營養(yǎng)學微量元素基礎知識培訓資料引言：微量元素——人體健康的隱形基石在浩瀚的營養(yǎng)學領域，我們常常聚焦于蛋白質、脂肪、碳水化合物這些宏量營養(yǎng)素，它們如同構建人體大廈的棟梁。然而，還有一類物質，盡管在人體內的含量微乎其微，僅占體重的0.01%以下，卻扮演著不可或缺的角色，它們就是微量元素。這些“隱形的守護者”參與調節(jié)人體的各種生理功能，從細胞代謝、免疫防御到生長發(fā)育、神經傳導，都離不開它們的精密協(xié)作。本培訓資料旨在系統(tǒng)梳理微量元素的基礎知識，幫助大家深入理解其重要性，并將其應用于實踐。一、微量元素的定義與分類（一）定義微量元素是指在人體內含量極低，通常每千克體重中含量不足毫克甚至微克水平，但對維持機體正常生理功能、生長發(fā)育和健康至關重要的一類無機元素。盡管需求量微小，但其缺乏或過量均可能導致一系列生理功能紊亂和疾病。（二）分類根據其在人體內的生物學作用及必需性，可將微量元素大致分為以下幾類：1.必需微量元素：這類元素是人體生命活動所必需的，缺乏會導致特異性缺乏病，且其功能不能被其他元素替代，必須通過食物攝入來滿足機體需求。目前公認的必需微量元素包括鐵、鋅、硒、碘、銅、錳、氟、鉬、鉻、鈷、鎳、硅、釩、錫等。2.可能必需微量元素：這類元素在機體內具有一定的生理作用，但其確切的必需性尚未完全確定，或缺乏癥僅在特定條件下出現(xiàn)。3.非必需微量元素：這類元素在人體內可能存在，但目前尚未發(fā)現(xiàn)其具有明確的生理功能，有些甚至可能對人體有害，如鉛、汞、鎘、砷等重金屬元素，通常稱之為有毒微量元素。本資料將主要圍繞必需微量元素展開討論。二、微量元素的共同特性盡管各種微量元素的生理功能各異，但它們在體內的代謝和作用方面具有一些共同的特性：1.含量微少，作用重大：在體內含量極低，但參與關鍵的生理生化過程，如酶的組成成分或激活劑、激素的調節(jié)因子、維持細胞結構等。2.不能在體內合成，必須從外界攝入：人體無法自身合成微量元素，必須通過每日膳食持續(xù)供給。3.需要量有一定范圍：每種微量元素都有其特定的適宜攝入量范圍，低于此范圍可能導致缺乏，高于此范圍（尤其是上限）則可能引起中毒。4.相互作用復雜：微量元素之間存在協(xié)同或拮抗作用。例如，鋅和鐵在吸收過程中可能存在競爭抑制；硒可以拮抗汞的毒性。5.分布不均勻：不同的微量元素在體內各組織器官中的分布存在顯著差異，通常在其發(fā)揮生理作用的靶器官中含量較高。三、常見必需微量元素的生理功能、缺乏與過量及食物來源（一）鐵（Fe）鐵是人體含量最高的必需微量元素，也是最容易缺乏的微量元素之一。1.生理功能：*構成血紅蛋白、肌紅蛋白的核心成分，參與氧氣和二氧化碳的運輸與儲存。*作為多種酶的組成成分或活性中心（如細胞色素氧化酶、過氧化物酶等），參與體內氧化還原反應和能量代謝。*與免疫功能密切相關，影響淋巴細胞的增殖和抗體的產生。2.缺乏表現(xiàn)：*缺鐵性貧血：是最常見的缺乏癥，表現(xiàn)為乏力、易疲勞、頭暈、心悸、面色蒼白、注意力不集中、免疫力下降等。*兒童缺鐵可導致生長發(fā)育遲緩、學習能力降低、行為異常。3.過量危害：*長期過量攝入鐵（尤其是非血紅素鐵補充劑）可能導致鐵過載，增加氧化應激，損傷肝臟、心臟等器官，甚至與某些慢性疾病的發(fā)生發(fā)展相關。4.主要食物來源：*動物性來源（血紅素鐵，吸收率高，約15%-35%）：紅肉（牛肉、羊肉、豬肉）、動物肝臟、動物血、魚類等。*植物性來源（非血紅素鐵，吸收率低，約2%-20%，受膳食因素影響大）：黑木耳、紫菜、芝麻、豆類、綠葉蔬菜（如菠菜、莧菜，但需注意草酸影響）等。維生素C可促進非血紅素鐵的吸收。（二）鋅（Zn）鋅在人體的生長發(fā)育、新陳代謝中扮演著極其重要的角色，被譽為“生命之花”。1.生理功能：*參與體內多種酶的組成與激活（已知有數百種酶含鋅或依賴鋅激活），調節(jié)物質代謝。*促進生長發(fā)育和組織修復，尤其是對兒童的生長發(fā)育至關重要。*維持正常味覺與食欲。*增強免疫功能，促進淋巴細胞增殖和抗體合成。*參與核酸和蛋白質的合成，影響細胞分化和基因表達。*對維持正常的性發(fā)育和生殖功能具有重要作用。2.缺乏表現(xiàn)：*生長發(fā)育遲緩，性發(fā)育延遲或性腺功能減退。*味覺、嗅覺異常，食欲不振，甚至出現(xiàn)異食癖。*皮膚干燥、粗糙，傷口愈合不良。*免疫功能低下，易感染。*兒童可出現(xiàn)認知能力下降。3.過量危害：*長期過量攝入鋅可干擾銅、鐵等其他微量元素的吸收和代謝，導致銅缺乏，引起貧血、免疫功能受損等。還可能出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉等胃腸道癥狀，以及頭痛、嗜睡等。4.主要食物來源：*動物性來源（吸收率較高）：貝殼類海產品（如牡蠣、扇貝）、紅肉（牛肉、豬肉）、動物內臟、魚類、蛋類等。*植物性來源：堅果類（如核桃、花生、杏仁）、豆類、全谷類等，但吸收率相對較低，且受植酸等抗營養(yǎng)因子影響。（三）硒（Se）硒是一種具有抗氧化作用的重要微量元素，其缺乏與克山病、大骨節(jié)病等地方病密切相關。1.生理功能：*構成谷胱甘肽過氧化物酶的核心成分，清除體內自由基，保護細胞免受氧化損傷。*參與甲狀腺激素的合成與代謝，調節(jié)機體新陳代謝速率。*增強機體免疫功能，提高抗病能力。*具有一定的抗腫瘤作用，可能通過抗氧化、增強免疫等多種途徑實現(xiàn)。*拮抗重金屬（如汞、鎘、砷）的毒性。2.缺乏表現(xiàn)：*克山?。阂环N以心肌損傷為主要特征的地方病。*大骨節(jié)?。阂环N以骨關節(jié)病變?yōu)橹饕卣鞯牡胤讲　?可能增加心血管疾病、某些癌癥的發(fā)病風險，以及影響甲狀腺功能。3.過量危害：*硒中毒，表現(xiàn)為脫發(fā)、指甲變形（出現(xiàn)白斑、凹陷、脫落）、惡心、嘔吐、腹瀉、神經損害等。4.主要食物來源：*食物中硒含量受地域土壤硒水平影響極大。*良好來源包括：海產品（如海參、蝦、牡蠣）、動物內臟（肝、腎）、肉類、谷物（取決于產地土壤）、堅果（如巴西堅果，含量極高）。（四）碘（I）碘是合成甲狀腺激素的關鍵原料，對維持機體正常代謝和生長發(fā)育至關重要，特別是對腦發(fā)育的影響。1.生理功能：*參與甲狀腺激素（甲狀腺素T4和三碘甲狀腺原氨酸T3）的合成，甲狀腺激素調控機體的新陳代謝、生長發(fā)育（尤其是中樞神經系統(tǒng)的發(fā)育）、體溫調節(jié)等。2.缺乏表現(xiàn)：*地方性甲狀腺腫（大脖子?。杭谞钕俅鷥斝阅[大。*地方性克汀?。ù粜“Y）：孕婦缺碘可導致胎兒腦發(fā)育障礙，出生后表現(xiàn)為智力低下、生長發(fā)育遲緩、聾啞、面容呆滯等。*兒童缺碘可導致生長發(fā)育遲緩、學習能力下降。成人缺碘可導致新陳代謝率降低、乏力、畏寒、記憶力減退等。3.過量危害：*長期過量攝入碘也可能導致甲狀腺功能異常，如高碘性甲狀腺腫、甲狀腺功能亢進或減退。4.主要食物來源：*海帶、紫菜、海魚、海蝦等海產品是碘的極佳來源。*加碘食鹽是預防碘缺乏的最有效和簡便的方法，是目前大多數國家的公共衛(wèi)生策略。（五）鋅（Zn）、銅（Cu）、錳（Mn）、氟（F）、鉬（Mo）、鉻（Cr）簡述除上述重點介紹的元素外，其他必需微量元素同樣不可或缺：*銅（Cu）：參與血紅蛋白合成、細胞色素氧化酶等多種酶的組成，維持正常造血功能、神經系統(tǒng)功能和免疫功能。缺乏可導致小細胞低色素性貧血、毛發(fā)異常、神經系統(tǒng)癥狀。過量可引起肝損傷。來源：動物肝臟、腎臟、堅果、豆類、谷類。*錳（Mn）：參與骨骼形成、糖和脂肪代謝，是多種酶的激活劑。缺乏可能影響生長發(fā)育、生殖功能。過量可影響神經系統(tǒng)。來源：全谷物、堅果、綠葉蔬菜、豆類。*氟（F）：主要作用于骨骼和牙齒，增強牙齒抗齲能力，促進骨骼鈣化。缺乏易患齲齒，老年人易發(fā)生骨質疏松。過量則導致氟斑牙、氟骨癥。來源：飲用水（fluoridatedwater）、茶葉、海魚。*鉬（Mo）：作為黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶等酶的組成成分，參與嘌呤代謝和鐵的利用。缺乏罕見，過量可引起痛風樣癥狀。來源：豆類、谷類、動物內臟。*鉻（Cr）：三價鉻是葡萄糖耐量因子的組成部分，協(xié)助胰島素發(fā)揮作用，調節(jié)糖代謝。缺乏可能與糖尿病、動脈粥樣硬化有關。來源：全谷物、肉類、魚類、堅果。四、影響微量元素吸收利用的因素微量元素的吸收利用受多種因素影響，了解這些因素有助于更好地通過膳食獲取足夠的微量元素：1.膳食成分：*蛋白質：一般有助于微量元素的吸收，如肉類因子可促進非血紅素鐵的吸收。*維生素：維生素C促進鐵、銅的吸收；維生素D促進鈣、磷吸收，對某些微量元素也可能有間接影響；維生素A可能促進鐵的吸收。*植酸、草酸、鞣酸：主要存在于植物性食物中（如未發(fā)酵的谷類、豆類、菠菜、茶葉等），可與鐵、鋅、鈣等形成不溶性復合物，抑制其吸收。*膳食纖維：過量膳食纖維可能會吸附微量元素，降低其吸收。*某些氨基酸和有機酸：如組氨酸、半胱氨酸、檸檬酸等可促進鋅等元素的吸收。2.機體狀況：*機體對某種微量元素的需要量（如生長發(fā)育期、妊娠期、哺乳期需求量增加，吸收可能增強）。*胃腸道功能（如腹瀉、腸道疾病會影響吸收）。*體內微量元素的營養(yǎng)狀況（如鐵缺乏時，鐵的吸收率會提高）。3.元素間的相互作用：如前所述，鋅鐵之間的競爭，硒對汞的拮抗等。4.食物加工烹調方法：合理的加工烹調（如谷物發(fā)酵可降低植酸含量）可提高某些微量元素的生物利用率。五、微量元素缺乏的原因與預防原則（一）缺乏原因1.膳食攝入不足：*食物中微量元素含量天然低下（如特定地區(qū)土壤缺硒、缺碘）。*膳食結構不合理，偏食、挑食，導致某些富含微量元素的食物攝入不足。*過度加工的食品，導致微量元素損失。2.吸收利用障礙：胃腸道疾病、食物中存在過多抗營養(yǎng)因子等。3.需要量增加：生長發(fā)育期兒童、孕婦、哺乳期婦女、疾病恢復期病人等。4.丟失過多：如慢性失血導致鐵丟失；長期腹瀉導致多種元素丟失。（二）預防原則1.平衡膳食，食物多樣化：這是預防所有微量元素缺乏最根本和有效的措施。不挑食、不偏食，保證攝入足量的動物性食物、植物性食物，尤其是全谷物、豆類、堅果、新鮮蔬菜水果。2.選擇富含微量元素的食物：了解各類食物的微量元素特點，有意識地選擇攝入。3.改善烹飪加工方法：如提倡谷類發(fā)酵，減少植酸影響；蔬菜先洗后切，避免長時間浸泡，以減少水溶性維生素和某些微量元素的丟失。4.利用營養(yǎng)強化食品或補充劑：在特定人群或地區(qū)（如缺碘地區(qū)推廣加碘鹽，嬰幼兒輔食添加營養(yǎng)包），可采用營養(yǎng)強化食品或適當的補充劑來預防缺乏。但補充劑的使用應在專業(yè)指導下進行，避免過量。5.注意飲食行為：如飯前飯后不大量飲用濃茶，以免鞣酸影響鐵、鋅吸收。六、總結與展望微量元素是維持人體健康不可或缺的“隱形衛(wèi)士”，盡管需求量微小，但其在生命活動中的作用卻舉足輕重。從參與能量代謝到促進生長發(fā)育，從增強免疫功能到抗氧化損傷，微量元素的身影無處不在。然而，由于其含量微少、膳食結構不合理、吸收利用受多種因素影響等原因，微量元素缺乏仍