微量元素的作用有什么 微量元素的特点有什么_微量元素的作用有哪些
2017-04-08 来源:网友分享 作者:罗夏彤
一、微量元素的作用有哪些
1、保持人体生命活力
微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关,仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。根据科学研究,到目前为止,已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种,即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。
2、促进新陈代谢,抗癌、延年益寿尽
管它们在人体内含量极小,但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素,人体就会出现疾病,甚至危及生命。国外曾有报道:机体内含铁、铜、锌总量减少,均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量),降低抗病能力,助长细菌感染,而且感染后的死亡率亦较高。微量元素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。
3、影响人的智力和记忆力
微量元素也会影响到人的生理健康。微量元素对人的智力、记忆力等都有不可忽视的影响。如钙、磷、铁等元素对提高人的记忆力很有帮助,而磷、氯、硫等元素却能使人的记忆力下降;铅过摄入量过多,不断地堆积在体内却不能排出体外,最后造成铅中毒,很有可能使孩子患上多动症。此外微量元素的缺少可能还会导致失眠、精神不集中、养成怪嗜好等疾病。
这下爸爸妈妈知道微量元素在人体中的作用了吧,虽然它对人体作用这么大,但是过多的微量元素对身体也是不好的,爸爸妈妈千万不能只看到好的方面就过于频繁的给宝宝补充微量元素哦。
二、常见微量元素有什么
铬
铬是人体必需的微量元素之一,十八世纪末由法国化学家Louis Vauquelin首次发现并命名,在机体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。但在随后的100多年中,这种矿物质元素被认为是一种有害元素,甚至是致癌物质,其应用也局限于印染、制革、化工等行业。直至1957年,Schwarz 和Mertz观察到铬在糖代谢中的作用,提出葡萄糖耐量因子假说,并通过实验逐步证实,Cr3 是啤酒酵母中葡萄糖耐量因子(Glucose Tolerance Factor,GTF)的活性组成部分。随后用鼠和人进行的大量研究表明:三价铬主要通过GTF
协同 。
铬元素胶囊和增强胰岛素的作用,从而影响糖类、脂类、蛋白质和核酸等的代谢,影响动物的生长、繁殖、产品品质及抗应激、抗病能力,并认为铬(Cr3 )是人和动物机体必需的微量元素。后来,Mertz证实了GTF是以尼克酸-三价铬-尼克酸为轴心,谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸为配体的物质。他还证实了铬的生物化学作用主要是作为胰岛素的增强剂,通过胰岛素影响糖、蛋白质、脂肪和核酸的代谢,从而证明了铬是人和动物的必需微量元素之一。此后,许多学者对铬的代谢、生物学功能及在养殖业中应用作了大量的研究,取得了一些积极的成果和可喜的发现。
人体内铬几乎都是3价的,它很稳定,人体内约含铬6mg,它广泛地存在于人体骨骼、肌肉、头发、皮肤、皮下组织、主要器官(肺除外) 和体液之中。人体对无机铬的吸收利用率极低,不到1%;人体对有机铬的利用率可达10~25%[王文君. 饲料博览,2000,(10) : 12~13]。正常成人需求量20~50μg /d,儿童、孕妇和老人为50~110μg /d,糖尿病患者和肥胖人群为50~200μg /d。铬在天然食品中的含量较低、均以三价的形式存在。啤酒酵母、废糖蜜、干酪、蛋、肝、苹果皮、香蕉、牛肉、面粉、鸡以及马铃薯等为铬的主要来源。人们主要从食物、饮水和空气摄取一小部分铬。
铬与脂类代谢
铬与脂类代谢的关系,国内外都做过广泛的研究:补铬可通过调节各种脂蛋白含量和胆固醇的代谢而对机体的脂类代谢产生有益的调节和改善作用;动物日粮补铬可降低血清甘油三酯和总胆固醇的含量,并提高高密度脂蛋白(HDL)的含量。铬可能通过两种机制调节脂类代谢,一是日粮补铬可提高胰岛素活性(缺铬时活性降低,并通过糖代谢诱发脂类代谢紊乱),调节脂类代谢、改善机体血脂状况,因而和人类冠心病、高脂血症及动脉硬化等的发生有关;二是铬可加强脂蛋白酶(LPL)和卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)的活性,LPL和LCAT对于合成HDL有重要作用,机体缺铬则HDL的合成减少,含量下降。
一些证据表明,铬能增加胆固醇的分解和排泄。Abraham等(198糖尿病人的铬性化营养0)证明铬不仅能降低兔主动脉上胆固醇的沉积,而且能清除沉积于主动脉上的胆固醇。Page(1993)在生长肥育猪日粮中添加不同水平的吡啶羧酸铬(PicolinateChromium),猪血清中胆固醇水平显著降低。Lein(1996)在生长猪饲粮中添加200ppb的铬(GrPic),血清甘油三脂和低密度脂蛋白胆固醇显著下降(P<0.05),肌酸肝和高密度脂蛋白(HDL)显著提高(P<0.05)。Pahe等(1991)报道在产蛋鸡日粮中添加200pp吡啶羧酸铬,血液中胆固醇减少,但蛋黄中胆固醇未发生变化。综合有关研究结果,铬可能通过两个途径调节脂类代谢,一方面当动物体缺铬时,胰岛素的生物学活性降低,糖耐量受损,且通过糖代谢引发脂类代谢紊乱,补铬后胰岛素活性增强,降低主动脉上胆固醇的沉积,调节脂类代谢,从而改善血脂状况;另一方面,铬能够增强脂蛋白酶和卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性,从而增强了高密度脂蛋白的合成,动物体缺铬时,上述两种酶的活性降低,高密度脂蛋白合成减少,导致血液中高密度脂蛋白下降。老年人缺铬时易患糖尿病和动脉粥样硬化,还可引起高血脂病、动脉粥状硬化,生长迟缓以及缩短寿命等。补铬有逆转上述现象的作用。
三、微量元素的生物化学功能是什么
分子生物学的研究揭示,微量元素通过与蛋白质和其他有机基团结合,形成了酶、激素、维生素等生物大分子,发挥着重要的生理生化功能。微量元素首先构成了体内重要的载体与电子传递系统。铁存在于血红蛋白与肌红蛋白之中,在它们执行载氧与贮氧的过程中,铁扮演了十分重要的角色。
酶是生命的催化剂,迄今体内发现的1000余种酶中,约有50%到70%需要微量元素参加或激活,它们在细胞酶系统中功能相当广泛:从弱离子效应到构成高度特殊的化合物——金属酶与非金属酶。谷胱甘肽过氧化物酶是典型的非金属酶,它具有抑制自由基生成。清除过氧化物。保护细胞膜完整性等作用。该酶分子中含有4个硒原子。锌不仅是碳酸酚酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等几十种酶的必需成分,而且同近百种酶的活性有关。锰作为离子性较强的微量元素则是有效的激活剂,可催化金属活化酶。
微量元素还参与了激素与维生素的合成。众所周知,碘为甲状腺激素的生物合成所必需的;而锌在维持胰岛素的主体结构中亦不可缺少,每个胰岛素分子结合2个锌原子。
维生素B12是胸腺嘧啶核糖核苷酸合成以及最终DNA生物合成与转录所必需的甲基转移的辅酶。该分子中鳌合有一个钴原子的环状结构部分,含有它的化合物——类咕琳辅酶是已知最有效的生物催化剂之一,在许多酶中起着不寻常的分子重排作用。
核酸是遗传信息的携带者。微量元素对核酸的物理、化学性质均可产生影响。多种RNA聚合酶中含有锌,而核昔酸还原酶的作用则依赖于铁。
微量元素在人体内含量虽然极微小,但具有强大的生物学作用,它们参与酶、激素、维生素和核酸的代谢过程,其生理功能主要表现为协助输送宏量元素;作为酶的组成成分或激活剂;在激素和维生素中起独特作用;影响核酸代谢等。
大多数微量元素(锌除外)都广泛分布于各种食品中,可以由平衡和多样化膳食中得到充分补充。但对长期依靠静脉营养的病人、婴儿以及老年人或由于地区的土质及水质造成的地区性缺乏时就需另外适当补充。
四、微量元素与人体的关系
人体内微量元素的特点
在生命体中的元素含量低于百万分之一的,称作微量元素。生命体内的微量元素具有以下特点:
1.相对性 一种相同的元素在某一学科中可作为主量元素,而在另一学科中却作为微量元素,例如,氢在生命化学中是主量元素,而在材料科学中常作为微量元素另行研究。
2.低浓度 在任何生命体中元素均是微量的,并且必须服从Henri稀溶液定律和Nerst分配定律。
3.普存性 普存性即指自然界中不存在绝对纯的物质。
4.重要性 元素在所有的研究体系中虽然丰度很低,但却具有极其重要的特定效应。
5.相关性 相关性即不仅要考虑它们单个的行为,更重要的探讨其相互关系。
元素与人体的关系
前面我们已经了解到人体内已经检出90种元素,但是这些元素在人体内含量差别很大,含量多的氧元素占身体总重量的65%,含量少的钴元素还不到十亿分之一。经研究表明在人体中有11种元素含量较多,它们是氧、碳、氢、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等。其中氧、碳、氢、氮四种元素就占了人体总重量的99.95%,剩下0.05%含量的都是微量元素。
长期以来,人们对体内含量较多的元素十分重视,而对微量元素却重视不够。其实,元素在人体里作用的大小不能以含量的多少来决定,有许多微量元素含量微乎其微,但作用却不可忽视,对矮小身材儿童头发中微量元素的分析发现,被测定的42例矮小身材儿童,大多数患儿发中锌含量低于正常儿童;铜含量减少较多,可见儿童的生长发育除受遗传、内分泌、营养、运动及疾病等因素的影响,还与体内某些微量元素如锌、铜的缺乏有关。
人类正在努力寻找延年益寿的方法,研究衰老机理,以达到延缓衰老,对抗衰老的目的。机体细胞的活力与良好的新陈代谢,依赖于机体内环境及其生理平衡,而微量元素的摄取对机体内环境及其生理平衡起重要作用。有调查表明:疾病的发生、发展与某一方面的元素的丰缺之间不存在唯一的因果关系,机体不仅从食物,而且还可通过饮水及生活环境摄取微量元素,但总的生活环境中微量元素的丰缺将造成人体微量元素摄入的多少及平衡与否。人体摄入微量元素不足或过量或元素间比例失调,都会对机体产生不利的影响,甚至导致某些疾病的发生,加速机体衰老,必需微量元素的缺乏,将导致机体中与该元素密切相关的生物活性物质的缺乏,造成生理功能障碍。如锰是超氧化物歧化酶的激活剂。具有活性的超氧化物歧化酶(SOD)是一种超氧自由基,它是促人生病、衰老的重要物质,所以锰有长寿金丹的美誉。另外锰是遗传信息的携带者——核酸中脱氧核糖核酸酶的激活剂,所以它能保证遗传信息在传递过程中不变样。另外,报道较多的硒元素,它是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成部分,机体内的硒含量与GSH-Px的活性呈正相关,GSP-Px的主要作用是催化还原型谷胱甘肽,同时使有害的过氧化物还原成无害的羟基化合物,从而保护生物膜不受过氧化物的损伤。机体缺硒时,衰老速度明显加快。而必需微量元素及非必需微量元素“过量”同样打破机体元素平衡,表现在拮抗另一些必需元素的吸收或直接造成机体细胞中毒,改变遗传环境,引发细胞畸变、死亡,促使机体衰老。有人做过试验,在高硒培养基中细胞不能生长,如加进适量的氟、钙、镁等,细胞则生长良好,说明单个元素对生物体是重要的,但更重要的是含量适宜,应特别强调“适量”,并且构成合理的微量元素谱,这样才能收到良好的防病抗衰效果。