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1、第三讲 保健与化学,健康长寿是人类的共同愿望。许多资料表明，危害人类健康的疾病都与体内某些元素的平衡失调有关。因此，了解生命元素的功能，并正确理解饮食、营养与健康的关系，树立平衡营养观念，对于预防疾病、增强体质、保持健康具有重要意义。,4.1 人体内的化学元素概述,一、人体中化学元素的分类 二、人体内化学元素的功能,人体中有极其惊人的矿藏，品种繁多遍布全身。 目前已经知道，人体中含有50多种矿物质，这些矿物质又称为无机盐。在体内占较大比重的有钠、钾、钙、镁、磷、硫等元素 ，也有含量甚微的铁、铜、钴、锰、铬、锌、钼、镍、硒、铅、镉、汞、钒、碘、氟、硼、硅等元素。各种元素的作用见表4.1。,一、人
2、体中化学元素的分类,人体内化学元素,必需元素,非必需元素,有害元素,常量元素：11种，占99.95%,微量元素：20多种，占0.05%,无害元素,1.必需元素：指人体新陈代谢或生育成长过程中必不可少的元素。又可分两类：一类叫常量（宏量）元素，指每天撮入0.04克以上，且占人体0.05以上的元素，常量元素有11种，它们是氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁等。其中氧、碳、氢和氮四种元素占人体总重的96，其余7种占人体3.95，总计常量元素占人体99.95%。 人体中常量元素的名称及其含量见表4.2,常量元素占人体总量的99.95%,另外一类叫微量元素也称痕量元素，指每天摄入量在0.04克以
3、下，在人体中含量低于0.01的元素。目前已确定的微量元素有铁、铜、锌、铷、锶、氟、硼、溴、碘、钡、锰、硒、铬、钼、砷、钴、钒等17种（有的如镍、碲等尚未确定），这17种元素占人体约0.05。这些元素在体内含量真是微乎其微，如锌在人体中只有百万分之三十三，氟不超过百万分之四十，铁也只有百万分之六十。,然而，就是这些看来微不足道的元素，与机体的生命活动关系密切，与人的生存和健康息息相关。它们当中，有的是组成人体血液的重要成分，有的是构成人体细胞不可缺少的物质，也有的是形成人体中某些酶、激素或维生素等活性物质的核心成分。总之，微量元素能帮助将普通元素运输到身体各个部分，对人的正常代谢和身体健康有着举
4、足轻重的作用。,表4.3 几种微量元素的主要功能,2.非必需元素 顾名思义是人体不需要的元素。它也可分两类：一类虽然是人体的新陈代谢或发育生长不需要的，但是人体掇入少量后，不会产生严重病理现象者，常称无害元素如铋元素等；另一类，不仅人体不需要，而且摄入微量，就会出现病态或中毒症状者，常称有害元素或有毒元素，如汞、镉、铅等。,必须指出：有人对有毒元素和微量元素作用混淆不清，误称有毒元素为微量元素，这是错误的。同时，不可把微量元素称为有毒或有害元素。下面举两例来说明：,硒是微量元素，人体离不了它，它在人体内有抗细胞老化、抗癌等重要功能，如果缺硒就会导致心肌病变、贫血等疾病。但是，人体含硒量不可过高
5、，过高也会引起恶心腹泻和神经中毒。如每天硒摄人量超过0.0001克，人就会中毒，直至死亡。人体对硒的需要量极少，尽管硒的化合物有剧毒，但决不可称它为有毒元素。,镉元素常混入铜矿、锌矿等矿物中，在冶炼过程中进入废渣，再被雨水冲刷进入河（湖）水，被动植物吸收，造成镉污染，当镉进入人体，会跟人体蛋白质结合成有毒的镉硫蛋白，危害造骨功能，从而造成骨质疏松、骨萎缩变形、全身酸痛等。日本“神通川”河两岸常见的骨痛病，镉是罪魁祸首。1972年世界卫生组织宣称，人体缺乏排镉功能，每日摄入量应为零，即不可摄入镉。因此，不要因为在人体查到残留的微量镉而误称它为微量元素，而应称它为有害元素。,1931年日本富山发生
6、“痛痛病” 20世纪初期开始，人们发现富山平原上 “神通川”河流两岸地区的水稻普遍生长不良。1931年又出现了一种怪病，患者大多是妇女，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食，疼痛无比，常常大叫“痛死了！”“痛死了！”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”（ItaiItai Disease）。,19461960年，日本医学界从事综合临床、病理、流行病学、动物实验和分析化学的人员经过
7、长期研究后发现，“骨痛病”是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉（Cd）中毒。 据记载，由于工业的发展，富山县神通川上游的神冈矿山从19世纪80年代成为日本铝矿、锌矿的生产基地。神通川流域从1913年开始炼锌，“骨痛病”正是由于炼锌厂排放的含镉废水污染了周围的耕地和水源而引起的。,铝为人体非必需的无害元素，但多了也为害非浅，如今已查明铝是老年痴呆症的祸首。在日常生活中，铝可通过许多途径进入人体，如喝茶、使用广泛的铝炊具、牙膏的主要调合剂（氢氧化铝）、医治胃病的抗酸剂（氢氧化铝）、油条、粉丝的添加剂（明矾）等。,英国科学家研究证明，铝不易被人体吸收。老年人与健康的年青人不同，由于其代谢功能减退，
8、造成必需元素损失和非必需元素在体内累积，此时机体不能有效地阻止已摄入体内的铝进入大脑，有可能会对脑神经造成障碍。因此，体弱的中老年人要从多方面注意减少铝的摄入，饮茶也应选用优质的细嫩茶为宜。,几种有害元素中毒现象,汞中毒,汞中毒 汞为银白色的液态金属，常温中即有蒸发。汞中毒（mercurypoisoning）以慢性为多见，主要发生在生产活动中，长期吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神-神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状。大剂量汞蒸气吸入或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。对汞过敏者，即使局部涂沫汞油基质制剂，亦可发生中毒。,接触汞机会较多的有汞矿开采，汞合金冶炼，金和银提取，汞整流器，以及真空泵、照
9、明灯、仪表、温度计、补牙汞合金、雷汞、颜料、制药、核反应堆冷却剂和防原子辐射材料等的生产工人。,日本熊本县水俣湾外围的 “不知火海”是被九州本 土和天草诸岛围起来的内 海，那里海产丰富，是渔 民们赖以生存的主要渔场。 水俣镇是水俣湾东部的一 个小镇，有4万多人居住，,周围的村庄还居住着1万多农民和渔民。“不知火海”丰富的渔产使小镇格外兴旺。 1925年，日本氮肥公司在这里建厂，后又开设了合成醋酸厂。1949年后，这个公司开始生产氯乙烯（C2H5Cl），年产量不断提高，1956年超过6000吨。与此同时，工厂把没有经过任何处理的废水排放到水俣湾中。 1956年，水俣湾附近发现了一种奇怪的病。这种
10、病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。,病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。随后不久，此地也发现了患这种病症的人。患者由于脑中枢神经和末梢神经被侵害，轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形，重者神经失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡。当时这种病由于病因不明而被叫做“怪病”。这种“怪病”就是日后轰动世界的“水俣病”，是最早出现的由于工业废水排放污染造成的公害病。,成年人铅中毒后经常会出现：疲劳、情绪消沉、心脏衰竭、腹部疼痛、肾虚、高血压、关节疼痛、生殖障碍、贫血等症状。孕妇铅中毒后会出现流产、新生儿体重过轻、死婴、婴儿发
11、育不良等严重后果。而儿童经常会出现：食欲不振、胃疼、失眠、学习障碍、便秘、恶心、腹泻、疲劳、智商低下、贫血等症状。 铅中毒的危害很严重，因此预防和检测工作就变得非常重要。可是铅中毒后的症状往往非常隐蔽难以被发现，所以目前最可靠的方法就是血检。,铅中毒,儿童血铅中毒是怎么回事,美国CDC(国家疾病控制中心)1982年的“儿童铅中毒指南“规定:血铅水平超过或等于100ug/L，无论是否有相应的临床症状、体症及其他血液生化变化即可诊断为“儿童铅中毒“，并且把儿童的血铅水平分为五级，用以表示不同的铅负荷状态。,鉴于铅毒对儿童危害的无阈值性，近年来发达国家及我国政府提出开展“零铅工程(即体内含铅量为零的
12、理想水平)“。目前，部分发达国际及我国大城市的医疗儿童保健机构已将儿童铅中毒的诊断标准确定为50g/L。,根据测定，在石油炼制厂附近、汽车来往频繁的路口，空气中铅的含量大大超过了国家的标准。因为，汽油在冶炼过程中加入了四乙基铅，汽油在燃烧过程中，铅会随着汽车中的尾气排出，这些铅有80%悬浮在距离地面1米左右的高度，这个高度正好是儿童的身高，儿童很容易把悬浮在空中的铅吸进体内。,除此之外，铅还来自某些室内装饰品，如有些家庭装修用的油漆、涂料就含有铅。香烟中也台有铅，长期吸入同样会导致铅的蓄积中毒。有些儿童用的文具如一些颜料、橡皮泥，食品中如爆米花、松花蛋等也都含有铅。,职业性镉中毒诊断标准（GB
13、Z17-2002 ）适用于各种职业接触镉及其化合物的作业，如金属镉及含镉合金冶炼、焊接、镍-镉电池制造、颜料制造、金属表层镀镉等。职业性镉中毒主要是吸入镉化合物烟、尘所致的疾病。急性中毒以呼吸系统损害为主要表现;,镉中毒,慢性中毒引起以肾小管病变为主的肾脏损害，亦可引起其他器官的改变。镉中毒让人“变形”-镉被人体吸收后，将在体内形成镉硫蛋白，它首先使肝脏受损，继而引起骨软化症。该病以疼痛为特点，疼痛性质为刺痛，始于腰、背，继而波及肩、膝、髋关节，并逐渐扩至全身。,活动时，这种疼痛会加剧。轻症患者，咳嗽或轻微外伤即可引发病理性骨折；重症患者，其四肢可屈曲变形，身高比健康时缩短1030厘米。镉中毒
14、是慢性过程，潜伏期最短为28年，一般为1520年。目前，医学界认为还没有有效的药物可以让镉从体内排除。,镉中毒事件回放 2004年5月以来，广东省惠州市两家港资电池生产企业（惠州超霸电池有限公司和惠州先进电池有限公司），相继发现部分员工血镉、尿镉增高。截至2004年底，广东省职业病防治医院检测了1021人，发现177人符合“镉感染”观察对象标准（连续两次尿镉测定超过5mol/mol肌酐），2人确诊为职业病患者。,2005年3月18日，引起国内外广泛关注的“镉中毒索赔诉讼案”在广东惠州开庭，65名中毒民工向广东省惠州市惠城区法院提起诉讼，状告当地两家电池厂，索赔1635万，要求医疗和精神赔偿。,
15、惠州镉中毒事件的部分受害者,二、人体内化学元素的功能 元素在人体内所起到的生理和生化作用，主要有以下几个方面： （1）结构材料。无机元素中钙、磷构成硬组织，碳、氢、氧、氮、硫构成有机大分子结构材料，如多糖、蛋白质等。,当孩子出现下面一些症状时，就应诊断为缺钙： 不易入睡、不易进入深睡状态，入睡后爱啼哭、 易惊醒，入睡后多汗；阵发性腹痛、腹泻，抽筋， 胸骨疼痛，“X型腿、“O”型腿，鸡胸，指甲 灰白或有白痕；厌食、偏食；白天烦躁、坐立不 安；智力发育迟、说话晚；学步晚，13个月后才 开始学步；出牙晚，10个月后才出牙，牙齿排列 稀疏、不整齐、不紧密，牙齿呈黑尖形或锯齿形 ；头发稀疏；健康状况不好
16、，容易感冒等。,补钙食谱,奶制品 牛奶是补钙的首选食品，别的食物难以替代。,豆制品 豆制品含有丰富的钙及一定量的维生素D，二者结合可有效预防度改善骨质疏松。,虾皮 虾皮的一大特点是矿物质数量、种类丰富，除了含有陆生、淡水生物缺少的碘元素，铁、钙、磷的含量也很丰富，虾皮素有“钙库”之称。,酸角 酸角富含钙、钾、磷、铁、镁等矿物质。酸角称为“钙中之王”。,骨头汤补钙？,喝骨头汤能补钙这些说法都是没有科学依据的，单纯靠喝骨头汤达不到补钙的目的。因为补钙最好有镁的参与，两者可以互相促进吸收，而骨头里很少有镁。同时，骨头里有大量的磷，而磷可以带走钙，反而在成钙的流失。,骨头汤能起到抗衰老的作用。这是由于人体骨胳中最重要的是骨髓，血液中的红、白细胞等就是在骨髓中形成的，随着年龄的增大和机体的老化，骨髓制造红、白细胞的功能逐渐衰退，骨髓功能降低，直接影响到人体新陈代谢的能力。骨头汤中含有的胶原蛋白正好能增强人体制造血细胞的能力。所以对于中老年人来说，喝些骨头汤加以调理，可以减缓骨骼老化;同样，骨头汤也能有利于青少年的骨骼生长。,（2）载体作
