无机盐和微量元素
无机盐和微量元素是人体重要的组成成分,并具有重要的生理功能。存在于人体内的各种元素,除碳、氢、氧、氮以有机化合物的形式出现以外,其余各种元素,无论其含量多少,存在形式如何,统称为无机盐(矿物质或灰分)。含量大于人体体重的0.01%者称之为常量元素或宏量元素,主要有钙、镁、钾、钠、磷、氯和硫等7种。体内含量极少,甚至仅有痕量(<0.01%体重),并有一定生理功能的元素,称为微量元素。1973年WHO专家委员会认为必需微量元素有14种,即铁、锌、硒、碘、铜、锰、铬、氟、钼、钴、镍、锡、硅、钒。1990年FAO、LAEA、WHO3个国际组织专家委员会重新界定必需微量元素的定义,并按其生物学的作用将之分为3类:①人体必需微量元素,共8种,包括铁、锌、硒、碘、铜、铬、钼、钴;②人体可能必需微量元素,共5种,包括锰、镍、硅、钒、硼;③具有潜在毒性,但在低剂量时,可能具有人体必需功能的元素,包括氟、锡、铅、镉、汞、砷、铝、锂,共8种。
无机盐的生理功能有:①构成机体组织,如钙、镁、磷是骨骼和牙齿的重要成分,磷和硫参与构成组织蛋白;②与蛋白质协同,维持组织细胞渗透压,在体液循环和贮留中起到重要作用;③酸性、碱性无机离子适当配合,加上重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用,维持机体酸碱平衡;④各种无机离子,特别是钙、镁、钾、钠是维持神经肌肉兴奋性和细胞膜通透性的必要条件;⑤构成酶的辅基、激素、维生素、蛋白质和核酸的成分,并参与酶系的激活。
无机盐与其他有机营养素不同,它不能在体内生成,除排出体外,也不能在体内代谢中消失。它们主要依靠食物或从饮水中供给,一般都能满足机体需要。如果膳食调配不当,以及机体代谢不平衡,或生理需要量增加,或生活环境特殊,可引起缺乏。我国人民膳食中比较容易缺乏的有钙、铁和锌等,现分别阐述如下:
(一)钙
1.分布和代谢 钙约占体重的2%。成人体内含钙总量约为1 200g,其中约99%集中在骨骼和牙齿,主要以羟磷灰石结晶形式存在;约1%的钙常以游离的或结合的离子状态存在软组织、细胞外液及血液中,统称为混溶钙池。混溶钙池与骨骼中的钙维持着动态平衡,即骨骼中的钙不断地从破骨细胞中释放进入混溶钙池;而混溶钙池中的钙又不断地沉积于成骨细胞中,这种钙的更新,成年人每日约为700mg。
钙的更新速率随年龄的增长而减慢,幼儿的骨骼每1~2年更新1次,成人更新1次则需要10~12年。男性18岁以后,女性更早一些,骨的长度开始稳定,但骨的密度仍继续增加若干年。40岁以后,骨中的矿物质逐渐减少,可能出现骨质疏松。
钙在食物中含量较丰富,但影响钙吸收的因素也很多,如谷类食物中的植酸、蔬菜中的草酸等,都可以与钙结合形成难以溶解和吸收的钙盐。膳食中同样存在着许多促进钙吸收的因素,如维生素D、乳糖、蛋白质等。
钙的排泄途径主要是粪,其次是尿,汗中也有少量钙排出。
2.生理功能
(1)构成骨骼和牙齿的成分:缺乏时可造成佝偻病、软骨病等;
(2)维持肌肉、神经的正常兴奋性:血钙增高可抑制肌肉、神经的兴奋性;血钙降低则可提高其兴奋性,而引起抽搐;
(3)促进体内某些酶的活性:钙对许多参与细胞代谢的大分子合成、转变的酶都有调节作用,如三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶以及一些蛋白质分解酶等;
(4)其他: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。
3.膳食参考摄入量和食物来源 中国营养学会推荐(2001年),我国居民钙的膳食参考摄入量(RNI)为:婴儿为300~400mg/d,儿童为600~800mg/d,青少年为1 000mg/d,成人和孕妇早期为800mg/d,老年人和孕妇中期均为1 000mg/d,孕妇晚期和乳母为1 200mg/d。
食物中钙的最好来源是奶和奶制品,它不但含量丰富,而且吸收率高,是儿童补钙的最好食物。水产品中虾、蟹和蛤蜊及蛋类含钙都较丰富。植物性食物中的绿叶蔬菜和豆类都是钙的重要来源,但要注意蔬菜中含草酸多而对钙的影响。
(二)铁
1.分布和代谢 成人体内含铁量约为4~5g,其中60%~75%以血红蛋白、3%以肌红蛋白、1%以含铁酶类形式存在,其余则为储备铁。储备铁主要以铁蛋白的形式储存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中,约占体内总铁量的25%。铁在体内代谢中可反复被机体利用。一般情况下,除肠道分泌和皮肤、消化道及尿道上皮脱落可损失一定数量(平均每日约1mg)外,几乎不存在其他损失的途径。因此,只要从食物吸收的铁弥补这些损失,就能够满足机体需要。妇女和儿童是最容易出现铁缺乏的人群,前者由于经期损失铁较多,后者由于生长发育需要铁较多。(https://www.daowen.com)
铁在食物中有两种存在形式:①非血红蛋白铁:主要是以三价铁的形式与蛋白质、氨基酸和有机酸结合形成的络合物,它们主要存在于植物性食物中。这种形式的铁必须与有机物部分分开,并还原成二价铁(亚铁离子)后,才能被吸收。如果膳食中含有较多的植酸和磷酸,将与铁形成不溶性的铁盐而影响其吸收;②血红蛋白铁:是与血红蛋白和肌红蛋白结合的铁,它不受到植酸、草酸和磷酸的影响,吸收率较高,它们主要存在于动物食物中。
2.生理功能 ①铁在体内主要以血红蛋白的形式参与氧的转运、交换和组织呼吸过程。②铁与红细胞形成和成熟有关,机体铁的数量不足可造成缺铁性贫血。③铁参与许多重要功能,如催化促进β胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等。
3.膳食参考摄入量和食物来源 中国营养学会推荐(2001),我国居民膳食铁的参考摄入量(RNI)为:婴儿为0.3~10mg/d,儿童为12mg/d,青少年男性为16~20mg/d,青少年女性为18~25mg/d,成年男性、老年人和孕妇早期为15mg/d,成年女性为20mg/d,孕妇中期和乳母为25mg/d,孕妇晚期为35mg/d。
膳食中铁的良好食物来源为动物肝脏、全血、肉、蛋黄、鱼、禽类,蔬菜中含铁量不高,且利用率较低。一般情况下,成年人膳食中供给的铁可以满足需要,但婴儿在4个月以后,体内储备铁已耗尽,母乳中含铁量极低,所以应注意及时补充含铁丰富的食物。
(三)锌
1.分布和代谢 人体内大约含有2.0~2.5g锌,主要存在于肌肉、骨骼、皮肤和头发中。血液中的锌有75%~88%分布在红细胞中,主要以磷酸酐酶及其它含锌金属酶类的形式存在,12%~22%的锌存在于血浆中,3%的锌存在于白细胞中。
锌主要在小肠吸收,然后和血浆中白蛋白或运铁蛋白结合,随血流入门脉循环,分布于各器官组织。机体平均每天从膳食中约摄入15mg的锌,吸收率约为20%~30%。锌的吸收率可受食物中植酸的影响而下降,主要是因为锌可与其生成不易溶解的复合物。纤维素也可影响锌的吸收,植物性食物因含有纤维素和植酸,故锌的吸收率较低。
2.生理功能
(1)锌是人体中多种酶的组成成分,这些酶在组织呼吸和蛋白质、脂肪、碳水化合物的代谢中起重要作用;
(2)锌可使RNA聚合酶和DNA聚合酶呈现活性,缺乏锌会导致蛋白质合成障碍。锌缺乏的儿童可因生长发育受阻出现侏儒症;
(3)锌参与唾液蛋白构成,对味觉及食欲起促进作用。锌缺乏可导致味觉迟钝,食欲减退;
(4)锌参与维生素A还原酶和视黄醇结合蛋白的合成,对于维持正常暗适应能力有重要作用;
(5)促进性器官正常发育和性功能的正常,锌缺乏可使性成熟推迟,性器官发育不全,性功能降低,精子减少,第二性征发育不全,月经不正常或停止;
(6)保护皮肤健康,锌缺乏时可出现皮肤粗糙、干燥、上皮角化和食管角化;创伤愈合变慢,易受感染;
(7)参与免疫功能,锌缺乏时T淋巴细胞功能受损,细胞免疫力下降。
3.膳食参考摄入量与食物来源 人体对锌的需要量因生理条件而异,妊娠、哺乳和生长均可使需要量增加。同时,多吃谷类食品的居民因谷类食物中所含植酸和纤维素可降低锌的吸收率,因此要增加锌的供给量。中国营养学会(2001)推荐,我国膳食锌的参考摄入量(RNI)为:婴儿为1.5~8.0mg/d,儿童为9.0~13.5mg/d,青少年男性为18.0~19.0mg/d,青少年女性和成年男性为15.0mg/d,成年女性、老年人和孕妇早期为11.5mg/d,孕妇中晚期16.5mg/d,乳母为21.5mg/d。
高蛋白食物普遍含锌较丰富。含量最丰富的是海产品、肉类、家禽等。植物性食物含锌较低,且植物性食物含植酸、草酸较多,可与锌形成不溶性盐类,影响锌的吸收。