化学元素与人体健康-人体内化学元素的浓度平衡（食品化学与健康课件）

电荷平衡电荷平衡是人体中的基本平衡。人体中的电荷平衡主要是指细胞液内外的阴阳离子平衡。细胞外液主要的阳离子是Na+、Ca+，主要阴离子是Cl-。细胞内液阳离子主要是K+、Ca+，阴离子主要是PO43-，细胞液内外的电荷平衡不仅影响信息的传导，还影响着渗透压平衡。细胞内外由于离子浓度差形成膜电势，人的思维、视觉、听觉、触觉、细胞的分泌等各种生理功能均与膜电势有关。人体中各种平衡相互联系、相互影响。例如，酸碱平衡失调会影响到水和电解质的平衡，水的平衡又影响着其他的平衡。人体中的沉淀溶解平衡人体中的骨骼由水、有机质、无机盐等组成，其中，水约占25％～35％。在剩余的固体物质中，约40％是有机质，60％以上是无机盐。无机盐决定骨的硬度，有机质决定骨的弹性和韧性。骨盐以钙和磷的化合物为主要成分，骨盐中包括磷酸钙、碳酸钙、柠檬酸钙等。在正常情况下，血中的钙、磷与骨中的钙、磷维持动态平衡。钙盐在骨中的沉淀和骨中钙盐溶解的正常进行是维持血中钙、磷含量恒定的重要环节。牙齿的釉质是人体中最硬的组织，主要成分是羟基磷灰石[Ca10(OH)2(PO4)6]。当遇到酸性物质时，酸中H+向釉质内扩散，使羟基磷灰石溶解，钙离子及磷酸根游离出来，该过程又称为“脱矿”。若外部环境中钙离子、磷酸根等的浓度比釉质间隙内更高时，可以向内扩散，使相应矿物盐再沉积，该过程又称为“再矿化”。骨骼的矿化沉淀溶解平衡可利用维生素D、甲状腺素、降钙素等进行调节。例如，维生素D能控制人体中钙和磷的新陈代谢。人体里的磷酸盐酶是一种特殊的催化剂，能把有机的钙、磷化合物转变为无机的钙和磷，而维生素D有控制磷酸盐酶的能力。人体中化学元素的浓度平衡与生物效应人体中的化学元素可分为必须元素和非必须元素，这两类元素在人体中的浓度与生物效应是不同的。生物效应的强弱依赖于特定器官或体液中该元素的浓度及其存在的新形态。

图2-1必需元素生物效应图图2-2有害元素生物效应图每种必须元素，都有相应的最佳健康浓度。必需元素严重不足会导致生长缓慢或生殖衰退甚至死亡。元素的浓度太高又会产生毒性，造成不正常的生长、患病甚至死亡。必需元素的缺乏可以通过补充该元素的弥补，而元素过量的危害往往更大。必需元素和非必需元素的理想生长响应曲线类型是不同的。在营养物质中必需元素最适宜的浓度范围是不同的。对于不同的元素，其适量范围是不同的。不同元素的不同适宜范围，还和人体的个体差异有关。有毒有害物质被摄入后，并不一定马上对人造成伤害，而是在人体内蓄积，在达到一定的浓度以后可能会突然暴发。生物体具有强大的自我平衡机制，当外部环境发生相当大的变化时，这种机制能使机体内部并不随之发生显著变化。避免某元素过量（超过适宜浓度范围）蓄积而造成不必要的伤害，最好的办法是通过食补而不是药补，食补不宜过量，而药补往往会造成元素在体内蓄积，因此食补胜于药补。从化学的观点而言，全营养素的概念也是不科学的。多样化的膳食既是获得各种适量基本营养素的最好方法，同时也是避免物质达到有害剂量的有效方法。水平衡水是机体的主要成分，约占体重的2/3。在生命过程中，水总是把生命所需营养物质输送到全身各部分，供应给各种细胞组织，同时也带走许多代谢废物及毒素。人体失去10％的水，就会产生酸中毒失去20％～25％的水就会造成死亡水从机体中排出的途径有：①皮肤蒸发；②肺脏呼出水蒸气，两者排出约42％；③肾脏排尿约54％；④肠道排粪约4％。体液水的来源：①液体食物约27％；②固体食物约18％；③体内代谢水约