页数：124页文件大小：1.08 MB来源： 营养与食品卫生学ppt课件
本课件系统讲解矿物质的分类与特点，逐一展开钙、磷、镁、钾、钠、铁、碘、锌、硒、铜、钴、钼、铬等元素的生理功能、缺乏与过量表现、适宜摄入量与食物来源，并附常用食物含量表。
矿物质（Minerals）章节封面。
在人体内含量占人体总重量万分之一以上（每日需要量大于100mg）的元素称为必需宏量元素，共7种，占人体总矿物质的60%—80%。
人体内常量元素的含量：
| 元素 | 男 | 女 |
|---|---|---|
| 钙 | 27mol（1100g） | 21mol（830g） |
| 磷 | 16mol（500g） | 13mol（400g） |
| 钾 | 3600mmol（140g） | 2560mmol（100g） |
| 钠 | 4170mmol（100g） | 3200mmol（77g） |
| 氯 | 2680mmol（95g） | 2000mmol（70g） |
| 硫 | 4400mmol（140g） | — |
| 镁 | 780mmol（19g） | — |
1990年FAO/IAEA/WHO联合组织了人体营养专家委员会，提出在组织中浓度不超过250μg/g的为微量元素，并按其生物学作用分为必需和非必需元素两类。
钙是人体中含量较高的无机元素，仅次于C、H、O、N位居第五位。成人体内含钙总量1200g，其中99%的钙以羟磷灰石结晶的形式存在于骨骼和牙齿中，1%成离子状态存在于软组织、细胞外液及血液中。
常用食物中的钙含量（mg/100g食部）：
| 名称 | 钙含量 | 名称 | 钙含量 |
|---|---|---|---|
| 人奶 | 34 | 芝麻 | 620 |
| 牛奶 | 120 | 银耳 | 380 |
| 酸奶 | 118 | 发菜 | 767 |
| 大豆 | 367 | 油菜 | 108 |
| 豆腐 | 138 | 小白菜 | 90 |
| 豆腐丝 | 204 | 猪肉（瘦） | 11 |
| 虾皮 | 2000 | 牛肉（瘦） | 6 |
| 海带（干） | 1177 | 标准粉 | 24 |
| 绿豆 | 81 | 大米 | 10 |
正常人体内含磷600～700g，每kg无脂肪组织约含磷12g左右。体内磷的85.7％集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。
磷的生理功能除构成骨及牙的重要成分外，也参与核酸和蛋白质等大分子的组成和体内的重要代谢过程，是机体很重要的一种元素。
一般不会由于膳食原因引起营养性磷缺乏，只有在一些特殊情况下才会出现，如早产儿若仅喂以母乳，因人乳含磷量较低，不足以满足早产儿骨磷沉积的需要，可发生磷缺乏，出现佝偻病样骨骼异常；磷缺乏也可见于使用静脉营养过度未补充磷的病人。
症状可包括厌食、贫血、肌无力、骨痛、佝偻病和骨软化、全身虚弱、对传染病的易感性增加、感觉异常共济失调、精神错乱甚至死亡。
过量的磷酸盐可引起高磷血症，导致神经兴奋性增强、手足抽搐和惊厥。一般情况下不易发生由膳食摄入过量磷的问题；某些特殊情况下如医用口服、灌肠或静脉注射大量磷酸盐后，可引起血清无机磷浓度升高达1.67mmol／L（50mg／L），形成高磷血症。
磷在食物中分布很广，无论动物性食物或植物性食物，其细胞中都含有丰富的磷，动物的乳汁中也含有磷，所以磷是与蛋白质并存的，瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。
粮谷中的磷为植酸磷，不经过加工处理吸收利用率低。
镁是人体细胞内的主要阳离子，浓集于线粒体中，仅次于钾和磷；在细胞外液仅次于钠和钙居第三位，是体内多种细胞基本生化反应的必需物质。正常成人身体总镁含量约25g，其中60％～65％存在于骨、齿，27％分布于软组织。
镁的最重要络合物是叶绿素，普遍存在于绿叶蔬菜中，所以绿叶蔬菜是镁的一个重要来源。
镁虽然普遍存在于食物，但食物中的镁含量差别甚大。由于叶绿素是镁卟啉的螯合物，所以绿叶蔬菜是富含镁的；粗粮、坚果也含有丰富的镁。肉类、淀粉类食物及牛奶中的镁含量却属中等。
钾为人体的重要阳离子之一。正常成人体内钾含量约为50mmol／kg，儿童约为40mmol／kg；成年男子为45～55mmol／kg，女子为32mmol／kg。体内钾主要存于细胞内，约占总量的98％，其他存在于细胞外。
其中70％的体钾储存于肌肉，10％在皮肤，红细胞内占6％～7％、骨内占6％、脑占4.5％、肝占4.0％。
体内缺钾的常见原因是摄入不足或损失过多。
人体内钾总量减少可引起钾缺乏症，可使神经肌肉、消化、心血管、泌尿、中枢神经等系统发生功能性或病理性改变。
主要表现为肌肉无力及瘫痪、心律失常、横纹肌肉裂解症及肾功能障碍等。肌肉无力一般从下肢开始，表现为站立不稳、无力或登楼困难，随钾缺乏加重可影响躯干、上肢肌力，甚至影响呼吸肌导致呼吸衰竭；肠道肌肉也可受影响，表现为厌食、恶心、呕吐、气胀，严重者可发展为肠麻痹和肠梗阻，胃酸分泌减少。
大部分食物都含有钾，但蔬菜和水果是钾最好的来源。
食盐（NaCl）是人体获得钠的主要来源。钠是人体中一种重要无机元素，一般情况下成人体内钠含量女约为3200mmol、男约为4170mmol，分别相当于77～100g，约占体重的0.15％。体内钠主要在细胞外液，占总体钠的44％～50％，骨骼中含量也高达40％—47％，细胞内液含量较低，仅9％～10％。
人体内钠在一般情况下不易缺乏，但在某些情况下，如禁食、少食，膳食钠限制过严使摄入量非常低时；高温、重体力劳动、过量出汗、胃肠疾病、反复呕吐、腹泻（泻剂应用）使钠过量排出丢失时；或某些疾病，可发生钠缺乏。
原文此处表述为「成年人镁的AI为2200mg/d」，据本节主题及中国居民膳食营养素参考摄入量标准值，应为钠的AI，已据上下文订正。
中国居民膳食钠适宜摄入量（AI），单位：mg/d：
| 年龄（岁） | AI | 年龄（岁） | AI |
|---|---|---|---|
| 0~ | 200 | 11~ | 1200 |
| 0.5~ | 500 | 14~ | 1800 |
| 1~ | 650 | 18~ | 2200 |
| 4~ | 900 | 孕妇、乳母 | 2200 |
| 7~ | 1000 | — | — |
钠普遍存在于各种食物中，一般动物性食物钠含量高于植物性食物，但人体钠来源主要为食盐（钠）以及加工、制备食物过程中加入的钠或含钠的复合物（如谷氨酸钠、小苏打即碳酸氢钠等），如酱油、盐渍或腌制肉或烟熏食品、酱咸菜类、发酵豆制品、咸味休闲食品等。
铁是人体内含量最多的一种必需微量元素，也是研究最多的微量元素之一；人群膳食中铁的摄入量常高于AI，但人体铁缺乏，包括缺铁性贫血和血红蛋白低于正常的现象却较普遍，仍是世界性的主要营养问题之一。
尽管缺铁是较广泛存在的贫血的重要原因，但众多因素可促进或抑制铁的吸收和生物利用，至今仍有许多因素未明，尚需深入探讨。
体内铁总量约为4—5g，有两种存在形式：
血红素铁与非血红素铁的吸收，都受体内铁贮存量的影响：当铁贮存量多时，吸收率降低；贮存量减少、需要量增加时，吸收率亦增加。
人群铁营养状况评价：
| 评价指标 | 正常 | IDS | IDE | IDA |
|---|---|---|---|---|
| SF（μg/l） | 60 | <12 | <12 | <12 |
| TS | 0.35 | 0.35 | <0.16 | <0.16 |
| FEP（μmol/l） | 0.54 | 0.54 | >1.8 | >1.8 |
| Hb（g/l） | >120 | >120 | >120 | <120 |
铁缺乏的儿童易烦躁，对周围不感兴趣，成人则冷漠呆板。当血红蛋白继续降低，则出现面色苍白，口唇黏膜和眼结膜苍白，有疲劳乏力、头晕、心悸、指甲脆薄、反甲等。
儿童少年身体发育受阻，出现体力下降、注意力与记忆力调节过程障碍、学习能力降低等现象。
常用食物中的铁含量（mg/100g食部）及吸收率：
| 食物 | 含量（mg/100g） | 吸收率（%） |
|---|---|---|
| 猪肝 | 25 | 22 |
| 猪血 | 15 | 5 |
| 猪瘦肉 | 2.4 | 22 |
| 带鱼 | 1.2 | 11 |
| 稻米 | 2.3 | 1 |
| 小麦粉 | 3.5 | 5 |
| 玉米 | 1.1 | 3 |
| 菠菜 | 2.5 | — |
| 油菜 | 7.0 | — |
| 牛奶 | 0.3 | — |
20世纪70年代便提出了碘缺乏对人的损害是一条由轻到重的疾病谱带；80年代确认碘缺乏不仅会引起甲状腺肿和少数克汀病发生，还可引起更多的亚临床克汀病人和智力低下的儿童发生，故1983年提出了用「碘缺乏病（iodine deficiency disorders，IDD）」代替过去的「地方性甲状腺肿」的提法。
碘主要参与甲状腺素的合成，甲状腺素有两种生理活性形式：甲状腺素（T4，四碘甲状腺原氨酸）与三碘甲状腺原氨酸（T3）。正常成年人体内含碘20~50mg，其中70%~80%存在于甲状腺组织中。血清中T4含量高于T3，但正常甲状腺素的生理活性有2/3是由T3完成。
每日需要碘150μg。
如果碘摄入过多，也可导致高碘性甲状腺肿，通常认为每日摄入碘不要超过1000μg，如果每日摄入大于2000μg，是有害的。
我国河北、山东和日本北海道渔民都有因摄入过多含碘量高的海产品而发生甲状腺肿的，减少海藻摄食量后甲状腺肿即见消散；我国也有因饮用含碘量高的深井水而引起高碘甲状腺肿，临床上过量使用碘剂亦可引起碘性甲状腺肿。
1961年科学家对伊朗地区的儿童食欲减退、生长发育迟缓、性发育不良与营养性锌缺乏有关的流行病学分析，首先揭示了锌对人体营养的重要作用。而后人类锌缺乏症状被许多研究所证实，锌作为人体必需营养素的临床意义和公共卫生意义得到进一步的肯定。
锌分布于人体所有组织、器官、体液及分泌物，约60％存在于肌肉，30％存在于骨骼；除铁以外，锌比任何其他微量元素都多。锌不能像能量一样储存在脂肪组织内，机体内没有特殊的锌的储存机制。
锌含量非均匀性分布，含量高的有肝脏、骨骼肌、皮肤、毛发、指甲、眼睛、前列腺等，血液中含量很少；成年人的血液中红细胞的锌占75％—88％，血浆占12％—23％，另约3％在白细胞和血小板中。
锌缺乏病的诊断主要根据临床表现及实验室检查。
如果摄入过量可引起锌中毒，通常发生于治疗过程中服用过量的锌剂或用锌容器储存食品，一般膳食含锌量不致中毒。成人一次性摄入2g以上的锌会发生锌中毒，其主要特征之一是锌对胃肠道的直接作用，导致上腹疼痛、腹泻、恶心、呕吐。
锌中毒主要表现为恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻和发热。
常用食物中的锌含量（mg/100g食部）：
| 名称 | 含量 | 名称 | 含量 |
|---|---|---|---|
| 海虾 | 1.44 | 牛奶 | 0.42 |
| 牡蛎 | 9.39 | 鸡蛋 | 1.00 |
| 带鱼 | 0.70 | 小麦粉 | 1.64 |
| 鸡肉 | 1.09 | 稻米 | 1.70 |
| 猪肉 | 2.06 | 玉米面 | 1.70 |
| 猪肝 | 5.78 | 黄豆 | 3.34 |
| 牛肉 | 4.73 | 大白菜 | 0.38 |
硒是动物和人体必需微量元素这一认识是20世纪后半叶营养学上最重要的发现之一。其主要依据是1973年美国和德国科学家在两个实验室里分别发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）的必需组分，没有硒存在这个酶就没有活力，而该酶是体内主要的抗氧化酶之一，从而揭示了硒的第一个生物活性形式。
人体内的硒遍布各组织器官和体液中，一般来说肾中硒浓度最高，肝脏次之，心肌和其他肌肉相似，血液中再稍低些。但由于肌肉约占40％体重，因此肌肉中硒的总量最多，可占到人体总硒量的一半。虽然没有发现像铁蛋白贮铁那样的贮硒形式，似乎肌肉、肾脏、肝脏和血液是硒的组织贮存库。
克山病：与地方性硒缺乏有关，是一种以多发性灶性坏死为主要病变的心肌病，表现为急性或慢性心功能不全和各种类型的心律失常、心脏扩大，急性克山病往往因严重休克和心律紊乱造成死亡。
克山病1935年在黑龙江省克山县首先发现，故命名克山病，在我国黑龙江、吉林、辽宁、陕西、甘肃、河北、河南、山西、山东、四川、云南、西藏、湖北、宁夏等地的部分农村均有本病流行。1976年起在全国各重病区逐步推广硒预防克山病措施，之后未再见有克山病暴发流行。
硒摄入量过多可引起中毒，硒中毒主要与地质、土壤、植物含硒过高有关。人食用含硒高的食物、水或从事常常接触到硒的工作，也可出现不同程度的硒中毒症状，主要表现为三种类型：
铜是人体必需的微量元素，人体内含铜总量范围为50～120mg，有报道为1.4～2.1mg／kg，幼儿以千克体重计是成人的3倍，其中约有50％～70％存在于肌肉和骨骼中，20％在肝中，5％～10％在血液中。
各组织中铜的水平以肝、脑、肾、心和头发中最高；人血液中铜主要分布于细胞和血浆之间，在红细胞中约60％的铜存在于Cu-Zn金属酶（超氧化物歧化酶，SOD）中，其余40％与其他蛋白质和氨基酸结合。
人体急性铜中毒主要是由于误食铜盐或食用与铜容器或铜管接触的食物或饮料。大剂量铜的急性毒性反应包括：口腔有金属味、流涎、上腹疼痛、恶心呕吐及严重腹泻。
一般成年人体内含钴量为1.1～1.5mg。在血浆中无机钴附着在白蛋白上，它最初贮存于肝和肾，然后贮存于骨、脾、胰、小肠以及其他组织。血液中钴浓度为0.08～0.30μg/L，血清中钴浓度为0.048～0.168μg/L。
1953年开始陆续发现钼是黄嘌呤氧化酶／脱氢酶、醛氧化酶和亚硫酸盐氧化酶的组成成分，从而确知其为人体及动植物必需的微量元素。人体各种组织都含钼，成人体内总量约为9mg，肝、肾中含量最高。由于动物和人对钼的需要量很小及钼广泛存在于各种食物中，迄今尚未发现在正常膳食条件下发生的钼缺乏症。
钼作为三种钼金属酶的辅基而发挥其生理功能：
无论是人类还是动物，在正常膳食条件下都不会发生钼缺乏，因而钼缺乏的临床意义不大。但长期接受全胃肠外营养的病人及对亚硫酸盐氧化酶的需要量增大的病人有可能出现钼缺乏问题。
在食管癌高发区（如南非和中国的河南省），当地的饮水、食物及人体组织中的钼水平都较低；有作者报告在大鼠饲料中添加钼可降低化学致癌物诱发的食管癌、胃癌及乳腺癌的发生率；在中国的克山病流行区不仅存在低硒问题，也存在低钼问题，这些都有待进一步研究。
铬在1948年被认识是动植物体内的组成成分，1954年发现铬有生物活性，1957年报道从猪胃中提取出一种称为「葡萄糖耐量因子」（glucose tolerance factor，GTF）的化合物，能够恢复大鼠受损的葡萄糖耐量，并由此确定铬是动物营养的必需微量元素。此后又发现长期肠道外营养病人表现出相对葡萄糖耐受和周围或中枢神经系统病理变化，加入250μg氯化铬后其外源性胰岛素需要明显降低。
铬是一种多价元素，能以若干不同价态存在，其中以二价、三价及六价最为常见。自然界大量的铬是以三价状态存在于铬铁矿，重铬酸盐是由铬铁矿为原料生产，并与铬酸盐广泛用于化学工业。大量人群对三价铬的接触是通过食物摄入，但未见有危害健康的报道。
六价铬对人毒性较大，可引起急性及慢性中毒，而二价及三价铬化合物尚缺少明确的资料证实可引起中毒作用。六价铬可引起皮肤溃疡、皮炎、过敏皮炎反应及过敏性喘息，还可引起黏膜溃疡及鼻中隔穿孔；六价铬化合物吸入可引起支气管瘤及肺癌，并已在人群证实；动物实验表明六价铬化合物尚可引起腺癌、肉瘤及皮肤癌，六价铬亦是致突变原。
人体内各部分都存在铬，并主要以三价铬的形式存在，但铬在生物组织中的浓度极低。正常人体内总共只含有6—7mg的铬，而且分布很广，除了肺以外，各组织和器官中的铬浓度均随着年龄而下降。
因膳食因素所致铬摄取不足而引起的缺乏症未见报道，但3名长期接受TPN治疗而未补充铬的病人出现了铬缺乏的症状，主要表现为不明原因的体重下降、外周神经炎、血浆对葡萄糖的消除受损、呼吸商降低，这提示机体优先使用脂肪作为能源。每天在TPN注射液中加入250μg的铬，2周后葡萄糖清除率恢复正常，呼吸商提高。
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