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1、生命科学中的微量元素摘要：今年暑假，我读了生命科学中的微量元素这本书，作者中国科学院院士、北京医科大学教授王夔重点解析了十种重要的生命元素，揭示了微量元素是人不可或缺的一部分，同时，从微量元素的来源，分布，食物营养，研究方法和未来展望方面全面地分析了其重要性，对生物界，人文科学，都有划时代的意义，可以说，这本书将生命科学推向了一个新的高度。关键词：微量元素 分布及作用 食物营养 未来和展望正文：1. 微量元素的分布及作用人体必需微量元素共 8 种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁。总的来说，微量元素在人体中的主要功能是： （1）在酶系统中起特异的活化中心作用。 微量元素使酶蛋白的亚单位保持在
2、一起，或把酶作用的化学物质结合于酶的活性中心。铁、铜、锌、钻、锰、铝等，能和疏基、胶基、异吡唑基、按基、羟基等配位基或分子基因相络合，形成络合物，存在于蛋白质的侧链上。 （2）在激素和维生素中起特异的生理作用 某些微量元素是激素或维生素的成分和重要的活性部分，如缺少这些微量元素，就不能合成相应的激素或维生素，机体的生理功能就必然会受到影响。如甲状腺激素中的碘和维生素 B12 中的钻都是这类微量元素。 （3）输送元素的作用 某些微量元素在体内有输送普通元素的作用。如铁是血红蛋白中氧的携带者，没有铁就不能合成血红蛋白，氧就无法输送，组织细胞就不能进行新陈代谢，机体就不能生存。 （4）调节体液渗透压
3、和酸碱平衡。微量元素在体液内，与钾、钠、钙、镁等离子协同，可起调节渗透压和体液酸碱度的作用，保持人体的生理功能正常进行。 （5）影响核酸代谢。 核酸是遗传信息的携带者，核酸中含有相当多的铬、铁、锌、锰、铜、镍等微量元素，这些微量元素，可以影响核酸的代谢。因此，微量元素在遗传中起着重要的作用。 （6）防癌、抗癌作用。 有些微量元素，有一定的防癌、抗癌作用。如铁、硒等对胃肠道癌有桔抗作用；镁对恶性淋巴病和慢性白血病有抬抗作用；锌对食管癌、肺癌有桔抗作用；碘对甲状腺癌和乳腺癌有桔抗作用。 这些元素的功用具体分述如下： 碘是合成甲状腺激素的重要微量元素，甲状腺激素通过血液作用于靶器官，尤其是肝、肾、肌
4、肉、心脏和发育中的大脑。碘缺乏与碘过量，都于健康不利。碘缺乏可影响儿童身高、体重、骨骼、肌肉的增长和性发育，其中对于胎儿和婴幼儿脑发育与神经系统发育形成的损伤不可逆转。碘过量可以引起中毒及发育不良，尤其是对于婴幼儿的影响更为明显。临床资料显示，长期摄入过量的碘，可以引起急性甲亢、甲状腺肿，严重的还可以引发甲状腺癌。尽管多数人对碘有较高的耐受性，但由于婴幼儿身体发育尚不健全，对于碘过量反应可能会灵敏。 铁。铁在人体中含量约为 45 克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为 72%。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。 铜。正常成人体内含铜 1002
5、00 毫克。其主要功能是参与造血过程；增强抗病能力；参与色素的形成。铜在动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高；果汁、红糖中也有一定含量。 锌。对人体多种生理功能起着重要作用。参与多种酶的合成；加速生长发育；增强创伤组织再生能力；增强抵抗力；促进性机能。锌在鱼类、肉类、动物肝肾中含量较高。 氟。是骨骼和牙齿的正常成分。可预防龋齿，防止老年人的骨质疏松。含氟量较多的食物有粮食(小麦、黑麦粉)、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。 硒。成年人每天约需 0.4 毫克。硒具有抗氧化，保护红细胞的功用，并发现有预防癌症的作用。硒在小麦、玉米、大白菜、南瓜、大蒜和海产品中含量较丰富。 碘。通过
6、甲状腺素发挥生理作用，如促进蛋白质合成；活化 100 多种酶；调节能量转换；加速生长发育；维持中枢神经系统结构。碘海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。 微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。国外曾有报道：机体内含
7、铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助长细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。微量元素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。2. 微量元素与食物营养人类在长期进化过程中，不断地寻找和选择食物以改善膳食，因此在人体的营养生理需要和膳食之间建立了平衡关系。如果这种关系失调，即膳食不能适应人体的营养需要，就会产生不利于人体健康的影响，甚而导致某种营养性疾病。由于新陈代谢，每天都有一定数量的无机盐从各种途径排出体外，因此有必要通过膳食予以补充。无机盐在食物中分布很广，一般都能满足机体需要；从实用营养的观点看，比较容易缺乏的无机元素有钙、铁和碘。特别是对正在发
8、育的儿童，青、少年，孕妇和乳母，常量元素钙和微量元素铁或碘的缺乏较为常见。平衡膳食系由多种食物构成。它不但要提供足够数量的热量和各种营养素，以满足人体正常生理需要，而且要保持各种营养之间的数量平衡，以利于它们的吸收和利用，达到合理营养的目的。随着对必需营养素及其相互关系知识的丰富和深入，对有效地利用食物资源、科学加工食品、合理调配膳食和充分发挥营养效能，提供了科学基础。研究表明，含铬量较高的有坚果和谷类，其次是动物的饱和脂肪，但植物油对铬的亲和能力较小。锰在坚果和叶菜类中含量较丰，茶叶也是重要来源，例如，泡一次的茶液中约含锰 6.9g/g；此外，谷类、小麦、大麦和通心粉中，锰的含量一般都超过
9、10g/g。钴在虾和鱼中含量较多，其余食物中含量较少。牡蛎含有大量铜，而肝、肾、羊排、葵花子油、蔬莱、坚果中铜含量都超过 5g/g。各种饮食中的含铜量变动范围可达数倍，一般人不会摄取不足。瘦肉和鱼是最丰富的锌源，在蛋黄、小麦、面筋、玉米、茶叶、白扁豆、可可、酵母等食物中，含锌量超过 20g/g，只要吃全谷类、坚果、肉类和海味，就能获得足够的锌。硒存在量较低，人们对它的需求量也相对较少，通常含于肉类中，对于缺硒造成的地方病，不得不求助于外加硒制剂的方法来弥补不足。豆荚类和动物脏器中含大量的嘌呤和钼，由于钼是牛奶里一种酶的组分，所以牛奶也是一个钼的来源。香料中的微量元素含量也颇丰富，但因人们食用香
10、料的量很少，它们也就不成为微量元素的重要来源。从现有知识来看，没有金属离子是孤立存在的，它同时依赖于所存在的其它金属离子和配位体。例如，鸡蛋中含有铁的成分，然而它们实际上抑制了铁在小肠中的吸收。络合酸解的配位体有时可以作为络合微量金属的添加剂，以防止某一离子状态的金属元素可能在食品中的催化氧化作用。在自然界的进化中，人类经过生存竞争而幸存下来，这也是因为人体内的竞争反应能够有效地适应食物中的金属和配位体。迄今，除了开发天然食物以外，一批“素牛排” 、 “大豆鸡脯” 、 “人造果汁”以及多种强化食品已经涌进市场，为了保证生命的安全，提高人民健康生活水平，达到益智、长寿的目的，必须认真研究和阐明包
11、括微量元素等各种营养素的理想食物。3. 微量元素的未来及展望有人预言：微量元素不“微” ，它将与抗菌素、维生素、激素并驾齐驱，为人类健康作出新贡献。我国微量元素研究具有密切联系实际的特点，综合运用生物无机化学和基础医学科学等有关的方法、观点、理论，不少研究课题都来自生产和生活实践，并取得了可喜的成果。人类在 21 世纪将面临诸如全球性污染、天然资源和能源耗竭、人口膨胀等严重影响生存的各种难题，为促使这些问题的解决，就需要加强生命科学各前沿领域的研究，积极开展微量元素的工作正是适应了国内、外的这种发展趋势。人的生、老、病、死是与生物分子如蛋白质、肽、脂类、多糖、核酸、激素、维生素和矿物质等联系在
12、一起的。随着生命科学的发展，人们希望通过微量元素与健康相关性及其内在联系的探索，在某些疾病，特别是微量元素缺乏、过量积累及失控等造成的疾病（包括某些地方病）的防治方面有所发现和改善。在研究元素的化学形态、大分子结构和生化、生理机制的基础上，既注意它的营养，又避免其毒性，并与动物、植物、土壤、水源等周围环境统一起来进行考察。人们相信，有朝一日能通过合理的食物组成维持生命的有机平衡和健康，从而使微量元素的研究给人类社会带来重大的效益。显然，它展示着当代生命科学活跃的前沿和趋向。参考文献：生命科学中的微量元素（上，下卷） ，王夔，1996 第二版序，中国计量出版社微量元素与健康, 王三根, 1998 第 1 版, 上海科学普及出版社
