化学元素与人体健康

化学元素与人体健康

摘 要：人体内有60多种必需元素、有益元素和有害元素, 它们在人体内具有不同的功能。随着生活质量的提高，人的健康越来越受到关注。粮食、食品、饮水、空气、土壤等环境因素中的化学元素都与人的健康息息相关。了解其研究成果及信息，对人的健康与欢乐是生活中的新认识。

关键词：人体；健康；化学元素；影响；因素

Chemical Element and health of Human Body

Abstract: Over 60 necessary elements, beneficiary and harmful elements are contained in human body. In pace with the raise of life quality, health of the people get ever more gain concern. The chemical elements of grain, food stuff, drink water, air and soil environment factor. Just because of have a close bearing on one another. Understand the research outcome and information is new understand for health of the people and joy in the life.

Key words: human body; health; chemical element; affect; factor

前 言

人体是由化学元素组成的，构成地壳的90多种元素在人体内几乎均可找到，但并不是所有的元素都是人体所必需的。到目前为止，只发现25种元素，其中氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁等11种元素占人体重量组成的99.9%，称为常量元素。硅、铁、氟、锌、碘、铜、钒、锰、铬、钴、硒、钡、锡和镍等14种元素，占人体重量不到0.1%，称微量元素。它们

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含量虽少，但对人体健康的影响是至关重要的。医生可根据人体组织或体液中某一元素的含量作为疾病诊断和治疗的依据；营养学家可根据人体内对某元素的需求和现含水平，掌握人体营养状况和进行调节。除了上述25种元素外，还有30左右种元素在人体各种组织中普遍存在，它们对人体健康的生物效应和作用至今还未被人们认识。还有少量的有毒元素，如铅、镉、汞、镭等。它们是人体不需要的有毒物质，在人体中能检测到，但含量极微，对人体健康不会造成影响。

1.人体中的常量元素

人体中的常量元素有碳、氢、氧、氮、硫、氯、钙、镁、钠等11种元素，占体重的99.9%。碳、氢、氧、氮是组成人体有机质的主要元素，占人体总重量的96%以上，还有少量的硫（0.25%）也是组成有机质的元素。

钙占人体重的1.7%左右，99%存在于骨骼和牙齿中，血液中占0.1%。离子态的钙可促进凝血酶原转变为凝血酶，使伤口处的血液凝固。钙在其它多种生理过程都有重要作用，如在肌肉的伸缩运动中，它能活化ATP酶，保持肌体正常运动。成人对钙的日需要量推荐值为1.0克/日以上。奶及奶制品是理想的钙源，此外海参、黄玉参、芝麻、蚕豆、虾皮、小麦、蜂蜜等也含有丰富的钙。葡萄糖酸钙及乳酸钙易被吸收，是较理想的钙的补充片剂。

成年人体中磷的含量约为700克，80%以不溶性磷酸盐的形式沉积于骨骼和牙齿中，其余主要集中在细胞内液中。它是细胞内液中含量最多的阴离子，是构成骨质、核酸的基本成份，既是肌体内代谢过程的储能和释能物质，又是细胞内的主要缓冲剂。缺磷和摄入过量的磷都会影响钙的吸收，而缺钙也会影响磷的吸收。

镁在人体中含量约为体重的0.05%，它是生物必需的营养元素之一。人体中镁50%沉积于骨骼中，其次在细胞内部，血液中只占2%，镁和钙一样具有保护神经的作用，是很好的镇静剂，严重缺镁时，会使大脑的思维混乱，丧失方向感，产生幻觉，甚至精神错乱。镁是降低血液中胆

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固醇的主要催化剂，又能防止动脉粥样硬化，所以摄入足量的镁，可以防治心脏病。镁又是人和哺乳类动物体内多种酶的活化剂。人体中每一个细胞都需要镁，它对于蛋白质的合成、脂肪和糖类的利用及数百组酶系统都有重要作用。镁还是利尿剂和导泻剂。若镁大过量也会导致镁、钙、磷从粪便、尿液中大量的流失，而导致肌肉无力、眩晕、丧失方向感、反胃、心跳变慢、呕吐甚至失去知觉。因此对钙、镁、磷的摄取都要适量，符合比例，就能保证你健康长寿。镁最佳的来源是坚果、大豆和绿色蔬菜。

钠、钾、氯是人体内的宏量元素，分别占体重的0.15%、0.35%、0.15%，钾主要存在于细胞内液中，钠则存在于细胞外液中。而氯则在细胞内、外体液中都存在。Na+在体内起钠泵的作用，调节渗透压，给全身输送水分，使养分从肠中进入血液，再由血液进入细胞中。它们对于内分泌也非常重要，钾有助于神经系统传达信息。氯用于形成胃酸。这三种物质每天均会随尿液、汗液排出体外，健康人每天的摄取量与排出量大致相同，保证了这三种物质在体内的含量基本不变。钾主要由蔬菜、水果、粮食、肉类供给，而钠和氯则由食盐供给。人体内的钾和钠必须彼此均衡，过多的钠会使钾随尿液流失，过多的钾也会使钠严重流失。钠会促使血压升高，因此、摄入过量的钠会患高血压症，而且具有遗传性。钾可激活多种酶，对肌肉的收缩非常重要，没有钾糖无法转化为能量或贮存在体内的肝糖中（为新陈代谢提供能量的物质）。肌肉无法伸缩，就会导致麻痹或瘫痪，此外细胞内的钾与细胞外的钠，在正常情况下能形成均衡状态，当钾不足时，钠会带着许多水分进入细胞内使细胞胀裂，形成水肿。此外缺钾还会导致血糖降低。没有充足的镁会使钾脱离细胞，排出体外，而导致细胞产生缺钾使心脏停止跳动。

2.人体中必需的微量元素

到目前为止，发现人体必需的微量元素有：氟、硅、钠、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、硒、钼、锡和碘等十四种，它们占人体总重量不到0.05%，含量虽少，但对人体的健康却至关重要。

人体必需的微量元素中铁含量最多，成年人体内约含4—5克，其中73%存在于血红蛋白中，

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3%存在于肌红蛋白中，它起着将氧输送到肌体中每一个细胞中去的作用，其余部分主要贮存于肝中，铁是多种酶的成分。铁对于少年儿童的发育非常重要，特别是6～24个月的婴幼儿，缺铁会使大脑发育迟缓、受损。人体中缺铁，会导致缺铁性贫血，人会感到体虚无力，严重时发展为缺铁性心脏病。动物性食品比植物性食品中的铁易吸收，但总的吸收率不高，无机铁的吸收率较高。

成人体内含锌量为2～3克，锌是人体七十多种酶的组成成分，参与蛋白质和核酸的合成，因此锌是维持人体正常发育的重要元素之一。缺锌会影响很多酶的活性，进而影响整个机体的代谢；锌蛋白就是味觉素，缺锌时味觉不灵，使人食欲不振；锌是维持维生素A正常代谢功能的必需元素、增强眼睛对黑暗的适应能力；胰腺中锌含量降至正常人一半时，易患糖尿病；缺锌还会使男性性成熟较晚，严重时会造成不育。动物食品中锌的生物有效性优于植物食品；但总的情况是人体对食物中锌的吸收利用率较低。

碘，人体含20~50mg，其中20%~30%集中在甲状腺中，它构成甲状腺素和三碘甲状腺素，该类物质的功能是控制能量的转移、蛋白质和脂肪的代谢、调节神经与肌肉功能、调控毛发与皮肤的生长，怀孕期间缺乏碘，胎儿发育不正常，严重时会生出低能儿、畸型儿、甚至胎死腹中[10]。一般人缺碘会造成甲状腺肿大，肿大的甲状腺消耗更多的碘，使甲状腺细胞分解，而降低分泌甲状腺素的功能，就会使人感到疲倦、懒散、畏寒、性欲减退、脉搏减缓、低血压、轻微缺碘与甲状腺癌、高胆固醇及心脏病致死都有很大关系。

氟，人体中含氟量约为2.6克，主要分布在骨骼与牙齿中，其生理功能是防止龋牙和老年骨质疏松症。氟又是一种积累性毒物，体内含量高时会发生氟斑牙，长期较大剂量摄入时会引发氟骨病，骨骼变形、变脆、易折断。过量的氟还能损伤肾功能。每人每天摄入推荐量为2~3mg。海味、茶叶中含有丰富的氟，含氟为0.5~1.0mg/L的生活饮水是供给氟的最好来源。

铜，促进肠道对铁的吸收，促使铁从肝及网状内皮系统的储藏中释放出来，故铜对血红蛋白的形成起重要作用，缺铜也会导致缺铁性贫血；铜对于许多酶系统和核糖核酸（RNA、DNA）的

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制造有重要的作用，它也是细胞核的一部分。它有助于骨骼、大脑、神经、结缔组织的发育，缺铜会造成骨质疏松、皮疹、脱毛、心脏受损，还会使毛发黑色素丧失、动脉弹性降低。体内铜/锌比值降低时，可引起胆固醇代谢奈乱，产生高胆固醇血症，易发生冠心病和高血压。铜也具有一定毒性，摄入过量会发生急慢性中毒，可导致肝硬化、肾受损、组织坏死、低血压。海米、茶叶、葵花籽、西瓜籽、核桃、肝类含有丰富的铜，在未使用化肥的土壤中栽种的植物食品也含较多的铜。

钴是维生素B12的成分，每天只需要3微克VB12就能防止恶性贫血、疲倦、麻痹等现象，人体中只有结肠中的大肠杆菌能合成含钴VB12，因此主要在体外合成含钴VB12摄入体内才能被充分利用。人体中的钴可随尿液排出，低剂量的钴不会引起中毒，若把钴放在酒中服用，则可以发生中毒而引发中毒性心力衰竭导致死亡。

锰是人体必需的另一种微量元素，在许多酶系统中起着重要作用，可帮助胆碱利用脂肪，缺锰会引起胎儿骨骼异常，发育迟缓及畸形，缺锰会使人体免疫力降低，全身肌肉无力，平衡不良，动作不协调，癌症患者体内缺锰[10]，人体对锰的吸收利用率较低，多余的锰会随胆汁通过粪便排出体外。含锰丰富的食物有糙米、米糠、香料、核桃、花生、麦芽、大豆、土豆等。

铬、硒、镍、钒、钼、硅、锡都是人体需要的微量元素。铬是维持人体内葡萄糖正常含量的关键因素，它可以提高胰岛素的效能。降低血清胆固醇含量，对预防和治疗糖尿病、冠心病有明显功效；硒参与人体组织的代谢过程，对预防克山病、肿瘤和心血管疾病、延缓衰老方面都有重要作用，硒还有抗癌作用，对某些有毒元素有抑毒作用；镍具有刺激血液生长的作用，能促进红细胞再生；钒可促进牙齿矿化坚固；钼激活黄素氧化酶、醛氧化酶；锡直接影响机体的生长；硅是骨骼软骨形成初期所必需的元素。这些元素在人体内含量很少，但对人体内的新陈代谢都有重要作用，环境不受严重污染时，通过食物链进入体内不变，不会造成危害，若环境遭受严重污染，或长期接触则在体内会积累达一定量时，会对机体产生各种毒害作用，甚至致癌。

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3.人体中的有害元素

铅、镉、汞、砷、银、铝、铬（六价），碲等元素在人体中有少量存在。每天都从食物、呼吸、饮水等渠道少量进入人体，当然也通过排泄系统排出体外。到目前为止还未发现这些元素在体内有什么生理作用，而其毒性作用却发现不少。如汞是一种蓄积性毒物，在人体内排泄缓慢，最毒物质是甲基汞，损害神经系统，尤其是大脑和小脑的皮质部分，表现为视野缩小、听力下降、全身麻痹、严重者神经紊乱以致疯狂痉挛而致死；镉可在体内蓄积而引起慢性中毒，主要损害肾近曲小管上皮细胞，表现为蛋白质尿、糖尿、氨基酸尿。镉对磷有亲和力，故可使骨骼中的钙折出而引起骨质疏松软化，出现严重的腰背酸痛、关节痛及全身刺痛。镉可致畸胎，有致癌作用并引起贫血；铅在体内能积蓄，主要损害神经系统、造血器官和肾脏，同时出现口腔金属味齿银铅线、胃肠道疾病、神经衰弱及肌肉酸痛、贫血等症，中毒严重时休克、死亡；砷可在体内积蓄而导致慢性中毒，主要是三价砷与细胞中含疏基的酶结合形成稳定的结合物而使酶失去活性，阻碍细胞呼吸作用，引起细胞死亡而呈现毒性。无机砷化合物可引发肺癌和皮肤癌；若银在人体内大量积蓄可引起局部或全身银质沉着，表现为皮肤、粘膜及眼睛出现难看的灰蓝色色变，有损面容，而到目前为止还未发现有生理作用或病理的变化；铝进入神经核后，影响染色体，老年性痴呆症患者的脑中有高浓度的铝。铝能把骨骼中的钙置换出来，使骨质软化，把酶调控部位上的镁置换出来而抑制酶的活性，还会降低血浆对锌的吸收，健康人对铝的吸收很少，而肾功能受损者对铝的吸收较高；六价铬是致癌物；长期与碲接触肝脏、肾脏和神经功能都会受到损害。

除了上述元素之外，人体中还发现了30多种到目前为止还不知其生理功能或病理损害的元素。

4. 结术语

无机环境创造了生命，一切生命和人类都起源于地球表层的无机元素。在地球和人类的进化发展过程，人体和外界环境在不断的进行着物质的交换，在地壳中能找到的元素，随着分析仪器

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和技术的发展，在人体内也一定能检测到。至于元素在体内的多少，并不意味着其重要不重要，从元素与生命总的关系看，元素不论其量是“微”还是“宏”，都各司其职，各有利弊。而必需与非必需、有益与有害、营养与毒性元素的划分仅是人类不同认识阶段的相对概念。如发现了七种必需元素的美国科学家施瓦兹就预言，所有元素可能最终都显示其生物学作用。随着研究的深入，将会发现一些“非必需元素”、“有害元素”具有一定的生物学作用。而成为必需元素。美国动物和人类元素营养学家默兹也提出相似的看法，他认为，就我们现有的知识，除根据化学性质外，不可能找出一种合理的微量元素分类方法。事实也证实了，过去认为有毒害的元素，如硒、钼、锡、镍、钒等现在成为必需元素。因所有元素的毒性是固定的，但其毒性作用却与它同生物物质接触的浓度有关，因此对毒性较大的元素，只要控制其对环境的污染，不要长时间的接触，就不会给人体健康带来很大的危害。

参考文献

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