比黄金更金贵的微量元素

一、微量元素引发了

营养学史上的第三次大飞跃

翻开古今中外的战争史，常常并不一定是以兵多而稳操胜券；人体内的微量元素也是这样以量微益健康。

在人体中，几十种微量元素总量只占体重的0.05%，所谓 “秤砣虽小，压千斤”，这些极微量的元素，一旦缺乏了，不仅会使人致病，甚至还会威胁生命！

奇怪的克山病

1935年，在黑龙江省松嫩平原上的克山县忽然大面积发生了一种怪病。病人面色苍白、手足冰凉、头晕、心慌气短、恶心、呕吐，最终因心衰而死，死亡率很高。当时人们一筹莫展，找不到任何防治方法，就把这种病定名为“克山病”。

新中国成立后，人民政府十分重视，成立了攻克克山病的科研队伍，经过20多年的调研，发现流行克山病的发病区是从东北到西南，整整覆盖了我国的16个省（市）区的327个县，且发病地区有一个共同特点——都是低硒地带。病区居民的粮食含硒量极低，仅0.003~0.01毫克/千克，与非病区相比，差别非常显著！专家最终提出了克山病的发病原因为缺硒。

1980年，中国专家将这一来之不易的创新研究成果正式向世界宣告。同年，这一成果在全国科学大会上获得了大奖，继而推动了中国微量元素营养学会的正式成立。

当代生命科学认为，微量元素是营养学史上继蛋白质、维生素发现后的第三次大飞跃。

二、人体元素结构之谜

及微量元素

世上一切生物包括人类都是以元素为基础构成的，地球上天然存在的元素在生物体内几乎都可以找到。人体组织中各种元素的含量与环境中的元素组成大体是一致的。

人体中各种元素的含量差别很大，一般可将其分为宏量元素和微量元素。宏量元素也被称为“常量元素”，是人体主要的组成元素，以氧为最多，其次是碳、氢、氮、钙等共11种，占据了人体元素构成总量的99.95%。

另一类含量很低的元素是微量元素，亦称痕量元素。目前能在人体内检出的已达70种以上，它们的共同特点是浓度极低，其含量均小于人体重量的0.01%。

1990年，世界营养专家委员会又提出了一种新的标准，凡在人体组织中的浓度每克小于250微克的元素为微量元素。由于其量的微乎其微，每天需要摄入的量也相当微小。

根据微量元素对维持机体生命活动的作用，可分为必需微量元素和非必须微量元素。

必需微量元素就是那些具有明显营养作用及生理功能，对维持机体生长发育、生命活动及繁衍等必不可少的元素。人体离开这些元素既不能生长，也不能完成它的生命周期，会发生疾病甚至死亡。必需微量元素有铁、铜、锌、锰、铬、钼、钴、钒、镍、锡、氟、碘、硒、硅，共计14种。

非必需微量元素是指那些无明显生理功能的微量元素，如铅、镉、汞、铊等。

三、微量元素对人体的

双重效应

从某种意义上说，微量元素比蛋白质、脂肪、糖及维生素等更为重要，因为它们完全不能由机体合成，必须从外界摄入。

微量元素在人的生命活动中另一个显著的特点是机体需要的很微量，但作用都很巨大。有人形容它们就像汽车发动机的点火塞一样，是生命活动的点火塞。缺失了微量元素，就熄灭了生命的火花，生命也就终止了。

（一）微量元素在体内的功能

必需微量元素在人体有很广泛的作用：

1. 是酶的组成成分或激活剂。酶系统中总是有一个或几个微量元素在起着特殊的活性中心作用。将这些酶中有关的微量元素除去，酶的活性就立即丧失了。

2. 在某些激素的合成、释放及其与目标器官的结合中起着重要作用。如胰岛素含锌，铬是葡萄糖耐量因子的重要组成成分，铜则参与肾上腺素类固醇激素的生成等。

3. 参与体内物质的输送，如铁为血红蛋白的成分，参与了氧的运送；锌为碳酸酐酶的成分，参与了二氧化碳的排出；许多微量元素参与蛋白质、脂类或碳水化合物的代谢与运输。

4. 是维生素的组成成分，如钴是维生素B12的成分。

5. 参与遗传物质代谢，近年来发现遗传物质中含有铁、铜、锌等多种微量元素。微量元素含量不足或过多均可影响核酸遗传信息的携带及传递，如果发生在生殖细胞，常可表现为畸形发展；发生在体细胞将促成肿瘤。

6.已有研究发现，某些微量元素的过多或过少，可能是肿瘤引发的原因之一，如人体缺碘，可引起单纯性甲状腺肿；过量的碘摄入是甲状腺癌肿的一个原因。

（二）微量元素的最佳营养曲线——平台现象

微量元素缺乏可导致细胞结构和生理功能异常，出现缺乏症状；而摄入过多又会引起中毒。在不足与过多之间呈现出一个最佳营养曲线平台的现象。平台的宽窄，不同的微量元素是不同的，当然，平台愈宽，安全范围就愈大；平台愈窄，安全范围就愈小。也就是说，有效作用剂量与有毒害剂量之间相差很小，极需密切注意应用的剂量，否则极易引致危害。

图1中，横坐标表示微量元素摄入量的大小（或组织内该元素的浓度），而纵坐标表示该元素摄取后机体生理功能的变化。

值得强调的是，这一剂量功能曲线并不是随摄入量越多而功能越佳。以克山病为例，由于患者进食低硒粮食，喝低硒水，于是形成硒缺乏症，而患克山病，体内硒量极低时可致人死亡。当克山病人适量地补硒后，体内血硒浓度升高，克山病症状渐渐消失，而进入健康状态，在适应平台时是最佳剂量的范围。如其补硒量过大、过久，机体则会出现中毒症状，此时应当停止或减少补硒剂量，否则会使中毒症状进一步加剧，表现为生理生化功能异常，代谢紊乱等一系列中毒症状加剧。如不控制使用剂量，最终将因严重中毒而死亡。

四、微量元素的健康效应

（一）微量元素与机体的生长发育

铁、锌、碘、铜、钼、锰、硅、氟等多种微量元素对机体的生长发育是不可缺少的。

锌是多种酶的必需成分，并参与机体免疫、内分泌等多种生理反应和功能调节。人胚胎期严重缺锌可引起流产、死胎、胎儿畸形等，出生后缺锌严重阻碍儿童生长发育。少儿时期适当补锌，有益于终生。

碘是人体生长发育至关重要的另一种微量元素。在胚胎期至出生后两年，机体碘供给严重不足可引起呆小症，患儿个子矮小，智力低下。

铁除与形成血红素而在氧的运输中发挥重要作用外，还是细胞色素的组成成分，在生物氧化中起重要作用。铁还参与体内多种酶的构成，对胶原、酪氨酸以及DNA合成均有重要影响。婴幼儿铁缺乏不仅可引起缺铁性贫血，而且能明显影响青春期少年儿童体格发育及生殖功能的完善。

硅对机体生长发育的作用主要是骨骼钙化过程中与钙的协同作用，硅能增加骨矿化作用的速度。缺硅可使骨骼出现异常、畸形、牙齿和牙釉质发育不良。

机体生长发育的早期对钼的需要量最大，特别是对妊娠期胎儿和新生儿格外重要，钼缺乏可引起神经系统损害和生长发育障碍。

氟参与人体正常代谢，适量的氟能维持机体正常的钙磷代谢，促进牙齿和骨骼钙化，保证牙齿、骨骼的正常生长发育，使牙齿更坚固，抗龋齿能力更强。

（二）微量元素与生殖

微量元素锌、硒、铜、锰等对维持正常的生殖、生育功能非常重要。

锌参与生殖系统各种酶的组成，对精子的发育成熟起重要作用，有利于精子正常功能的发挥。精液中锌浓度明显高于其他体液，人的精子与锌结合较为牢固。缺锌的人，睾丸明显减轻、精曲小管萎缩、精子数量明显减少，活动力减弱、精子畸形率增加。人严重缺锌时睾丸发育不全、性功能低下、第二性征发育差，缺乏生育能力。

硒对精子的形成和发育具有特异作用，硒蛋白与精子成熟有关。女性的正常生殖、生育过程也需要硒元素。

严重锰缺乏的人会丧失生育能力，伴有精曲小管退化，精子减少，可能是由于锰对类固醇代谢的影响所致。

（三）微量元素与中枢神经发育

微量元素铁、锌、碘、硒等对脑的结构发育和功能完善至关重要。在大脑发育期，如果严重缺碘、硒会引起呆小症。

铁是神经系统发育极为重要的元素。铁分布于全脑，但主要存在于大脑白质，基底核中含量最高。脑吸收铁的高峰期即为大脑发育期，此时正是髓鞘形成的高峰期。铁缺乏影响髓鞘质的合成而损害神经系统信号传导，还会影响多巴胺的合成及多巴胺能神经递质的传导。

锌与脑的发育和脑功能关系十分密切。目前认为，缺锌会影响脑发育和学习、记忆能力。

（四）微量元素与免疫

体内充足的微量元素是维持人体正常免疫功能的必要条件，因为它们是免疫器官正常发育和功能完善必不可少的。

据测定，白细胞中锌含量是红细胞的25倍。锌能维持免疫细胞的功能，促进免疫细胞激活后的抗体生成，增强淋巴细胞对抗原刺激产生抗体的反应能力。缺锌时抗体生成减少、免疫细胞总数下降，具杀伤活力的细胞数降低，如吞噬细胞的吞噬能力和杀菌活性均减弱。

硒、铁等对机体的非特异性免疫、细胞免疫和体液免疫均具有重要作用。缺乏时，人体的免疫细胞杀菌能力和抗体生产会明显减少。

（五）微量元素与衰老

衰老不是疾病而是一种生理现象，是复杂的生理生化过程衰退的综合结果。研究表明，微量元素锌、铜、锰、铁、硒等作为自由基反应的猝灭剂，能终止自由基反应，可延缓衰老。

我们熟知的维生素E、维生素A、维生素C及人体内的抗氧化、抗自由基的酶类都有抗老年斑的作用，而微量元素硒、铁、铜、锌等又恰恰是这些酶必不可少的组分。

（六）微量元素与癌发生

微量元素与癌发生的关系非常密切，是当今微量元素研究领域中的热点之一。

有人认为低硒、低锌可能是肺癌发生的危险因素，而血清铜、铜/锌比值升高可能是肺癌存在的结果。肝癌患者血中锰、锌、铁、硒、硅等显著低于正常人，而铜和铬显著高于正常人。一般认为，血清铜升高是多种癌的共同特征，不管肿瘤生长在何处都可伴有血清铜升高。硒能拮抗多种化学致癌物的致癌作用，能提高机体的免疫功能。

有人要问，人体内是否存在黄金？

有。人体也存在极微量的金元素，但对人体生理活动绝非是必需的，因此金元素不是人的营养素。

有些人为了炫富而赴豪华的黄金宴，品尝撒有金粉的奢侈黄金蛋糕。但是黄金穿肠而过，对人没有任何营养价值可言。碘、铁、硒等微量元素遍地都有，这样价廉的微量元素虽然在人体内含量极微，却比黄金更金贵！

营养学家：翟凤英

女，中共党员，河北唐山人，1949年出生。中国疾病预防控制中心营养与食品安全所研究员，博士研究生导师。

自2000年以来任中国营养学会第五届、第六届理事会秘书长，亚洲公共营养学杂志编委，中国烹饪协会常务理事，中国烹饪协会营养委员会副主任。

多年来，她为中国营养学会公共营养分会的发展做了大量的管理和组织工作，并为1997年和2007年《中国居民膳食指南》的制订和宣传做了大量的秘书工作。2004年在“两会”期间，她联合营养以及医学院士、专家等46人写信呼吁“建设小康社会，营养必须立法”，起草了《关于营养立法问题的研究报告》。她承担组织完成《中国营养改善条例》草案，使营养工作能有法可依。

1976年到四川冕宁地区进行克山病的临床治疗工作，参加克山病区的血、尿、粮食、头发中硒含量实验室检测工作。1984年归国以来，率先建立了公共营养研究室。

翟凤英在国内外权威杂志发表文章近百篇，主编、副主编、主译和参与编书十余部。1998年获菲律宾大学“亚太地区食物与营养规划委员会最杰出硕士毕业生”的称号；2004年获北京市人民政府“新时期中国食物安全发展战略研究”二等奖；2005年获“中华医学科技奖”；2006年在“第四次全国营养与健康调查”中获“中国营养学会科学技术奖”一等奖。

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