2.3.5 无机盐
人体内的元素有50 多种，除碳、氢、氧、氮主要以有机物形式存在外，其余元素均为无机盐或称矿物质。人体中含量大于体重0.01%的元素，称为常量元素，有钙、磷、钾、钠、硫、氯、镁7 种，常量元素占人体无机盐总量的60%～80%。其他元素在人体内含量极少，总量不超过体重的0.01%，称为微量元素，如铁、锌、碘、铜、氟等。
表2.6 几种人体需要的元素
1）常量元素
（1）钙
钙是构成人体的重要组分，正常人体内含有1 000～1 200g的钙。其中99.3%集中于骨、齿组织，0.1%的钙存在于细胞外液，全身软组织中的含钙量为0.6%～0.9%，大部分被隔绝在细胞内的钙储存小囊内。
骨骼和牙齿中的钙以矿物质形式存在；软组织和体液中的钙以游离或结合形式存在，这部分钙统称为混溶钙池。机体内的钙，一方面构成骨骼和牙齿，另一方面参与各种生理功能和代谢过程。
①生理功能与缺乏。
钙是构成骨骼的重要成分，骨骼中的钙占体重的25%和总灰分的40%，钙对骨骼的正常生长发育和维持骨健康起着至关重要的作用。
人体20 岁前为骨的主要生长阶段，其后十余年骨质继续增加，在35～40 岁时，人体单位体积内的骨质达到顶峰，称为峰值骨度，此后骨质逐渐丢失。妇女绝经以后，骨质丢失速度加快，骨度（质）降低到一定程度时，不能保持骨骼结构的完整，甚至压缩变形，在很小外力下即可发生骨折，称为骨质疏松症。
钙能维持神经肌肉的正常兴奋和心跳规律，血钙增高可抑制神经肌肉的兴奋，血钙降低会引起神经肌肉兴奋增强，产生抽搐。除此之外，钙对体内多种酶有激活作用，还能参与血凝过程和抑制毒物的吸收。
牙齿的结构中，牙本质是牙的主体，化学组成类似骨，但组织结构和骨差别很大，牙本质没有细胞、血管和神经，因此牙齿中的矿物质没有更新转换过程。
我国现有膳食结构的营养调查表明，居民钙摄入量普遍偏低，仅有推荐摄入量的50%左右。因此，钙缺乏症是较常见的营养性疾病，主要表现为骨骼的病变，即儿童时期的佝偻病和成年人的骨质疏松症。
②钙的吸收与钙缺乏的预防措施。钙是人体内含量最多的无机盐，但也是人体最容易缺乏的无机盐。从营养学的角度看，人体缺钙的原因，一是膳食中缺乏富含钙的食物，二是机体在特殊生理阶段对钙的需要量增加，三是膳食或机体中存在影响钙吸收的因素。
促进钙离子吸收的因素有以下几种：
A.维生素D。维生素D 是一种脂溶性维生素，主要功能是促进钙的吸收。
B.乳糖及氨基酸。乳糖及氨基酸能与钙结合，形成可溶性钙盐，促进钙的吸收。
C.食物呈酸性环境。酸性环境可使钙保持在溶解状态，促进钙的吸收。
干扰钙离子吸收的因素有以下几种：
A.膳食纤维。膳食纤维本身不能被人体消化、吸收，若钙离子与之结合，或膳食纤维包裹着钙离子，会阻止钙离子与消化液和肠黏膜接触，从而影响吸收。
B.草酸、植酸。草酸和植酸接触到钙，会形成不溶性钙盐，降低食物中钙的吸收率。草酸和植酸存在于植物性食物中，比如菠菜、苋菜、竹笋等。
C.脂肪消化吸收不良。脂肪在肠道中的含量增加，会引起脂肪泻，或与钙离子结合成不溶性钙盐。脂肪泻会引起脂溶性维生素D 的损失，进一步增加钙离子吸收的难度。
为了预防钙的缺乏，可以调整膳食结构，增加膳食中钙的供给，提高膳食中钙的消化吸收率。
第一，选择钙离子含量丰富，并易被人体消化吸收的食物。天然食物中，乳类和乳制品是钙含量最丰富、消化吸收率最高的食物。许多动物性食物特别是水产品中钙的含量都比较高，如鱼类、小虾，各种家禽、家畜的带骨肉也含有较丰富的钙。此外，大豆含钙也比较丰富，特别是豆制品，在加工的过程中除去了部分植酸和膳食纤维，使钙的吸收率明显提高。
第二，采用合理的烹调加工方法，增加食物中钙的吸收率。烹调菠菜、茭白、冬笋等含草酸较多的蔬菜前，可用开水先焯一下，部分草酸会溶解在水中，增加钙的吸收率。小虾皮和小鱼的骨骼里含有较多的钙，炸酥后连皮带骨一起食用，可以补钙。煮骨头汤或煨鱼汤时加点醋，可以使钙离子从骨头中游离出来，便于吸收。采用糖、醋的烹调手法可使钙离子在酸性条件下溶解到汤液中，便于吸收。
③膳食参考摄入量及食物来源。
每日膳食中钙的推荐供给量为：成年男女800 mg、妊娠期（尤其28 周以后）和哺乳期妇女为1 500 mg。
乳类和乳制品含钙量丰富、吸收率高，是钙的重要来源。另外，豆类、硬果类，可连骨吃的小鱼小虾及一些绿色蔬菜也是钙的较好来源。
表2.7 每100g常见食物中的钙含量
（2）磷
正常人体内含磷600～900 g，约占人体重量的1%，除钙外，磷是人体内含量最多的无机盐。人体内85%～90%的磷以不溶性磷酸钙晶体的形式出现，其余分布于全身各组织（尤其是肌肉组织）及体液中。
①生理功能。
A.构成骨骼和牙齿。磷在骨及牙齿中的存在形式主要是无机磷酸盐，主要成分是羟磷灰石，具有构成机体支架和承担负重的作用，并作为磷的储存库，其重要性与骨、牙齿中的钙盐相同。
B.组成生命的重要物质。磷是核酸、磷蛋白、磷脂、环腺苷酸和多种酶的组成成分。(https://www.daowen.com)
C.参与能量代谢。高能磷酸化合物如三磷酸腺苷及磷酸肌酸等是能量载体，作为能源物质在细胞内能量的转换、代谢以及生命活动中起重要作用。
D.参与酸碱平衡的调节。磷酸盐参与组成酸碱缓冲体系，维持体内的酸碱平衡。
②吸收与利用。磷的代谢过程与钙相似。人体内磷的平衡取决于体内、体外环境间磷的交换，即磷的摄入、吸收和排泄三者间的相对平衡。
磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，在回肠中吸收较差。维生素D 和植酸影响磷的吸收。足量的维生素D 可以促进磷的吸收，当维生素D 缺乏时，血液中的无机磷酸盐浓度下降，所以佝偻病患者往往血钙正常，而血清磷含量低。谷类中植酸磷的人体利用率很低，谷粒用热水浸泡、面食经过发酵可降低植酸的浓度，提高磷的吸收率。
③膳食参考摄入量及食物来源。食物中磷元素普遍存在、含量丰富，膳食原因很少引起营养性磷缺乏，故营养学很少研究磷的需要量，缺乏磷需要量的指标，仅与钙的需要量相联系，考虑钙、磷比值。人体对磷的需要量较钙更多，成年人一般每日需磷1.3～1.5 g，儿童每日需磷1.0～1.5 g，妊娠期和哺乳期妇女每日需磷2.5～2.8 g。
无论动物性食物或植物性食物，都含有丰富的磷，磷与蛋白质并存，瘦肉、蛋、奶、动物肝肾、海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮的含磷量都很丰富。但粮谷中的磷为植酸磷，若不经过加工处理，吸收利用率低。
2）微量元素
（1）铁
人体内含铁总量约为4～5 g，有两种存在形式。一为“功能性铁”，是铁的主要存在形式，其中血红蛋白含铁量占总量的60%～75%，肌红蛋白占3%，含铁酶类（细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶与过氧化氢酶等） 占1%，功能性铁发挥着铁的功能作用，参与氧的转运和利用；一为“贮备铁”，以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于血液、肝、脾与骨髓中，约占总量的25%～30%。在人体器官组织中，肝、脾含铁量最高，其次为肾、心、骨骼肌与脑。铁在人体内的含量因年龄、性别、营养状况和健康状况的不同存在很大的个体差异。
①生理功能。
铁是血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素a 以及一些呼吸酶的组成成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。铁与红细胞的形成和成熟有关。缺铁时，新生红细胞中血红蛋白量不足，影响 DNA 的合成及巨幼红细胞的分裂增殖，使红细胞寿命缩短、自身溶血增加。铁影响人体免疫，许多能够杀菌的酶成分、淋巴细胞转化率、吞噬细胞移动抑制因子、中性粒细胞吞噬功能等，均与铁有关。感染时，过量的铁会促进细菌的生长，影响免疫。
②铁的吸收与利用。铁的吸收主要在小肠的上段，受多种因素的影响。一般认为动物性食品和植物性食品混合食用，可提高植物食品内铁的吸收率。
铁在食物中的存在形式有两种：一种是植物性食物中的非血红素铁，另一种是动物性食物中的血红素铁。非血红素铁在消化吸收过程中容易受到其他膳食因素的影响，消化吸收率比较低。食物中的草酸、植酸和磷酸等都会抑制非血红素铁的吸收。植物性食物中铁的消化吸收率一般不超过5%。提高非血红素铁的消化吸收的方法是增加食物中维生素C 的摄入量，当膳食中铁与维生素C的比例达到1∶5或1∶10时，非血红素铁的消化吸收率可以提高3～6倍。植物性食物在烹调前焯水，可以除去部分草酸、植酸和磷酸，增加非血红素铁的消化和吸收。茶水中的鞣酸含量比较高，会干扰人体对铁的消化和吸收，因此不宜饮浓茶。非血红素含量高的植物性食物与动物肝脏、鱼肉、禽肉一起食用，非血红素铁的消化吸收率会明显增高。
人体对铁的利用非常高效，损耗很小，如红细胞衰老解体后释放的血红素铁可反复利用，人体每天实际利用的铁远远超出同一时期内食物供给的铁。
③铁缺乏及缺铁性贫血。人体缺铁时会引起生理功能和代谢功能的紊乱，缺铁性贫血是最常见的铁缺乏症。
缺铁性贫血的人由于血液中血红蛋白的含量不足，影响供氧，会导致工作效率降低，学习能力下降，出现如心慌、气短、头晕、眼花、精力不集中等症状。
缺铁性贫血是亚洲国家常见的营养性疾病之一，发病率相当高，特别是婴幼儿、学龄前儿童和生育期妇女，其中农村发病率高于城市，落后、偏远地区高于富裕地区。
④膳食参考摄入量及食物来源。铁的成人推荐摄入量为男性每天15 mg，女性20 mg。
铁广泛存在于各种食物中，但分布极不均衡，吸收率相差极大，一般动物性食物中铁的含量和吸收率较高，如动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类。蔬菜的含铁量不高，油菜、苋菜、菠菜、韭菜等所含的铁利用率不高。
（2）碘
碘在人体的含量只有25～50 mg，但具有非常重要的生理功能。
①生理功能。碘在体内主要参与甲状腺激素的合成，其生理作用通过甲状腺激素表现出来。
A.参与能量代谢。碘在蛋白质、脂类与糖类的代谢中，促进氧化和氧化磷酸化过程；碘在心、肝、肾及骨骼肌中促进分解代谢、能量转换、增加耗氧量、加强产热作用；碘参与维持和调节体温，保持人体正常的新陈代谢和生命活动。
缺碘使甲状腺输出甲状腺激素受限，引起基础代谢率下降。反之，甲状腺功能亢进会使机体的能量转换率和热的释放量相对提高。
B.促进代谢和体格生长发育。所有的哺乳类动物都依靠甲状腺素即需要碘维持细胞的分化与生长。发育期儿童的身高、体重、肌肉、骨骼的增长和性发育都必须有甲状腺激素的参与，此时期碘缺乏可致儿童生长发育受阻，侏儒症的一个最主要病因就是缺碘。
C.促进神经系统发育。在脑发育阶段，神经元的迁移及分化，神经突起的分化和发育，尤其是树突、树突棘、触突、神经微管以及神经元联系的建立，髓鞘的形成和发育都需要甲状腺激素的参与。
D.垂体激素作用。碘代谢与甲状腺激素的合成、释放及功能作用受垂体前叶促甲状腺激素的调节，促甲状腺激素的分泌受血浆甲状腺激素浓度的反馈影响。血浆中甲状腺激素增多，垂体即受到抑制，促使甲状腺激素减少分泌；当血浆中甲状腺激素减少时，垂体前叶促甲状腺激素分泌增多——这种反馈性的调节，对稳定甲状腺的功能、治疗碘缺乏病很有必要。由此可见，碘、甲状腺激素与中枢神经系统的关系是非常密切的。
②碘缺乏对人体的影响。妇女妊娠前及整个妊娠期缺碘或甲状腺激素缺乏均可导致胎儿脑蛋白合成障碍，使脑蛋白质含量减少，细胞体积缩小，脑重量减轻，直接影响胎儿智力发育。因此，地方性甲状腺肿严重的地区，也常发生以神经肌肉功能障碍为主要表现的克汀病。
胚胎期及婴儿期缺碘的儿童在改善缺碘状态后，只能防止缺碘对大脑进一步损害及防止碘缺乏病的发生，不能明显改善智力发育。缺碘对大脑神经的损害是不可逆的，胎儿期母体保证合理营养，特别是保证微量营养素的充分摄取，对胎儿和母体都是非常重要的。
体内缺碘，甲状腺素合成量减少，会引起脑垂体促甲状腺激素分泌增加，不断刺激甲状腺从而引起甲状腺肿大，民间叫“瘿瓜瓜”或“大脖子病”，伴随心慌、气短、头痛、眩晕等症状，劳动时症状更明显，严重时全身出现黏液性水肿。这种病还有明显的遗传倾向。
严重缺碘的妇女生育的婴儿，会发生呆小病，表现为患者生长迟缓，发育不全（如性器官发育停止等），智力低下，聋哑痴呆。
③膳食参考摄入量及食物来源。成人每日碘的推荐摄入量为120 μg，可耐受最高摄入量为600 μg。
碘的摄入主要通过食物，约占总摄入量的80%～90%，其次为饮水与食盐。食物碘含量的高低取决于各地区的生物地质化学状况。
海洋食品的含碘量很高，如海带、紫菜、鲜海鱼、蚶干、蛤干、干贝、淡菜、海参、海蜇、龙虾等，其中干海带含碘量可达240 mg/kg；而远离海洋的内陆山区或不易被海风吹到的地区，土壤和空气中含碘量较少，这些地区的食物含碘量不高。
陆地食品的含碘量不一，动物性食品高于植物性食品，蛋、奶含碘量相对稍高（40～90 μg/kg），其次为肉类。植物含碘量是最低的，特别是水果和蔬菜。目前采用碘盐、碘油等措施，有效预防了缺碘性疾病的发生。