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第5章 调控人体健康的营养素——无机盐

无机盐是体内除去碳、氢、氧、氮以外的其他所有无机元素的统称。是人体的重要组成部分,在人体内的需要量虽然不像蛋白质、脂肪、糖类那样多,却也是人体正常生理代谢不可缺少的一部分。尽管人体内无机元素种类众多,大约有80多种,但其总量却不过只占人体体重的4%。而每一种元素在体内的含量也不尽相同,有多有少。含量较多的,我们称为常量元素;而含量微小的,通常每100毫升的血液中才有几微克的,则叫微量元素(也叫痕量元素)。

1.常量元素和微量元素

人体内存在多种化学元素,就像地球的构成一样,复杂多样。根据化学元素周期表,我们可以清楚地知道,天然的和人工的化学元素共有111种,其中已知天然存在的有92种,在人体中已发现81种。它们对机体的生长发育、新陈代谢、能量转换、基因遗传等有着不可替代的功效,是人们维持生命延续所不可缺少的。

(1)常量元素:人们把人体中的化学元素,根据其在人体中的含量分为常量元素和微量元素。凡占人体总重量万分之一以上者,称常量元素(也叫宏量元素,是相对微量元素而言的),人体中的常量元素有氧、碳、氢、氮、钙、硫、磷、钾、氯、钠、镁,共11种,合计占人体总量的99.95%。这些元素是人体必需摄取的,是人体不可缺少的元素,其中氢、碳、氧、氮、磷、硫6种有机元素,组成了蛋白质、脂肪、糖类和核酸;钠、钾、氯是组成体液的重要成分;钙是骨骼的主要组成部分。虽然这些化学元素都存在于人体中,但是它们对人体的作用和功能却大不相同,大量食用这些化学元素有可能对人体造成伤害,所以我们对它们要有所了解。

人体中各种常量元素的差别较大,其中氧、碳、氢、氮就占了人体总重量的96%以上。人们通常把碳、氢、氧叫做“生命的三要素”,又称为人体中的“碳水化合物”。人体中首要的成分是碳水化合物,水的比例一般占到了人体的三分之一以上,这是维持人生命的活力、体内细胞的活性,以及皮肤弹性的必需物质。

生命离不开氧气。人、动物、植物在呼吸时,都是从空气中吸进氧气,呼出二氧化碳。从化学本质上讲,呼吸就是缓慢氧化,人1周不喝水才会造成死亡,但如果停止呼吸7~8分钟便会死亡。氧气过去常称“养气”,意即“养气之质”,是人的生命不可缺少的东西。人体中的脂肪、蛋白质等无一不是含氧的化合物,一个体重50千克重量的人,氧就占32.5千克,碳占9千克,氢占5.5千克,氮占1.5千克。

碳是生命的基础。一切动、植物体内的有机物都是碳的化合物,即蛋白质、油脂、淀粉、糖,以及叶绿素、血红素、激素,都离不了碳。氢是人体中糖类(碳水化合物)不可缺少的元素,它与氧结合而形成的水,是生命存在的必需物质。氮也是生命的基础,一切生命现象,都离不了蛋白质,而氮就是组成蛋白质的重要成分。

人体的毛发、指甲、各种酶、激素、血红蛋白等都是蛋白质。蛋白质是与生命现象紧密联系在一起的,不论在什么地方,只要我们遇到生命,肯定就有蛋白质;只要遇到不处于解体过程的蛋白质,就可以发现生命现象。空气中氮气含量过高,使吸入气氧分压下降,可引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时,患者最初感胸闷、气短、疲软无力;继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳,称之为“氮酩酊”,可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度,患者可迅速昏迷,因呼吸和心跳停止而死亡。潜水员深潜时,可发生氮的麻醉作用;若从高压环境下过快转入常压环境,体内会形成氮气气泡,压迫神经、血管或造成微血管阻塞,发生“减压病”。

(2)微量元素:微量元素顾名思义,就是其含量极其微小。凡占人体总重量万分之一以下者,称微量元素,合计仅占人体总体重的0.05%,而且人体的每日需要量也不是很多——不到100毫克。

根据元素在人体中的不同生物作用,微量元素可分为必需、可能必需和非必需几类。如果按照微量元素在人体生物作用过程中的影响,也可分为必需微量元素、无害微量元素和有害微量元素几类。

人体中必需微量元素就是维持体内组织器官功能正常,以及人们进行各种活动时所不可缺少的元素。虽然缺乏它们不一定会伤及生命,但是也会有损于身体健康。目前已有14种必需的微量元素是被多数科学家所认同的,它们是:铁、硅、氟、锌、铜、锡、碘、锰、钼、硒、钴、镍、铬、钒。这14种必需微量元素是维持人体正常生命活动所不可缺少的,如果体内缺乏它们就有可能会停止生长发育,或者是机体的某些生理功能出现异常,导致一些疾病的产生,有损于身体健康。

化学元素的种类很多,尤其是微量元素,除了上面提到的人体所必需的、非必需的元素外,还有多种元素都存在于人体内,但是对身体的作用至今也不十分确定。因为即使被确定对人体有益的必需微量元素在一些情况下也有可能损害到身体。因此,人们在摄取微量元素时一定要注意它们的安全性,万不可因为不正确的摄取而损害身体的健康。

(3)微量元素与其他营养素之间有着十分密切的关系

①微量元素与脂肪的关系。脂肪是人体的重要组成部分,它是三大产能营养素之一,而且在代谢过程中所产生的能量也是最多的。人体内的甲状腺激素可以促进脂肪的氧化,使之释放出能量以供人体所需。而且,它对脂肪的合成和分解,尤其是对分解有着十分重要的作用,能够有效地减少脂肪在体内的囤积。此外,甲状腺激素还可降低血液中胆固醇的含量,对预防因胆固醇含量过高而引起的心脑血管疾病具有良好的作用。众所周知,微量元素中的碘与人体内的甲状腺素有着很大的关系。如果体内缺碘,会生成地方性甲状腺肿(也叫大脖子病),进而影响到甲状腺激素的正常分泌,导致体内脂肪和胆固醇含量过高,从而引发一些疾病。所以,微量元素与脂肪的关系十分密切。

②微量元素与蛋白质的关系。蛋白质和脂肪一样,也是人体的重要营养来源。它在新陈代谢过程中可产生人体进行各种活动所需的能量,并且还有助于儿童的生长发育。通过碘合成的甲状腺素对蛋白质的代谢可以起到调节作用,是促进蛋白质代谢所不可缺少的物质。微量元素在人体内的运输离不开蛋白质,如微量元素铁在体内的运输要依靠运铁蛋白,而铜的运送过程离不开铜蓝蛋白等,所以说,微量元素与蛋白质的关系十分密切。

③微量元素与糖类(碳水化合物)的关系。糖类是三大产能营养素之一。微量元素有助于糖类在人体内的新陈代谢,促使它们释放出更多的能量,满足人们维持生命活动所需的能量。

④微量元素与水的关系。水是微量元素的来源之一。水中含有各种无机盐,不仅含有人体所需的微量元素,还含有常量元素等物质。它是维持生命所不可缺少的,因此水被认为是生命之源。

⑤微量元素与维生素的关系。人们对于维生素并不陌生。维生素顾名思义是维持生命。它与微量元素的关系也十分密切。如锰有助于维生素A、B族维生素和维生素C的代谢,并且也可促进抗毒素的生成。如果体内缺乏锰,就有可能影响这些维生素的合成及其功能的正常发挥,降低抵抗力。锌可促进维生素A的合成与代谢,对治疗抗维生素A性夜盲症有一定的效果。维生素D可促进肠胃对锌的吸收,因为缺乏锌也有可能导致骨骼生长异常。硒可增强维生素E的抗氧化作用,两者共同作用能够有效地减少自由基,起到抗衰老的作用。硒与维生素E共同作用可加强对细胞膜的保护,并且两者都能减少铅对中枢神经和造血功能的伤害。但是,维生素E能够阻止人体对锌的吸收,所以人们也要控制好维生素E的摄取量。

当然,上面所说的只是部分微量元素与其他营养素的关系,其实各种微量元素与其他营养素的关系都很重要。因此,人们在日常饮食中应注意合理摄取各种营养物质,这样才有助于维护身体的健康。

2.无机盐的主要生理作用

无机盐类对人体必不可少,如果缺乏就会引起各种疾病。例如,钙是组成人体中骨骼和牙齿的重要成分和原料,能维持肌肉、神经的正常兴奋,参加血凝过程并对多种酶有着激活作用。如果人体长期缺钙,就会得软骨病等。儿童时期缺钙会患佝偻病,俗称“软骨病”。青春期时期由于骨骼的发育并没有停止,在钙和磷供给量不足或比例不适当时,仍可以发生轻度的佝偻病。另外,通过X线照相,还会发现骨组织的结构出现异常疏松的情况。机体缺碘或缺锌,则直接影响人的生长发育。铁是人体血液里的重要成分,如果人体缺少铁,就容易感到疲劳或患贫血等病。

人体必需的无机盐在体内的主要生理作用为:参与机体中多种酶的活动,可维持人体正常生理功能的某些酶的组成成分,是酶反应过程中不可或缺的活化剂或抑制剂;能构成人体的某些激素;参与机体几乎所有的代谢过程,影响生长、生殖能力;作为维生素、蛋白质和核酸的成分,使这些生物大分子结构稳定,保证其在体内发挥正常功能;维持体液平衡,协助其他营养素发挥作用,维护机体健康。

各种无机盐在人体新陈代谢过程中,每日必有一定量经各种途径,如粪便、尿液、汗液、唾液、头发、指甲、皮肤及黏膜的脱落等排出体外,因此必须通过膳食予以补充。无机盐类在食物中分布很广,对于正常生理情况下的成人来说,一般从食物中获得的量能与机体排出量保持相对平衡,但处于青春期的青少年则往往吸收量增加。青春期容易缺乏的无机盐和微量元素有钙、碘、铁、锌等。

无机盐不能在体内生成,必须由外界环境获得。无机盐不能提供热能,但为构成机体组织和维持正常生理功能所必需。它在健康人体的所有组织中的含量相当稳定。