试论人体必需微量元素与疾病发生的关系

【中图分类号】R33 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2018）04-00-01

引言：

随着社会的进步和科学技术的迅速发展。人们意识到体内微量元素在维持正常生理功能、生长发育等方面重要性，特别对孩子的微量元素更为关心。

化学元素不仅是人体的成分，而且对人体的生长与发育，疾病与健康，衰老与死亡起重要作用。人的血液中有60多种元素，分为常量元素和微量元素两大类。常量元素有：氢、氧、碳、氮、磷、硫、钠、钾、钙、氯、镁等，它们约占人体总重量的99.90%～99.95%；微量元素有：硼、氟、硅、钒、钼、钴、镍、锶、锡、铁、锌、铜、铂、锰、铬和碘等，它们约占人体总重量0.05%～0.1%。微量元素中有一部分属于人体

维持正常生理机能的叫必需微量元素，必需微量元素的摄入量体内储存量不足就会引发各种疾患。还有一些有害的如汞、铅和镉等微量元素，它通过所摄入被污染水、食物以及有害作业而吸收，也会引发相应疾患或中毒。本文只讨论必需微量元素。

1 必需微量元素的生物特性

所谓必需性，就是微量元素是人体代谢和生存具有不可缺少的生物作用。人体必需微量元素的基本特点可概括为：

1.1 这种元素存在于所有健康机体的一切正常组织中；

1.2 在同一民族、同一地区的人相同组织、器官中，该元素的浓度较为稳定；

1.3 机体内如缺乏或失去该元素时，均可发生器官、组织形态和功能的异常，并出现特定的生物化学变化；

2 作為一种必需微量元素必须符合下述六条标准：

2.1 缺乏时，生长和繁殖受阻；

2.2 最理想的要求是能证明该元素是何种酶、激素或生物活性物质的组成成分；

2.3 能使酶或激素的活性或免疫反应发生明显的变化；

2.4 缺乏时，可产生病理变化；

2.5 补充所缺元素可以消除症状；

2.6 依赖于剂量的反应。

3 营养必需微量元素的共同特征

3.1 多属金属元素

金属原子由于外层电子少，易失去电子变成带正电荷的阳离子，因此金属原子能在机体内形成多种化合物和鳌合物，这一理化特性为金属在机体内发挥生物学作用和治疗金属中毒奠定了生物化学及药理学基础。

3.2 多数在元素周期居于前部位置。

3.3 有高度生物流行性及催化生物化学反应的能力

含碘的甲状腺素、含钴的维生素B12、含铁的红细胞等会使金属有机复合物产生各种独特的生物学作用。

4 必须微量元素的生理作用

就人体必需的微量元素而言，它们是人体生命活动十分重要的酶或蛋白质的重要组成成份，为维持生命所必需。

4.1 必需微量元素与酶的关系

酶是一切生命现象及生物化学反应的基础。已分离出的近3000多种酶，人体内发现的近1000多种酶，竞有50～70%以上的酶需要微量元素参加或激活。已知锌与1 00多种酶、铁与数十种酶、锰和铜与数十种酶、钼与黄嘌呤氧化酶、硒与谷胱甘肽过氧化物酶等的结构与功能密切相关。离开了特定的营养必须微量元素，这些酶就无法合成或不能发挥其正常功能。

4.2 构成体内重要的载体及电子传递系统

铁参与血红蛋白及肌红蛋白的合成、运输和贮存氧；铁形成的细胞色素系统（c、c1、aa3、b、bs、p450）是重要的电子传递物质。

4.3 参与激素和维生素的合成，影响内分泌系统

钴组成维生素B12，碘参与甲状腺素的合成。营养必需微量元素锌、铜、锰、铬等缺乏及铅、铁 钼、镍过多，能影响从下丘脑——垂体——靶腺——外周器官组织各个环节；同样，这些环节对微量元素的吸收、利用、贮存、排泄等代谢过程均有影响，使血清及组织内微量元素含量产生波动。

5 必需微量元素与疾病的关系

不论必需微量元素缺乏或过多，有害微量元素接触、吸收、贮积过多或干扰了必需的微量元素的生理功能和营养作用，都会收起一定的生理及生物化学过程紊乱而发生疾病。反之，各种代谢过程失常，病变也会对微量元素的吸收、运输、利用、贮存和排泄等各个环节产生影响，因此可用临床的生物化学的方法进行观察和研究，确定诊治对策。

5.1 缺铁、铁利用障碍及贮积过多

可引起缺铁性贫血、铁粒幼细胞性贫血、其他贫血；铁过多可引起血色病、含铁血黄素沉积、β—地中海贫血等一系列病变以及免疫——神经系统功能障碍。

5.2 微量元素与地方病

低硒与克山病及大骨节病有关；缺碘与地方性甲状腺肿及呆小病有关；缺氟与龋齿有关；

5.3 微量元素与职业病

接触或吸收过量的有毒的微量元素可引起各种职业性疾病。例如接触六价铬可致特征性鹰眼状铬溃疡及鼻中隔穿孔；砷过多引起砷性皮肤癌及中毒。必需微量元素接触、吸入或吸收过量也要引发各种职业病，如锰中毒、铁中毒、锌中毒等[1-2]。

6 必需微量元素不足或过剩

必需微量元素对人体具有重要的营养和生理学意义。机体不足，人虽能生存，但会出现临界性缺乏状态；如果摄入过多，先是出现临界毒性状态，直至中毒、致死.从另一角度讲，机体所需要的蛋白质、脂肪、糖、维生素和水份等营养素可以全部或部分地在机体内自我合成，而必需微量元素则必须全部由外环境，经食物链摄取，机体内不能自我合成。这进一步说明，合理补充必需微量元素的重要性。一旦饮食中必需微量元素不平衡，或体内调节机制失衡，就会出现微量元素紊乱，不足或过剩，发生某种必需微量元素缺乏症、过剩症或中毒症等[3]。

7 必需微量元素的生理功能、过剩症、缺乏症和正常参考值

锌（Zn）涉及能量代谢、转录和翻译的100多种酶，元素缺乏可导致顽固性贫血、食欲不振、血红蛋白含量降低、血清和体内贮铁均减少等过剩症，亦能导致味觉障碍，性机能低下，生长发育迟缓，创伤愈合减慢，对刺激的反应性增高等缺乏症，正常参考值在11.6-20.0umol/L范围内。11种氧化酶含铜（Cu），铜元素与铁有协同作用，该元素的缺乏可导致突发性血管内溶血、肝豆状核变性症（Willson"s病）和特发性家庭性疾病（ICC病）等过剩症出现，同时也可导致贫血、骨化障碍等缺乏症，正常参考值在10.7-22.6umol/L范围内。铁（Fe）主要具有生成血红蛋白、参与细胞氧化的作用，该元素缺乏可导致血色病、含快血黄素沉积、β-地中海贫血等一系病变以及免疫——神经系统功能障碍等过剩症产生及贫血、生长迟缓等缺乏症产生，正常参考值11.6-29.5umol/L范围内。锰（Mn）参与粘多糖代谢、是多种酶的激活剂，元素缺乏可导致食欲不振、四肢无力、对刺激反应性，帕全森氏综合症、肌张力障碍等过剩症与动物生长抑制（人类未见）缺乏症，正常参考值<3.64 umol/L。铬（Cr）具有加强胰岛素的作用，同时在核酸代谢中也起重要作用，易发呼吸系统疾病，特别是肺癌的发生增加等过剩症与高血糖、糖尿等缺乏症，正常参考值在0.285-0.396umol/L范围内。机体生长发育的早期的需要大量钼（Mo）元素，同时其也是黄呤脱氢酶等酶的重要组成，元素缺乏易引起关节痛、高屎酸、类似痛风样的综合征，红皮病、浮肿、关节时形等痛状，也可出现食管癌高发和神经系统损害，参考值为1.67-10.42mol/L。氟（F）是许多酶的构剂、对牙齿骨骼的生长及钙磷代谢具有重要作用，元素缺乏可导致氟骨症、斑牙，同时存在齿、骨质疏松症，正常参考值<26.3 umol/L。

参考文献

WS/T 255-2002临床化学检验血液标本的收集与处理

医疗机构临床实验室管理办法（2006年）卫生部

叶应妩，王毓三，申子瑜，全国临床检验操作规程.3版.南京：东南大学出版，2006.

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