想来源是奶及奶制品，奶中不仅含钙丰富，而且吸收率高（乳糖钙有利于吸收）。动物性食品如蛋黄、鱼、贝类、虾皮等含量也高。植物性食物以干豆类含钙量丰富。此外，绿叶蔬菜也含有较丰富的钙，但是有些蔬菜像苋菜、菠菜等含草酸较多，会影响钙的吸收。硬水含钙高，所以一般不提倡喝纯净水。

（2）供给量　我国人群中钙缺乏率较高，一方面膳食中含钙量不足；另一方面与生活习惯有关，因为钙的吸收与很多其他因素有关。我国营养学会推荐成人膳食钙的供给量为800mg/d，儿童、孕妇、乳母和老年人的供给量应较正常人高。在儿童与青少年膳食中加入骨粉、蛋壳粉也是补充膳食钙的有效措施。

三、磷

1.含量和分布

通过前面的讨论可知，骨盐主要是磷酸盐，所以，除钙以外磷是人体含量最多的成盐元素。成年人体内含磷600～900g，其中约87.6％以上存在于骨骼和牙齿中。

2.生理功能

①构成骨骼和牙齿的无机盐。

②核酸、磷脂、磷蛋白及某些辅酶的组成成分，参与和调节体内生理功能。

③磷酸根是细胞内液的主要阴离子，可维持细胞的渗透压。磷酸盐组成的缓冲对可维持体内的酸碱平衡。

④以磷酸高能键形式参与物质代谢和能量代谢，如ATP、GTP、ADP等。

3.食物来源和供给量

含磷食物非常广泛，如动物性食物中，瘦肉、蛋、鱼、虾、奶中含磷丰富，植物性食物豆类、杏仁、核桃、南瓜子、蔬菜等也是磷的良好来源。

成人磷供应量约为720mg/d，因为磷广泛存在于各种食物中，只要膳食中蛋白质和钙充分，磷也能满足需要。磷的供应量与钙有关，我国建议成人钙:磷为（1.5～2）:1。磷的吸收率比钙高，故不易出现缺乏。

四、钾、钠和氯

1.含量与分布

正常人钾的含量为45mmol/kg体重，钾总量98％在细胞内，只有2％在细胞外。正常人体内钠含量约为45～50mmol/kg体重，其中约45％分布于细胞外液，40％～45％分布于骨组织，其余分布于细胞内液。氯主要分布于细胞外液，是细胞外液的主要阴离子。

2.生理功能

（1）钾的生理功能　钾是细胞内液的主要阳离子，也是血液的重要成分。钾不仅维持细胞内液的渗透压和酸碱平衡，维持神经肌肉、心肌的兴奋性，而且还参与蛋白质、糖及能量代谢过程。

（2）钠的生理功能　钠是细胞外液的主要阳离子，在维持细胞外液的渗透压和酸碱平衡中起重要作用，并对细胞的水分、渗透压、应激性、分泌和排泄等具有调节功能。

（3）氯的生理功能　氯是细胞外液的主要阴离子，对维持细胞外液渗透压和酸碱平衡起重要作用，并且是合成胃酸的原料，也是唾液淀粉酶的激活剂，能促进唾液分泌，增进食欲。

3.食物来源与需要量

正常人每日需钾约2g，所需钾来自蔬菜、水果、谷类、薯类等食物。日常膳食就能满足机体对钾的需要量。但饮食中缺乏蛋白的儿童可能发生低钾血症。血钾降低的最常见原因是由药物的利尿作用造成的，特别是应用噻嗪类利尿剂、长期应用肾上腺皮质激素及泻剂等。血钾降低的最严重后果是心律失常和神经肌肉病变。但高钾血症的最常见原因是肾脏排钾障碍，可见于肾上腺皮质功能减退；维生素K补充失当；应用醛固酮拮抗剂等。最严重的后果是剧烈心律失常和传导缺陷。其他征象包括软弱无力和感觉异常等。

人体每日摄入的钠和氯主要来自食盐，高钠饮食会导致血压升高。成人每日氯化钠的需要量为3～6g。在天热、运动量大、出汗多或严重腹泻情况下，需要适当补充，可用0.3％的淡盐水直接补充。

世界卫生组织和我国的调查均表明，食盐的摄入量与高血压发病率成正相关（表2-12）。

在日常生活中，很多调味品中都含有盐，如各种甜面酱、辣酱、酱油、醋、味精、鸡精、调味包、食用碱等都是高盐高钠。还有一些加工食品如方便面、锅巴、含盐奶酪、虾皮、话梅、薯片等零食也都是富盐食品。所以在考虑每天盐的摄入量时不能忽略这些含盐食品。另外在购买加工食品时，还要注意营养标签上的钠含量（表2-13）。

低钠血症指血钠<135mmol/L，通常指合并有细胞外液渗透压过低的情况（摄入不足、呕吐腹泻、利尿过度等因素引起）。血钠下降造成细胞外液渗透压下降，水分从细胞外进入细胞内，导致细胞水肿，特别是脑细胞水肿。急剧出现的低钠血症病者常可出现明显神经系统症状。血钠水平<125mmol/L时常有恶心、不适，血钠水平为115～120mmol/L时则有头痛、乏力及感觉迟钝等症状，血钠进一步下降则可出现一系列更严重症状，包括神经异常、抽搐、昏迷等。

生活中遇到这种情况应该及时补充盐分。如当患有肠道疾病呕吐腹泻时，应及时补充糖盐水，这样可尽快缓解恶心、乏力等电解质失衡症状。

老年人由于多种器官功能减退，自身调节能力差，一旦患病，极易引起水、电解质和酸碱平衡失调，其中以低钠血症较为常见。患者有的表现为表情淡漠、精神恍惚、嗜睡、疲乏无力，有的表现为烦躁不安、幻视、打人、不识家人，还有的表现为癫痫发作或昏迷等。由于其临床表现不尽相同，易被误诊为肺性脑病、脑卒中、老年性精神病等。

一般血钠低于135mmol/L即为低钠血症。低钠血症可分为缺钠性、稀释性、消耗性三种。低钠血症往往是复合型的，很少是单一的。常见的引起血钠降低的原因如下。

①进食少，摄入不足。

②不恰当地应用利尿剂。

③严重心衰、肾功能不全、肝硬化腹水。

④肾上腺皮质功能低下。

⑤抗利尿激素分泌过多等（脑炎、脑卒中等造成）。

五、镁

1.含量与分布

成年人镁含量为20～30g，其中约70％分布于骨骼中，约30％储存于骨骼肌、心肌、肝、肾、脑组织的细胞内，只有1％分布于细胞外液。

2.生理功能

①以磷酸盐和碳酸盐的形式组成骨骼和牙齿的重要成分。

②镁可使很多酶系统（如羧化酶、己糖激酶、ATP酶等）激活活化，也是氧化磷酸化、体温调节、肌肉收缩和神经兴奋所必需的辅助因子。

③维持神经肌正常兴奋性，维持心肌正常的结构与功能。

3.食物来源与需要量

成年人需要量约为330mg/d，镁的需要量与蛋白质、钙、磷摄入量是平衡的。镁广泛存在于动植物组织中，谷类、豆类食物中含镁最丰富。进食多样化的正常人一般不会缺镁。

低镁血症可见于嗜酒者，加西卡病（kwashiorkor）、糖尿病、吸收不良综合征、甲状腺功能亢进和减低、肾病患者等。低镁血症可使神经元兴奋性和神经肌肉传递提高，故严重缺镁，可致抽搐和惊厥。血镁增高可使末梢血管舒张、腱反射消失，极大剂量的镁可使呼吸衰竭、心脏停搏。

六、铁

1.含量与分布

铁是人体内含量最多的一种必需微量元素，正常成人体内含铁总量为4～5g，女性较男性略低。体内铁总量的60％～70％存在于血红蛋白中，约3％分布于肌红蛋白中，约0.3％分布于含铁卟啉的酶类（如细胞色素、过氧化物酶等）中，这部分具有代谢功能和酶功能的铁称功能性铁。另有30％以运铁蛋白或储铁形式存在于肝、脾和骨髓中，称储备铁。

铁是世界上缺乏率较高的营养素之一，据世界卫生组织报道，缺铁率在发达国家为10％～20％，在发展中国家为30％～40％，铁对人体机能和健康有很大影响，在营养中十分重要。

2.生理功能

①运输氧和二氧化碳，参与组织呼吸，推动生物氧化还原反应。铁是血红蛋白和肌红蛋白的成分，在人体内血红蛋白担负了O2和CO2的运输，肌红蛋白在肌肉中转运和储存氧，在肌肉收缩时释放氧以满足代谢的需要。含铁的细胞色素和一些酶类，参与体内生物氧化和能量释放。

②催化β-胡萝卜素转化为维生素A，参与胶原蛋白的合成，并促进抗体的产生，增强机体的免疫力。

3.营养性缺铁性贫血

营养性缺铁性贫血（iron deficiency anemia，IDA）是由于铁摄入不足或吸收不良，需要量增加，丢失过多，造成的铁缺乏。尤其是婴幼儿，由于生长发育迅速，体内铁储备又不足，如果不能及时给予补充，势必会影响血红蛋白的合成而引起缺铁性贫血。这是一种世界性的营养缺乏病，可发生在各个年龄段，尤以婴幼儿多发，妇女和老人中也有不同程度的发生。该病起病缓慢，轻者可无明显症状，仅表现为面色苍白、口腔黏膜和眼结合膜苍白无血色。严重者有头昏、耳鸣、乏力、食欲低下、体重增长缓慢、记忆力减退、思想不集中等症状。重度贫血者可有肝脾肿大，出现贫血性心脏病，红细胞数和血红蛋白均低于正常值等症状。

4.食物来源

膳食中铁的良好来源为动物肝脏、动物全血、红肉类、鱼类和某些蔬菜（白菜、油菜、雪里红、苋菜、韭菜等）。食物中含铁化合物为血色素铁和非血色素铁，估计膳食铁的吸收率为10％。铁的吸收率与铁在食物中的存在形式和饮食结构有关。吸收率一般为血红素铁>Fe2+>Fe3+>胶态铁。若膳食中有较多的植酸、草酸和碳酸等盐类抑制铁吸收的因素存在，可影响铁的吸收与利用。植物性食品铁的吸收率较低，多在10％以下，如豆类食物含铁虽多，但不易吸收；菠菜因含草酸较高，所以铁的吸收率只有2％。维生素C和动物细胞蛋白质（如猪、牛、羊等红肉与肝脏、鱼、禽肉等）为铁吸收的促进因子，可促进铁的吸收。动物性食品的铁为血红素铁，吸收率一般较高，如鱼为11％，动物肉与肝脏为22％。牛奶是一种贫铁食物，有些国家限制儿童每日鲜奶的摄取量，每周安排一次无奶日，以预防缺铁性贫血。蛋中铁的吸收率也较低，仅为3％。

5.供给量

机体内的铁与蛋白质结合在一起而没有游离的铁离子存在，体内的铁可以反复被机体利用。在新陈代谢过程中每日约损失1mg铁，只要每日从膳食中摄入的铁能够吸收，就可以弥补这个损失，满足机体的需要，在体内完成重要的生理功能。

我国居民铁的每日推荐供给量为：0～4岁不分性别为10mg；7～11岁为13～18mg；成年男12mg，成年女20mg；孕妇及乳母不同时期分别为20～29mg（详见附录3-2）；自老年前期（50岁）以后的男女皆为12mg。

必要时可通过强化食物和铁制剂补充铁，但必须慎重，因为过量的铁在体内积蓄可造成恶心、呕吐、腹泻、昏迷等急性铁中毒症状，严重者会致人休克、死亡。一般通过正常膳食营养补充铁不会引起铁中毒。

七、锌

最早发现锌缺乏症是在1961年，当时有一名英国医生在伊朗的乡村发现一些儿童和青少年食欲很差，生长发育缓慢，身材矮小而成为侏儒。有的已到性成熟年龄，但第二性征发育不全，性功能低下，女孩子没有月经。临床检查发现，这些孩子皮肤粗糙，并有色素沉着，严重贫血，肝脾肿大。后来经营养学家研究发现，这些孩子的症状与动物实验中小白鼠缺锌的症状相似，于是就让患者口服锌制剂，果然取得了良好的效果。由于这种缺锌病首先在伊朗乡村发现，又因为患者的身体短小，故又称“伊朗侏儒症”或“缺锌性侏儒症”。这样，锌的营养作用逐渐被人们重视。

1.含量与分布

锌在正常人体中含量为1.4～2.3g，是含量仅次于铁的必需微量元素。锌广泛分布于各组织器官中，其中骨骼与皮肤中分布较多。头发锌含量可以反映膳食锌的长期供应水平和人体锌的营养状况。

2.生理功能

（1）促进机体的发育和组织再生　锌参与人体内许多金属酶的组成。经研究发现，有80余种酶必须有锌存在才能发挥作用。锌是调节DNA复制、翻译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分，锌不仅对于蛋白质和核酸的合成，而且对于细胞的生长、分裂和分化的各个过程都是必需的。因此，缺锌可导致生长发育减缓或停滞。

（2）增强机体免疫力　锌能促进淋巴细胞有丝分裂，T细胞（胸腺依赖性淋巴细胞）的功能增强，使免疫球蛋白增加，使机体免疫力和抗衡自由基的侵袭能力加强。

（3）加速创伤愈合锌为合　成胶原蛋白所必需，故能促进皮肤和结缔组织中胶原蛋白的合成，加速创伤、溃疡、手术伤口的愈合。大家知道，氧化锌橡皮膏（医用白胶布）有使裂口愈合的作用。

（4）促进食欲　唾液蛋白是一种味觉素，也是含锌的蛋白质，当机体缺锌时此种蛋白合成减少，将影响味觉和食欲。

（5）促进维生素A的正常代谢和生理功能　锌可参与维生素A还原酶和视黄醇结合蛋白的合成，故缺锌时暗适应能力下降，夜间视力受影响。

（6）促进性器官与性机能的正常发育　缺锌会影响男性第二性征和女性生殖各期的发育成熟，并有性功能减退的现象。

（7）提高智力　锌是脑细胞含量最高的微量元素，它使神经兴奋性提高，思维敏捷，所以被称为益智元素。

3.食物来源和供给量

锌的最佳来源是海产品中的蛤贝类，另外，肉类、蛋类、菇类、硬果类含量也较丰富。而谷类食品不仅含锌量低，而且因为有较多的纤维素和植酸而降低锌的吸收率。

1988年修订的营养素供给量表中首次将锌列入其中，每天1岁以内为2～4mg；儿童与青少年为5～12mg；成人至各年龄段男12.5mg，女7.5mg；孕妇和乳母各增加2～5mg。

八、铜

1.含量与分布

成人体内铜含量为100～150mg，以肝、脑、肾及心含量最高，其次在肺、肠及脾，肌肉和骨骼中最低。铜的吸收机制与铁、锌类似，借助肠黏膜细胞中的载体蛋白，铜锌之间的拮抗作用可能与竞争共同的载体蛋白有关。血浆铜有90％与蛋白载体结合成铜蛋白进行运输并发挥生理作用。

2.生理功能与缺乏症

①参与生物氧化和能量代谢。铜是细胞色素氧化酶和细胞色素a的成分，在呼吸链中起传递电子的作用。缺铜引起心血管系统和神经系统损害与细胞色素氧化酶活性低下有关。

②促进组织中铁的转移和利用，参与造血过程。铜是血浆铜蓝蛋白的成分，铜蓝蛋白是铁的运输形式，当血浆铜低下时，铜蓝蛋白活性降低，使铁蛋白中铁的利用受阻，从而引起铁在肝中潴积，发展成含铁血黄素，导致沉着性贫血。另外，铜可促进Fe3+还原为Fe2+，有利于铁的利用。

③铜是某些酶活性中心的必需成分，如胺氧化酶、酪氨酸酶、超氧化物歧化酶等。酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，此酶缺乏会造成毛发色素消失的白化病。超氧化物歧化酶可以清除体内自由基，具有抗衰老和抗癌作用。

3.食物来源与供给量

含铜食物种类比较广泛，尤以肝、肾、甲壳类、硬果类、干豆类、芝麻、绿叶蔬菜等食物中含量较丰富。正常成人0.8mg/d即可。人体正常膳食结构一般不会缺铜。

九、氟

1.含量与分布

正常人体含量约为2.6g。人体组织以骨骼含氟量最多，其次是牙齿、指甲和毛发。

2.生理功能与缺乏症

①预防龋齿和老年人的骨质疏松。氟的存在使骨质稳定性增加，因氟可取代骨骼和牙齿中羟磷灰石中的羟基形成氟磷灰石。氟磷灰石硬度高，在酸中溶解度小，在牙釉质表面抗酸腐蚀，并抑制嗜酸细菌的活动和拮抗某些酶对牙齿的不利影响，有防龋齿作用。适量的氟有利钙和磷的利用及其在骨骼中沉积，加速骨形成，增加骨硬度。

缺氟后，牙釉质中氟磷灰石形成受阻，使结构疏松，易被微生物、有机酸及酶的作用侵蚀损坏而发生龋齿。在低氟地区，常可见到老年性骨质疏松症。在高氟地区，长期饮用含氟量超过1.2mg/L的水，使用煤烟熏（燃煤取暖不用烟囱）都会引起氟中毒，表现为氟斑牙和骨变形（称氟骨病），见图2-18和图2-19。

②近年来有实验发现，氟可加速伤口愈合和铁的吸收，机理尚不清楚。

3.食物来源和供给量

氟主要由饮水获得，植物性食物含氟丰富，尤其是茶叶，故茶是含氟最高的饮料。氟的供给量，以既能预防龋齿，又不造成氟中毒为宜，成人约为1.5mg/d，最高摄入量可耐受3mg。

十、碘

1.含量与分布

成年人体内含碘量为15～25mg，其中70％～80％存在于甲状腺，甲状腺是机体含碘最多的器官。

2.生理功能与缺乏症

碘是合成甲状腺素的必需原料。甲状腺素是一种激素，有促进物质代谢，如促进蛋白质合成；调节能量转换；加速生长发育；维持中枢神经系统结构等功能。

缺碘导致甲状腺素合成减少，血中甲状腺激素水平降低，促甲状腺素分泌增多，引起甲状腺代偿性肥大。由于缺碘往往是地区性的，所以将这类因缺碘引起的甲状腺肿称地方性甲状腺肿。患者除甲状腺肿大外（图2-20），还伴有甲状腺功能低下的症状，如发育迟缓、生殖力下降、智力低下甚至痴呆，称呆小症。

呆小症又称“克汀病”（图2-21）。由于先天甲状腺发育不全或功能低下造成的幼儿发育障碍，主要症状表现在骨骼系统和神经系统，如身体矮小，上身长，下身短，常有四肢畸形；精神呆滞，表情淡漠，智力低下，有的有耳聋（这是由于患儿在母体中或出生之后，神经细胞的轴突、树突的形成和神经系统的发生、发展都需要一定量的甲状腺素，但由于母体缺碘或食物中缺碘，导致了这一系列过程的障碍）；常伴有体温低，毛发稀少，面部浮肿等症状。患儿出生时身高体重无明显差异，一般在3～6个月可出现异常，若能在3个月左右即得到明确诊断，食物中开始加碘或补充甲状腺素，可以使患儿基本正常，若发现晚，贻误了治疗期，则治疗难以生效。

3.食物来源与供给量

碘的重要食物来源是海产品，因此经常吃含碘丰富的海藻、紫菜、海鱼等产品，可以有效地补充碘。成人需碘量是120μg/d，在地方性碘缺乏病流行地区应额外补充碘。我国也是世界上碘缺乏危害最重的国家之一（日本最低），除沿海地区和大城市外，多数省份都曾有该病流行。由于国家及时采取强制补碘措施（食盐中加碘），使这种地方病得到了缓解。

值得注意的是，1994年到现在，全民补碘政策已实施了15年，全国碘盐覆盖率已达到97.5％，有效遏制了内陆地区的碘缺乏病。但在辽宁、浙江、天津、上海、福建等沿海高碘地区，却出现了碘过量的问题。有调查显示，一些居民每天摄碘量高达220～850μg。由于长期碘过量，这些地区正迎来甲状腺病的高发期。如甲状腺机能低下、慢性甲状腺肿大和囊性纤维化、慢性淋巴细胞性甲状腺炎（桥本甲状腺炎）等呈现发病率高和年轻化的趋势，桥本式病癌变发生率甚至高达10％。原本预防大脖子病的碘盐，反而成为了健康风险。所以目前食盐加碘“一刀切”的政策或将面临深层次的整改和调整。

十一、硒

对于硒的认识曾经有过使人啼笑皆非的经历。早在20世纪40年代，人们曾认为硒有较大的毒性，甚至有人认为是致癌物。近年来通过深入研究发现，适量的硒是维持身体健康，防治疾病所不可缺少的营养素之一，且有抗癌作用。

1.含量与分布

成人体内含硒14～20mg，多分布于指甲、头发、肾和肝中，肌肉、脂肪、血液等组织器官中含量很少。血硒与头发中硒可以反映体内硒的营养水平。

2.生理功能

（1）维持细胞功能和结构的完整性　作为谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）的成分，硒可以保护细胞膜中的脂类免受过氧化氢和其他过氧化物的侵害。与维生素E作用类似，两系统相互补充，共同保护细胞膜的完整性。

（2）预防克山病和大骨节病　克山病一种是以心肌坏死为特征的地方性心脏病，此病因在克山县发现而得名。我国学者在1973年从正常心肌中分离得到了一种硒蛋白，这种硒蛋白在缺硒地区心肌功能不全的动物心肌中没有找到，因此，硒作为心肌代谢不可缺少元素被认可。大骨节病（图2-22）为慢性畸形性骨关节病，主要累及四肢骨和关节，病人指短，关节增粗，有时肘关节不能完全伸直。这两种病用亚硒酸钠预防和治疗可收到良好效果。

（3）促进免疫球蛋白合成，增强机体的免疫功能。

（4）抗肿瘤作用　硒具有调节癌细胞的增值、分化及使恶性表型逆转的作用，并能抑制癌细胞的浸润、转移以延缓肿瘤的复发。因此对多种癌有一定的预防和治疗作用。调查结果表明，硒与癌症发病率呈负相关。

（5）抵御毒物对人体的侵害　硒与金属有很强的亲和力，有解除体内重金属毒性的作用。硒在体内与金属如汞、甲基汞、镉及铅等结合成金属硒蛋白复合物而解毒，并使金属排出体外。动物实验还发现硒有降低黄曲霉素急性损伤的作用，还可降低肝中心小叶坏死的程度和死亡率。

（6）促进生长，保护视觉功能的健全　实验表明，硒参与辅酶A和泛醌的合成，参与能量代谢，在三羧酸循环和呼吸链氢和电子传递过程中发挥一定的生物学作用，因此硒可促进生长发育。另外，硒能保护视器官的健全功能和视力。谷胱甘肽过氧化物酶和维生素E可使视网膜上的氧化损伤降低，亚硒酸钠可使神经性视觉丧失得到改善。所以，白内障患者和糖尿病失明者补充硒后，视觉功能有所改善。

3.食物来源与需要量

海产品、动物肝、肾、鱼、肉类、蛋、南瓜、大蒜等为硒的良好来源。粮谷类、蔬菜、水果中含硒量随该地区土壤含硒量而异。正常成人需硒量约60μg/d。可耐受摄入量较高，为400μg/d。

除缺硒地区外，一般膳食不缺硒。硒的毒性很大，过量会引起中毒。硒能抑制某些酶的活性，中毒表现为脱发、脱甲、乏力以及一些精神症状等。硒是体内需要量最少的必需元素，也是毒性最大的元素。因此，缺硒时只能根据内科医生或营养师的意见才可采用含硒丰富的补充品。

食物中无机盐的含量比较丰富，一般都能满足机体的需要。微量元素的补充主要依靠食物，因各种食品含微量元素多少不同，为预防微量元素缺乏，应增加食物的种类，不能偏食、挑食。只有丰富多样的饮食，才能维持体内微量元素含量的正常与均衡。膳食调配不当或患有某些疾病，容易造成缺乏症。从实用营养学的观点出发，比较容易缺乏的元素是钙和铁，特殊地理环境或其他特殊条件也可能造成碘、锌、硒的缺乏。应该注意的是，某些元素也可因摄入过量而发生中毒。

人体必需矿物质元素的生理功能及相关因素见表2-14，各元素推荐摄入量见附录3-2。关于矿物质在人体当中的作用，我们应该辩证地去看待。人体和地球一样，都是由各种化学元素组成的，存在于地壳表层的90多种元素均可在人体组织中找到。元素根据在机体内的含量，可划分为宏量与微量两种。另外，根据机体对微量元素的需要情况又分为必需微量元素和非必需微量元素。维持人体正常生命活动不可缺少的元素称为必需微量元素。所谓不可缺少，并非指缺少将危及生命，而是指缺少时会引起机体生理功能及结构异常，导致疾病发生。目前尚未明确其生物学作用，也未发现有毒性的元素称为非必需微量元素。将微量元素分为必需与非必需、有毒或无害，只有相对的意义。因为即使同一种微量元素，低浓度时是有益的，高浓度时就可能是有害的。同时不是以任何浓度使用该元素都是安全的。因此，今后应对微量元素的生物学作用及其安全浓度进行更深入的探讨，以防止盲目摄入过多的必需微量元素或从膳食中去除某种可能的“有毒”元素。随着研究的深入，将会发现一些“非必需元素”甚至“有害元素”可能具有一定的生物学作用，甚至可能是必需的元素。

关于营养素的适宜摄入程度和比例请参照附录3。