化學(xué)元素與生命
化學(xué)先生 / 2019-05-17
人體是由許多化學(xué)元素組成:蛋白質(zhì)主要由碳、氫、氧、氯、磷組成，基酸主要由碳、氫、氧、氮、硫組成。
如今人體所需微量元素為:鐵、鋅、硒、碘、銅、錳、格、氟、鉬、結(jié)、、硅、釩，此外，亦有資料認(rèn)為鍶、砷、硼為人或動物所必需。
①人體必需微量元素，共8種，包括碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鈷及鐵。②人體可能必需的元素，共5種，包括錳、硅、硼、鋇及鎳。③具有潛在的毒性，但在低劑量時，可能具有人體必需功能的元素，包括氟、鉛、鎘、汞、鋁及錫，共7種。
人體中的微量元素溶解在人體的血液里。如果缺少了這樣那樣的微量元素，人就會得病，甚至導(dǎo)致死亡。正常人每天都要攝取各種有益于身體的微量元素，即:鐵、鋅、銅、錳、碘、鈷、鍶、鉻、硒等微量元素。
微量元素雖然在人體中需求量低，但其作用卻非常大。如:“能剌激免疫器官的細胞增殖，大大提高具有吞噬、殺菌、抑癌、溶箱作用的巨噬細胞的生存率。“鋅”是直接參與免疫功能的重要生命相關(guān)元素因為鋅有免疫功能，故白血球中的鋅蛋白質(zhì)四聚體含量比紅血球高25倍。“銀、”可預(yù)防高血壓，防治糖尿病、高血脂。“碘”能治甲狀腺腫、動脈硬化，提高智力和性功能。“”是免疫系統(tǒng)里抗癌的主要元素，可以直接殺傷腫瘤細胞。
1.生物功能：
組成生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和核糖核酸提供基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)單元，也是組成地球上生命的基礎(chǔ)。這些元素包括碳，氫、氧、氨、硫、磷。
生命的基本單元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨架變化而來的。先是節(jié)碳鏈一節(jié)碳鏈地接長，演變成為蛋白質(zhì)和核酸;然后演化出原始的單細胞，又演化出蟲、魚、鳥、獸、猴子、理，直至人類。這三四十億年的生命交響樂，它的主旋律是碳的化學(xué)演變。可以說，沒有碳，就沒有生命。碳，是生命世界的棟梁之材。
氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要元素，占蛋白質(zhì)分子重量的16％-18％。蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞膜、細胞核、各種細胞器的主要成分。動植物體內(nèi)的酶也是由蛋白質(zhì)組成。此外，氮也是構(gòu)成核酸、腦磷脂、卵磷脂、葉綠素、植物激素、維生素的重要成分。由于氮在植物生命活動中占有極重要的地位，因此人們將氯稱之為生命元素。
氨基酸和一些常見的酶含硫，因此硫是所有細胞中必不可少的一種元素。
磷素是構(gòu)成各種生命物質(zhì)所必需的成分。人體內(nèi)礦物質(zhì)的20％是磷，它是體內(nèi)含量第二。人體內(nèi)有豐富的礦質(zhì)營養(yǎng)元素，而磷含量中的80％存在于骨骼和牙齒中，其余的磷廣泛分布于體內(nèi)各細胞的脂肪、蛋白質(zhì)、糖類、酶和鹽類中。在細胞中，磷是基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)(DNA、RNA、基因、染色體)并且在自然界的生命活動中以ATP和ADP的形式對生物能量的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換和藏起關(guān)鍵作用。在植物體內(nèi)，磷是光合作用、呼吸作用、細胞功能、基因轉(zhuǎn)移和繁殖過程所必需的。
鈉、鉀和氯離子的主要功能是調(diào)節(jié)體液的滲透壓，電解質(zhì)的平衡和酸堿平衡，通過鈉一鉀泵，將鉀離子、葡萄糖和氨基酸輸入細胞內(nèi)部，維持核糖體的最大活性，以便有效地合成蛋白質(zhì)。鉀離子也是穩(wěn)定細胞內(nèi)酶結(jié)構(gòu)的重要輔助因子。同時，鈉離子、鉀離子還參與神經(jīng)信息的傳遞。
鈣和氟是骨骼、牙齒和細胞壁形成時的必要結(jié)構(gòu)成分(如磷灰石、碳酸鈣等)，鈣離子還在傳送激素影響、觸發(fā)肌肉收縮和神經(jīng)信號、誘發(fā)血液凝結(jié)和穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。
鎂離子參與體內(nèi)糖代謝及呼吸酶的活性，是糖代謝和呼吸不可缺少的輔因子，與乙酰輔酶A的形成有關(guān)，還與脂肪酸的代謝有關(guān)。參與蛋白質(zhì)合成時起催化作用。與鉀離子、鈣離子、鈉離子協(xié)同作用共同維持肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，維持心肌的正常結(jié)構(gòu)和功能。另一個有鎂參與的重要生物過程是光合作用，在此過程中含鎂的葉綠素捕獲光子，并利用此能量固定二氧化碳而放出氧。
鐵(Ⅱ、皿)的主要功能是作為機體內(nèi)運載氧分子的呼吸色素。例如哺乳動物血液中的血紅蛋白和肌肉組織中的肌紅蛋白的活性部位都由鐵(Ⅱ)和卟啉組成。其次，含鐵蛋白(如細胞色素、鐵硫蛋白)是生物氧化還原反應(yīng)中的主要電子載體，它是所有生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換反應(yīng)中不可缺少的物質(zhì)。
銅(1、Ⅱ)的主要功能與鐵相似，起著載氧色素(如血藍蛋白)和電子載體(如銅藍蛋白)的作用。另外，銅對調(diào)節(jié)體內(nèi)鐵的吸收、血紅蛋白的合成以及形成皮膚黑色素、影響結(jié)締組織、彈性組織的結(jié)構(gòu)和解毒作用都有關(guān)系。
鋅離子是許多酶的輔基或酶的激活劑。維持維生素A的正常代謝功能及對黑暗環(huán)境的適應(yīng)能力，維持正常的味覺功能和食欲，維持機體的生長發(fā)育特別是對促進兒童的生長和智力發(fā)育具有重要的作用。
錳(Ⅱ、Ⅲ)是水解酶和呼吸酶的輔因子。沒有含錳酶就不可能進行專的代謝過程，如尿的形成。錳也是植物光合作用過程中光解水的反應(yīng)中心。此外，錳還與骨髂的形成和維生素C的合成有關(guān)。
鉬是固氫酶和某些氧化還原酶的活性組分，參與氯分子的活化和黃哪吟硝酸鹽以及亞硫酸鹽的代謝，阻止致癌物亞硝胺的形成，抑制食管和腎對亞硝胺的吸收，從而防止食道癌和胃癌的發(fā)生。
鈷是體內(nèi)重要維生素B2的組分。維生素B2參與體內(nèi)很多重要的生化反應(yīng)，主要包括脫氧核糖核酸(DNA)和血紅蛋白的合成，氨基酸的代謝和甲基的轉(zhuǎn)移反應(yīng)等。
鉻(Ⅲ)是胰島激素的輔因子，也是胃蛋白酶的重要組分，還經(jīng)常與核糖核酸(RNA)共存。它的主要功能是調(diào)節(jié)血糖代謝，幫助維持體內(nèi)所允許的正常葡萄糖含量，并和核酸脂類、膽固醇的合成以及氨基酸的利用有關(guān)。
釩、錫、鎳是人體有益元素，釩能降低血液中膽固醇的含量。錫可能與蛋白質(zhì)的生物合成有關(guān)。鎳能促進體內(nèi)鐵的吸收、紅細胞的增長和氨基酸的合成等。
硅是骨、軟骨形成的初期階段所必需的組分。同時，能使上皮組織和結(jié)締組織保持必需的強度和彈性，保持皮膚的良好的化學(xué)和機械穩(wěn)定性以及血管壁的通透性，還能排除機體內(nèi)鋁的毒害作用。
硒是谷胱甘肽過氧化物酶的必要構(gòu)成部分，具有保護血紅蛋白免受過氧化氫和過氧化物損害的功能，同時具有抗衰老和抗癌的生理作用。
碘參與甲狀腺素的構(gòu)成。溴以有機溴化物的形式存在于人和高等動物的組織和血液中。生物功能有待進一步確證。
砷是合成血紅蛋白的必需成分。
硼對植物生長是必需的，尚未確證為人體必需的營養(yǎng)成分。
2.如何攝取：
人體必需微量元素共8種，包括碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鉆、鐵。
含碘豐富的食物有食鹽、海帶、紫菜、魚蝦、海參等。野山菌中的鐵、鋅、銅、硒、鉻含量較多，經(jīng)常食用野山菌補充微量元素的不足。
補鐵:各種動物肝臟、牛肉、鱔魚、豬血。
補鋅:牡蠣、鯡魚、瘦肉、魚類等。
補銅:動物肝臟、硬殼果、豆類、牡蠣
補錳:堅果、谷物、咖啡、茶葉等。
補鉻:牛肉、動物肝、粗糧、黑胡椒等。
補硒:雞蛋、動物內(nèi)臟、魚類等。
補鉆:各種海味、蜂蜜、肉類等。
注意:保健品、藥品并非補充微量元素的首選。由于各種食物中所含的微量元素種類和數(shù)量不完全相同，只要平時的膳食結(jié)構(gòu)做到粗、細糧結(jié)合，葷素搭配，不偏食不挑食，就能基本滿足人體對各種元素的需要。人如果表現(xiàn)出缺乏某種微量元素的癥狀，其實缺的通常并不止是一種微量元素，而是多種。但如通過保健品補充，往往只能缺什么補什么。如果通過均衡飲食則可以吸收食物中的多種微量元素。
閩ICP備15011996號-4
|
閩公網(wǎng)安備35040002000218號
|