常量元素与人体健康

常量元素与人体健康

人体内每种元素都有着自己特定的作用，它们彼此之间相辅相成，在人体中构成一个化学平衡，维系着人体的生命活力。

钙Ca

随着社会发展的不断改善，人民生活水平也不断地提高。由于各地传统的饮食习惯，加之食之过精、偏食和不良生活习惯等原因，致使我国一些地区的部分人群，体内钙元素偏低。由于缺钙，使儿童、妇女、老年人甚至青壮年者产生多种疾病。近年来，科学的发展和医学的进步，人们对缺钙的危害性已有了足够的认识。但是现在，广大消费者面临的问题不是买不到钙产品，而是当前媒体对补钙的宣传达到了白热化的程度，几乎造成一种全民缺钙，不分男、女、老、幼，人人需要补钙的一种异常氛围。面对市场上的几百种钙剂，由于质量良莠不齐，而铺天盖地的广告宣传，令人无所适从。因此，消费者只有走出补钙误区，才能明明白白地补钙。

1.钙在人体内的分布

钙是人体中重要因素，居体内各组成元素的第五位，最丰富的元素之一，同时也是含量最丰富的矿物质元素，它占人体总重量的1.5%～2.0%。大约99%的钙集中在骨骼和牙齿内，其余分布在体液和软组织中。血液中的钙不及人体总钙量的0.1%。正常人血浆或血清的总钙浓度比较恒定，平均为2.5摩尔/升(9～11毫克/分升);儿童稍高，常处于上限。随着年龄的增加，男子血清中钙、总蛋白和白蛋白平行地下降;而女子中的血清钙却增加，总蛋白则降低，但依旧比较稳定。

钙　片

2.钙的生理功用

(1)钙是构成骨骼和牙齿的主要成分，起支持和保护作用。

(2)钙对维持体内酸碱平衡，维持和调节体内许多生化过程是必需的，它能影响体内多种酶的活动，如ATP酶、脂肪酶、淀粉酶、腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶、磷酸二酯酶、酪氨酸羟化酶、色氨酸羟化酶等均受钙离子调节。钙离子被称为人体的“第二信使”和“第三信使”，当体内钙缺乏时，蛋白质、脂肪、碳水化合物不能充分利用，导致营养不良、厌食、便秘、发育迟缓、免疫功能下降。

(3)钙对维持细胞膜的完整性和通透性是必需的。钙可降低毛细血管的通透性，防止渗出，控制炎症与水肿。当体内钙缺乏时，会引起多种过敏性疾病，如哮喘、荨麻疹(俗称风块、鬼风疙瘩)、婴儿湿疹、水肿等。

(4)钙参与神经肌肉的应激过程。在细胞水平上，作为神经和肌肉兴奋－收缩之间的耦联因子，促进神经介质释放和分泌腺分泌激素的调节剂，传导神经冲动，维持心跳节律等。当神经冲动到达神经末梢的突触时，突触膜由于离子转移产生动作电位(钾—钠ATP酶作用下的钾—钠泵运转)，细胞膜去极化。钙离子以平衡电位差的方式内流进入细胞，促进神经小泡与突触膜接触向突触间隙释放神经递质。这一过程中钙离子细胞膜内外转移是必需的，同时还依靠钙转移的浓度对反应强度进行调节，钙浓度高时反应强，反之则弱。由于钙的神经调节作用对兴奋性递质(乙酰胆碱、去甲肾上腺素)和抑制性递质(多巴胺、5－羟色胺、γ－羟基丁酸)具有相同的作用，因此当机体缺钙时，神经递质释放受到影响，神经系统的兴奋与抑制功能均下降。在幼儿表现较明显，常见为易惊夜啼，烦躁多动，性情乖张和多汗;中老年表现为神经衰弱、神经调节能力和适应能力下降。

(5)钙参与血液的凝固、细胞粘附。体内严重缺钙的人，如遇外伤可致流血不止，甚至引起自发性内出血。

近年医学研究证明，人体缺钙除了会引起动脉硬化、骨质疏松等疾病外，还能引起细胞分裂亢进，导致恶性肿瘤;引起内分泌功能低下，导致糖尿病、高脂血症、肥胖症;引起免疫功能低下，导致多种感染;还会出现高血压、心血管疾病、老年性痴呆等。

3.钙的需要量及来源

许多膳食调查的资料指出，我国人民钙摄入量偏低。中国营养学会推荐的钙供给量标准为:从初生至10儿童，600毫克/日;10～13岁，800毫克/日;13～16岁，1200毫克/日;16～19岁，1000毫克/日，成年男女，600毫克/日;孕妇，1500毫克/日;乳母，2000毫克/日。英国成年男女供给量标准为500毫克/日，孕妇、乳母各1200毫克/日。WHO的标准，成年男女为0.4～0.5克，孕妇乳母为1.0～1.2克。

牛　奶

食物中钙的来源以奶(普通牛奶含钙量1.14毫克/克)及奶制品最好，不但含量丰富，且吸收率高，是婴幼儿最理想的钙源。蔬菜、豆类和油料作物种子含钙量也较丰富，其中特别突出的有黄豆(含钙量1.91毫克/克)及其制品(豆腐含钙量1.64毫克/克)、黑豆、赤小豆、各种瓜子、芝麻、小白菜等。小虾皮、花菜、海带等含钙也很丰富。饮食中应适当增加这些食品。此外，还应根据需要，适当服用葡萄酸钙、乳酸钙等容易吸收的钙制剂。需要注意的是，蔬菜或水果中的草酸，以及大量的脂肪，都会阻碍钙的吸收。为提高人体对钙的吸收率，还必需同时摄入丰富的维生素D，或经常晒太阳。因为人体皮肤内的7－脱氢胆固醇经日光中紫外线的照射，可转变成维生素D。

4.影响钙吸收的因素

(1)肠道pH值条件:食物钙易溶解子酸性条件，尤其是胃酸与钙形成可溶性CaCl₂最有利于吸收。其他如酸性氨基酸、乳酸等能酸化肠道环境的因素均有利于钙维持溶解而有利吸收。但草酸、碳酸、核苷酸和尿酸等弱酸与钙形成难溶物质，不仅干扰钙的吸收，还引起钙在组织沉淀成为钙化灶，在器官内沉淀形成结石。

(2)维生素D:食物中的维生素D以及同化修饰后的羟化维生素D。是钙在肠道吸收的关键因素，足量的羟化维生素D。能加快钙离子在肠黏膜刷状缘积聚，增加细胞内维生素D依赖钙结合蛋白的合成，加速细胞内钙的迁移，使肠组织内钙的分布更广泛均匀。维生素D须在肾脏羟化修饰成维生素D₀;当肝肾功能受损时维生素D修饰会发生障碍，从而影响钙的吸收和代谢。

(3)酪蛋白磷酸肽:食物中的钙在胃中与胃酸结合为最有利于吸收的可溶性CaCl₂，但一旦进入肠道碱性环境就会破坏等电条件，甚至与弱酸结合发生沉淀干扰吸收。酪蛋白是奶中蛋白之一，该蛋白经消化与磷酸结合成为酪蛋白磷酸肽。酪蛋白磷酸肽在小肠与钙结合成可溶性盐，有利于吸收。

(4)磷酸与有机酸:大多数有机酸均为弱酸，在肠道的碱性环境中与钙形成难溶物质阻碍钙的吸收。钙的吸收需要有磷的存在。食物中的钙磷比例以2∶1(钙∶磷)为适当，当钙过高磷相对低时钙吸收不良，反之则因形成磷酸钙而沉淀也不能被吸收。

(5)激素:多种激素会影响钙的吸收，如维生素D、甲状旁腺素、降钙素、雌性激素、甲状腺素、糖皮质激素、生长激素、雄性激素等。

(6)脂肪与蛋白:高蛋白饮食抑制钙吸收，过多的脂肪膳食又由于脂肪的水解消化，产生的脂肪酸与钙结合成脂肪酸皂钙沉淀而阻碍吸收。

(7)其他:钠、钾、氟、镁等元素，中草药和抗生素，抗癫痫药和利尿剂及过量的维生素D治疗可能阻碍钙吸收。恶性肿瘤、肝病和肾脏疾患影响到正常功能的程度均会影响到钙的吸收与代谢。

研究证实，食物中钙的吸收率随龄下降(与年龄成反比)，婴儿大于50%;儿童40%左右;成年人20%左右;40岁以后，钙的吸收率直线下降，不论其营养状况如何，平均每10年减少5%～10%。

以此为依据，成年人，尤其是老年人应重视补钙。婴儿及儿童应重视钙的自然摄入和适当补钙。但从物质代谢平衡角度，补钙应该在“完全膳食”的基础上，针对不同人群的生理特点分别进行。

磷P

正常人体中含磷量750～1130克，居体内各组成元素的第六位。常见的氧化形式有－3、+3和+5价，其中对生命有实际意义的是+5价。

磷是构成人体骨骼和牙齿的主要成分。骨骼和牙齿中的磷占人体总磷量的85%。身体内90%的磷是以磷酸根(PO₄³－)的形式存在。牙釉质的主要成分是羟基磷灰石Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆和少量氟磷灰石Ca₁₀F₂-(PO₄)₆、氯磷灰石Ca₁₀Cl₂(PO₄)₆等。羟基磷灰石是不溶性物质。当糖吸附在牙齿上并且发酵时，产生的H+和OH－结合生成H₂O及PO₄³－，就会使羟基磷灰石溶解，使牙齿受到腐蚀。如果用氟化物取代羟基磷灰石中的OH－，生成的氟磷灰石能抗酸腐蚀，有助于保护牙齿。磷也是构成人体组织中细胞的重要成分，它和蛋白质结合成磷蛋白，是构成细胞核的成分。此外，磷酸盐在维持机体酸碱平衡上有缓冲作用。成年人每天摄取800～1200毫克磷就能满足人体的需要。当人体中缺磷时，就会影响人体对钙的吸收，就会患软骨病和佝偻症等。因此，必须注意摄取含磷的食物。成年人膳食中钙与磷的比例以1.5∶1.1为宜。初生儿体内钙少，钙与磷的比例可接近5∶1。

磷摄入或吸收的不足可以出现低磷血症，引起红细胞、白细胞、血小板的异常，导致软骨病;因疾病或过多地摄入磷，将导致高磷血症，使血液中血钙降低导致骨质疏松。

如果摄取过量的磷，会破坏矿物质的平衡和造成缺钙。因为磷几乎存在于所有的天然食物中，在日常饮食中就摄取了丰富的磷，不必再专门补充。特别是40岁以上的人，由于肾脏不再帮助排出多余的磷，因而会导致缺钙。为此，应该减少食肉量，多喝牛奶，多吃蔬菜。

一般国家对磷的供给量都无明确规定。因1岁以下的婴儿只要能按正常要求喂养，钙能满足需要，磷必然也能满足需要;1岁以上的幼儿以至成人，由于所吃食物种类广泛，磷的来源不成问题，故实际上并无规定磷供给量的必要。一般说来，如果膳食中钙和蛋白质含量充足，则所得到的磷也能满足需要。

美国对磷的供给量有一定的规定，其原则是出生至1岁的婴儿，按钙/磷比值为1.5∶1的量供给磷; 1岁以上，则按1∶1的量供给磷。

食用精谷类导致缺磷

人类的食物中有很丰富的磷，几乎所有的食物都含磷，特别是谷类和含蛋白质丰富的食物，常用的含磷食品主要有豆类、花生、鱼类、肉类、核桃、蛋黄等。在人类所食用的食物中，无论动物性食物或植物性食物都主要是其细胞，而细胞都含有丰富的磷。故人类营养性的磷缺乏是少见的。但由于精加工谷类食品的增加，人们也在面临着磷缺乏的危险。

镁Mg

人类开始对镁的生理作用的研究，是从20世纪70年代末80年代初开始的。而对人体镁缺乏症，直到最近几年才引起注意。1995年在美国举行的一次营养学会议上，专家们估计，美国人患镁缺乏症的人数占总人数的20%以上，个别地区竟达80%以上，这个数字实在令人震惊!

1.镁在人体中的作用

成年人体内含镁量为20～30克，70%的镁以磷酸盐和碳酸盐的形式存在于骨骼和牙齿中，其余25%存在于软组织中。人体内到处都有以镁为催化剂的代谢系统，约有100个以上的重要代谢必须靠镁来进行，镁几乎参与人体所有的新陈代谢过程。在人体细胞内，镁是第二重要的阳离子(钾第一)，其含量也次于钾。镁具有多种特殊的生理功能，它能激活体内多种酶，抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定性，参与体内蛋白质的合成、肌肉收缩及体温调节。镁影响钾、钠、钙离子细胞内外移动的“通道”，并有维持生物膜电位的作用。

2.体内含镁量与几种常见病的关系

(1)脑血管病

最近，日本学者通过调查发现，饮食中，镁、钙的含量与脑动脉硬化发病率有关科研结果显示当血管平滑肌细胞内流入过多的钙时，会引起血管收缩，而镁能调解钙的流出、流人量，因此缺镁可引起脑动脉血管收缩。脑梗塞急性期病人脑脊液中镁的含量比健康人低，而静脉注射硫酸镁后，会引起脑血流量的增加。血中钙离子过多也会引起血管钙化，镁离子可抑制血管钙化，所以镁被称为天然钙拮抗剂。实验还证实，脑脊液和脑动脉壁中保持高浓度镁是血管痉孪的缓冲机制。

(2)高血压病

美国学者在研究高血压病因时发现:给患者服用胆碱(B族维生素中的一种)一段时间后，患者的高血压病症，像头痛、头晕、耳鸣、心悸都消失了。根据生物化学的理论，胆碱可在体内合成，而实际合成中，仅有维生素B₆不行，必须有镁的帮助，维生素B₆才能形成B₆PO₄活动形态，在高血压患者中往往存在严重的缺镁情况。

(3)糖尿病

糖尿病是由于吃过多的动物性蛋白质及高热量所致。我们来看美国一位生化博士对糖尿病原因的叙述:当人体吸收的维生素B₆过少时，人体所吸收的色氨酸就不能被身体利用，它转化为一种有毒的黄尿酸。当黄尿酸在血中过多时，在48小时就会使胰脏受损，不能分泌胰岛素而发生糖尿病，同时血糖增高，不断由尿中排出。只要维生素B₆供应足够，黄尿酸就减少。镁可减少身体对维生素B₆的需要量，同时减少黄尿酸的产生。凡患糖尿病的人，血中的含镁量特别低，因此，糖尿病是维生素B₆、镁这两种物质缺乏而引起的。

含有镁离子的水

除上述几种常见病外，缺镁还会引起蛋白质合成系统的停滞，激素分泌的减退，消化器官的机能异常，脑神经系统的障碍等等。这些病症有许多是直接或间接和镁参与的代谢系统变异有关。

体内镁的来源及镁缺乏的原因:镁在人体中正常含量为25克，属常量元素。人对镁的每日需要量大约300～700毫克，其中约40%来自食物，食物中以绿色蔬菜含镁量最高，镁离子在肠壁吸收良好。约60%由含有镁离子的饮用水提供。

3.人体缺镁与下列情况有关

(1)蔬菜短缺、蔬菜摄入量不足、蔬菜加工程序复杂致使含镁量大减。

(2)经常食用磷过剩食品，如肉、鱼、蛋、虾等，动物蛋白食物中的磷化合物能使肠道中的镁吸收困难，而这些磷过剩的食物却是我们推崇的高蛋白营养物。

(3)靠雪水生活的地区，经常饮用“纯水”的人们。“纯水”包括蒸馏水、太空水、纯净水，这些水固然纯净，但它在除去有害物质的同时，也除去了包括镁在内的有益营养物质。

(4)饮酒、咖啡和茶水中的咖啡因也会使食物中的镁在肠道吸收困难，造成镁排泄增加。

(5)食用食盐过量会使细胞内的镁减少。

(6)身心负荷“超载”引起应激反应，可使尿镁排泄增加。

膳食中镁的主要食物来源有小米、燕麦、大麦、豆类、花生、核桃、小麦、菠菜、芹菜叶、肉类和动物肝脏等。消除了影响人体缺镁的因素，人们只要做到多吃绿色蔬菜(最好能生吃蔬菜或空腹喝新鲜菜汁)，常喝硬水，如自来水、矿泉水等，多食一些富镁食品，例如各种麦制面粉、胡萝卜、莴苣、豆类、果仁等，人体就可获得镁的正常需要量。

钾K

氯化钠、氯化钾溶于水中产生钠离子、钾离子和氯离子，它们的重要作用是控制细胞、组织液和血液内的电解质平衡，这种平衡对保持体液的正常流通和控制体内的酸碱平衡是必要的。氯是胃液中胃酸的成分，胃酸主要是盐酸组成，所以氯是重要的生命必需元素。

尽管钾在人体内占总矿物元素含量的5%，仅次于钙和磷，但也许是因为食物中都含有充足的钾而不易引起缺乏，以至于人们未能认识到钾对于机体健康的重要性。人体内钾70%存在于肌肉，10%在皮肤，其余在红细胞、骨髓和内脏中。

钾的生理功能:钾作为人体的一种常量元素，在维持细胞内的渗透压和维持体液酸碱性平衡，维持机体神经组织、肌肉组织的正常生理功能以及在细胞内糖和蛋白质代谢等方面具有重要的意义，机体中大量的生物学过程都不同程度地受到血浆钾的浓度影响。值得注意的是，钾的大部分生理功能都是在与钠离子的协同作用中表现出来的，因此，维持体内钾、钠离子的浓度平衡对生命活动是十分重要的。

钾的供给量与来源:一般成人每天摄取2～2.5克的钾是比较合适的。钾广泛存在于各种动植物食物中，肉类、蔬菜以及水果都是钾的良好食物源，尤其是大豆、花生仁、虾米中更含有丰富的钾，马铃薯、香蕉、番茄、橙子以及肉类、鱼类都含有较多的钾。

虾中含有丰富的钾

在人体内钠离子、钾离子和氯离子三种离子都应保持平衡，任何一种离子不平衡，都会对身体产生影响。例如运动员在激烈的运动过程中大量出汗，汗水中除了水分外，还含有Na⁺、K⁺和Cl^－等离子，因此，出汁太多，使体内Na⁺、K⁺和Cl^－等离子浓度大为降低，促使肌肉和神经受到影响，导致运功员出现恶心、呕吐，严重的出现衰竭和肌肉痉挛。所以运动员在比赛前后要注意补充盐分，炼钢工人或高温工作者的饮料中要加入适量的食盐。人体内缺钠会感到头晕、乏力，长期缺钠易患心脏病，并可异致低钠综合征。但人体内钠含量高了也会危害健康，科学界已基本认定食盐过量与高血压有一定的关系，有报道说，人体随食盐摄取量的增加，骨癌、食道癌、膀胧癌的发病率也增高。因此，对于高血压患者，世界卫生组织建议的含盐摄入标准是每天不超过6克。