1、第八節(jié) 礦物質(zhì)李 穎 教授哈爾濱醫(yī)科大學(xué)Objectives 1. physiological functions in the body 2. absorption, metablism and tissue distribution 3. appreciate the effects of deficiency and excess. 4. the body status of these minerals 5. food sources and dietary recommendations一、Overview92 elements in the earth crust第八節(jié) 礦物質(zhì)Mo

2、re than 20 elements in the human body以上圖片來源于百度搜索elements and mineralCarbon、 hydrogen、 oxygen、 nitrogenmineral All of the elements on earth, apart from the carbon-containing organic compounds made in living organisms, are known as “minerals”. 常量元素 0.01%body weight，(macroelements)： Ca、P、Na、K、Cl、Mg、S 微

3、量元素 0.01%body weight (trace elements)：Classification 必需微量元素鐵 銅 鋅 硒 鉻 碘 鈷 鉬可能必需微量元素錳 硅 鎳 硼 釩潛在毒性氟 鉛 鎘 汞 砷 鋁 錫 鋰功能未知元素鍶 銣稀土元素等第八節(jié) 礦物質(zhì)WHO 1996年有20余種微量元素被認(rèn)為是構(gòu)成人體組織、參與機(jī)體代謝、維持生理功能所必需（一）礦物質(zhì)的特點(diǎn) Feature of mineral第八節(jié) 礦物質(zhì)1礦物質(zhì)在體內(nèi)不能合成，亦不能被分解。Mineral are not changed during digestion or when the body uses them. M

4、ineral are not destroyed by heat, light, or alkalinity.以上圖片來源于百度搜索第八節(jié) 礦物質(zhì)FeZnCuFeCuZnZnFeCu2. 除了通過食物外，礦物質(zhì)是唯一可以通過天然水途徑獲取的營養(yǎng)素。3礦物質(zhì)之間存在協(xié)同或拮抗作用。以上圖片來源于百度搜索4. 礦物質(zhì)在體內(nèi)分布極不均勻unbalance distribution in body 鈣、磷鐵碘鈷第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索 5. 生理劑量與中毒劑量范圍較窄a narrow margin of safety between the physiological and toxic

5、dose 鈣鎂鐵（女）氟錳AI（mg）800350201.53.5UL（mg）2000700503.010比值2.52.02.52.03.0我國成年人部分礦物質(zhì)元素的AI與UL值第八節(jié) 礦物質(zhì)AI：適宜攝入量 UL:可耐受最高攝入量 （二）人體礦物質(zhì)缺乏與過量的原因Causes of deficiency or excess of minerals第八節(jié) 礦物質(zhì)1地球環(huán)境因素 地殼中礦物質(zhì)元素的分布不平衡，導(dǎo)致人群因長期攝入在這種環(huán)境中生長的食物或飲用水而引起亞臨床癥狀甚至疾病。以上圖片來源于百度搜索克山病均分布在低硒地區(qū)克山病病人處于內(nèi)外環(huán)境低硒狀態(tài)（水、土、糧Se水平低，GPX活力低）營養(yǎng)

6、生物地球化學(xué)病因?qū)W說西南以上圖片來源于百度搜索1960年代恩施發(fā)現(xiàn)人畜原因不明脫發(fā)掉甲病湖北省西南部 以上圖片來源于百度搜索1965年送檢的“玉米”Se含量為一般地區(qū)1000倍。從而證實(shí)人畜脫發(fā)掉甲是硒中毒所致。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了恩施地區(qū)是世界上硒含量最高地區(qū)以上圖片來源于百度搜索人體硒中毒（恩施）脫發(fā)、脫甲、指（趾）甲變形湖北省恩施土家族苗族自治州以上圖片來源于百度搜索第八節(jié) 礦物質(zhì) 2. 食物成分及加工因素Other ingredients in Food and food proceeding Minerals have similar chemical properties and comp

7、ete for absorption. High-fiber diets reduce absorption of minerals. Phytate binds minerals and carries them out of the intestine unabsorbed Oxalate binds calcium, reducing calcium absorption 3. 人體自身因素Inadequate intakes of dietary minerals such as anorexia, digestive system diseasesIncreased consumpt

8、ion or requirement of minerals infants and children, pregnant women and lactating mothers.Distribution of calcium in the bodyteethSoft tissuebone1% calcium99% calciumBody fluids二、鈣（calcium）1300g以上圖片來源于百度搜索Ca蛋白結(jié)合鈣 46.0%白蛋白結(jié)合鈣球蛋白結(jié)合鈣復(fù)合鈣6.5%檸檬酸鈣 硫酸鈣離子化鈣47.5%濃度：0.94-1.33mmol/L發(fā)揮重要生理功能第八節(jié) 礦物質(zhì)混溶鈣池（miscible

9、 calcium pool）以上圖片來源于百度搜索（一）Physiological function of calcium1、formation of the major inorganic bone and teeth component2、signal transduction pathways3、promote the enzymes activity4、blood-clotting cascade5、maintain stability of the cell membranes構(gòu)成骨骼和牙齒的成分參與信號傳導(dǎo)通路促進(jìn)酶的活動血液凝固的級聯(lián)反應(yīng)維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性1、吸收（absorpt

10、ion ）(二) calcium absorption and metabolismCa主動轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport）為主被動擴(kuò)散（passive diffusion）濃度高時(shí)以上圖片來源于百度搜索影響鈣吸收的因素（1）機(jī)體因素 鈣的吸收率受年齡, 特殊生理期（2）膳食因素植物酸，鈣磷比例膳食纖維中的糖醛酸殘基形成鈣皂堿性藥物一些抗生素有促進(jìn)鈣吸收的作用。（3）其他因素 第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索2排泄和儲存（excretion and storage）食物鈣70%80%的攝入鈣糞中排出消化液血漿鈣腎隨尿排出牙齒骨骼腸粘膜上皮細(xì)胞脫落儲存10%30%的攝入鈣被吸收小腸第

11、八節(jié) 礦物質(zhì)150mg影響鈣排泄的因素 factors of affecting calcium excretion 1. 鈉的攝入與尿鈣量呈正相關(guān)2. 磷攝入增加可降低尿鈣排出3. 鈣也可從汗中排出4. 補(bǔ)液、酸中毒及甲狀腺素和腎上腺皮質(zhì)激素等均可使鈣排出增加第八節(jié) 礦物質(zhì)（三）鈣的缺乏與過量 deficiency and excess of calciumRickets兒童佝僂病osteoporosis骨質(zhì)疏松第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索過量鈣攝入可增加腎結(jié)石的危險(xiǎn)性高鈣Fe、Mg、P吸收抑制Zn的生物利用度降低第八節(jié) 礦物質(zhì)（三）鈣的缺乏與過量 deficiency and ex

12、cess of calcium（四）鈣的營養(yǎng)學(xué)評價(jià)第八節(jié) 礦物質(zhì)1.流行病學(xué)調(diào)查 目前仍然比較廣泛用于分析鈣對疾病的影響和作用研究。2.生化指標(biāo)生化指標(biāo)正常值范圍判定血清總鈣濃度2.252.75mmol/L(90110mg/L)低于下限為不足血清離子鈣濃度1.101.37mmol/L(4555mg/L)低于下限為不足血清CaP30低于此限為不足血清堿性磷酸酶成人1.54.0，兒童515菩氏單位超過為不足24h尿羥脯氨酸/肌酐比值0.0060.016超過為不足第八節(jié) 礦物質(zhì)4.骨質(zhì)的測量 測量骨質(zhì)可直接反映機(jī)體的鈣營養(yǎng)狀況。（1）骨礦物質(zhì)含量（2）骨礦物質(zhì)密度 3.鈣平衡測定 鈣的攝入量=鈣的排

13、出量（糞鈣尿鈣汗液鈣）左圖示正常右圖示骨質(zhì)疏松第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索（五）鈣的參考攝入量及食物來源不同人群鈣的適宜攝入量（AI） （mg/d）年齡（歲）鈣年齡（歲）鈣0300188000.54005010001600孕婦4800早期8007800中期1000111000晚期1200141000乳母1200第八節(jié) 礦物質(zhì)蝦皮（991）黑芝麻（780）雪里蕻（230） 沙丁魚 (550) 豆腐 (510) 無花果(250) 果味酸奶(150) 全脂牛奶(115) 蝦（325）青豆(33) 含鈣豐富的食物 （mg/100g） 第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索可吸收鈣的食物來源比較食

14、物（100g）鈣含量（mg）鈣吸收率（%）食物（100g）鈣含量（mg）鈣吸收率（%）奶11032.1豆（紅豆）23.524.4奶酪72132.1甘薯26.822.2酸奶16032.1甘藍(lán)7049.3豆（斑豆）51.826.7豆（白豆）10321.8菠菜1355.1第八節(jié) 礦物質(zhì)P三、磷 (phosphorus)85%90%10%15%第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索（一）磷的生理功能機(jī)體成分，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子活性，調(diào)節(jié)酸堿平衡（二）磷的吸收與代謝嬰兒 85%-90%，成人50%-70%（三）磷的缺乏與過量膳食攝入引起磷缺乏和過量比較少見（四）磷的營養(yǎng)學(xué)評價(jià) 測定血清無機(jī)磷水平，是評價(jià)磷營養(yǎng)狀

15、況的合理指標(biāo)。 嬰兒血清無機(jī)磷范圍為1.88mmol/L2.42mmol/L 正常成人血清無機(jī)磷低限為0.87mmol/L第八節(jié) 礦物質(zhì)（五）磷的供給量及食物來源AI： 成人為700mg/d 孕婦和哺乳期婦女為700mg/dUL： 成人為3500mg/d 孕婦為3000mg/d 哺乳期婦女為3500mg/d第八節(jié) 礦物質(zhì)五、鐵 (Iron)Fe65%70%功能性鐵25%30%貯存鐵第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索功能性鐵Functional iron貯存鐵(25%-30%)Storage iron血紅蛋白（60%-70%）肌紅蛋白3%含鐵酶類1%鐵蛋白ferritin含鐵血黃素hemosi

16、derinhemoglobinmyoglobinIron enzymesmusclebloodcytochromeoxidaseperoxidaseLiverSpleenBone Marrow Distribution of iron in the body1參與體內(nèi)氧的運(yùn)送和組織呼吸過程 (oxygen transport and tissue respiration)2維持正常的造血功能(maintain blood-producing function) 3維持正常免疫功能(Immune function)4. 酶類（enzyme）(一) Physiological function o

17、f iron IRE, iron-response element TF transferrinLIP, labile iron pool TfR transferrin receptorDMT, Divalent metal transporter 1，DMT1 (二) Absorption and Metabolism1、 absorptionIMP以上圖片來源于百度搜索以上圖片來源于百度搜索ferritinFetransferrinTransferrinreceptor以上圖片來源于百度搜索 1) physiological period, during development, men

18、strual ,pregnancy, lactation 2) the iron content of foods, 3）other dietary constituents: amino acid, lactose, vitamin C、mineral、phytic acid、 4) the type of iron present /bioavailabilityFactors influencing iron absorption *myoglobin hemoglobinnonheme iron（Heme iron ）直接被腸粘膜上皮細(xì)胞吸收organicsorganicsnonhem

19、e ironorganicsdissociate亞鐵Dietary iron is found in two basic forms, either as heme or nonheme iron以上圖片來源于百度搜索2. Storage and Excretion of iron正常成人每日血紅蛋白分解代謝需要2025mg鐵人體能保留代謝鐵的90%以上以上圖片來源于百度搜索(三) Iron deficiency and measurement of iron statusStageBiochemical signFunctional implications鐵減少期Depletion of

20、iron storesDecreased ferritin20ug/Lnone紅細(xì)胞生成缺鐵期Depletion of functional iron鐵蛋白12ug/LTransferrin receptors(TfRs)鐵結(jié)合力游離原卟啉濃度血紅蛋白濃度血清鐵濃度Decreased physical performance(三) Iron deficiency and measurement of iron statusStageBiochemical signFunctional implications缺鐵性貧血期Iron-deficiency anemiaDecreased hemog

21、lobinCognitive impairment,Poor growthDecreased hematocritDecreased performanceDecreased exercise toleranceDecreased red cell size 第三階段為缺鐵性貧血期 （iron deficiency anemia，IDA） 缺鐵性貧血的臨床癥狀，如頭暈、氣短、心悸、乏力、注意力不集中、臉色蒼白等癥狀。以上圖片來源于百度搜索(四) Iron toxicityEven a few pills can cause the death of a small child. Symptom

22、s: nausea vomiting diarrhea rapid heartbeat dizziness年 齡（歲）性 別鐵 年 齡（歲）性 別 鐵0 0.318男150.5 10女201 12 50154 12孕婦7 12 早期1511男16 中期25女18 晚期3514男20乳母25女25表 不同人群鐵的適宜攝入量（AI） （mg/d）食物 含量食物 含量食物 含量鴨血 30.5蟶子 33.6藕粉 41.8雞血 25.0蛤蜊 22.0黑芝麻 22.7沙雞 24.8刺蛄 14.5雞蛋黃粉 10.6鴨肝 23.1發(fā)菜 99.3地衣（水浸） 21.1豬肝 22.6紅蘑 235.1冬菜 11.4

23、蚌肉 50.0冬菇 10.5苜蓿 9.7 表 1-25 含鐵較高的食物 （mg/100g） 六、鋅60%30%Zn第八節(jié) 礦物質(zhì)以上圖片來源于百度搜索Zinc deficiency symptom Human zinc deficiency was first noted in adolescents living in the Nile delta of Egypt and in rural Iran in 1960s.dermatitisdiarrheahypersomniaimpaired immunity dysplasia of reproductive organ*Symptom:

24、以上圖片來源于百度搜索(Left) This boy has a zinc deficiency, and his hair is very thin and sparse; (right) after treatment his hair is growing more strongly 以上圖片來源于百度搜索Zinc deficiency, acquired in a premature, breast-fed infant. Note the erosive, crusted dermatitis caused by the deficiency of zinc. 以上圖片來源于百度搜索

25、1The major function of zinc in human metabolism is as a cofactor or a activator for metalloproteins and enzymes.2Promote/improve growth and development3Facilitate immune function 4Maintain cell membrane structures （一）physiological function（二）Absorption and Metabolism吸收率30%從腸道吸收的鋅集中于肝，再分布到各組織體內(nèi)的鋅經(jīng)代謝后

26、主要由腸道排出，少部分隨尿排出，汗液和毛發(fā)中也有少量排出。 以上圖片來源于百度搜索（三）Deficiency and Toxicity 1. inadequate zinc intake； 2. increase in physiological requirement； 3. illnesses that impair absorption 4. excessive zinc excretion (diarrhea, chronic infections)。第八節(jié) 礦物質(zhì)* 影響鋅吸收因素1. 高蛋白、中等磷酸、維生素D3、葡萄糖可促進(jìn)鋅的吸收；2. 膳食纖維、植酸可減少鋅的吸收；3. 銅、

27、鈣、亞鐵離子可抑制鋅的吸收；4. 動物性食物中鋅的生物利用率較高；5. 某些藥物如碘喹啉、苯妥英鈉均能促進(jìn)鋅的吸收。第八節(jié) 礦物質(zhì)引起鋅過量的因素有： 1.盲目過量補(bǔ)鋅； 2.食用因鍍鋅罐頭污染鋅的食物和飲料。 成人攝入2g以上鋅可發(fā)生鋅中毒，引起急性腹痛、腹瀉、惡心嘔吐等臨床癥狀。第八節(jié) 礦物質(zhì)（四）鋅的營養(yǎng)學(xué)評價(jià)1、臨床癥狀 生長緩慢、傷口愈合不良2、生化指標(biāo) 血漿堿性磷酸酶是評價(jià)鋅營養(yǎng)狀況最常用指標(biāo)3、膳食調(diào)查4、其他 味覺、暗適應(yīng)能力、紅細(xì)胞（五）鋅的參考攝入量及食物來源年齡(歲)性別鋅年齡(歲)性別鋅0 1.5 18男15.00.58.0女11.519.0 5011.5412.0孕婦713.5早期11.511男18.0中期16.5女15.0晚期16.514男19.0乳母21.5女15.5不同人群鋅的推薦攝入量（RNI）（mg/d） 第八節(jié) 礦物質(zhì)食物含量食物含量食物含量小麥胚粉23.4山羊肉10.42鮮赤貝11.58花生油8.48豬肝5.78紅螺10.27黑芝麻6.13生蠔71.20牡蠣9.39口蘑白菇9.04蟶干13.63蚌肉8.50雞蛋黃粉6.66鮮扇貝11.