人体必需的化学元素

　　在天然的条件下,地球上或多或少地可以找到90多种元素,根据目前掌握的情况,多数科学家比较一致的看法,认为生命必需的元素共有28种,包括氢、 硼、碳、氮、氧、氟、钠、镁、硅、磷、 硫、氯、钾、钙、钒、铬、锰、铁、钴、 镍、铜、锌、砷、硒、溴、钼、锡和碘.硼是某些绿色植物和藻类生长的必需元素,而哺乳动物并不需要硼,因此,人体必需元素实际上为27种.在28种生命必需的元素中,按体内含量的高低可分为宏量元素和微量元素.宏量元素指含量占生物体总质量0.01%以上的元素.如碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、钾、钠、钙和镁,这些元素在人体中的含量均在0.03%~62.5%之间,这11种元素共占人体总质量的99.97%,是构成人体细胞、组织、器官的主要成份,所以又叫造体元素.微量元素指占生物体总质量0.01%以下的元素.如铁、硅、锌、铜、溴、锡、锰等.这些微量元素占人体总质量的0.03%左右.这些微量元素在体内的含量虽小,但在生命活动过程中的作用是十分重要的.这些微量元素在人体内是某些蛋白质、酶、激素、维生素的重要组成成分,具有重要的生理功能,可维持机体的正常生命活动,如果缺少某些必需微量元素或微量元素不平衡,就会引起疾病,甚至死亡.而且这些元素不能在体内生成,所以人体必须不断从外界摄入适量的各种必需微量元素,以保证机体正常的生理活动.生物功能(一)组成生物体内的蛋白质、脂肪、碳水化合物和核糖核酸的提供基础的结构单元,也是组成地球上生命的基础.这些元素包括碳、氢、氧、氮、硫、磷.生命的基本单元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨架变化而来的.先是一节碳链一节碳链地接长,演变成为蛋白质和核酸;然后演化出原始的单细胞,又演化出虫、鱼、鸟、兽、猴子、猩猩、直至人类.这三四十亿年的生命交响乐,它的主旋律是碳的化学演变.可以说,没有碳,就没有生命.碳,是生命世界的栋梁之材.氮是构成蛋白质的重要元素,占蛋白质分子重量的16%～18%.蛋白质是构成细胞膜、细胞核、各种细胞器的主要成分.动植物体内的酶也是由蛋白质组成.此外,氮也是构成核酸、脑磷脂、卵磷脂、叶绿素、植物激素、维生素的重要成分.由于氮在植物生命活动中占有极重要的地位,因此人们将氮称之为生命元素.氨基酸和一些常见的酶含硫,因此硫是所有细胞中必不可少的一种元素.磷素是构成各种生命物质所必需的成分.人体内矿物质的百分之二十是磷,它是体内含量第二丰富的矿质营养元素,而磷含量中的百分之八十存在于骨骼和牙齿中,其余的磷广泛分布于体内各细胞的脂肪、蛋白质、糖类、酶和盐类中.在细胞中,磷是基因结构的基础(DNA、RNA、基因、染色体)并且在自然界的生命活动中以ATP和ADP的形式对生物能量的产生、转换和储藏起关键作用.在植物体内,磷是光合作用、呼吸作用、细胞功能、基因转移和繁殖过程所必需的.(二)钠、钾和氯离子的主要功能是调节体液的渗透压,电解质的平衡和酸碱平衡,通过钠-钾泵,将钾离子、葡萄糖和氨基酸输入细胞内部,维持核糖体的最大活性,以便有效地合成蛋白质.钾离子也是稳定细胞内酶结构的重要辅因子.同时,钠离子、钾离子还参与神经信息的传递.(三)钙和氟是骨骼、牙齿和细胞壁形成时的必要结构成分(如磷灰石、碳酸钙等),钙离子还在传送激素影响、触发肌肉收缩和神经信号、诱发血液凝结和稳定蛋白质结构中起着重要的作用.(四)镁离子参与体内糖代谢及呼吸酶的活性,是糖代谢和呼吸不可缺少的辅因子,与乙酰辅酶A的形成有关,还与脂肪酸的代谢有关.参与蛋白质合成时起催化作用.与钾离子、钙离子、钠离子协同作用共同维持肌肉神经系统的兴奋性,维持心肌的正常结构和功能.另一个有镁参与的重要生物过程是光合作用,在此过程中含镁的叶绿素捕获光子,并利用此能量固定二氧化碳而放出氧.(五)铁(II,III)的主要功能是作为机体内运载氧分子的呼吸色素.例如,哺乳动物血液中的血红蛋白和肌肉组织中的肌红蛋白的活性部位都由铁(II)和卟啉组成.其次,含铁蛋白(如细胞色素、铁硫蛋白)是生物氧化还原反应中的主要电子载体,它是所有生物体内能量转换反应中不可缺少的物质.(六)铜(I、II)的主要功能与铁相似,起着载氧色素(如血蓝蛋白)和电子载体(如铜蓝蛋白)的作用.另外,铜对调节体内铁的吸收、血红蛋白的合成以及形成皮肤黑色素、影响结缔组织、弹性组织的结构和解毒作用都有关系.(七)锌离子是许多酶的辅基或酶的击活剂.维持维生素A的正常代谢功能及对黑暗环境的适应能力,维持正常的味觉功能和食欲,维持机体的生长发育特别是对促进儿童的生长和智力发育具有重要的作用.(八)锰(II、III)是水解酶和呼吸酶的辅因子.没有含锰酶就不可能进行专一的代谢过程,如尿的形成.锰也是植物光合作用过程中光解水的反应中心.此外,锰还与骨骼的形成和维生素C的合成有关