第七章矿物质
DRIs与食物来源生理功能缺 乏 症 与 毒 性钙、铁、锌、镁、钾、钠碘、硒、氟、磷人体重量,96%是有机物和水分,4%为无机元素组成 。
在这些元素中,已发现有 20种左右的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 。
A:含量大于体重的 0.01%者称之 常量元素 。
如钙,磷,钠,钾,氯,镁与硫等 7种,约占总灰分的 60-80%
B:机体中含量小于 0.01%者为 微量元素 。
目前技术水平在人体内可检出的约为 70种,
一般资料或习惯认为必需元素有 14种。 1995年,
FAO/WHO/IAEP认为:维持正常人体生命活动不可缺少的必需微量元素共有 10个,即铜、钴、
铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒和锌;硅、镍、
硼、钒为可能必需元素。
Macrominerals
Ca calcium 1200 grams
P phosphorus 860 grams
S sulfur 300 grams
K potassium 180 grams
Cl chloride 74 grams
Na sodium 64 grams
Mg magnesium 25 grams
Microminerals
F fluorine 2.6 V vanadium 0.018
Zn zinc 2.0 Sn tin 0.017
Cu copper 0.1 Se selenium 0.013
I iodine 0.025 Mn manganese 0.012
Cr chromium 0.006 Ni nickel 0.010
Co cobalt 0.0015Mo molybdenum 0.009
Si silicon 0.024
矿物质的主要生理功能
(1) 构成人体组织的重要成分,如骨骼和牙齿中的钙,磷,镁
(2) 在细胞内外液中,无机元素与蛋白质一起调节细胞膜的通透性,控制水分,维持正常的渗透压,
酸碱平衡 (酸性元素氯,硫和磷;碱性元素钠,钾和镁 )维持神经肌肉兴奋性 。
(3) 构成酶的辅基,激素,维生素,蛋白质和核酸的成分,或参与酶系的激活 。
根据无机盐在食物中的分布及其吸收和人体需要特点,
在我国人群中比较容易缺乏的有 钙、铁、锌 。在特殊地理环境或其它特殊条件下,也可能有 碘、硒 及其他元素的缺乏问题。
钙是人体内含量最多的一种无机元素。正常情况下,成人体内含钙总量约为 850-1200g,相当于体重的 1.5-2.0%。
其中 99%集中在骨骼和牙齿中:主要以羟磷灰石结晶形式存在,少量为无定形钙,婴儿期比例较大,以后随年龄增长而逐渐减少。
其余 1%:有一半与柠檬酸螯合或与蛋白质结合,另一半则以离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中,是为混溶钙池 (miscible calcium pool)。
这部分钙与骨骼钙维持着动态平衡,是维持体内细胞正常生理状态所必需。
第一节 钙
1,构成骨骼和牙齿骨骼中的钙,在正常情况下,在破骨细胞的作用下不断地被释放,进入混溶钙池 。 另一方面,混溶钙池中的钙不断沉积于成骨细胞中,如此使骨骼不断更新 。 幼儿骨骼约每 1-2年更新一次,以后随年龄增长,更新速度减缓,成年时每年更新 2-4%,
约 700mg/d,10-12年更新一次 。
一、生理功能
2、维持神经与肌肉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。补钙可降低妊娠诱发的高血压发病率。
3、促进体内某些酶的活性三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶及一些蛋白质分解酶。
4、钙还参与血凝过程、激素分泌,维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性。
钙在小肠通过主动转运与被动 (扩散 )转运吸收,主动转运 (即逆浓度梯度进行的 )受膳食成分,
体内钙和 VitD的营养状况和生理状况,如生长、
妊娠、哺乳与年龄、性别等诸因素的影响。
被动转运则与肠腔中钙浓度有关。
一般钙吸收率为 20-60%不等。
二、钙的吸收
(1) 膳食中草酸盐与植酸盐的影响它们可与钙结合成难于吸收的盐类如植酸钙、
草酸钙,从而使钙的吸收率降低。
(2) 膳食纤维膳食纤维干扰钙的吸收,可能是其中的醛糖酸残基与钙结合所致。
1、干扰钙吸收的因素:
(3) 脂肪消化不良特别是 SFA过多,可使未被吸收的脂肪酸与钙形成钙皂,不溶性钙皂由粪便排出,使钙丢失,还可能伴随脂溶性 VD的损失。
(4) 维生素 D缺乏不足时,钙吸收作用所必需的钙结合蛋白减少,因此在纬度偏北或在有雾的城市紫外线照射不足或受阻挡,更要注意从膳食中补充 VD。
(5) 长期钙 --磷比例不适宜人体血浆中的钙,磷浓度之间存在一定关系,以
mg/dL表示时,[Ca]*[P]=35-40为正常值,若小于 30
时,即反映机体骨沉积停滞,可能发生骨软化症 。
钙,磷之中任何一种元素过多都可干扰这两种元素的吸收,并且可增进其中较少的一种元素的排泄 。
我国膳食中钙,磷比值为 1:1.5至 1:1.6,最理想的比值在婴儿阶段是 1.5:1,1岁时降为 1:1,并且以后一直维持在 1:1。
长期摄入过多的磷可损害平衡机制,改变钙代谢,
引起低钙血症和继发性甲状旁腺功能亢进 。
(6)酸制剂的服用也可干扰钙的吸收。
(1) 维生素 D
特别是在肝、肾被羟化形成的 1,25(OH)2VD3羟胆钙化醇,可诱导体内合成一种钙结合蛋白,它有利于钙通过肠壁的转运以增进钙的吸收。
(2) 乳糖乳糖可与钙螯合,形成低分子量可溶性络合物,而且当其被肠道菌分解发酵产酸,使肠腔 pH降低,
均有利于钙吸收。
2、促进钙吸收的因素
(3) 蛋白质膳食蛋白质充足,由于钙可与氨基酸 (赖氨酸、
精氨酸 )结合成可溶性络合物,有利于钙吸收,
但如摄入过多而超过需要,可使尿钙排出增多出现负钙平衡。
(4) 适宜的钙磷比例钙磷比例为 1,1时,有利于钙的吸收。
(5) 其它因素
1、排泄进入肠道的体内钙其中有一部分被重吸收,其余由粪中排出。正常膳食时,钙从尿中排出量约为摄入量的 20%左右。尿钙排出量与摄入钙量呈指数关系,与肠吸收的钙量呈正相关。
补液、酸中毒、高蛋白或高镁膳以及甲状腺素、
肾上腺皮质激素,甲状旁腺素或 VitD过多,以及卧床均可使钙排出增多。
三、钙的排泄和储留
2、储留钙在体内的储留受膳食供给水平所左右,
人体对钙的需要程度也有影响。氟骨症、
糖尿病均对钙代谢有不利影响。
高钠摄入量可降低钙在骨骼中的储留,并降低骨密度。
四、缺乏症婴儿手足抽搐症,婴儿缺钙,血钙低时,可引起手足痉挛抽搐小儿佝偻病,小儿缺钙,常伴有蛋白质和维生素 D缺乏,
出现佝偻病的一系列表现。患儿常有多汗、易惊、囟门大
、出牙迟及枕秃等症状。患儿患病 3个月以上,出现乒乓头,即两侧后枕部下按有乒乓球感;前胸部两侧肋骨与软骨交界处外凸成 "肋骨串珠 ";肋下缘外翻;胸部前凸成 "
鸡胸 ";脊柱后凸成驼背;两下肢膝部外弯成 "O"形腿或内弯成 "X"形腿;腕、踝部圆凸成 "手镯 "或 "脚镯 "等;腹肌软弱无力,腹胀。患儿生长发育缓慢,免疫力低,易患肺炎、腹泻等病,病死率较高,容易骨折。
成人骨质疏松症,成人常因缺钙而造成骨质疏松,骨脆性增大,易发生骨折,主要是前臂和髋骨骨折,脊柱压缩。
1、推荐量钙需要量与蛋白质摄入水平有关,有人认为每 100g蛋白质需要 1g钙,高磷膳食要增加钙的需要。高温作业者钙排出增加,
寒带地区阳光不足,皮肤内转化的 VitD少,钙吸收较差,同时钙来源也常受膳食类型影响,
因此均需增加钙的供给量。
五、推荐量和食物来源
2、食物来源钙的食物来源应考虑二个方面:钙含量及吸收利用率,奶与奶制品中含钙丰富,120mg/100g,
吸收率也高,是婴幼儿理想的钙来源。
钙是人体内含量最多的元素,也是最容易缺乏的元素之一。人体是否缺钙与两方面原因有关。一是峰值骨量,即在35岁左右时,人体骨量达到人生中最高骨量时的钙含量,主要由遗传因素、补钙因素和锻炼因素决定;二是钙流失情况,由钙的补充、流失量及生活习惯所决定,如嗜烟酒、咖啡、茶、可乐、盐摄入量过高,
少吃肉或吃太多肉都可导致钙的流失。
专题:如何科学补钙一、不随广告走。
增加营养学知识,正确认识补钙。商业用语纯属炒作,在营养学领域多数并不存在。
二、不要听信某些钙品的夸大宣传。
如一些广告称的“沉积好、吸收快”,使人误认为人体对钙的吸收是简单的过程,实际上钙进入人体首先要进入血液,再形成含钙细胞,之后再通过复杂的变化过程穿透骨头最外面的硬层,固定到里面的骨质中。另有广告宣称自己的产品“颗粒比一般产品小若干倍”,实际上颗料大小只是物理变化,并不能从本质上改善人体对钙的吸收率;目前人体对补钙产品中钙的吸收率仅在30%左右,事实上并不存在所谓的“95%”的吸收率。
三、尽量通过改善饮食结构,达到从天然食品中获取足量钙的目的。
在家庭日常的食物中,含钙较多的有牛奶、奶酪、
鸡蛋、豆制品、海带、紫菜、虾皮、芝麻、山楂、海鱼、蔬菜等,特别是牛奶,每100克鲜牛奶含钙1
20毫克值得注意的是,在食用这些含钙丰富的食品时,应避免过多食用含磷酸盐、草酸、蛋白质丰富的食物,以免影响钙的吸收。
四、检测钙的含量,应去正规医院。
商店药店里摆放的“单光子骨密度测试仪”,只能测手臂的尺骨和桡骨,而钙的流失主要危害是腰椎和胯骨的缺钙,因此这种测试不准确。而且这类仪器是放射源,其辐射会对身体产生影响。
五、钙产品并非越贵越好,应根据自身需要选用。
目前市场上流通的钙产品,其品质没有太大区别。
而且不同钙品适宜人群也不同,碳酸钙含净钙量高,
吸收率高,是传统补钙制剂,但它并不适合胃酸缺乏者;磷酸钙含磷高,但不适合慢性肾功能不全者。
六、补钙不是越多越好,重要的是看吸收。每次服用元素钙超过200毫克时,就会降低吸收率。
七、儿童补钙应以食补为主,在服用钙品时应特别小心。儿童肠胃功能较弱,不要选择碱性强的钙品,如碳酸钙、活性钙等;不应在服用钙品时同时饮用汽水、
碳酸饮料等,以免降低吸收率。另外,儿童过量服用钙品,会抑制对锌元素的吸收,因此对缺锌儿童进行补钙时应以食补为主。
八、老年人缺钙是引起骨质疏松症的重要原因,应从改善饮食结构和服用钙品两方面加强钙的摄入量。
在摄入含钙食品时,老年人应考虑自身的身体状况
,饮食合理适中,促进身体吸收;在服用补钙产品时需注意,老年人肠道对钙的吸收能力较弱,单纯服用钙制剂无法从发病机制上有效防治骨质疏松症,必须服用一定剂量的维生素,才能防止钙质流失,提高肠道吸收钙的能力,促进骨代谢和骨形成。但特别需要引起重视的是,单纯补钙并不能全面防治骨质疏松症,内分泌失调
、维生素D活力下降、运动量减少、盐摄入量过高等因素都可能导致老年人患骨质疏松症。
九、服用添加维生素D的钙品时,谨防积蕴中毒。许多消费者认为,补钙只能选择与维生素D合一产品,
这是一种误解,由于人体个体差异普遍存在,并不是所有的人同时既缺钙又缺维生素D,部分人长期服用维生素D反而会抑制体内自身维生素D的形成,或是引发维生素D大量摄入而积蕴中毒现象,中毒症状为高钙血症引起的肝肾功能损伤和软组织钙化,表现为食欲减退、反应迟钝、心律不齐、呼吸困难、恶心呕吐、烦渴多尿、便秘等。
十、一些疾病患者,应在医生指导下补钙。研究发现,
心脏病患者补钙不当,会因钙沉积而引发人身意外,
因此高血压、冠心病等心血管疾病患者应在专科医生指导下,合理摄取钙或服用钙制剂来达到降血压的目的,不能盲目补钙,避免发生意外。此外,正在服用甲状腺激素、四环素、皮质类固醇等激素类药物的患者,补钙时要先向医生咨询清楚,因为补钙剂与这类药物可能会相互作用,对人体产生不利影响。
第二节 磷一、磷的生理功能
1、与 Ca同时构成骨骼和牙齿,保证骨骼和牙齿的形成和正常
2、乳汁的正常分泌所必需的
3、对肌肉组织的建立起着重要的作用
4、是 RNA,DNA的组成成分
5、与其他元素 Ca,P,K,Cl,Na相结合以维持体内正常的渗透压和酸碱平衡
6、参与许多重要的代谢过程磷参与的代谢过程:
1、能量的利用
ADP+Pi+能量= ATP
2、磷脂的形成
3、氨基酸和蛋白质的形成
4、酶系统:磷是很多重要酶系统的组成部分和激活剂二、影响磷吸收的因素
1、食物来源:谷物中含有较多的磷,但是吸收率较低,但长期食用谷类食品,机体会形成对植酸磷的适应能力,吸收率会不同程度的提高
2,VD的含量,P的吸收需要有 VD的参与,
当体内 VD缺乏时,血清中无机磷的含量降低
3、食物中 Al,Fe,Mn等金属离子的含量,它们常与磷的盐结合,形成不溶盐,
妨碍 P的吸收
4、适宜的 Ca,P:适宜的 Ca:P婴儿期为
1.5,1,一岁以上为 1,1并维持终身
5、体内甲状腺素和降钙素都影响 P的利用
1、适宜摄入量
2、来源 蛋类、瘦肉、鱼类、
干酪以及动物肝脏肾的磷含量很丰富,而且易吸收,植物性食品中海带、芝麻酱、花生、
坚果及粮食中含量较高。
三、食物来源与适宜摄入量第三节 铁体内含铁总随体重、血红蛋白浓度、性别而异。
成年男子每公斤体重平均约含 50mg,成年女子则为
35mg。
体内的铁按其功能可分为功能铁与储备铁两部分。
功能铁占体内铁总量的 70%,存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类(细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶)、辅助因子和运输铁中。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。铁的功能铁大体有 85%分布在血红蛋白中,
5%在肌红蛋白中,10%在全身各处细胞内血红酶类中,
或天其它酶系统中起辅助因子的作用。有 4mg作为运输铁而与血浆中的运铁蛋白相结合。
主要是完成氧的转运、交换和组织的呼吸过程。它是构成血红蛋白、肌红蛋白的原料,在肝脏中对药物有解毒作用,促使胡萝卜素转化为维生素 A等等。
一、生理功能
1、食物种类,膳食中铁的吸收率平均约为
10%。但各种食物间有很大的差异,动物性食品铁的吸收率一般高于植物性食品,例如牛肉为 22%、牛肝为 14-16%、鱼肉为 11%,而玉米、
大米、大豆、小麦中的铁吸收率只有 1-5%。所以,如果膳食中植物性食品较大时,铁的吸收率就可能不到 10%。鸡蛋的铁的吸收率低于其它动物性食品,在 10%以下。
二、铁的吸收食物中的铁可分为血红素铁和非血红素铁两类,
它们以不同的机理被吸收。血红素铁主要存在于动物性食物,是与血红蛋白及肌红蛋白的原卟啉结合的铁。此种类型的铁不受植酸、磷酸等的影响而以原卟啉铁的形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收,然后在粘膜细胞内分离出铁,并和脱铁运铁蛋白结合。
其吸收率较非血红素铁高。其吸收过程不受其它膳食因素的干扰,吸收率一般是 25%。另一类则为非血红素铁,主要存在于植物性食物中,其吸收常可受到膳食因素(如食物中所含的植酸盐,草酸盐、
碳酸盐、磷酸盐的干扰。吸收率很低。约为 3%。
2、食物中有些成分,如维生素 C、胱氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、葡萄糖、果糖、柠檬酸、琥珀酸、脂肪酸、肌苷、山梨酸等能与铁螯合成小分子可溶性单体,阻止铁的沉淀,因而有利于铁的吸收。
维生素 C除了能与铁螯合以促进铁的吸收外,
它作为还原性物质,在肠道内将三价铁还原为二价铁而促进铁的吸收。必须指出,维生素 C应与含铁的膳食同时摄入,才能促进膳食中的铁的吸收。铁剂和燕麦粥共食时,同时摄入 25mg维生素 C,可使铁的吸收率增加 2倍。
3、肉、禽、鱼类食物中有一种叫
“内因子”的物质,能显著地促进非血红素铁的吸收。据试验摄入含硫酸亚铁的烤面包卷的同时,摄入肉类可使面包中的硫酸亚铁的吸收率提高 2倍以上,但迄今并未确知内因子的化学构造。
4、食物中另有一些成分可妨碍铁吸收,
如茶叶所含的鞣酸在肠内与铁形成难溶性的复合物,以致妨碍铁吸收。
5、铁的吸收也受体内铁的需要程度的影响,如缺铁时,患血色病时,妊娠的后半期和红细胞生成作用受刺激时,铁的吸收增加;而铁负荷过量和红细胞生成抑制时则吸收减少。
铁是人体内含量最多的必需微量元素,在体内发挥着重要的生理功能。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,肝脾肿大,间有视觉障碍,甚至导致死亡三、铁缺乏症
1、供给量
2、食物来源四、推荐量及食物来源如何科学补铁铁是人体所需的一种微量元素,如果缺乏可引起缺铁性贫血,但如果摄人过多可对身体产生副作用,造成不良后果。
第一,盲目过量的补铁会造成儿童体内含铁量过多,会影响对其他微量元素 (如铜、锌、镁 )的吸收,特别容易造成缺锌症。
第二,过量吸收铁以后,会通过血液循环到心、肝、肺等重要器官,沉积后会引起血色素沉着症,损害这些脏器的功能。
第三,过量的铁吸收后还会沉积于胰腺,导致胰腺功能异常,可引起“青铜色糖尿病”。
第四,有些铁剂食品中含有二价铁离子,当一次大量摄人后,可使血清中铁浓度明显增高,超过血浆蛋白质的结合能力时,血液中的游离铁离子便会增加,
导致小儿心肌受损、心力衰竭甚至休克死亡。
第五,过量吸收铁,会影响小肠对其他微量元素
(如锌、镁 )的吸收,使小儿免疫功能降低,增加婴幼
JL对细菌感染的易感性。有关临床表明:儿童过量吸人后,铁离子在消化道中的浓度就高,直接腐蚀胃肠熟膜,引起恶心、呕吐、腹泻,严重腹泻可出现脱水及酸中毒。
第六,服用过量的铁后,还会引起维生素的缺乏,
造成体内氧化剂和抗氧化剂的机制失调,最后导致毛细血管膜广泛损害,从而引起淬死。 对于确诊为缺铁性贫血的孩子,家长也不要随意给孩子滥补铁剂,
必须根据医生指导服用含铁药物。