浅谈化学元素对人体健康影响.docx

题目:浅谈化学元素对人体健康影响姓名:李沁颖作者单位:能源与电气学院12级新能源1班(学号:1205050104)摘要:随着人民生活水平的不断提高，人们渐渐认识到膳食平衡对人体健康的重要性，在人们摄取的食物中含有许多不同的化学元素，不同的化学元素对人体发挥着不同的作用，为了更好的了解不同的化学元素对身体健康的利弊，撰写了本篇文章，通过对不同化学元素的研究，找出有益人体健康的微量元素的摄取量，帮助人们达到膳食平衡。关键词：微量元素、重金属、健康、均衡膳食、营养The title: Introduction to the chemical elements on human health effectsName:Li QinyingAuthor address: College of Hohai University Nanjing 210098 P.R.ChinaAbstract: with the continuous improvement of peoples living standard, people gradually realize the importance of a balanced diet on human health, in peoples diet contains many different chemical elements, different chemical elements play a different role to the human body, in order to better understand the pros and cons of different chemical elements on the body health, wrote this article, based on the research of the different chemical elements, find out the intake of microelements that are good for the health of human body, help people to achieve a balanced diet.Keywords: trace elements, healthy, balanced diet, intake1.引言（The introduction）化学与生活息息相关，在衣食住行中最离不开化学的当属“食”，因为食物是由不同的化学元素组成的，不同元素的合适摄入量都有不同的标准，科学家们开始研究化学元素与人身体健康的关系，甚至许多有害的重金属元素在对人身产生伤害后才被发现其危害。因此，产生了针对于食品的食品化学，还衍生出了营养学这门学科。食品科学的发展，使得人们越来越重视合理的搭配膳食，平衡体内的各种微量元素，注重营养物质的搭配。人类的身体要保持健康，必须均衡摄取由五种营养成份所组成的食物，它们分别是：碳水化合物、蛋白质、脂肪、维他命、矿物质。而人体中有14种微量元素，其中人体必需的元素有：碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴及铁。人体可能必需的元素，共5种，包括锰、硅、硼、钒及镍。具有潜在的毒性，但在低剂量时，可能具有人体必需功能的元素，包括氟、铅、镉、汞、砷、铝及锡，共7种。微量元素虽然在人体中需求量很低，但其作用却非常大。如：“锰”能刺激免疫器官的细胞增值，大大提高具有吞噬、杀菌、抑癌、溶瘤作用的巨噬细胞的生存率。“锌”是直接参与免疫功能的重要生命相关元素，因为锌有免疫功能，故白血球中的锌含量比红血球高25倍。“锶、铬”可预防高血压，防治糖尿病、高血脂胆石。“碘”能治甲状腺肿、动脉硬化，提高智力和性功能。“硒”是免疫系统里抗癌的主要元素，可以直接杀伤肿瘤细胞。所以研究化学元素对人体的作用是非常有意义的。2.人体所需微量元素简介（Introduction to the human body needs trace elements）铁（Fe）功能：是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分是许多酶的活性部分酶：一种有机的胶状物质，由蛋白质组成，对于生物化学变化、促进可逆反应(如水解和氧化)方面起着重要的催化作用。缺铁：缺少血红蛋白难以输氧难以进行新陈代谢贫血多铁：不易排出沉积于肝、胰、淋巴结等处肝硬化，糖尿病铜（Cu）功能：是血、肝、脑铜蓝蛋白的组成部分；是几种重要酶的活性成分；参与造血，影响铁的代谢；杀菌。缺铜：引起贫血；毛发色素丧失；生长速度减缓、智力发育不全；精神状态紊乱；能影响到头发、骨骼、大脑、心脏、肝脏、中枢神经和免疫系统的功能；会导致血浆胆固醇升高，增加动脉粥样硬化的危险；营养性贫血、白癜风、骨质松脆症、胃癌及食道癌等疾病的产生也都与人体的缺铜有关。多铜：引起肝炎，小脑运动失常英国应用微生物研究中心的研究表明，铜管是有益于公共健康的供水管材。铜水管对大多数细菌的成长都有抑制作用。生物学研究表明，99%以上的水中细菌进入铜管道5个小时后会自行消失。正因为如此，在发达国家，许多医疗器械都是铜制的，而在公共场所，象医院、商店、车站、电影院等，黄铜则成为门把手的首选材料锌（Zn）功能参与蛋白质及核酸的代谢，激活酶，锌是生物体重要的必需微量元素，它与视力密切有关，为提高夜视能力，应注意锌的摄入，实验表明，即使人体内维生素A并不缺乏，但缺锌时，由于维生素A得不到充分利用，对微光的感觉能力仍然不正常。而且，肝硬变患者常有夜盲症状，其他缺锌患者也常有夜盲症缺锌：味觉、嗅觉失灵；食欲不振、生长迟缓；脉管炎；恶性贫血；白血病；畸胎；引发食管癌多锌呕吐、恶心、腹泻、伤口难愈合碘（I）功能：是构成甲状腺的核心物质，甲状腺素能促进蛋白质合成和活化几百余种酶，刺激体内各物质的代谢；对中枢神经、循环造血等系统和肌肉运动都有显著作用缺碘：导致体内生化紊乱及生理功能异常；中度缺碘会引起地方甲状腺肿；严重缺碘会导致发育停滞、智力低下，聋、呆滞；身体矮小的克汀病多碘：高碘甲状腺肿硒（Se）功能：是人体生命活动中必需的微量元素之一，是人体内的抗氧化剂，能提高人体免疫力，具有多种生物功能。 1、硒是食物源抗氧化剂，硒能清除人体内过多的氧自由基，防止细胞膜脂质过氧化的破坏，它的抗自由基作用是维生素E和维生素C的300500倍。 2、提高整体免疫力，具有辅助防癌抗癌功能。 3、减低血脂、血压，防止动脉粥样硬化，减少血栓形成，缩小心肌梗塞面积。 4、防止肝脏病毒疾病、肝硬化、肝脏癌变、脂肪肝、酒精肝等。5、代替胰岛素功能，激活胰岛细胞正常工作。 6、提高前列腺局部抗感染能力，控制炎症，控制增生。7、保护视力，防止男女不孕、抗衰老。 8、清除体内垃圾，排除体内毒素，排除重金属毒物。9、硒能促进T细胞和中性粒细胞的增殖和杀伤作用，促进免疫球蛋白的合成和抗体生成，增强人体抗病毒的能力，抑制病毒活化，减少脂褐斑的形成。 10、硒除能防治克山病、大骨节病外，还能够抗病毒、抗过敏、抗衰老、消炎、抗黄曲霉毒素B1和苯并蒽、亚硝胺等致癌作用，减轻放疗、化疗的毒副作用。摄入量过多会引起人体生化反应紊乱和中毒，症状为，恶心、呕吐、毛发脱落、精神疲乏和贫血等。增加蛋白质如鸡蛋蛋白的摄入可降低硒的毒性，蛋氨酸、维生素E可促进硒的排泄，减轻硒的毒副作用。钼(Mo)功能：钼有助于机体对蛋白质分解产物（如尿酸）的排出。增强牙齿健康，并可减小龋齿的风险。可消除自由基、石化产品以及亚硫酸盐对身体的危害。摄入不足症状：尚无任何已知的缺乏症状，除非有过量的铜和硫酸盐干扰钼的有效利用；动物缺乏钼元素时会出现呼吸困难和神经错乱的症状。锰（Mu）：锰是构成正常骨骼时所必要的物质，并有着多方面的作用，锰是人体内多种酶的成分，与人体健康的关系十分密切，因此有人将锰称作“益寿元素”。1、可影响骨骼的正常生长和发育。用缺锰饲料喂养雌性大鼠，所生幼鼠骨骼生长不成比例。四股骨骼缩短，脊骨弯曲，颅骨也变形。2、可影响糖的新陈代谢。如豚鼠缺锰后，葡萄糖耐受异常，葡萄糖利用率下降，使胰岛素合成与分泌降低，可能是胰岛素肝细胞受到了破坏。也可见实验动物腹腔和肝脏的脂肪储存明显增加。3、锰在维持正常脑功能中必不可缺，与智能发展、思维、情感、行为均有一定关系。缺少时可引起神经衰弱综合症。癫痫病人、精神分裂症病人头发和血清中锰含量均低于正常人。4、锰与衰老：有学者报道，哺乳类动物的衰老可能与锰一过氧化物酶减少引起抗氧化作用降低有关，因而长寿可能与高锰存在某些关系。我国广西巴马县长寿公社的长寿老人，发锰含量明显高于其它地区。5、锰与癌症的关系已引起人们的关注：在流行病学的调查中可见，癌症患者发锰含量显著低于正常人。在动物诱癌实验中也看到，随着癌瘤的发生与发展，肝、肺中锰含量降低，但肿瘤部位猛含量升高。但总的来看，尚需进行更多的研究。锂（Li）锂（Li）是具有高度活性的一价碱性轻金属，1817年分离出来并应用于临床已有130多年的历史。锂电池凭借其优越的性能，在航空、航天、通信、电子、海运等科研工业部门的仪器设备以及居民生活的各类家用电器上得到广泛应用。全世界每年耗锂量达25000吨，锂接触者日益增多，锂对人体健康的影响逐渐引起关注。 锂在体内广泛分布于肌肉、骨骼、心、肝、脾、肾、甲状腺、血液等组织。正常人血清锂的平均含量3ug/100L，下限为0.5ug/100L,浓度过高或过低都会对人体健康造成不利影响。 锂主要由小肠上部吸收，也可经破损的皮肤吸收。随血液迅速分布于肝、脾细胞，进入骨骼、肌肉、大脑则较慢。锂主要累积于骨骼、脑下垂体腺，甲状腺及肾上腺也有分布。锂在机体内分布于整个水相（即细胞外液）中，而钠主要分布于细胞外，钾主要分布于细胞内。锂以肾脏排出为主，少量经汗、粪便排出。人体具有维持锂代谢平衡的能力，正常状态下不会造成锂蓄积。 锂作为一种情绪稳定剂，应用于情感障碍的治疗已有70多年的历史。据WHO统计，全世界有五亿人患有不同程度的精神疾患，目前在西方国家中有超过1%的人在服用锂制剂。锂的治疗域较窄，其毒性剂量只比治疗剂量高23倍，而情感障碍患者需要长期服药，所以锂对人体健康的长期影响应该引起足够重视，要有一定认识。 锂对人体的危害可分为局部和全身两个方面。局部危害主要是对皮肤和粘膜的直接腐蚀和强刺激作用，出现斑丘疹、瘙痒性皮炎、牛皮癣等症状；全身危害主要表现为对神经系统、心血管系统、泌尿系统、胃肠道、肌肉、皮肤等的影响。急性锂中毒以消化道、神经系统症状为主，急性器质性脑综合征最为典型。严重者可造成大脑皮层的广泛抑制，导致呼吸循环中枢衰竭。慢性中毒主要表现为对各系统的影响。健康者使用治疗量的锂盐时，可引起嗜睡、焦虑、紧张及注意力分散。服用两周后可出现选择紊乱，长期服用可引起人格改变。长期服用锂盐而骤然停药，可引起急性精神错乱状态，故锂盐治疗时应注意缓慢停药。此外，锂可通过母亲经胎盘或乳汁进入胎儿及婴儿体内，后者代谢功能不完善，可引起胎儿、婴儿体内锂蓄积中毒及畸形，影响其中枢神经系统的发育，导致神经行为异常。鉴于此，对长期服用锂盐制剂的患者，应严格准遵照医嘱合理用药，控制好血药浓度，出现不良反应及时就诊。氟(F) 现代医学已确认氟是人体必需的微量元素，对牙齿、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟约在0.01%0.02%，在牙齿中氟的含量约在0.01%0.03%。微量的氟在人体中有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积，可加速骨骼的形成，增加骨骼的硬度，并能刺激成骨细胞增生。微量的氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附，形成坚硬质密的保护层，从而抑制喜酸细菌的活性，对牙齿起到保护作用。当饮用水中含氟量降低时就会患龋齿，不仅危害牙齿，还可导致其他口脑疾病的产生。世界卫生组织已把龋齿列为继心血管病和癌症之后的第三大疾病。为了预防龋齿，可采取增氧措施，如饮用水加氟、使用含氟牙膏，食用含氟食品及饮料如贝类、海蛰、葡萄酒、茶饮料等。钒(V)正常成年人体内共含钒约25mg，血液中钒含量甚微，人体内钒多集中在骨骼和牙齿中。钒能刺激人体的造血功能，使血红蛋白及红细胞均增多，促进人体的造血功能得以改善。钒还能抑制胆固醇的合成，减轻诱发动脉硬化的程度。若人体内钒的含量降低则导致骨骼发育不正常，生长缓慢，生殖功能受损。另外，牙釉质和牙本质都属于羟磷灰石，钒可以置换到羟磷灰石中，起到预防龋齿的作用。日本学者研究表明，糖尿病患者与体内钒含量的降低有一定的关系。铬(Cr)在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。钴(Co)钴是维生素B12分子的一个必要组分，B12是形成红细胞所必需的成分。3.重金属对人体的危害（The harm of heavy metals to human body）汞（Hg）内服1.5kg金属汞或静脉注射对人体无害。汞的化合物对人有害。它分为水溶性和脂溶性二种。水溶性的如氯化汞是剧毒物，吸入1g2g即可致死；脂溶性的如甲基汞能更快地被生物体吸收，其肠道吸收率达95%左右，。由于其脂溶性，可长期储存在生物体内，并通过鱼、虾等水生物传给人类。（1953年日本一南部小镇水俣市，工厂排放的废水中含甲基汞）引起皮炎；侵害神经系统；蓄积于肾脏、肝、脾； 蓄积于脑，造成脑损伤，引起头痛、易怒、颤栗、手足麻木，视力模糊乃至死亡。镉（Cd）“骨痛病”1968年发现于日本富士山县神通川流域的一种奇病。当地居民长期食用镉污染的稻米和水。症状：全身疼痛肾脏受损骨质软化骨骼变形刺痛加剧骨脆易折痛死。镉与锌常相伴而生，在生物系统中有替代锌的功能，并能不可逆转地置换锌，破坏需锌的酶的生理作用，引起尿蛋白、糖尿病和癌症。一个健康成人镉含量约为30mg，平均每日摄取量为40g，若长期每日摄取量达600 g，则可能患骨痛病。铅（Pb）低水平铅中毒：恶心、暴躁；大剂量铅中毒：脑损伤；贫血便血肾损伤尿蛋白；孕妇：畸胎、死胎、流产。铅中毒的元凶：汽车中的防震剂：四乙基铅，它随汽油的燃烧而分解为无机铅盐和氧化物排入大气，含铅汽油燃烧后，有85%的铅排入大气，每辆汽车每年往大气中排铅达2公斤。据统计，城市大气的铅污染90%以上是汽油燃烧造成的。其它铅污染源有工业废气、油漆涂料。4、微量元素在食物中的分布（The distribution of trace elements in food）4.1铁、动物肝脏中的含铁量最为丰富，其他脏腑类食品如心、肾等次之，蛋黄、瘦肉、绿叶蔬菜、海带、木耳、草莓、桃、枣等也含有较丰富的铁。4.2铜食物来源主要有禽类、鱼类、肉类、坚果、干豆、谷类、干果、鲜豆、根茎类、叶菜类、鲜果及无叶蔬菜（以含量多少顺序排列）。4.3锌食物来源主要有动物肝脏、胰脏和肉类，在牛奶、谷类、豆类中的含量也很丰富。4.4碘：富含碘的食物有海带、紫菜、其他海菜、海虾、海鱼、海盐等。4.5锰蚌肉、茶叶、藿香、高良姜、砂仁、玉米、辣椒、麸皮、肉桂、生姜、松子、芥菜、黑木耳、黄鳝、核桃、蛏干、地衣、八角、口磨、香菇。4.6硒：冬虫夏草、动物内脏、大蒜、芝麻、麦芽、蛋中含硒。4.7氟：鳕鱼、鲑鱼、沙丁鱼等海鲜类食物、茶叶、苹果、牛奶、蛋、经过氟处理过的饮水等。4.8钒：谷类制品、肉类、鸡、鸭、鱼、小黄瓜等。4.9钼：动物内脏、肉类、全谷类、麦胚、蛋类、叶类蔬菜。4.10镍：大米、燕麦、裸麦丝瓜、扁豆、蘑菇、洋葱、竹笋、茄子、海带、黄瓜、豌豆、核桃、猪肉、羊肉、奶油。4.11钴：面包、豆类、豆豉、豆腐、瘦猪肉、瘦羊肉、瘦牛肉、牛肝、羊肾、牛肾、猪肾、火鸡。4.12锶：赤小豆、猪骨头、猪脊骨、鲜湖蟹、乌雄鸡、生黄芪、当归、紫丹参、生螃蟹、等等通过以上的列举，我们可以看的出，其实微量元素就在我们身边，是我们日常生活在接触的，所以要一个准确的认识，那就是只要合理的平衡膳食，我们是不会缺少微量元素的。5、均衡膳食的概念（The concept of balanced diet）人的各种生命活动和社会活动，都需要40多种的物质作为基础。现代医学可以进行胃肠道的大部切除，然后靠静脉注射所有的营养物质，包括40多种以上物质及一部分中间代谢物，也能维持几个月甚至几年生命。全静脉营养的成功和广泛使用，反过来证明42种营养物质对人体的必需性。同时也验证了只要一切营养物质齐全，而且符合均衡的前提，就能保证人体生理需要，达到维持生命的目的。均衡营养概念的内涵要以概括如下：1、膳食提供的能量，应可满足不同性别、年龄、工种和不同作业环境条件下的能量需要。消耗的能量与摄入的能量应该相对平衡，儿童和孕妇，还应该有正平衡，亦即摄入的能量比消耗的要大。2、膳食应能提供上述40多种的全部物质，以满足机体的需求，因为人体每时每刻都进行着复杂的、相互匹配、互为因果的无数种代谢活动，为此，每一种营养素应该在组织中保持着正常的生理浓度或水平。3、人体对40多种营养素的需求有多有少，因而这些物质在数量上需要彼此相互匹配。例如成人每天需要400多克的糖类（淀粉），但需要的钙质约1克，相差400倍，而若与铁的需求相比，却相差万倍以上。即使在同一类的营养素之间，也必需处于均衡状态。例如，9种必需氨基酸及11种非必需氨基酸在制造体内千万种蛋白质时，各种细胞需求的氨基酸不同，但从需求的总和上，各种按基酸的需求间就有一个比例和模式。脂肪酸也一样，人体要求食物包括各种链长度的脂肪酸，包括饱和的、单不饱和和多不饱和的脂肪酸。其比例也影响脂肪的代谢，其中包括作为类脂物质的胆固醇。胆固醇也是人体肝脏可以合成重要代谢物质，但摄入过多，也会引起代谢异常。4、人体的各种物质代谢，实际上都是各种化学反应过程，这些过程都离不开水的参与，加之，代谢中产生的废物一部由水携带排出体外，可以说，水是头等重要却又往往被忽视的营养素。成人每天需要从食物和饮用水中取得至少两升水，除了含在食物中的水分以外，实际上最适宜的饮水的清洁的天然水，包括合乎卫生标准的自来水。5、体内不仅需要取得水的平衡，而且还需要取得各种电解质（如钾、钠、氯等）的均衡，不仅要求物质本身适应机体的需要，而且要求食物最终在消化过程取得酸碱的平衡。6、均衡膳食除了均衡地含有各种营养素之外，还应包括人体必需的一些非营养素类物质。它们同时存在于食物中，例如膳食纤维是一大类物质，包括纤维素、半纤维素、果胶等。这5类物质各有物性，但其共性则是人体在消化过程所必不可少的，它们的共性是有利于消化过程中的肠内容物的运转、润滑和吸水，保持肠内正常菌群和促进肠蠕动，包括对人体不利毒物的中和与排泄作用；但膳食中的膳食纤维过多，也可能影响人体对营养素的吸收，甚至引起腹泻等，在这个意义上说，也有个均衡问题。此外有些非营养物质，具有的抗氧化作用，对保持人体健康极为重要，这些物质也有个均衡问题。7、理论上，人体对膳食构成本身，包括形式与内容上，也存在一个心理均衡问题，这在古代的传统医学中曾反复提到，而在今天却往往被忽视，例如有的人以奢侈极欲，一席万金才算满足，才有达到心理均衡，其实这恰恰是文化落后的一种表现。当然，均衡食物应该尽可能按各民族、地区的口味达到美味、感官性状良好和无毒害。全面理解均衡营养的概念，是正确理解推荐食物供给量的基础。均衡膳食是人类理想的膳食，满足生理最佳需要，因此，它是制定膳食指南、向广大群众宣传营养的核心问题。6、如何均衡膳食（How to balanced diet）一、保证合理营养，提供符合营养要求的平衡膳食。黄帝内经提出了“五谷为养、五畜为益、五果为助、五菜为充”的饮食原则，这与现代营养学的理论是一致的，中国居民平衡膳食宝塔和中国居民膳食指南告诉我们，在食物多样化的前提下，日常饮食应以谷类为主，宝塔中粮食所占的比例最高，排在第一层（自下而上），每天300克500克，主要提供能量且提供一半以上的蛋白质，同时，在配餐中应注意粗细搭配，因为吃细粮不吃粗粮损失营养素，并牢记“安谷则昌、绝谷则亡”的道理；宝塔中的第二层是蔬菜与水果，建议每日食用新鲜蔬菜400克500克，新鲜水果100克200克，以提供食物中矿物质、维生素和膳食纤维的含量，并且注意选择各种深颜色，尤