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1、第六章 微量元素与维生素检验,卫生部“十二五” 规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材,北华大学医学院 王琰,教学内容,第一节,常用微量元素和维生素的代谢及其生物学作用,宏量元素 人体总重量1/10 000以上,微量元素 人体总重量1/10 000以下,人体内元素,必需微量元素,非必需微量元素,一、微量元素代谢及其生物学作用,1.铁,人体内铁分类,功能铁：血红蛋白、肌红蛋白、含铁酶等。 贮存铁：铁蛋白、含铁血黄素。,含量：约为35g。 吸收：整个消化道均可吸收。Fe2+较Fe3+易吸收 。 排泄：主要通过肾脏、粪便和汗腺排泄,（一）主要微量元素,（1）代谢：,（2）生物学作用,合成血红蛋
2、白 合成肌红蛋白 构成人体必需的酶 铁参与能量代谢 铁与免疫功能,2.碘,（1）代谢： 含量：2025mg。 吸收：从食物中摄取，以消化道吸收为主。 排泄：主要通过肾脏排泄。 （2）生物学作用：碘是通过甲状腺素发挥其生理作用。 通过甲状腺素促进蛋白质的合成； 活化多种酶； 调节能量代谢； 提高中枢神经系统的兴奋性； 加速各种物质的氧化过程 。,3.锌,（1）代谢： 含量：23g。 吸收：在十二指肠和空肠被吸收。 排泄：主要由粪便、尿、汗、乳汁及头发排泄。 （2）生物学作用： 可作为多种酶的功能成分或激活剂； 促进机体生长发育； 促进维生素A的正常代谢和生理功能； 参与免疫功能过程。,4.硒,（
3、1）代谢： 含量：1421mg 。 吸收：主要在十二指肠吸收。 排泄：主要从尿排出，部分经胆汁由粪便排出 。,（2）生物学作用：,谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分； 参与辅酶A和辅酶Q的合成； 保护视器官的健全功能； 是体内抵抗有毒物质的保护剂； 增强机体免疫力； 保护心血管和心肌； 调节维生素A、C、E、K的代谢； 对肿瘤的影响。,5.铜,（1）代谢： 含量：80100mg 。 吸收：在十二指肠和小肠上段吸收。 排泄：经胆汁、肠壁、尿液和皮肤排泄。 （2）生物学作用： 维护正常的造血机能及铁的代谢； 构成超氧化物歧化酶、赖氨酰氧化酶等多种酶类 。,6.铬,（1）代谢： 含量：60mg 。 吸
4、收：经口、呼吸道、皮肤及肠道吸收。 排泄：由尿中排出，少量从粪便排出。 （2）生物学作用： 促进胰岛素的作用及调节血糖 ； 降低血浆胆固醇； 促进蛋白质代谢和生长发育 。,7.锰,（1）代谢： 含量：1220mg。 吸收：在小肠吸收。 排泄：主要由肠道、尿液排泄。 （2）生物学作用： 锰是多种酶的组成成分及激活剂； 促进生长发育； 与造血功能密切相关； 过氧化物酶的组成成分。,8.钴,（1）代谢： 含量：1.5mg 。 吸收：由消化道和呼吸道吸收。 排泄：通过尿液排泄，少量通过肠道等途径排泄。 （2）生物学作用： VB12的组成成分，以VB12 发挥作用。 参与造血，促进红细胞的正常成熟； 参
5、与脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成； 参与体内一碳单位的代谢。,必需微量元素的主要食物来源,（二）有害微量元素,1.铅 主要来自工业烟尘污染和含铅汽油燃烧后排出的废气。 其理想血浓度为零。 主要经呼吸道、消化道和皮肤吸收。 大部分经肾脏由尿排出，小部分随大便排出。 中毒机制是导致卟啉代谢紊乱，使血红蛋白的合成受到障碍。 中毒临床表现复杂如易激惹、惊厥、反复腹痛、反复呕吐、小细胞低色素性贫血、氨基尿、糖尿等 。,2汞 主要以硫化汞的形式存在于岩石中；工业的废渣、废气造成大气、土壤和水源的污染。 以蒸气和粉尘形式经呼吸道、消化道、皮肤侵入。 主要经肾脏由尿、粪便排出。 中毒机制是汞离子与酶的巯基（-SH）
6、的结合，使酶的活性丧失。 中毒临床表现为头晕、头痛、多汗、易兴奋、精神障碍、乏力、口腔炎、牙齿松动等。,3镉 主要存在于锌、铜和铝矿内，锌矿石含量最高。植物对污染土壤中的镉有富集作用。 吸收途径为呼吸道及消化道，也可经皮肤吸收。 主要由粪便、肾脏排出，少量可随胆汁排出。 中毒机制为抑制肝细胞线粒体氧化磷酸化；还可直接损伤组织细胞和血管，引起水肿、炎症和组织损伤。 中毒临床表现为口干、口内金属味、咽痛、乏力、呼吸困难、蛋白尿、骨变形、肝坏死等，主要累及肺、肾、嗅觉、骨骼、睾丸、肝脏等。,4铝 地壳中含量丰富。摄铝增加主要来自铝食具、炊具、铝尘、食物、饮料、铝制剂等， 主要由胃肠道吸收。 排泄主要
7、经肾由尿排出，部分可由粪便和胆汁排出。 铝的毒性可导致机体许多脏器受损。 中毒临床主要表现为高铝血症、消化道症状、铝贫血、铝骨病、铝脑病等。,5砷 广泛分布于环境中，人体吸收的砷来自饮水、燃煤的污染、饮食海产品、烟草、含砷化妆品等。砷本身毒性并不大，其化合物如三氧化二砷（As2O3，俗称砒霜）毒性甚大。 经呼吸道、消化道和皮肤吸收。 主要通过肾脏随尿排出，小部分经毛发、指甲生长等排泄。 中毒机制是砷与含巯基的酶结合，使酶的活性丧失影响细胞的正常代谢。 中毒临床表现为咳嗽、头晕、头痛、恶心、呕吐、腹泻、肝区痛、皮肤损伤等。,维生素：维持正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物。 特点： 既不供给
8、能量，也不构成组织成分； 体内不能合成或合成甚微，必须由食物供给； 需要很少（g/dmg/d），但不可缺少。 功能： 参体内物质代谢与调节； 参与辅酶组成，调节物质代谢（Vit B族）。,二、维生素的代谢及其生物学作用,维生素的分类： 脂溶性维生素：维生素A、D、E、K。 水溶性维生素：维生素B族、C。 维生素的命名： 按发现先后：A、B、C、D等。,维生素的命名及常见缺乏症,维生素的命名及常见缺乏症,1.维生素A,（一）脂溶性维生素,维生素A结构式,维生素A有维生素A1（视黄醇）和维生素A2（3-脱氢视黄醇）之分。,（1）维生素A的代谢： 来源：只存在于动物性食品中，植物食品中含有维生素A原
9、-胡萝卜素。 活性形式包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。 吸收：视黄基酯和维生素A原，在小肠黏膜细胞内水解为视黄醇，吸收后又重新合成视黄醇酯。血循环中的维生素A是非酯化型，它与视黄醇结合蛋白结合，再与前清蛋白（结合，形成维生素A-RBP-PA复合物而被转运。在细胞内，视黄醇与细胞视黄醇结合蛋白结合。,（2）生物学作用： 促进视觉细胞感光物质的合成与再生； 参与糖蛋白的合成； 促进生长发育； 具有抑癌作用； 维持机体正常免疫功能。 中国居民膳食维生素A日推荐摄入量为：成年男性 800g RE；女性 700g RE。（RE：视黄醇当量）,2.维生素D,维生素D（Vit D）又称抗佝偻病维生素，它是类固醇
10、衍生物。维生素D主要包括维生素D2（又称麦角钙化醇）及维生素D3 （又称胆钙化醇）.,维生素D结构式,维生素D2和D3的生成,（1）维生素D的代谢： 来源：仅存于动物性食物中，植物性食物中一般仅含维生素D原。维生素D原经紫外线照射后可转化为维生素D。 吸收：食物中的维生素D 在小肠吸收，吸收入血后主要与维生素D结合蛋白结合被送至肝脏，经羟化酶作用下生成24,25-（OH）2D3 。,胆钙化醇的代谢,（2）生物学作用： 促进小肠钙吸收； 促进肾小管对钙、磷的重吸收； 调节血钙平衡； 对骨细胞呈现多种作用； 调节基因转录作用。 中国居民膳食维生素D日推荐摄入量为：11岁 10g；1150岁 5g；
11、50岁 10g。,3.维生素E,维生素E（Vit E）主要分为生育酚和生育三烯酚两大类。每类又根据甲基的位置不同而分成、 四种。即-T，-T，-T，-T和-TT，-TT，-TT，-TT，其中以-生育酚（-T）的生物活性最高，所以通常以-生育酚作为维生素E的代表。,维生素E结构式,（1）维生素E的代谢： 来源：植物种子油中含量最为丰富。 吸收：维生素E酯先经胰酯酶和肠黏膜酯酶水解然后吸收，由脂蛋白转运。维生素E与血脂浓度密切相关，主要储存在脂肪组织。 （2）生物学作用： 抗氧化作用； 预防衰老； 促进血红素代谢； 促进蛋白质合成； 与生殖功能有关。 中国居民膳食维生素E日推荐摄入量为：成人 14
12、mg。,维生素K（Vit K）又称凝血维生素，从植物中提取的维生素K是维生素K1，从动物中分离出的维生素K是维生素K2，维生素K3是人工合成产物，在哺乳类及鸟类体内可变成维生素K4。Vit K1、Vit K2是天然产物，为脂溶性化合物，而Vit K3、vit K4则是人工合成品，为水溶性化合物。,4.维生素K,维生素K结构式,（1）维生素K的代谢： 来源：绿色蔬菜、绿茶含维生素K特别丰富。 吸收：主要在小肠，吸收入血后随-脂蛋白转运至肝中储存。 （2）生物学作用： 是羟化酶的辅助因子； 维持体内、凝血因子在正常水平； 促进骨的重建及钙的动员。 中国居民膳食维生素K日推荐摄入量为：成人 120g
13、。,（二）水溶性维生素,与脂溶性维生素不同，水溶性维生素及其代谢产物比较容易从尿中排出，因而在体内很少蓄积，也不会因此而发生中毒，所以必须经常从食物中摄取。,1.维生素B1,又称硫胺素，硫胺素分子是由1个嘧啶环和1个噻唑环，通过亚甲基桥连接而成，硫胺素对亚硫酸盐十分敏感，室温下有亚硫盐存在时即可迅速分解成嘧啶和噻唑，并丧失其活性。 人体维生素B1的总量约为30mg。,硫胺素焦磷酸 (TPP),（1）维生素B1代谢： 来源：豆类、谷类、肉类、蛋类 。 吸收：被小肠吸收，浓度高时为扩散，溶度低时为主动吸收，吸收过程需要Na+存在，并消耗ATP。 （2）生物学作用： 是羟化酶和转铜醇酶的辅酶； 与神
14、经细胞髓鞘磷脂合成有关； 维持心肌的正常功能。 中国居民膳食维生素B1日推荐摄入量为：成年男性 1.4mg；女性1.3mg。,2.维生素B2,又称核黄素 ，是由核糖和异咯嗪组成，它的异咯嗪环上的第1及第5位氮原子与活泼的双键连接，这2个氮原子可反复接受或释放氢，因而具有可逆的氧化还原性。游离型核黄素对紫外光高度敏感，在碱性条件下可光解为光色素，在酸性条件下可光解为光黄素而丧失生物活性。,维生素B2结构式,（1）维生素B2的代谢： 来源：广泛存在于食物中。 吸收：主要在肠道，被吸收后在小肠黏膜的黄素激酶的作用下可转变成FMN，在体细胞内还可进一步在焦磷酸化酶的催化下生成FAD，FMN和 FAD是
15、其活性型。 （2）生物学作用： 是多种黄素酶类的辅酶，在体内催化氧化还原反应； 维持动物正常生长所必需的因素； 参与氨基酸和脂肪的氧化； 参与蛋白质和某些激素的合成； 参与体内铁的转运。 中国居民膳食维生素B2日推荐摄入量为：成年男性 1.4mg；女性 1.2mg。,3.维生素PP,维生素PP包括： 尼克酸(nicotinic acid) 尼克酰胺(nicotinamide) 体内活性形式： 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+),（1）维生素PP的代谢： 来源：动物内脏、花生、酵母及谷类中含量较多。 吸收：在胃肠道迅速吸收，并在肠黏膜细胞内尼克酰胺通过A
16、TP作用形成尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）或尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）。 （2）生物学作用： 尼克酰胺是辅酶和辅酶的组成成分； NADP参与脂肪、类固醇等生物合成； NAD有助于基因组的稳定； 尼克酸具有增强胰岛素效能的作用。 中国居民膳食维生素PP日推荐摄入量为：成人 1319NE。 （NE：烟酸当量）,4.维生素B6,维生素B6包括：吡哆醇（PN）、吡哆醛（PL）及吡哆胺（PM），这三种形式通过酶可相互转换，在体内以磷酸酯的形式存在。,（1）维生素B6的代谢： 来源：动植物食物中一般都含有维生素B6。 吸收：主要在空肠吸收，吸收入血后与清蛋白结合转运，吡哆酸是代谢的最终产物。 （2）生物学作用： 磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中转氨酶及脱羧酶的辅酶； 磷酸吡哆醛是-氨基-酮戊酸合成酶的辅酶； 磷酸吡哆醛是糖原的磷酸化酶的重要组成部分。 中国居民膳食维生素B6日推荐摄入量为：成人 1.2mg。,5.叶酸,叶
