化學元素與人體組成

2020-12-06 中國數字科技館

眾所周知,人體的組成離不開各種各樣的化學元素,在人體中,一些化學元素常見、需求量大,一些少見需求量小,一些還是人體不需要甚至會帶來傷害但又難以避免的。那麼,化學元素是如何構成人體,又是如何影響健康的呢?

化學元素這樣構成身體

先來看下人體中化學元素的組成和分類。

人體內一共含有60多種元素,其中維持機體正常功能所必需的元素有20多種,體內含量較多的有氫、碳、氧、氮、磷、硫、氯、鈉、鎂、鉀、鈣等,約佔體重的99.95%。這些生命必需元素中,除碳、氫、氧、氮主要以有機物質形式存在外,其餘各元素均為無機的礦物質。礦物質中,人體內含量大於體重的0.01%的元素為常量元素,體內含量小於體重的0.01%的元素為微量元素。

 微量元素

微量元素是指在機體內其含量不及體質量萬分之一的元素。也有人將其解釋為「在人與動物體內其含量與鐵相等及低於鐵含量的元素」。微量元素的同義詞有小元素(minor element)、寡量元素(oligo element)和微量營養元素(micro nutrient element)。由於這類元素在檢測技術不發達時期難以進行精確的定量測定, 歷史也上稱其為痕量元素(trace element)。人體必需的微量元素包括Fe(鐵)、Co(鈷)、Cu(銅)、Zn(鋅)、I(碘)、Se(硒)、Mo(鉬)、Cr(鉻)8種。

每種微量元素都有其特殊的生理功能,與人類健康密切相關,近年來越來越受到國內外營養界和醫學界的重視。主要說來,它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素,人體就會出現疾病,甚至危及生命。例如,它們作為細胞和組織的成分、作為功能蛋白質的成分、維持身體內的滲連平衡、作為酶的激活物、參與神經脈衝的傳遞。

Na+、K+、Mg2+、Ca2+四種離子佔人體金屬離子總量的99%。如果得不到足量的食鹽,就會患缺鈉症,嚴重時導致死亡;鎂是體內多種酶的激活劑,對維持心肌正常生理功能有重要作用。鈣是構成骨骼和牙齒的主要成分。鈣和鎂都能調節植物和動物體內磷酸鹽的輸送和沉積。鈣能維持神經肌肉的正常興奮和心跳規律,血鈣增高可抑制神經肌肉的興奮,血鈣降低,則引起興奮性增強而產生手足抽搐。

磷也是人體必需的常量元素,主要參與機體組成及能量代謝,也是軟組織的重要成分。人體骨骼、牙齒中的磷為鈣量的一半,機體中的磷還參與許多結構性的活動,例如儲存能量、活化物質、組成酶的成分、調節酸鹼平衡等。

人體如何獲得化學元素?

人體主要通過呼吸和食物吸收與外界交換這些化學元素。例如呼吸時,我們會吸收外界的氧而排出身體內的碳。而這些元素在食物中分布很廣,人體需要量又少,只要進食均衡,一般能夠滿足肌體的需要。由於食物中微量元素的含量直接或間接地與土壤、水中的微量元素含量有關,因此,許多微量元素缺乏現象呈地區性分布。人體中的每一種化學元素呈現不同的生物效應,而效應的強弱依賴於特定器官或體液中該元素的濃度及其存在的形態,例如是有機化合物還是無機物。微量元素是否有利,取決於它在生物體內的濃度。即使是人體健康所必需的那些化學元素,在體內也必須保持一種平衡狀態,一旦破壞了平衡就會影響健康。通常來說,豐富而多樣化的食品是獲得各種豐富營養及必需微量元素的最好方法,而防治汙染,保護環境,則是防止人體攝入過量元素和有害元素的必要手段。

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