5.1 概述
人体是一个有机生命体，几乎含有自然界存在的各种元素。人体在所有的生命活动过程中，需要有各种物质的参与，这些物质的种类和数量同地球表层的元素组成基本一致。目前的科学技术水平在人体内可检出的约有60余种，其中除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式存在外，其余的统称为无机盐（矿物质），可分为常量元素和微量元素两大类。含量大于体重的0.01%者称为常量元素或宏量元素（macroelements），如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫7种，它们占人体总成分的60%～80%。机体中含量＜0.01%者称为微量元素（microelements），如铁、锌、碘、硒、镍、钼、氟、铜、钴、铬、锰、硅、锡、钒等。1973年WHO将必需微量元素确定为14种。1990年FAO/WHO的专家委员会根据以前的研究结果和认识，提出了人体必需微量元素的概念：①人体内的生理活性物质、有机结构中的必需成分；②这种元素必须通过食物摄入，当从饮食中摄入的量减少到某一低限值时，即将导致某一种或某些重要生理功能的损伤。由此确定了必需微量元素共21种，并将其分为三类。
第一类：人体必需功能的微量元素，如铁、铜、碘、锌、硒、钼、钴、铬。
第二类：人体可能必需的微量元素，如锰、镍、硅、矾、硼。
第三类：具有潜在毒性，但低剂量时对人体可能具有必需功能的微量元素，如氟、铅、镉、汞、砷、铝、锂、锡。
随着人类认识的不断提高和科学技术的深入发展，将会发现更多与人体健康和疾病关系密切的必需微量元素。
各种常量元素和微量元素在体内的分布很不均匀，如钙、磷绝大部分在骨、牙和硬组织中，碘90%集中在甲状腺，铁85%集中在红细胞，锌集中在肌肉组织等。在人体每天的新陈代谢过程中，通过粪、尿、胆汁、头发、指甲、脱屑等途径都会排出一定量的常量元素和微量元素，因此必须通过膳食和饮水来予以补充。微量元素在体内的代谢见表1-5-1。
表1-5-1 微量元素在人体内的代谢
注：？表示尚未确定。
常量元素和微量元素对人体主要具有以下生理功能：
1.构成机体组织的重要组分 如骨骼、牙齿中的钙、磷、镁、硫、磷。
2.细胞内、外液的重要成分 如钾、钠、氯、蛋白质等共同维持细胞内、外液的渗透压，使组织能贮留一定量的水分，对机体代谢发挥重要作用。
3.保持机体的酸碱平衡 如钾、钠、氯离子和蛋白质的缓冲作用。
4.钾、钠、钙、镁离子保持一定的比例 可维持神经肌肉的兴奋性、细胞膜的通透性及细胞和组织正常生理功能。
5.组成成分 酶系统中的催化剂、辅基、核酸、蛋白质的组成成分，也是机体某些特殊功能物质的重要成分，如血红蛋白中的铁、甲状腺素中的碘、超氧化物酶中的锌、谷胱甘肽过氧化物酶中的硒等。
常量元素和微量元素主要来源于食物和水，在体内都有适宜的浓度范围，在此范围内有益于人体的正常生理活动和保持健康，摄入量缺乏或过多都会导致疾病的发生和发展。疾病状态影响矿物质的代谢，而消耗量增加又需要加大摄入来保证机体的需要。我国不同地区、不同人群矿物质营养状况的差异很大，既有硒缺乏地区、碘缺乏地区，也有氟骨症和硒中毒的地区和人群，因此应根据实际情况采取相应的营养素补充和膳食改善措施。常量元素的主要功能和食物来源见表1-5-2。
表1-5-2 常量元素的功能和食物来源
许多国家对常量元素和微量元素制定有营养素供给量（recommended dietary allowance，RDA）或营养素参考摄入量（dietary reference intakes，DRIs）。