营养与食品卫生学第八节矿物质

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1、第八节 矿 物 质,人体内的各种化学元素的平均含量与地壳的各种化学元素几乎是吻合的。,一、概述,地壳存在元素,第八节 矿物质,有机元素,矿物质 （无机元素）,第八节 矿物质,按照化学元素在机体内的含量多少，通常将矿物质元素分为常量元素和微量元素两类。 常量元素(macroelements)：0.01%体重， Ca、P、Na、K、Cl、Mg、S等； 微量元素(microelements or trace elements)：0.01%体重。,第八节 矿物质,第八节 矿物质,（一）矿物质的特点,1. 矿物质在体内不能合成，必须从外界摄取。,第八节 矿物质,2. 除了通过食物外，矿物质是唯一可以通过

2、天然水途径获取的营养素。,第八节 矿物质,3.矿物质在体内分布极不均匀。,钙、磷,铁,碘,钴,第八节 矿物质,4.矿物质之间存在协同或拮抗作用。,第八节 矿物质,矿物质之间的协同作用,矿物质之间的拮抗作用,第八节 矿物质,5.生理剂量与中毒剂量范围较窄,我国成年人部分矿物质元素的AI与UL值,第八节 矿物质,AI：适宜摄入量 UL:可耐受最高摄入量,（二）人体矿物质缺乏与过量的原因,1.地球环境因素 地壳中矿物质元素的分布不平衡，致使某些地区表层土壤中某种矿物质元素含量过低或过高，导致人群因长期摄入在这种环境中生长的食物或饮用水而引起亚临床症状甚至疾病。,第八节 矿物质,2.食物成分及加工因素

3、 食物中含有天然存在的矿物质拮抗物。,第八节 矿物质,3. 人体自身因素 由于摄入不足，消耗或需求增加导致矿物质缺乏。,第八节 矿物质,二、钙,99%,1% 统称为混溶钙池,第八节 矿物质,第八节 矿物质,（一）钙的生理功能,1.构成骨骼和牙齿的成分 2.维持神经和肌肉的 3.促进细胞信息 4.血液凝固 5.调节机体酶的活性 6.维持细胞膜的稳定性 7.其他功能,第八节 矿物质,（二）钙的吸收与代谢,1吸收,主动转运(active transport)为主,被动扩散(passive diffusion)浓度高时,第八节 矿物质,影响钙吸收的因素,（1）机体因素,钙的吸收率受年龄的影响，随年龄增

4、长吸收率降低；在特殊生理期钙的主动和被动吸收均增加。,（2）膳食因素,植物酸形成钙盐沉淀 钙磷比例不适宜抑制钙吸收 膳食纤维中的糖醛酸残基形成钙皂 碱性药物,一些抗生素有促进钙吸收的作用。,（3）其他因素,第八节 矿物质,2排泄和储存,第八节 矿物质,影响钙排泄的因素,1. 蛋白质的摄入与尿钙量呈正相关，增加蛋白质的摄入可使尿钙排出增加 2. 磷摄入增加可降低尿钙排出 3. 钙也可从汗中排出，高温作业者排出钙占总排出30% 4. 补液、酸中毒及甲状腺素和肾上腺皮质激素等均可使钙排出增加,第八节 矿物质,（三）钙的缺乏与过量,儿童佝偻病,老年骨质疏松,第八节 矿物质,过量钙摄入可增加肾结石的危险

5、性,第八节 矿物质,（四）钙的营养学评价,一般通过流行病学调查，结合生化指标、临床体征、骨密度和骨强度等了解机体钙的水平及其满足程度，来判定钙的营养状况。,1.流行病学调查 目前仍然比较广泛用于分析钙对疾病的影响和作用研究。,第八节 矿物质,2.生化指标,第八节 矿物质,4.骨质的测量 测量骨质可直接反映机体的钙营养状况。 （1）骨矿物质含量 （2）骨矿物质密度,3.钙平衡测定 钙的摄入量=钙的排出量（粪钙尿钙汗液钙）,左图示正常 右图示骨质疏松,第八节 矿物质,（五）钙的参考摄入量及食物来源,不同人群钙的适宜摄入量（AI） （mg/d）,第八节 矿物质,含钙丰富的食物 （mg/100g）,第

6、八节 矿物质,可吸收钙的食物来源比较,第八节 矿物质,P,三、磷,85%90%,10%15%,第八节 矿物质,（一）磷的生理功能,1.构成骨骼和牙齿的重要 2.参与能量代谢 3.构成细胞的成分 4.组成细胞内第二信使 5.酶的重要成分 6.调节细胞因子活性 7.调节酸碱平衡,第八节 矿物质,（二）磷的吸收与代谢,主动转运(active transport) 摄入量较低或机体需要量大幅度增加,被动扩散(passive diffusion)为主,1吸收,第八节 矿物质,影响磷吸收的因素,（1）膳食因素 钙磷比值影响对磷的吸收，适宜比值为Ca:P比值宜在11.5:1。 （2）机体因素 磷摄入不足，1

7、,25-(OH)2-D3水平升高，可促进小肠对磷的吸收。正常细胞外液的磷浓度随年龄增高而减少。,第八节 矿物质,2排泄,血浆中的无机磷酸盐主要经肾小球过滤从尿排出。血磷浓度的调节可以维持体内磷的平衡。,第八节 矿物质,（三）磷的缺乏与过量,第八节 矿物质,（四）磷的营养学评价,测定血清无机磷水平，是评价磷营养状况的合理指标。 婴儿血清无机磷范围为1.882.42mmol/L 正常成人血清无机磷低限为0.87mmol/L,第八节 矿物质,（五）磷的供给量及食物来源,AI： 成人为700mg/d 孕妇和哺乳期妇女为700mg/d UL： 成人为3500mg/d 孕妇为3000mg/d 哺乳期妇女为

8、3500mg/d,第八节 矿物质,第八节 矿物质,四、镁,60%65%,27%,第八节 矿物质,（一）镁的生理功能,1.多种酶的激活剂 2.对钾、钙离子通道的作用 3.促进骨骼生长和神经肌肉的兴奋性 4.促进胃肠道功能 5.对激素的调节作用,第八节 矿物质,（二）镁的吸收与代谢,人体摄入的镁30%50%在小肠吸收。 当镁摄入量高时其吸收率低，而在摄入量较低时，其吸收率可明显增高。 肾脏是镁排泄的主要途径。 饮酒、服用利尿剂能明显增加镁从尿中的排出。镁的排泄途径还有汗和粪便，但量甚微。,第八节 矿物质,（三）镁的缺乏与过量,饥饿、营养不良及长期肠外营养、胃肠道感染、肾病及慢性酒精中毒等可造成机体

9、镁的不足。 镁缺乏可肌肉震颤、手足搐搦、反射亢进、共济失调等临床症状。 功能不全者或接受镁剂治疗者，易引起镁中毒。 腹泻可作为评价镁毒性的敏感指标。摄入过量镁可引起恶心、胃肠痉挛等胃肠道反应，重者可出现嗜睡、肌无力、膝腱反射弱、肌麻痹等临床症状。,第八节 矿物质,（四）镁的营养学评价具体指标,1血清镁 0.7mmol/L时，诊断为低镁血症。 2血液单核细胞中镁浓度 可反映体内镁的营养状况，但不宜作为评价充血性心力衰竭患者的心肌镁营养状况。 3尿镁 采用半定量尿负荷实验评价镁的营养状况。,第八节 矿物质,（五）镁的参考摄入量及食物来源,AI： 成人为350mg/d 孕妇、乳母为400mg/d U

10、L： 成人、孕妇、乳母均为700mg/d,第八节 矿物质,第八节 矿物质,五、铁,65%70% 功能性铁,25%30% 贮存铁,第八节 矿物质,（一）铁的生理功能,1.参与体内氧的运送和组织呼吸过程 2.维持正常的造血功能 3.参与其他重要功能 铁参与维持正常的免疫功能 催化-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成 铁参与脂类在血液中转运以及药物在肝脏解毒 与抗脂质过氧化有关,第八节 矿物质,（二）铁的吸收与代谢,1吸收,第八节 矿物质,第八节 矿物质,影响铁吸收的因素,（1）膳食铁的存在形式 （2）机体因素 机体铁营养状况、生理与病理改变 （3）其他膳食成分的作用 （4）其他 肠道微生物的

11、某些分解产物可抑制铁的吸收,第八节 矿物质,2.铁的贮存和排泄,正常成人每日血红蛋白分解代谢需要2025mg铁 人体能保留代谢铁的90%以上,第八节 矿物质,（三）铁的缺乏与过量,体内缺铁可分三个阶段,第一阶段为铁减少期（iron deficiency store，ID） 储存铁 血清铁蛋白浓度（ferritin） 无临床症状 第二阶段为红细胞生成缺铁期（iron deficiency erythropoiesis，DE） 血清铁浓度 运铁蛋白饱和度 铁结合力 游离原卟啉浓度 血红蛋白浓度,第八节 矿物质,第三阶段为缺铁性贫血期（iron deficiency anemia，IDA） 血红蛋白

12、和红细胞比积（hematocrite） 缺铁性贫血的临床症状，如头晕、气短、心悸、乏力、注意力不集中、脸色苍白等症状。,第八节 矿物质,（四）铁的营养学评价,1. 常见实验室指标 （1）血清铁蛋白（serum ferritin, SF） 12g/L为缺铁 20g/L提示贮备铁衰竭 300g/L提示铁负荷过度 （2）血清运铁蛋白受体（serum transferrin receptor, sTfR） 正常值：0.92.3 mg/L,第八节 矿物质,（3）红细胞游离原卟啉（free erythropoiesis, FEP） FEP0.9mol/L(全血)或锌原卟啉0.96mol/L(全血)或FEP

13、/Hb4.5g/gHb即诊断为贫血。 （4）血红蛋白 正常值范围：男性：120160g/L，女性：110150g/L （5）血清铁,第八节 矿物质,2. 临床表现,第八节 矿物质,（五）铁的参考摄入量及食物来源,我国居民不同人群铁的膳食参考摄入量 （mg/d）,第八节 矿物质,含铁较高的食物 （mg/100g）,第八节 矿物质,六、锌,60%,30%,第八节 矿物质,（一）锌的生理功能,1.金属酶的组成成分或酶的激活剂 2.促进生长发育 3.促进机体免疫功能 4.维持细胞膜结构 此外，锌与唾液蛋白结合成味觉素可增进食欲，缺锌可影响味觉和食欲，甚至发生异食癖；锌对皮肤和视力具有保护作用，缺锌可引

14、起皮肤粗糙和上皮角化。,第八节 矿物质,（二）锌的吸收与代谢,从肠道吸收的锌集中于肝： 1.植酸、鞣酸和纤维素等均不利于吸收； 2.铁也可抑制锌的吸收； 3.动物性食物中锌的生物利用率较高； 4.某些药物如碘喹啉、苯妥英钠和维生素D均能促进锌的吸收。 体内的锌经代谢后主要由肠道排出，少部分随尿排出，汗液和毛发中也有少量排出。,第八节 矿物质,影响锌吸收因素,1.高蛋白、中等磷酸、维生素D3、葡萄糖可促进锌的吸收； 2.膳食纤维、植酸可减少锌的吸收； 3.铜、钙、亚铁离子可抑制锌的吸收； 4.动物性食物中锌的生物利用率较高； 5.某些药物如碘喹啉、苯妥英钠均能促进锌的吸收。,第八节 矿物质,（三

15、）锌的缺乏与过量,引起锌缺乏的因素有： 1.长期膳食锌摄入不足有关； 2.特殊生理需要量增加也可导致锌缺乏； 3.机体吸收利用减少； 4.锌的排出增加。,第八节 矿物质,引起锌过量的因素有： 1.盲目过量补锌； 2.食用因镀锌罐头污染锌的食物和饮料。 成人摄入2g以上锌可发生锌中毒，引起急性腹痛、腹泻、恶心呕吐等临床症状。,第八节 矿物质,（四）锌的营养学评价,1.临床症状 生长缓慢、皮肤伤口愈合不良、味觉障碍、胃肠道疾患增加、免疫功能减退等。 2.生化指标 3.功能指标 血浆碱性磷酸酶是评价锌营养状况最常用指标。 4.膳食调查,第八节 矿物质,（五）锌的参考摄入量及食物来源,不同人群锌的推荐

16、摄入量（RNI）（mg/d）,第八节 矿物质,含锌较高的食物 （mg/100g）,第八节 矿物质,浓度较高,浓度次之,七、硒,第八节 矿物质,1295年马可波罗游记-植物引起动物硒中毒的第一份描述,1934年美国报告 动物吃高硒植物中毒（碱毒症、瞒跚盲）,1943年报告高硒小麦和含硒杀虫剂引起大鼠肝癌，美国食物药品管理局将硒定为致癌剂，严格禁止在动物饲料和食物中使用,紫云英属,第八节 矿物质,1960年代恩施发现人畜原因不明脱发掉甲病,克山病(Keshan disease，KD)是一种原因不明的心肌病，亦称地方性心肌病。肉眼观心脏呈肌原性扩张，心室向两侧普遍扩张，严重者呈球形，心室壁常不增厚。切面见心肌实质有互相交织的变性、坏死及纤维化病灶。心