维持生命的营养素——维生素
维持生命的营养素——维生素
维生素是人类和动物体生命活动所必需的一类物质，许多维生素是人体不能自身合成的，一般都必须从食物或药物中摄取。当机体从外界摄取的维生素不能满足其生命活动的需要时，就会引起新陈代谢功能的紊乱，导致生病。维生素缺乏病曾经是猖獗一时的严重疾病之一，例如，人体内维生素C缺乏会引起坏血病;维生素B1缺乏会引起脚气病，都曾经是摧毁人类特别是海员和士兵的大敌。
维生素
但是，过量或不适当地食用维生素，或者有些人把维生素当成补药，以致造成人体内某些维生素过多症，对身体也是有害的。因此，切莫把维生素看成灵丹妙药。
到目前为止，已经发现的维生素可以分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。在维生素刚被发现时，它们的化学结构还是未知的，因此，只能以英文字母来命名，如维生素A、维生素B、维生素C。但是不久就发现，某些被认为是单一化合物的维生素原来是由多种化合物组成的，于是就产生了“维生素族”的命名方法。例如，原来认为维生素B是单一的化合物，后来知道它是由多种化合物组成的，这样就需要在维生素B的英文字母下加角标的方法来命名，这就是维生素B1、维生素B2、维生素B5、维生素B6。实际上，现在每一种维生素都已经有了它的学名(即化学名称)。维生素还都有俗名，但不同国家所用的俗名差别很大，很不规则。
维生素A1
维生素A1以游离醇或酯的形式存在于动物界。人体所需的维生素A1，大部分来自动物性食物中，在动物脂肪、蛋白、乳汁、肝中，维生素A1的含量丰富。植物界中虽然不存在维生素A1，但维生素A1的前体(即维生素A1，原由它可以产生维生素A1)却广泛分布于植物界，它就是β－胡萝卜素。植物性食物中的β－胡萝卜素在肠壁内能转变为维生素A1，因此含β－胡萝卜素的植物性食物也是人体所需维生素A1的来源。
维生素A1影响许多细胞内的新陈代谢过程，在视网膜的视觉反应中有特殊的作用，而维生素A1醛(视黄醛)在视觉过程中起重要作用。视网膜中有感强光和感弱光的两种细胞，感弱光的细胞中含有一种色素，叫做视紫红质，它是在黑暗的环境中由顺视黄醛和视蛋白结合而成的，在遇光时则会分解成反视黄醛和视蛋白，并引起神经冲动，传入中枢神经产生视觉。视黄醛在体内不断地被消耗，需要维生素A1加以补充。
如果体内缺少维生素A1，合成的视紫红质就会减少，使人在弱光中的视力减退，这就是产生夜盲症的原因，所以维生素A1可用于治疗夜盲症。例如中国民间很早就用羊肝治疗“雀目”(即夜盲症)。
维生素A1还与上皮细胞的正常结构和功能有关，缺少维生素A1会导致眼结膜和角膜的干燥和发炎甚至失明。维生素A1的缺乏还会引起皮肤干燥和鳞片状脱落以及毛发稀少、呼吸道的多重感染、消化道感染和吸收能力低下。
人体每天对维生素A1的需要量为成人(男)为1000微克;成人(女) 800微克;儿童(1～9岁)为400～700微克。如果提供的是动物性食物中所含的维生素A1，数量可略低;如果提供的是植物性食物中所含的β－胡萝卜素，则数量要略高。
钠和钾
这就是维持生命的重要环节。如果细胞内外的钠和钾离子的浓度变得一样，生命活动就要停止。为了阻止细胞内外的钠和钾离子浓度变成一样，全靠细胞膜这个精密的大门来控制。细胞内所需要的离子不够时，细胞膜大门打开，将离子放进去;细胞内离子多余时，也把大门打开，将离子放出来。利用控制离子浓度的方法，维持细胞内外离子浓度的差别，才能维持生命活动。在人体内，钠主要以氯化钠形式存在于细胞外液中，依靠氯化钠可以把一定量的水吸到细胞里面，使人体组织维持一定的水分。
尽管我们的饮食、呼吸和排泄物中不断地有酸和碱的进入和输出，可是我们的血液大体上总是保持中性的。那么，人靠什么来维持这种酸度，或者说，怎样维持这种酸碱平衡呢?这主要靠血浆中的碳酸(由二氧化碳溶于水形成)和碳酸氢钠来共同维持，碳酸和碳酸氢钠组成了缓冲溶液，它既能抗酸，又能抗碱，就维持了血浆的酸碱平衡。
钾是动植物体内一种重要的酶的激活剂。钾离子和酶结合后，才能使酶发挥最大的活性，这需要钾离子的浓度为0.05～0.10摩/升。
在人类有历史记载的年代里，盐就曾经被用作流动货币。有的民族还常常为客人献上一块盐表示好意，这些都说明人类早就知道盐的重要性。对一个人来说，到底在饮食中需要多少盐，是因人、因地、因环境而不同的。通常认为，每人每天大约需要1～2克食盐，其中大部分是在做主、副食时加进去的。盐的平衡又与水的平衡分不开，出汗很多的高温作业的工人要喝盐汽水来补充因出汗太多而损失的大量盐分。对于严重脱水的病人，如果单独补充氯化钠是不够的，还要补充氯化钾，才能保持体内的离子平衡。
人体不必担心缺少钾，因为我们很容易从食物里获得所需要的钾。在我们所吃的植物性和动物性食物里，含钾都比较丰富，这是因为氮、磷、钾是植物生长必需和主要的肥料，而植物又是人的食物，于是，人的食物中所含的钾也不少。但有一点应该引起我们注意，有些人长期吃菜而不喝菜汤，岂不知菜汤中所含的钾离子比菜里还多。
钙和镁
钙和镁也是人体组织必需的而且量比较大的金属元素。尽管我们很容易从大多数食物中得到足够多的钙，可是缺钙的病症仍然不是少见的，因为吃进去的钙要通过重重关口才能被人体吸收。一个主要的关口是食物中的许多阴离子会使钙离子沉淀，而不能被人体吸收。例如磷酸根阴离子容易与钙离子形成不溶性的磷酸钙，只有磷酸二氢钙的溶解度比较大，方可被人体吸收，但是很可惜，磷酸二氢钙只有在胃处于酸性条件下才稳定，于是，人体吸收磷酸二氢钙又遇到了难关。
当食物在胃里与胃酸一起搅烂，混匀后来到能吸收钙的十二指肠时，又会很快被碱性的胆质中和，这时钙又被沉淀下来而不被吸收。高蛋白的食物中含磷酸盐较多，而磷酸盐越多，越容易使钙离子沉淀而不能被吸收。
人体所含的大部分钙都在细胞外面，所以钙主要是在骨骼和牙齿这些硬组织里，只有一部分钙留在血浆中，这是人体的钙的仓库，数量虽然不多，但很重要。血浆里虽然也存在着磷酸根离子和碳酸钙沉淀，这是因为钙离子早已和血浆里的蛋白质和其他配位体形成了稳定的络合物。钙先暂时贮存在血浆里作为转运站，需要时再慢慢沉积在骨骼里。
血浆里的钙在血液的凝固过程中也起着微妙的作用。血液在血管里是不会凝固的，但流出来以后就会凝固了。探索它的原因在于钙在把凝血酶原转变成凝血酶时有一定的作用，而凝血酶则在血液凝固时是举足轻重的。
血浆里的钙的运送和传输是由维生素D和副肾上腺素来控制的，由它们来开关吸收钙的大门。钙不够时，打开大门把钙放进血浆中，达到一定浓度后，就把门关死。下一步是血浆里的钙离子和蛋白质结合，组成网架，然后将磷酸二氢钙沉积在网架之中，就好像钢筋中灌入了水泥一样，形成骨骼和牙齿等硬组织。
血液中的钙离子浓度过高也是一种病，称为高血钙病。得了这种病，容易发生尿道结石以及全身性骨骼变粗和软骨钙化。血浆里钙的浓度太高，有时还会使心脏在收缩期突然停止跳动。
细胞内的钙离子大部分与蛋白质结合，存在于细胞膜上，真正处于细胞内的钙离子是很少的。肌肉受到刺激时之所以会收缩，是因为当刺激信号传来时，肌肉细胞里的钙离子浓度突然上升所引起的。只有使钙离子原来的浓度比较低，才能有可能上升，肌肉才有收缩功能。人类的生存与肌肉收缩有着千丝万缕的关系，要通过肌肉收缩来实现呼吸、消化、运动以及说话等活动。可见，钙离子对生命活动有多么重要。
镁离子之所以重要，恐怕要算它与酶的关系了。镁离子是许多酶的激活剂，没有镁，这些酶将失去生命力。为什么许多酶非要有镁离子才能发挥作用呢?其原因有三:第一，镁离子能使酶这种蛋白质保持一定的结构;第二，只有将镁与酶的底物结合起来，酶才能起到催化剂的作用;第三，镁离子可以传递电子，使人体内各种化学反应能顺利进行。
碘
碘主要存在于海洋中。海水里的碘化物被海生植物(如海带)吸收后进入这些植物中，海盐中也含有碘，人吃了海生植物和海盐后，碘便参加了人体内的新陈代谢循环。
碘的主要功能是参与甲状腺素的构成，碘集中在甲状腺内转变成甲状腺素和碘化对羟苯基丙氨酸。成人体内含碘20～50毫克，有20%的碘分布在甲状腺内。人体缺碘会引起甲状腺肿大。健康的成人的甲状腺内含碘约8毫克，而甲状腺肿大患者的碘含量可少至1毫克以下。
碘
人体所需的碘可以从饮水、食物和食盐中取得，这些物质中的含碘量主要取决于各地区的地质情况。一般情况下，远离海洋的内陆山区，土壤中含碘较少，水和食物中的含碘量也不高，因此，这些地区可能成为地方性甲状腺肿大的高发地区。多数国家对人体碘供给量没有统一的规定，一般认为，成人每日摄入100～200微克的碘，但对强体力劳动者、孕妇、乳母以及正在生长发育的青少年，每日供给的碘量应适当增加。
预防甲状腺胂大，应该经常吃含碘高的海带、紫菜等海产品。内陆山区以采用食盐加碘的方法最为有效，这种盐称为加碘盐。在1吨食盐中，加入10克碘酸钠或碘化钾最为合适。
氟
氟与我们的日常生活也有很大的关系。牙科医生在研究饮用水中所含的矿物质与产生龋齿的原因之间的关系时，曾经发现水中所含的少量氟化物可以抑制龋齿的发生。氟化物与牙齿中所含的钙作用，在牙齿表面形成一层坚实的氟化钙保护层，可以防止酸的侵蚀和虫柱。受到这些研究的启发，工厂生产了含氟化物的药物牙膏，如氟化钠牙豪、氟化锶牙膏、氟化亚锡牙膏，被用来预防和治疗龋齿。
在有些地区，水源中的含氟量低，甚至可以采用在饮水中加入控制量的氟化物，以增进牙齿的健康。但是，饮水中氟的含量不是越高越好，含量高了也有害处，例如，氟多了会与体液中的钙离子结合成溶解度小的氟化钙，它们沉积在骨骼里，会引起氟骨症。所以饮水中的含氟量必须控制，太少了不行，太多了则有害。