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化学元素与人体组成

来源:中国数字科技馆

  众所周知,人体的组成离不开各种各样的化学元素,在人体中,一些化学元素常见、需求量大,一些少见需求量小,一些还是人体不需要甚至会带来伤害但又难以避免的。那么,化学元素是如何构成人体,又是如何影响健康的呢?

  化学元素这样构成身体

  先来看下人体中化学元素的组成和分类。

  人体内一共含有60多种元素,其中维持机体正常功能所必需的元素有20多种,体内含量较多的有氢、碳、氧、氮、磷、硫、氯、钠、镁、钾、钙等,约占体重的99.95%。这些生命必需元素中,除碳、氢、氧、氮主要以有机物质形式存在外,其余各元素均为无机的矿物质。矿物质中,人体内含量大于体重的0.01%的元素为常量元素,体内含量小于体重的0.01%的元素为微量元素。

  微量元素

  微量元素是指在机体内其含量不及体质量万分之一的元素。也有人将其解释为“在人与动物体内其含量与铁相等及低于铁含量的元素”。微量元素的同义词有小元素(minor element)、寡量元素(oligo element)和微量营养元素(micro nutrient element)。由于这类元素在检测技术不发达时期难以进行精确的定量测定, 历史也上称其为痕量元素(trace element)。人体必需的微量元素包括Fe(铁)、Co(钴)、Cu(铜)、Zn(锌)、I(碘)、Se(硒)、Mo(钼)、Cr(铬)8种。

  每种微量元素都有其特殊的生理功能,与人类健康密切相关,近年来越来越受到国内外营养界和医学界的重视。主要说来,它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢是十分必要的。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。例如,它们作为细胞和组织的成分、作为功能蛋白质的成分、维持身体内的渗连平衡、作为酶的激活物、参与神经脉冲的传递。

  Na+、K+、Mg2+、Ca2+四种离子占人体金属离子总量的99%。如果得不到足量的食盐,就会患缺钠症,严重时导致死亡;镁是体内多种酶的激活剂,对维持心肌正常生理功能有重要作用。钙是构成骨骼和牙齿的主要成分。钙和镁都能调节植物和动物体内磷酸盐的输送和沉积。钙能维持神经肌肉的正常兴奋和心跳规律,血钙增高可抑制神经肌肉的兴奋,血钙降低,则引起兴奋性增强而产生手足抽搐。

  磷也是人体必需的常量元素,主要参与机体组成及能量代谢,也是软组织的重要成分。人体骨骼、牙齿中的磷为钙量的一半,机体中的磷还参与许多结构性的活动,例如储存能量、活化物质、组成酶的成分、调节酸碱平衡等。

  人体如何获得化学元素?

  人体主要通过呼吸和食物吸收与外界交换这些化学元素。例如呼吸时,我们会吸收外界的氧而排出身体内的碳。而这些元素在食物中分布很广,人体需要量又少,只要进食均衡,一般能够满足肌体的需要。由于食物中微量元素的含量直接或间接地与土壤、水中的微量元素含量有关,因此,许多微量元素缺乏现象呈地区性分布。人体中的每一种化学元素呈现不同的生物效应,而效应的强弱依赖于特定器官或体液中该元素的浓度及其存在的形态,例如是有机化合物还是无机物。微量元素是否有利,取决于它在生物体内的浓度。即使是人体健康所必需的那些化学元素,在体内也必须保持一种平衡状态,一旦破坏了平衡就会影响健康。通常来说,丰富而多样化的食品是获得各种丰富营养及必需微量元素的最好方法,而防治污染,保护环境,则是防止人体摄入过量元素和有害元素的必要手段。

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