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1、第三章 Minerals,主要讲授的内容,矿物质概述（概念、种类、生理功能、食品中成酸与成碱作用） 食品中矿物质的缺乏 重要的矿物质元素（钙、磷、镁、铁、锌、碘、硒、铜等）,1、概念 人体内含有60多种元素。除碳、氢、氧、氮主要以有机物形式存在外，其余元素统称之为矿物质，亦称无机盐或灰分。,一、 矿物质概述,分 类,常量元素（macroelements）： 亦称宏量元素，指在人体内含量较多（体重的0.01%）的七种元素。 （钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫 ）,2、分类,微量元素(microelements or trace elements)：凡体内含量体重0.01%的矿物质,分 类,必需微量元素
2、 （铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌 ）,可能必需微量元素 （硅、镍、硼、钒 ）,2、分类,铅、镉、汞、砷、铝、锡和锂有潜在毒性，但低剂量可能具有功能作用。,3、矿物质的特点,矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取 体内分布极不均匀 矿物质相互之间存在协同或拮抗作用 易中毒性,4、 矿物质的功能, 无机盐是构成机体组织的重要材料。如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的重要成分，磷、硫是构成组织蛋白的成分。,无机盐是细胞内外液的重要成分，它们（主要是钠、钾、氯）与蛋白质一起维持着细胞内、外液的一定的渗透压，从而在体液的储留和移动过程中起着重要的作用。,4、 矿物质的功能,酸性、碱性无机离子的适当
3、配合，加上重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用是维持机体酸碱平衡的重要机制。,四、 矿物质的功能,在组织液中的各种无机离子，特别是保持一定比例的钾、钠、镁离子是维持神经、肌肉兴奋性，细胞膜通透性以及所有细胞正常功能的必要条件。,4、 矿物质的功能,无机元素是构成某些具有特殊生理功能的物质的重要成分。如血红蛋白和细胞色素系统中的铁，甲状腺素中的碘和谷胱甘肽氧化物酶中的硒。,4、 矿物质的功能,无机离子是很多酶系统的活化剂、辅因子或组织成分。如盐酸之于胃蛋白酶原，氯离子之于唾液淀粉酶，酶离子之于氧化磷酸化的多种酶类，以及很多其他含金属的酶类。,4、 矿物质的功能,5、食品的成酸与成碱作用,食品的成酸、成碱作
4、用是指摄入的食物经 过机体代谢成为体液的酸性物质或碱性物质来源的 过程。 成酸性食品通常含有丰富的蛋白质、脂肪和糖类。 肉、鱼、蛋类为成酸性食品。 蔬菜、水果等含有丰富的K、Na、Ca、Mg等元素，在体内代谢后则生成碱性物质，能中和酸性体液。所以，蔬菜水果是碱性食品。 应当指出，并非具有酸味的食品是酸性食品。,二、矿物质缺乏的主要原因,地球环境中各种元素的分布不平衡 食物中含有天然存在的矿物质拮抗物 食物加工过程中造成矿物质的损失 摄入量不足或不良饮食习惯 生理上有特殊营养需求的人群,钙是人体含量最多的一种无机元素，出生时体内含钙总量约为 28g，成年时达8501200g，相当于体重的1.52
5、.0,1、钙 （calcium）,三、 食品中重要的矿物质,钙（calcium，Ca）的存在形式,99%存在于骨骼和牙齿中，主要以羟磷灰石结晶 3Ca3(PO4)(OH)2形式形式存在 其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与Pro结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液、血液等组织中组成混溶钙池（miscible calcium pool）。,即骨中的钙不断地从破骨细胞中释放出进入混溶钙池，保证血浆钙的浓度维持恒定；而混溶钙池中的钙又不断沉积于成骨细胞。,骨钙-游离性的钙形成动态平衡,Ca的更新,幼儿骨骼每12年更新一次，以后更新速度随年龄的增长而减慢 成年人1012年更新一次 4050岁以后
6、骨吸收大于骨生成，骨组织中钙量逐渐减少，约每年下降0.7% 妇女停经后因雌激素水平下降，骨组织中钙量明显降低，易引起更年期骨质疏松症,最高骨钙含量骨峰值,运动 营养 遗传,最高骨钙含量骨峰值,骨峰值的高低与骨骼坚固的强度密切相关 通常情况下，骨密度越高，骨骼越结实，骨峰值越高，骨骼就 越结实。 怎样能使骨峰值越高呢？ 就要在骨骼完全成熟之前，注意营养和运动,2、Ca的 生理功能,1构成骨骼和牙齿 2维持神经与肌肉活动 3促进体内某些酶的活性 4其他功能 参与血凝过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性。,3、Ca的缺乏表现,主要影响骨骼发育和结构，表现为 佝偻病：儿童由于缺Ca、P
7、、VD 严重时引起的。典型症状：前额突出似方匣，鸡胸、脊柱弯曲、腕和踝骨增大，弓型腿、膝外翻以及生长发育迟缓等。 骨质软化症（成人佝偻病）。膳食中长期缺Ca、P、VD 引起。特点是骨骼变软易弯曲，致四肢、脊柱、胸廊和盆腔畸形，骨改变还可伴随背下部和腿部的风湿疲劳。,3、Ca的缺乏表现,手足抽搐症：血清钙的异常下降可导致手足抽搐症，其特点为严重的、间隙性的痉挛性肌肉收缩和肌肉痛。另外，缺钙使血钙浓度降低，神经肌肉兴奋性增加，导致肠壁平滑肌强烈收缩而引起腹痛。,过量与危害,肾结石：钙摄入量增多和肾结石患病率提高有直接关系 奶碱综合症：高血症、碱中毒和肾功能障碍。 影响其他矿物质的生物利用率： 铁：
8、抑制铁的吸收 锌：降低锌的生物利用价值 镁：钙/镁3.5时，会导致镁缺乏。 磷：影响磷的吸收,（二）吸收,钙的吸收还与机体状况、年龄等有关：婴幼儿、孕妇、乳母由于需要增高，钙吸收率远大于成年男性。 随增长，钙吸收率也逐渐下降，60岁以上男女性的钙吸收均明显降低。 婴幼儿期钙吸收率常大于50，儿童期为40，成年人则降至 20左右，老年人更低，仅达15左右。 制酸剂的服用也可干扰钙的吸收。 体育锻炼有利于钙的吸收。,钙的代谢 70%-80%与植酸、草酸及脂肪酸形成不溶性概盐，仅有20%-30%被小肠吸收。,(三) 供给量,中国居民膳食钙的每日适宜摄入量为： 00.5岁300毫克， 0.51岁400
9、毫克， 14岁600毫克， 411岁800毫克， 1118岁1000毫克， 1850岁800毫克， 50岁以上1000毫克， 孕妇中期为1000毫克， 晚期和乳母为1200毫克。,成人适宜摄入量(AI)为1000mg/d，无明显损害水平( NOAEL)为1500mg/d。可耐受最高摄入量(UL)为2000mg/d。,（四）食物来源,含钙丰富的食物 mg/100g,经常有科普杂志、报刊介绍 “菠菜、空心菜、折耳根等含草酸多的蔬菜与高钙食物豆腐同食会形成不易被吸收的草酸钙，影响钙的吸收。” 你认为正确吗? WHY ?,经常有科普杂志、报刊 介绍骨头汤可以补钙， 加几滴醋效果更好。 你认为正确吗?
10、WHY ?,二、磷（phosphorus）,体内含量： 成人体内含量为650g左右，占体重1左右，占体内无机盐总量的14。 存在形式和部位： 总磷量的8590以羟磷灰石形式存在于骨骼和牙齿中。其余1015与蛋白质、脂肪、糖及其他有机物结合，分布于几乎所有组织细胞中，其中一半左右在肌肉。,磷（phosphorus）生理功能,构成骨骼和牙齿：以无机磷酸盐的形式存在。构成支架和承担负重作用 组成生命的重要物质（核酸、磷蛋白、磷脂、酶、环腺苷酸） 参与能量代谢（碳水化合物和脂肪的吸收和代谢） 参与酸碱平衡的调节,磷的缺乏与过量,一般不会由于膳食原因引起营养性磷缺乏，只有在一些特殊情况下才会出现。如早产
11、儿在若仅喂以母乳，因人乳含磷量较低，不足以满足早产儿骨磷沉积的需要，可发生磷缺乏 症状可包括厌食、贫血、肌无力、骨痛、佝偻病和骨软化、全身虚弱、对传染病的易感性增加、感觉异常共济失调、精神错乱甚至死亡。,磷的缺乏与过量,磷酸盐摄入过量会高磷血症,导致神经兴奋性增强，手足抽搐和惊阙。 食品添加剂 磷酸盐药物 过量的危害：影响调节钙的激素；转移性钙化的作用；骨骼多孔性病变；对钙吸收的干扰 磷的毒性：具有肝毒可引起肝组织坏死和脂肪肝,图为发生在肺部的转移性钙化。红圈内和箭头所指为间质组织的钙沉积。）,磷的吸收和代谢,与钙的相似，吸收部位主要在小肠。 磷的吸收需要维生素D的帮助，维生素D 缺乏时血清无
12、机磷下降。 磷的排泄：主要排泄途径肾脏 粪便 30% 可溶性磷酸盐70% 汗液,磷的食物来源和参考摄入量,与蛋白共存 瘦肉、蛋、奶、动物的肝脏、肾含磷很高 海带、紫菜、干豆类、坚果类含磷丰富 粮谷中含植酸磷，不经过加工处理,吸收利用率低 参考摄入量：成人适宜摄入量700mg/d 钙磷比例维持在1:11.5之间比较好,含磷丰富的食物 mg/100g,三、镁 （magnesium）,正常成人身体总镁含量约25g，60-65存在骨骼和牙齿中 27%分布于软组织。主要分布在细胞内。 镁在红细胞和血浆中存在的形式 与蛋白结合的镁 32% 可扩散的游离的镁 55% 与柠檬酸和磷酸根结合的不解离 的镁盐 1
13、3%,镁的生理功能,激活酶的活性 维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性 维护胃肠道和激素的功能,镁的缺乏,引起镁缺乏的原因： 摄入不足 吸收障碍 丢失过多 胃肠外营养,镁的缺乏,镁缺乏对机体的影响 对钙代谢的影响 对神经肌肉兴奋性的影响 对心血管的影响 对骨骼的影响,镁的过量与危害,正常情况下不会发生镁中毒 肾功能不全、糖尿病酮症、肾上腺皮质功能不全、粘液水肿、骨髓瘤、草酸中毒、肺部疾病及关节炎时血镁升高。 1.5-2.5mmol/L,恶心，胃肠痉挛 2.5-3.5mmol/L，嗜睡、肌无力、膝腱反射弱。 5mmol/L，深腱反应消失，呼吸肌麻痹。 7.5mmol/L，心脏传导阻滞和心博停止 高镁血
14、症可引起低血钙,镁的推荐摄入量,食物来源,含镁丰富的食物：绿叶蔬菜（苔菜、糙粮（荞麦 、麸皮、大麦）、坚果 淀粉、肉类、牛奶中含镁中等 饮水中也含镁,常见含镁丰富的食物,4、钠（sodium）,成人体内钠的含量大约32004170mmol（约77g-100g）约占体重的0.15%。 体内钠主要在细胞外液，占总体钠的4450，骨骼中含量也高达4047，细胞内液含量较低，仅910。 ，,钠的吸收和代谢,钠在小肠上部吸收，吸收率高，粪便中含钠量少。 钠主要通过肾脏排出，此外，还从汗中排出。,钠的生理功能,调节体内水分和渗透压 维持酸碱平衡 钠泵 维持正常血压 维持神经肌肉兴奋性,钠的缺乏,血浆钠13
15、5mmol/L 原因：钠摄入不足，钠大量流失，肾钠排出过多，疾病。 疲倦、头晕；恶心，呕吐心率下降、血压下降；淡漠、木僵、昏迷甚至休克及急性肾衰竭。,钠的过量,血浆钠150mmol/L 临床表现：口渴、面部潮红、软弱无力、烦躁不安、精神恍惚、昏迷、血压下降、严重可以死亡。 长期的高钠摄入会使血压升高，血胆固醇升高等疾病。,钠的膳食参考摄入量,钠的膳食来源,普遍存在各种食物中 主要是：食盐、酱油、盐渍或腌制食品、发酵豆制品、咸味休闲食品等 WHO建议每人每日食盐用量不超过6克。,体内必需微量元素中含量最多，总量约4-5g 体内的 铁随着年龄，性别，营养和健康状况不同有很大的差异,5、铁（iron
16、）,铁（iron，Fe）,铁（iron）,铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量约为4g。 功能性铁：血红蛋白中，占6075，3在肌红蛋白，1为含铁酶类(细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶与过氧化氢酶等)。 贮存铁：以铁蛋白和含铁血红素形式存在于肝、脾与骨髓中，约占体内总铁的25。 铁在体内含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异。,铁的生理功能,组成血红蛋白和肌红蛋白 是酶的重要组成成分 促进VA原转化成VA 参与抗体的产生及药物在肝脏的解毒,铁缺乏的表现,人体铁缺乏的主要表现是贫血。 缺铁性贫血在我国和全世界许多国家和地区都是一个严重的营养缺乏问题。 贫血的症状是：,皮肤黏膜苍白、易疲劳、头晕、畏寒、气促、心动过速和记忆力减退等。,多见婴幼儿、孕妇及乳母。我国7岁以下儿童贫血平均患病率高达
