化学与人类健康

河南工程学院《化学与人类健康》考查课

专业论文

微量元素与人类健康研究

学生姓名： 宋孝才

学 院： 纺织学院

专业班级： 纺织工程1541

专业课程： 化学与人类健康

任课教师： 曹伟娜

2016 年 06月 06 日

微量元素与人类健康研究

姓名：宋孝才 班级：纺织工程1541 学号：[1**********]5

摘要：

古往今来，探索生命之谜，保护人体健康、延年益寿已成为人类梦寐以求的美好愿望。目前已发现许多元素在人体内含量不足人体体重的万分之一，总量之和还不足人体体重的千分之一，故取名为微量元素。微量元素虽然在人体内的含量不多，但与人的生存和健康息息相关，对人的生命起至关重要的作用。它们的摄入过量、不足、不平衡或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。本文阐述微量元素的概念、功能的介绍及探究微量元素与人体健康之间的关系。

关键词： 微量元素 健康 人体

目录

摘要 ..................................................... 0

一、 微量元素的概念 ..................................... 1

二、 微量元素的具体介绍 ................................. 3

1. 碘 .................................................. 3

2. 铁 .................................................. 4

3. 铁 .................................................. 4

4. 钼 .................................................. 5

5. 钒 .................................................. 5

6. 锌 . ...................................................................................................... 5

7. 铜 . ...................................................................................................... 6

8. 硒 . ...................................................................................................... 6

9. 铬 . ...................................................................................................... 7

三、 含微量元素的食物 ........................................................................ 7

四、 总结 . ................................................................................................ 7

参考文献： . ................................................................................................ 9

一、 微量元素的概念

微量元素(trace element)，又名痕量元素，未有统一认可的定义。

习惯上把研究体系(矿物岩石等) 中元素含量大于1%称为常量元素或主要元素(major element)，把含量在1%-0.1%之间等那些元素称为次要元素(major element)元素，而把含量小于0.1%称为微量元素, 或称痕量元素。有人把次要元素也看作微量元素，这取决于研究者的兴趣和对研究问题的帮助。有人认为，在地壳和地球物理中除了O 、Si 、Al 、Fe 等几个丰度最大等元素外，其余的可称为微量元素。我们又把人体中存在量极少，低于人体体重0.01%，称为微量元素。具有一定生理功能，并且必须通过食物摄取的微量元素称为必需微量元素。

人体是由50多种元素所组成。根据元素在人体内的含量不同，可分

为宏量元素和微量元素两大类。凡是占人体总重量的万分之一以上的元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、镁、钠、钾等，称为常量元素；凡是占人体总重量的万分之一以下的元素，如铁、锌、铜、锰、铬、硒、 钴、氟等，称为微量元素（铁又称半微量元素）。微量元素在人体内的含量真是微乎其微，如锌 只占人体总重量的百万分之三十三。铁也只有百万分之六十。

1990年FAO/IAEA/WHO三个国际组织的专家委员会重新界定必须微量

元素的定义并按其生物学的作用将其分为三类：

（1）人体必需微量元素，共8种，包括碘、锌、硒、铜、铬、钴、

铁。

（2）人体可能必须的元素，共5中，包括锰、硅、硼、钒、镍。

（3）具有潜在的毒性，但在低剂量时，可能具有人体必需功能的元

素，共7种包括氟、铅、镉、汞、砷、铝、锡。

一些必需微量元素对人体的重要作用及成年人每天的适宜摄入量，如

表所示：

二、 微量元素的具体介绍

目前，对于某些微量元素的功能尚不完全清楚，下面只作一简要介绍。

1. 碘

碘在食物中主要以无机碘化物形式存在，其他形态的无机碘首先被吸收，然后被还原成碘化物。消化器官中的碘 迅速地几乎完全被吸收。碘在人体内的含量约为25mg ，其中一半分布在甲状腺内。甲状腺的作用是合成、分泌出一种甲状腺激素，它是促进人体生长发育和新陈代谢的重要激素，特别是对脑细胞的发育起决定作用。因此 碘素有“智力元素”之称。缺碘对人体会造成巨大损害，特别是对儿童、婴儿和孕妇。如果婴幼儿时期严重缺碘，其骨骼生长和大脑的发育将会受到严重影响，患呆小症，表现为身材矮小、行动迟缓、食欲不振、智力低下。另外，近年来医学研究表明，人体缺碘还能诱发乳腺癌、卵巢癌、子宫癌及甲状腺癌等。防治碘缺乏症最方便又经济的方法是食盐加碘，同时可经常食用

含碘丰富的海产品如海虾、带鱼、海带、紫菜等。

2. 铁

铁在周期表中属d 区第Ⅷ族过渡金属，最常见的氧化 态是Fe(Ⅲ) 和Fe （Ⅱ）。Fe （Ⅲ）的电子构型是3d5, 顺磁性；Fe （Ⅱ）的电子构型是3d6，其高自旋态有顺磁性，低自旋态是逆磁性的。Fe(Ⅲ) 和Fe （Ⅱ）都是较强的路易斯酸，易形成立体构型为八面体的配合物。

一般成年人体内含铁约3~5g，相当于一枚小铁钉的重量，主要存在血液当中。这些铁主要是以络离子的形式存在，可与血红素、蛋白质等形成血红蛋白和肌红蛋白，起到运输和贮存氧的作用。当人体缺铁时会影响血红蛋白和肌红蛋白的形成，从而使血液中的红细胞数量或血红蛋白含量降低，影响载氧量，引起整个肌体的生理紊乱，这就是贫血。据世界卫生组织调查，缺铁性贫血是世界通病，婴幼儿贫血的根源在于缺铁。许多儿童呈“豆芽菜”体型，缺铁也是一个重要原因。防止人体缺铁最方便的方法是通过饮食调节，多食用含铁质较多的动物肝脏和其它内脏，其次是瘦肉、蛋黄。在一些蔬菜和水果中也含有较多的铁质。另外使用铁锅炒菜也能补充人体铁质。在酸性条件下人体肠胃有利于铁的吸收，因此在食物中含有带酸性的维生素Ｃ有利于铁的吸收和利用。

3. 铁

氟是卤族元素，价电子构型是2s22p5，电负性最高（4.10），是最活泼的非金属。在水溶液中以F －离子形式存在。单质氟（F2）是淡黄绿色气体，有强烈的刺激性。其典型的化学性质是强氧化性：常温下能同多种物质反应，高温下几乎能同所有的物质作用。

现代医学已确认氟是人体必需的微量元素，对牙齿、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟约在0.01%~0.02%，在牙齿中氟的含量约在0.01%~0.03%。微量的氟在人体中有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积，可加速骨骼的形成，增加骨骼的硬度，并能刺激成骨细胞增生。微量的氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附，形成坚硬质密的保护层，从而抑制喜酸细菌的活性，对牙齿起到保护作用。当饮用水中含氟量降低时就会患龋齿，不仅危害牙齿，还可导致其他口 脑疾病的产生。

世界卫生组织已把龋齿列为继心血管病和癌症之后的第三大疾病。为了预防龋齿，可采取增氧措施，如饮用水加氟、使用含氟牙膏，食用含氟食品及饮料如贝类、葡萄酒、茶饮料等。

4. 钼

钼是周期系中d 区ⅥB 族第二过渡系元素。Mo 的价电子构型为4d55s1，有从－2到+6的多种氧化态，其低氧化态不稳定，常见的氧化态是+4、+5、+6。形成多酸型配合物是高氧化态钼的特征。

微量元素钼在人体内分布很广，成年人体内含钼总量约9mg ，在体内分布以肝内含量最高，肾其次。近年来研究表明，缺钼可导致神经异常，智力发育迟缓，影响骨骼生长。更为严重的是人体内含钼量降低可提高食管癌的发病率。众所周知，亚硝胺类致癌物是诱发食管癌的重要因素，亚硝胺类的前体是亚硝酸盐和胺类，它们在适当的酸碱条件下合成亚硝胺。亚硝酸盐主要来自环境中的NO3－，因此降低NO3－的来源是阻断食管癌高发的有效措施。钼是一重有实用意义的抗癌元素，它能有效降低亚硝胺前体NO3－和NO2－，抑制亚硝胺类致癌物的产生。钼的摄入量与饮食有关，动物肝肾、谷物、豆类物质含钼丰富，实为补钼佳品。

5. 钒

正常成年人体内共含钒约25mg ，血液中钒含量甚微，人体内钒多集中在骨骼和牙齿中。钒能刺激人体的造血功能，使血红蛋白及红细胞均增多，促进人体的造血功能得以改善。钒还能抑制胆固醇的合成，减轻诱发动脉硬化的程度。若人体内钒的含量降低则导致骨骼发育不正常，生长缓慢，生殖功能受损。另外，牙釉质和牙本质都属于羟磷灰石，钒可以置换到羟磷灰石中，起到预防龋齿的作用。日本学者研究表明，糖尿病患者与体内钒含量的降低有一定的关系。

6. 锌

锌是人体中约200种的组成成份，亦是许多的催化剂。缺锌後各种含锌的活性降低，DNA 、RNA 和蛋白质的合成减少，氨基酸的代谢紊乱。由於锌与很多、核酸及蛋白质的合成密切相关，通过DNA 和RNA 聚合的作用，促进蛋白质的吸收

和合成、细胞的分裂生长和再生。所以锌对婴幼儿和青少年的生长发育有重要的营养意义。如果缺锌可发生缺锌侏儒，补锌可消除缺锌侏儒。锌通过乙氨基酸的媒介，增进食欲和消化机能。还通过唾液内含锌蛋白━味觉素作介质影响味觉和食欲。人和动物缺锌後味觉和食欲减退，补锌即可以改善。现已将食欲降低、偏食、异食癖等列为婴幼儿缺锌的早期表现。有人认为妊娠初期味觉、嗅觉异常也与缺锌有关。缺锌损害免疫功能、生殖功能等。

7. 铜

铜是人体必需的微量元素之一，在成年正常人体内含量约为60~120mg,分布在身体各部分，在肝、脑、心脏及肾内浓度较高。在血液中铜主要存在于红细胞和血清中。与铁相似，铜也参与人体内的造血过程，催化血红蛋白的合成，同时又是人体内的一些金属酶的组成成分。若人体内铜的含量降低则神经、肌肉及肝脏等组织中的氧化代谢就无法得到调节，人体就会出现动作失调、神经失常等症状。若在婴幼儿时期严重缺铜，会导致发育迟缓、肝脾肿大、厌食等疾病。若成年人严重缺铜则会出现血管破裂、内出血及骨骼变脆等疾病。当人体缺乏铜时，在膳食方面可多食肉类、蛋类、豆类、粗粮、蔬菜等含铜丰富的食品或服用铜制剂药物。

8. 硒

在周期表中，Se 是ⅥA 族元素，与氧、硫同族。Se 的价电子构型是4s24p4, 有多种氧化态（－2，0，+4，+6），其高氧化态常以含氧酸根形式存在，－2价的低氧化态为H2Se 或－SeH 。这些存在形式与同族元素S 相应氧化态的化合物极相似。

硒是人体必需的微量元素之一，与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高，它对心肌起到保护作用。如果人体缺乏硒，机体细胞就会缺乏自我保护功能，所以全身的组织、脏器功能缺乏。在心脑血管方面表现尤为突出：脑内动脉硬化加重，脑血栓、脑栓塞的发生也会增多，而且脑动脉硬化及脑血栓、脑栓塞通常治疗效果不好；在肝脏的急、慢性炎症期，由于硒的缺乏，肝脏也会缺乏自我保护功能；在消化系统方面，由于缺硒，可出现消化性溃疡、原因不明

的乳糜样腹泻。同时，缺硒后全身免疫系统的免疫功能低下，抗感染能力下降，甚至可以导致癌症的发生。食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食，一般可以满足身体对硒的需要。

9. 铬

在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。铬可协助胰岛素发挥作用，防止动脉硬化，促进蛋白质代谢合成，促进生长发育。但当铬含量增高，如长期吸入铬酸盐粉，可诱发肺癌。

三、 含微量元素的食物 铁 蛋黄、猪肝、海带、木耳、菠菜、紫菜、芹菜、黄豆、绿豆、茄子、西红柿、甘蔗、冬瓜、苹果等。

铜 动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高，果汁、红糖中也有一定含量。 锌 鱼类、肉类、动物肝肾、豆类和小麦中含量较高。

氟 小麦、黑麦粉、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。 硒 青鱼、沙丁鱼、肾脏、肝脏、肉类、蛋类、芝麻、麦芽、大蒜、啤酒酵母等。

碘 海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。

四、 总结

微量元素虽然在人体内的含量不多，但与人的生存和健康息息相关，对人的生命起至关重要的作用。它们的摄入过量、不足、不平衡或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素通常情况下必须直接或间接由土壤供给，但大部分人往往不能通过饮食获得足够的微量元素。根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。尽管它们在人体内含量极小，但它们

对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。

参考文献：

1. 《微量元素化学概论》 原子能出版社（1994） 作者：柴之芳 祝汉民

2．《微量元素与健康》 北京大学出版社（1989） 作者：陈清 卢国

3．《微量元素》 人民卫生出版社（1983） 作者：（日）山县登

4．《微量元素与人体健康》 化学工业出版社（1997） 作者：迟锡增

5．《生物无机化学》 成都科技大学出版社（1993） 作者：沈敦瑜 郭顺勤

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