人體是由幾十種元素組成的，含量占人體總重量萬分之一以下，每日需要量在100mg以下者稱為微量元素。如鐵、銅、鋅、碘等41種元素，其總量約占人體的0.05%。目前公認的人體必需微量元素有鐵、銅、鋅、碘、錳、硒、氟、鉬、鈷、鉻、鎳、釩、鍶、錫等14種，絕大多數(shù)為金屬元素。在體內(nèi)一般結(jié)合成化合物或絡(luò)合物，廣泛分布于各組織中，含量較恒定。微量元素主要來自食物，動物性食物含量較高，種類也較植物性食物多。
微量元素在體內(nèi)的作用是多種多樣的，其主要通過形成結(jié)合蛋白、酶、激素和維生素等發(fā)揮作用。微量元素生理作用主要有以下方面：(1)參與構(gòu)成酶活性中心或輔酶：人體內(nèi)有一半以上的酶其活性部位含有微量元素。有些酶需要一種以上的微量元素才能發(fā)揮最大活性。有些金屬離子構(gòu)成酶的輔基。如細胞色素氧化酶中有Fe2＋，谷胱甘肽過氧化物酶(GSH－Px)為含硒酶。(2)參與體內(nèi)物質(zhì)運輸：如血紅蛋白中Fe2＋參與O2的送輸：碳酸酐酶含鋅、參與CO2的送輸。(3)參與激素和維生素的形成：如碘是甲狀腺素合成的必需成分，鈷是維生素B12的組成成分等。
隨著對微量元素的生物作用的不斷深入研究，其在人體中的作用日益受到人們的重視，發(fā)現(xiàn)許多微量元素在生化、生理、營養(yǎng)、致癌及臨床診斷中有重要意義，并揭示了一些原來病因不明、防治不易的疾病的發(fā)病機理。如缺硒導(dǎo)致的克山病、缺鋅誘發(fā)的侏儒癥、缺碘與地方性甲狀腺腫等。因此，對微量元素認識及檢測人體中微量元素的水平，對疾病的發(fā)生、發(fā)展、診斷及防治均有重要意義。本節(jié)分別介紹一些微量元素的代謝及功能。
成人體內(nèi)含銅量約100－50mg，在肝、腎、心、毛發(fā)及腦中含量較高。人體每日需要量約1.5－2.0mg，而推薦量為2-3mg。
食物中銅主要在胃和小腸上部吸收，吸收后送至肝臟，在肝臟中參與銅藍蛋白(coruloplasmin)的組成。肝臟是調(diào)節(jié)體內(nèi)銅代謝的主要器官。銅可經(jīng)膽汁排出，極少部分由尿排出。
體內(nèi)銅除參與構(gòu)成銅蘭蛋白(見血液生化)外，還參與多種酶的構(gòu)成，如細胞色素C氧化酶、酪氨酸酶、賴氨酸氧化酶，多巴胺β羥化酶、單胺氧化酶、超氧化物歧化酶等。因此，銅的缺乏會導(dǎo)致結(jié)締組織中膠原交聯(lián)障礙，以及貧血、白細胞減少、動脈壁彈性減弱及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀等。體內(nèi)銅代謝異常的遺傳病目前除wilson病(肝豆狀核變性)外，還發(fā)現(xiàn)有Menke病，表現(xiàn)為銅的吸收障礙導(dǎo)致肝、腦中銅含量降低，組織中含銅酶活力下降，機體代謝紊亂。
人體內(nèi)含鋅約2－3g，遍布于全身許多組織中，不少組織含有較多鋅，如眼睛含鋅達0.5%。成人每日需要量為15－200mg。
鋅主要在小腸中吸收。腸腔內(nèi)有與鋅特異結(jié)合的因子，能促進鋅的吸收。腸粘膜細胞中的鋅結(jié)合蛋白能與鋅結(jié)合并將其轉(zhuǎn)動到基度膜一側(cè)，鋅在血中與白蛋白結(jié)合而送輸。鋅主要隨胰液、膽汁排泄入腸腔。由糞便排出，部分鋅可從尿及汗排出。
鋅是80多種酶的組成成分或激動劑。如DNA聚合酶，堿性磷酸酶、碳酸酐酶，乳酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、超氧化物歧化酶等，參與體內(nèi)多種物質(zhì)的代謝。鋅還參與胰島素合成。近來還發(fā)現(xiàn)，在固醇類及甲狀腺素的核受體中DNA結(jié)合區(qū)，有鋅參與構(gòu)成的鋅指結(jié)構(gòu)(詳見第一章)�？赏茰y鋅在基因調(diào)控中亦有重要作用。因此，缺鋅會導(dǎo)致多種代謝障礙，如兒童缺鋅可引起生長發(fā)育遲緩，生殖器發(fā)育受損，傷口愈合遲緩等。另外，缺鋅還可致皮膚干燥，味覺減退等。
正常成人體內(nèi)碘含量25-50mg，大部分集中于甲狀腺中。成人每日需要量為0.15mg。
碘主要由食物中攝取，碘的吸收快而且完全，吸收率可高達100%。吸收入血的碘與蛋白結(jié)合而送輸，主濃集于甲狀腺被利用。體內(nèi)碘主要由腎排泄，約90%隨尿52667788.cn排出，約10%隨糞便排出。
碘主要參與合成甲狀腺素(三碘甲腺原氨酸，(T3)，和四碘甲腺原氨酸(T4))。甲狀腺素在調(diào)節(jié)代謝及生長發(fā)育中均有重要作用。成人缺碘可引起甲狀腺腫大，稱甲狀腺腫。胎兒及新生兒缺碘則可引起呆小癥、智力遲鈍、體力不佳等嚴重發(fā)育不良。常用的預(yù)防方法是食用含碘鹽或碘化食油等。
成人體內(nèi)含錳量約10-20mg，主儲存于肝和腎中。在細胞內(nèi)則主要集中于線粒體中。每日需要量為3－5mg。
錳在腸道中吸收與鐵吸收機制類似，吸收率較低，僅3?%。吸收后與血漿β1球蛋白、運錳蛋白結(jié)合而送輸。主要由膽汁和尿中排出。
錳參與一些酶的構(gòu)成，如線粒體中丙酮酸羧化酶、精氨酸酶等。不僅參加糖和脂類代謝，而且在蛋白質(zhì)、DNA和RNA合成中起作用。錳在自然界分布廣泛，以茶葉中含量最豐富。鎂的缺乏較少。若吸收過多可出現(xiàn)中毒癥狀，主要由于生產(chǎn)及生活中防護不善，以粉塵形式進入人體所致。錳是一種原漿毒，可引起慢性神經(jīng)系統(tǒng)中毒，表現(xiàn)為錐體外系的功能障礙。并可引起眼球集合能力減弱，眼球震顫、瞼裂擴大等。
硒是人體必需的一種微量元素，體內(nèi)含量約14-21mg，廣泛分布于除脂肪組織以外的所有組織中。主要以含硒蛋白質(zhì)形式存在。人體每日硒的需要量為50－200μg。
硒是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH桺x)及磷脂過氧化氫谷胱甘肽氧化酶(PHGSH桺x)的組成成分。GSH桺x中每克分子酶四聚體含有4克原子硒，硒半胱氨酸的硒醇是酶的催化中心。該酶在人體內(nèi)起抗氧化作用，能催化GSH與胞液中的過氧化物反應(yīng)，防止過氧化物對機體的損傷。GSH桺x活力下降，線粒體不可逆地失去容積控制和收縮能力并最后破裂。缺硒所致肝壞死可能是過氧化物代謝受損的結(jié)果。PHGSH桺x與GSH桺x不同，它存在于肝和心肌細胞線粒體內(nèi)膜間隙中，作用是抗氧化、維持線粒體的完整，避免脂質(zhì)過氧化物傷害。此外，I型碘甲腺原氨酸5′－脫碘酶(5′ID1)也是一種含硒酶，其活性中心為SeCys，分布于甲狀腺、肝、腎和腦垂體中。能催化甲狀腺激素T4向其活性形式T3的轉(zhuǎn)化。
近年來研究發(fā)現(xiàn)硒與多種疾病的發(fā)生有關(guān)。如克山病、心肌炎、擴張型心肌病、大骨節(jié)病、及碘缺乏病均與缺硒有關(guān)。硒還具有抗癌作用，是肝癌、乳腺癌、皮膚癌、結(jié)腸癌、鼻咽癌及肺癌等的抑制劑。硒還具有促進人體細胞內(nèi)新陳代謝、核酸合成和抗體形成、抗血栓及抗衰老等多方面作用。
硒是人體必需的微量元素，但硒過多也會對人體產(chǎn)生毒性作用，如脫發(fā)、指甲脫落、周圍性神經(jīng)炎、生長遲緩及生育力降低等。因此不可盲目補硒、推薦的補硒安全值為400－500μg/d。
在人體內(nèi)氟含量約為2－3g，其中90%積存于骨及牙中。每日需要量為2.4mg。
氟主要經(jīng)胃部吸收，氟易吸收且吸收較迅速。氟主要經(jīng)尿和糞便排泄、體內(nèi)氟約80%從尿排出。
氟能與羥磷灰石吸附，取代其羥基形成氟磷灰石，能加強對齲齒的抵抗作用。
3(Ca3(PO4)2)·Ca(OH)2＋2F－→3(Ca3(PO4)2·CaF2＋2OH－。
此外，氟還可直接刺激細胞膜中G蛋白，激活腺苷酸環(huán)化酶或磷脂酶C，啟動細胞內(nèi)cAMP或磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)，引起廣泛生物效應(yīng)。
氟過多亦可對機體產(chǎn)生損傷、如長期飲用高氟(>2mg/L)水。牙釉質(zhì)受損出現(xiàn)斑紋、牙變脆易破碎等。
釩在人體內(nèi)含量極低，體內(nèi)總量不足1mg。主要分布于內(nèi)臟，尤其是肝、腎、甲狀腺等部位，骨組織中含量也較高。人體對釩的正常需要量為100μg/d。
釩在胃腸吸收率僅5%，其吸收部位主要在上消化道。此外環(huán)境中的釩可經(jīng)皮膚和肺吸收入體中。血液中約95%的釩以離子狀態(tài)(VO2＋)與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合而送輸，因此釩與鐵在體內(nèi)可相互影響。
釩對骨和牙齒正常發(fā)育及鈣化有關(guān)，能增強牙對齲牙的抵抗力。釩還可以促進糖代謝，刺激釩酸鹽依賴性NADPH氧化反應(yīng)，增強脂蛋白脂酶活性，加快腺苷酸環(huán)化酶活化和氨基酸轉(zhuǎn)化及促進紅細胞生長等作用。因此釩缺乏時可出現(xiàn)牙齒、骨和軟骨發(fā)育受阻www.med126.com。肝內(nèi)磷脂含量少、營養(yǎng)不良性水腫及甲狀腺代謝異常等。
