第第4 4章章 微量营养素微量营养素 1 第一节 矿物质 一、概述 二、钙 三、磷 四、钠 五、钾 六、镁 七、铁 八、锌 九、硒 十、碘 十一、氟 十二、其他矿物质 2 一、矿物质概述 人体重的人体重的96%96%由碳、氢、氧、氮构成由碳、氢、氧、氮构成; ;其余其余4%4%由无机元素组由无机元素组 成，是机体灰分成分。人体灰分中可检出约成，是机体灰分成分。人体灰分中可检出约7070种元素。其中种元素。其中 2121种元素是构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需种元素是构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需 ，营养学上称这类营养素为矿物质或无机盐，营养学上称这类营养素为矿物质或无机盐 1.矿物质：构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需 的元素中，除碳、氢、氧、氮外的元素统称为矿物质或无机 盐 2.常量矿物质：指在人体内含量较多，含量大于0.01%，日 需要量在100mg以上。如：钾、钠、磷、硫、钙、镁、氯等 3.微量元素：是指在人体内含量较少，含量小于0.01%，日 需要量少于100mg以下者。如：铁、锌、碘、硒、铜、钼、 铬、钴 3 1.2矿物质的生理功能 1.构成机体组织： 钙镁是骨骼牙齿的重要材料；硫是蛋白质的成分 2.维持渗透压： 如钾、钠、氯等与蛋白质共同维持组织和细胞的渗 透压 3.维持体内的酸碱平衡 磷、硫、氯；钾、钠、镁等 4.维持神经和肌肉的兴奋以及细胞膜的透性 钾、钠、钙等 4 生理功能 5.体内的某些生理活性物质构成成分 血红蛋白含铁；甲状腺素含碘；胰岛素含锌 6.酶的成分或酶的活化剂 Cl-是唾液淀粉酶、Mg2+是氧化磷酸化酶、钙离子是 凝血酶的激活剂 7.参与核酸代谢 核酸需要铬、锰、钴、锌、铜等多种微量元素才能 维持其功能 5 1.3矿物质的代谢特点 矿物质的代谢与有机物不同 不能在体内合成，只能从膳食和饮水中摄取。 不能在体内代谢中消失，只能通过一定途径（ 如肾脏、肠道、皮肤等）排出体外 在体内分布极不均匀 在人体内含量随年龄的增长而增加，但元素间 比例变动不大 6 1.4矿物质与健康的关系 矿物质摄入量不足或太多都可能对健康不利 我国患有各种地方病的病人有约六千万，这些地方病常和 缺乏矿物质元素有关。 克山病和大骨节病与环境低硒有关； 甲状腺肿大是缺碘的缘故等。 流行的氟中毒是饮水或食物中高氟所引起的； 7 部分矿物质过多或不足可产生的异常 元素缺乏时的病症积累过多时病症 铁贫血血色素沉积症，损害基因氧化作用 铬糖尿病，动脉硬化致肺癌 铜贫血神经失常。动作震荡（威尔逊病） 锌 发育停滞，抑制性成熟，降低免 疫功能 致胃癌 镍血红蛋白和红细胞减少致肺癌及鼻窦癌 钴恶性贫血红血球增多症 锰骨骼变态，关节脆弱运动失调，震颤性麻痹症（帕金森症） 镁痉挛麻木 钙骨骼变态胆结石，白内障，影响心脏血液流通 8 易缺元素及原因 我国易缺乏元素：钙、铁、锌、碘、硒 缺乏原因：具体地包括 地理因素 拮抗物质 加工 摄入不足（绝对量不足、挑食） 需要量增多 9 二、钙 钙是人体中含量最多的矿物质元素，相当于体重2%。 我国儿童缺钙和VD导致发病率南方20%、北方50% （中国居民膳食指南专家委员会，1999） 成人体内含钙850-1200克 99%以羟磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2的形式集中在骨 骼、牙齿中 0.5%与柠檬酸或蛋白质结合储备钙 0.5%以离子存在于软组织、细胞外液、血液中 混溶钙池 10 钙的生理功能 1、是构成骨骼和牙齿的主要成分 2、维持神经与肌肉活动。 参与神经兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动 。 补钙可降低妊娠诱发的高血压发病率，血清钙下降 神经肌肉的兴奋性增高，发生抽搐 3、促进体内某些酶的活性 钙对许多参与细胞代谢的酶都有调节作用，如三磷 酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶及一些蛋白质分解酶 等 4、参与血凝过程、激素分泌，维持体液酸碱平衡 5、维持细胞内胶质稳定性 11 钙的吸收 吸收：吸收： 在小肠上段（回肠）、特别是十二指肠吸收在小肠上段（回肠）、特别是十二指肠吸收 钙的吸收需要维生素钙的吸收需要维生素D D， 钙吸收率为钙吸收率为20-60%20-60%不等不等 一般吸收率为一般吸收率为2020-30%-30% 不同人群吸收率不同不同人群吸收率不同 12 影响钙吸收的因素 机体因素：机体因素： 生育阶段不同吸收率不同生育阶段不同吸收率不同 婴儿婴儿 50 50；儿童；儿童4040；成人；成人2020； 老老 人人1515 妇女：妊娠期吸收增加，绝经后吸收率降妇女：妊娠期吸收增加，绝经后吸收率降 低低 体内维生素体内维生素D D的水平的水平 高可以促进高的吸收高可以促进高的吸收 胃酸水平胃酸水平 酸度高有利于难溶性钙的吸收酸度高有利于难溶性钙的吸收 人体需要量大时，吸收率高人体需要量大时，吸收率高 体力活动可以促进钙的吸收，长期卧床降低钙的体力活动可以促进钙的吸收，长期卧床降低钙的 吸收吸收 13 影响钙吸收的因素 膳食因素膳食因素 膳食钙含量高，吸收量大，吸收率低膳食钙含量高，吸收量大，吸收率低 膳食中膳食中维生素维生素D D含量高促进吸收含量高促进吸收 膳食中膳食中赖氨酸、色氨酸、精氨酸、乳糖有利于钙的吸赖氨酸、色氨酸、精氨酸、乳糖有利于钙的吸 收收 膳食中膳食中草酸草酸、植酸等酸性物质可与钙结合成难以吸收、植酸等酸性物质可与钙结合成难以吸收 的盐类，使钙的吸收率降低的盐类，使钙的吸收率降低 膳食纤维中的醛糖酸残基与钙结合干扰钙的吸收膳食纤维中的醛糖酸残基与钙结合干扰钙的吸收 膳食中脂肪过高或脂肪消化吸收不良，可使未被吸收膳食中脂肪过高或脂肪消化吸收不良，可使未被吸收 的脂肪酸与钙形成钙皂，降低钙的吸收的脂肪酸与钙形成钙皂，降低钙的吸收 抗酸药、四环素、肝素不利于钙的吸收抗酸药、四环素、肝素不利于钙的吸收 14 草酸含量对钙利用的影响 食物中钙和草酸含量（单位mg /100g ） 食物 名称 钙草 酸 理论 上可 利用 钙 食物名 称 钙草 酸 理论上 可利用 钙 冬苋 菜 230 161160葱9511544 红萝 卜缨 16375150蒜654244 圆白 菜 12322130球茎橄 榄 859941 小白 菜 159 133100豌豆( 荚) 10 2 14239 马铃 薯 1499999大白菜 676038 芹菜181 23179蒜苗10 5 15138 红油 菜 1169474小白 萝卜 492737 茼蒿108 10661韭菜10 5 16234 绿豆 芽 531945空心菜 22 4 691-83 芋头736345圆叶 菠菜 10 2 606-147 15 总结：影响钙吸收的主要因素 增加吸收降低吸收 增加黏膜接触面 积积 降低黏膜接触面积积 钙钙缺乏绝经绝经 磷缺乏老年 妊娠胃酸降低 黏膜渗透压压大通过肠过肠 道时间时间 快 VD状况适宜VD缺乏 乳糖植酸、草酸 酸性氨基酸膳食纤维纤维 低磷脂肪酸 药药物：青霉素、 新霉素 碱性药药物、抗酸药药、四 环环素、肝素 机体因素 食物因素 16 钙的代谢 钙的代谢受两种激素及维生素D调节 两种激素 甲状旁腺素(PTH)：血钙低，PTH分泌增 加，骨钙溶出增加，肾钙排出减少； 降钙素(CT):血钙低，CT分泌减少，骨钙 溶出增加，肾钙排出减少 维生素D PTH增加，促进1,25-(OH)2D3合成，提高 钙的吸收率 17 排泄与储留 排泄： 主要经肠道排出， 从尿中排除量约为摄入量的20%左右 高温作业和哺乳期可通过汗和乳汁排除。 储留： 在体内的储留受膳食供给水平及人体对钙需要程 度等所左右。 18 代谢吸收图解 1,25-(OH)2D3 19 钙缺乏 1）佝偻病：儿童缺Ca、P、VD 引起。 症状：前额突出似方匣，鸡胸、脊柱弯曲、腕和 踝骨增大，弓型腿、膝外翻以及生长发育迟缓等。 2）骨质软化症（成人佝偻病）。长期缺Ca、P、VD 引 起。 特点：骨骼变软易弯曲，四肢、脊柱、胸廊和盆 腔畸形 3）骨质疏松症：常见于50 岁上老人，绝经期后妇女。 因体内激素代谢失调或成年早期长期低钙膳食引 起。 4）手足抽搐症：血清钙的异常下降可导致手足抽搐症 ，其特点为严重的、间隙性的痉挛性肌肉收缩和肌肉痛 20 钙过多 过量摄入将导致高的血清钙。可导致消化过量摄入将导致高的血清钙。可导致消化 系统、血清系统及泌尿系统的疾病。系统、血清系统及泌尿系统的疾病。 增加肾结石的危险性增加肾结石的危险性 高血钙、碱中毒、肾衰高血钙、碱中毒、肾衰 干扰其他元素的吸收干扰其他元素的吸收 21 钙的参考摄入量与食物来源 中国营养学会推荐钙的AI值 0岁：300mg， 0.5岁：400 mg， 4岁：800 mg， 11岁：1000 mg， 18岁：800 mg， 50岁：1000 mg， 孕妇1000 mg， 乳母1200 mg。 钙的食物来源应考虑钙含量及利用率。 22 不同人群钙的适宜摄入量(AI) mg/d 年龄龄钙钙年龄龄钙钙 0 0.5 1 4 7 11 14 300 400 600 800 800 1000 1000 18 50 孕妇妇 早期 中期 晚期 乳母 800 1000 800 1000 1200 1200 23 钙的食物来源 部分含钙丰富的食物 mg/100g 食物含量食物含量 食物含量 虾虾皮991苜蓿713酸枣枣435 虾虾米555荠荠菜294花生仁284 河虾虾325雪里蕻230紫菜264 泥鳅鳅299苋苋菜187海带带(湿)241 红红螺539乌乌塌菜186黑木耳247 河蚌306油菜苔156全脂牛乳粉676 鲜鲜海参285黑芝麻780酸奶118 24 部分食物中的钙含量 含钙较高的食物：奶与奶制品、小虾皮、海带、发菜和豆与 豆制品，水产品。 25 三、磷 人体含磷占体重的1%，成人体内含磷400-600g 85%存在于股骨和牙齿中（羟基磷灰石） 15%分布于软组织和体液中 软组织和细胞膜中的磷大部分为有机磷， 体液中的磷大部分都是磷酸盐 血磷大部分为有机磷 血磷、骨磷以及细胞代谢的有机磷化合物处于平衡状态 ，由甲状旁腺激素、降钙素以及1,25-(OH)2VD3起调节作 用 26 磷的生理功能磷的生理功能 1 1、是骨骼、牙齿以及软组织的主要成分、是骨骼、牙齿以及软组织的主要成分 以羟基磷灰石以羟基磷灰石存在于骨骼和牙齿存在于骨骼和牙齿 2 2、磷酸盐能调节能量的储存和释放、磷酸盐能调节能量的储存和释放 机体代谢中能量多以机体代谢中能量多以ADPADP磷酸能量磷酸能量 ATPATP 及磷酸肌酸形式贮存。及磷酸肌酸形式贮存。 ADPADP、ATPATP、磷酸肌酸等作为贮存、转移、释、磷酸肌酸等作为贮存、转移、释 放能量的物质放能量的物质, ,是细胞内化学能的主要来源。是细胞内化学能的主要来源。 27 磷的生理功能磷的生理功能 3 3、是酶的重要组成成分、是酶的重要组成成分 体内许多酶如焦磷酸硫胺素体内许多酶如焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)、磷酸吡哆醛、辅、磷酸吡哆醛、辅 酶酶、辅酶、辅酶等辅酶或辅基都含有磷等辅酶或辅基都含有磷 4.4.参与物质代谢参与物质代谢 碳水化合物和脂类代谢都要经过磷酸化，形成含磷碳水化合物和脂类代谢都要经过磷酸化，形成含磷 化合物化合物 5.5.调节酸碱平衡调节酸碱平衡 磷酸盐是体内最大缓冲系统之一磷酸盐是体内最大缓冲系统之一 28 吸收与代谢