第六章 矿物质(mineral),现代营养学基础-6,基本概念,营养素（nutrients）： 蛋白质(protein) 脂肪(fat) 碳水化合物(carbohydrate) 水(water) 维生素(vitamin) 矿物质(mineral),微量营养素,宏量营养素,六大营养素,能量营养素,人体重量：96%是有机物和水分，4%为无机元素组成。,什么是矿物质？,矿物质在哪？,骨骼 牙齿 体液 激素 酶类 ,矿物质的分类？,常量元素 含量0.01BW 需要量100mg/d Ca、 P、 K、Na、S、Cl 、Mg,微量元素 含量0.01BW 需要量gmg/d 又分为三类,微量元素分类,人体必需微量元素 I、Zn、Se、Cu、Mo(钼）、Cr、Co（钴）、Fe、Mn、F 人体可能必需元素 Si(硅)、B(硼)、V(钒)、Ni(镍) 低剂量必需元素 Pb(铅)、Cd (镉) 、Hg (汞) 、As (砷) 、Al (铝) 、Li (锂) 、Sn (锡),必需微量元素如何判定？,美国 W.Mertz，1972 该元素长期摄入不足会导致生理功能损伤。 补充该元素达生理水平，即可预防或治愈这种损伤。 有一个以上相互独立的研究报告和一个以上动物品种的证明。,矿物质有什么用？,构成机体组织: eg. Ca, P 维持渗透压: eg. Na, K 维持机体的酸碱平衡 维持神经和肌肉的兴奋性以及细胞膜的通透性 构成体内生理活性物质：激素、酶,因此 矿物质是不可缺少 的营养素！,矿物质的特点,体内不能合成，必须从食物和饮水中获取 在体内分布极不均匀：钙磷，骨骼和牙齿；铁，红细胞；碘，甲状腺；钴，造血系统；锌，肌肉组织。 矿物质之间存在协同或拮抗作用 如锌铁拮抗 某些微量元素在体内需要量很少，但其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多很易发生中毒 如硒,矿物质缺乏症,我国人群比较容易缺乏的矿物质是钙、锌、铁、碘、硒等,矿物质缺乏的主要原因,地球环境中元素分布不平衡 食物中天然存在的矿物质拮抗物： eg：草酸 食品加工不当：eg：糊粉层、蔬菜浸泡、水煮 摄入不足或不良饮食习惯：eg素食、挑食 生理上有特殊营养需求的人群 eg孕妇、乳母,矿物质的“沙场点兵”,钙 磷 铁 锌,碘 硒 镁 钠,钙 Calcium，Ca,分布 生理功能 吸收与代谢 缺乏与过量 膳食参考摄入量 食物来源,（一）钙的分布,Ca是人体含量最多的无机元素 新生儿2830g 成人10001200g（1.52BW） 主要存在形式 羟磷灰石Ca10 (PO4)6 (OH)2 99% 结合钙+离子钙 1%,人体钙分布,（二）.钙的生理功能,1. 构成骨骼和牙齿，起支持和保护作用。 骨沉着 骨吸收 儿童： 骨沉着 骨吸收 成年人：骨沉着 骨吸收 老年人：骨沉着 骨吸收 2. 维持神经与肌肉的正常活动，包括神经肌肉 的兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动。,3. 是体内多种酶的激活剂： eg. 脂肪酶、 ATP酶、 腺苷酸环化酶、钙调蛋白 4、维持细胞膜完整性和通透性 5. 其它作用： 参与凝血过程、激素分泌、维持酸硷平衡、细胞吞噬、分裂、分泌，等 凝血酶原激活物（Ca2+) 凝血酶原 凝血酶 血纤维蛋白原 血纤维蛋白（不溶）,（三）钙吸收,有利因素 1,25-(OH)2-D3 乳糖 赖氨酸 低分子肽eg. CPP 机体需要量增加,不利因素 草酸盐 植酸盐 膳食纤维 饱和脂肪酸（钙皂） 抗酸药 酒精,小肠上段为主，主动转运，耗能 小肠下段被动扩散,（四）血钙,存在形式 46.0 蛋白结合钙 （与白蛋白、球蛋白结合） 6.5 扩散钙 （与有机酸、无机酸结合） 47.5 离子钙 血钙调节 甲状旁腺素（PTH）,血钙低时，促使骨骼释放可交换钙并刺激VD促进肠粘膜对钙吸收。 降钙素（CT）：拮抗PTH对骨骼的溶解作用，促进骨细胞的增加和骨沉积，降低血钙水平。,（五）钙排出,粪 100150mg/d 尿 160200mg/d 汗液 100mg 乳汁 150300mg/d,促进钙排出的因素： 补酸、酸中毒、高蛋白或高镁膳食、甲状腺素、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素、维生素D过多、卧床等。,膳 食 钙,肠 吸 收 钙,骨骼、牙齿,软组织、体液,99%,1%,降钙素,30-50%,1,25-(OH)2VD3,混溶钙池 miscible calcium pool,粪 尿 汗液 乳汁,800mg/d,Ca的吸收和代谢图,甲状旁腺素,混溶钙池,miscible calcium pool 以离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中的钙。这部分钙与骨骼钙维持着动态平衡，对维持体内细胞正常生理状态，调节神经肌肉兴奋性具有重要作用。 1%,（五）钙缺乏症,婴幼儿期缺钙 佝偻病 常伴随维生素D缺乏 表现为生长迟缓、新骨结构异常、骨钙化不良，骨骼变形，出现。 成年期缺钙 女性，老年人多见 骨质软化 骨质疏松，易发生骨折，主要为脊柱压缩性、前臂和髋骨骨折。,骨 质 疏 松,定义：骨组织内，单位体积中骨量减少的 一个征候群。 后果：严重者可引起骨折，多见于前臂、髋骨、 股骨颈以及脊柱压缩性骨折，是导致老 年人死亡的危险因素。 相关因素：1）骨密度所能达到的最大峰值； 2）成年后骨质丢失的速度。,骨骼生长、发育和衰老规律,快速增长期：出生-20岁，骨密度处在快速增长期，足量 的钙能有效地促进骨骼生长，增加骨密度。 稳定增长期：20-30岁，骨密度呈继续增加趋势，应摄入 含钙丰富的食物。 平衡期：30-40岁，骨密度在35岁左右达到峰值，该阶段 钙的摄入应满足生理需求量，即每日800毫克。 快速丢失期：50岁以后，女性骨量丢失速度大于男性；65 岁以后，女性将丢失骨钙的30-50% ，男性将丢 失20-30% ， 为预防和减缓骨质疏松的发生，要及时补钙。,减少骨质疏松的危险性,增加峰值骨密度 峰值骨密度与遗传因素有关，年 轻时摄入充足的钙并加强运动锻炼，可使骨密度在 遗传因素允许范围内达到较高的峰值。 减少成年后骨质丢失速度 雌激素疗法 问题： 1）停药后骨质丢失立即加速，需连服10-20年以后； 2）副作用大，增加乳腺癌、子宫癌危险度，与孕 激素合用可减少风险。,（六）钙过量,肾结石 奶碱综合症 干扰其他矿物质的吸收利用： 铁、锌、镁、磷，等,（七）膳食参考摄入量（DRIs),适宜摄入量(AI) 成年人(18): 800 mg/d 老年人(50): 1000 mg/d 可耐受最高摄入量(UL) 2000mg/d,特殊人群AI 0： 300 0.5： 400 1： 600 4： 800 11：1000 孕妇：10001200 乳母：1200,2002年中国营养调查每人每日钙摄入情况,（八）钙的食物来源,*钙含量及吸收利用率 奶和奶制品是钙的主要来源 豆类、绿色蔬菜、小鱼小虾、硬果类也是钙的良好来源 硬水中含有相当数量的钙,几种食物中的钙含量(mg/100g),奶中钙的特点,钙含量高（100 mg/100g） 天然来源 吸收利用率好 奶类 40%以上 菠菜 5% 钙制剂 3045% 可大量摄入,中国奶类的消费情况,世界范围内奶类的消费情况,*北京、上海等大城市 55 g/d；荷兰最高 6000 g/d,磷 Phosphorus, P,分布 生理功能 吸收与代谢 膳食参考摄入量 食物来源,（一）磷的分布,P是人体含量较多的元素之一 成人体内约含600900g，约1BW 主要存在形式：羟磷灰石,人体磷的分布,（二）磷的生理功能,构成骨骼、牙齿和软组织成分 参与能量代谢的储存和释放 参与酶的组成 参与物质代谢 调节酸碱平衡,（三）磷的吸收与排泄,吸收 部位：小肠为主，6070 形式：无机磷酸盐 影响吸收的因素 促进：Vit D、合理的钙磷比例 抑制：膳食中植酸、钙、镁、铝、铁等 排泄 部位：肾 调节：甲状旁腺素调节肾小管的吸收和排泄,（四）推荐摄入量与食物来源,成人及孕妇 适宜：700mg/d 最高：3500mg/d 最适钙磷比例1:1,食物来源： 在动植物食品中分布广泛 丰富来源： 瘦肉、蛋、奶、动物内脏 海带、紫菜 坚果类、粗粮等,铁 Ferrum, Fe,概述 生理功能 吸收与代谢 缺乏症 膳食参考摄入量食物来源,含 量：人体内含铁总量约为3-5克。 存在形式： 功能铁（或必需铁）：与蛋白质结合构成Hb、Mb、含铁酶（血红素酶类，如细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶）和运输铁发挥生理功能。 贮存铁（或非必需铁）：以铁蛋白和含铁血黄素形式贮存在肝、脾和骨髓中，需要时被动用。,（一）. 人体内铁含量与分布,分布： Hb： 占60-70% 功能铁 Mb： 占3-5% （占总铁75% 含铁酶：占0.5-1.0% 运输铁：0.5%（与血浆中的运铁蛋白相结合 铁蛋白：占总铁10-15%， 贮存铁 需要时易被人体动用 （占总铁25%） 含铁血黄素：占11-13% ， 存在肝网状内皮系统， 不易被动用。,储备铁则作为体内的储备，主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在于肝、脾和骨髓中。,（二）铁的生理功能,构成血红素蛋白质，参与红细胞的形成和氧的运输 血红蛋白 肌红蛋白 作为多种酶的组成成分，在生物氧化、组织呼吸过 程中发挥作用 细胞色素 非血红素铁酶 含血红素铁酶 参与其它重要功能:与机体免疫功能有关,缺铁可引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低；促使胡萝卜素转化为维生素A ；在肝脏中对药物有解毒作用；与抗脂质过氧化有关。,（三）食物中的铁,血红素铁 主要来自动物性食物中的血红蛋白和肌红蛋白 占总膳食铁10以下 吸收受膳食因素影响很小 吸收率为1040 钙可降低其吸收,非血红素铁 主要存在于植物和乳制品的铁盐中 以Fe(OH)3络合物形式存在，吸收率低 占膳食总铁90以上 吸收受膳食因素影响较大 吸收率不足10 多种因素可降低其吸收,影响非血红素铁吸收的膳食因素,有利因素 Vit C 半胱氨酸 核黄素 肉类因子,不利因素 植酸 多酚类物质 钙、锌 大豆蛋白 碱性药物、胃酸分泌减少,Fe(OH)3-络合物 胃酸 Fe2+ VC、氨基酸、葡萄糖 可溶性络合物吸收 络合物,（四）人体铁营养状况评价指标,血清铁蛋白（SF）：反映机体铁贮存量的敏感、可靠指标，铁缺乏时，SF 血清、骨髓抽取物铁含量（SI） 运铁蛋白饱和度（TS%）：铁缺乏时，运输形式的铁减少，TS 红细胞游离原卟啉（FEP）：是机体缺铁的早期指，机体缺铁时FEP 血红蛋白和红细胞压积（Hb） 平均红细胞容量 血清或血浆运铁蛋白受体（sTFR）,（五）铁缺乏,多见于婴幼儿、孕妇和乳母 是世界范围内倍受关注的公共营养问题 发达国家：712%妇女儿童铁缺乏 发展中国家：1/2妇女儿童，1/4男性铁缺乏 中国 乡村高于城市，女生高于男生，并随年龄递增 99.53%为轻度贫血 多为缺铁性贫血,长时间铁缺乏，可引起缺铁性贫血 易患人群：婴幼儿、青少年、育龄妇女（尤其是孕妇、乳母）、老年人,铁缺乏与缺铁性贫血,铁缺乏分为三个阶段 铁减少期：贮存铁耗竭，血清铁蛋白浓度下降。 红细胞生成缺铁期:血清铁蛋白 ，血清铁、运铁蛋白饱和度 游离原卟啉 。 缺铁性贫血期：Hb Rbc 出现明显的缺铁性贫血症状。,缺铁性贫血的表现 食欲减退，疲乏无力、头晕，记忆力减退；患儿易于烦燥、呆滞，对周围不感兴趣，注意力不集中，成人冷漠呆板；面色、口唇粘膜和眼结膜苍白，心慌气短，头晕眼花；怕冷；胃部胀闷、恶心、便秘或腹泻；指甲和/或趾甲失去光泽、变薄、脆、扁平或呈舟状；有的产生异食癖，如吃泥土、纸等；严重者心脏会扩大，可听到收缩期杂音