化学元素与生命
化学先生 / 2019-05-17
人体是由许多化学元素组成:蛋白质主要由碳、氢、氧、氯、磷组成，基酸主要由碳、氢、氧、氮、硫组成。
如今人体所需微量元素为:铁、锌、硒、碘、铜、锰、格、氟、钼、结、、硅、钒，此外，亦有资料认为锶、砷、硼为人或动物所必需。
①人体必需微量元素，共8种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴及铁。②人体可能必需的元素，共5种，包括锰、硅、硼、钡及镍。③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、铝及锡，共7种。
人体中的微量元素溶解在人体的血液里。如果缺少了这样那样的微量元素，人就会得病，甚至导致死亡。正常人每天都要摄取各种有益于身体的微量元素，即:铁、锌、铜、锰、碘、钴、锶、铬、硒等微量元素。
微量元素虽然在人体中需求量低，但其作用却非常大。如:“能剌激免疫器官的细胞增殖，大大提高具有吞噬、杀菌、抑癌、溶箱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，故白血球中的锌蛋白质四聚体含量比红血球高25倍。“银、”可预防高血压，防治糖尿病、高血脂。“碘”能治甲状腺肿、动脉硬化，提高智力和性功能。“”是免疫系统里抗癌的主要元素，可以直接杀伤肿瘤细胞。
1.生物功能：
组成生物体内的蛋白质、脂肪、碳水化合物和核糖核酸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、氨、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、理，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，因此人们将氯称之为生命元素。
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20％是磷，它是体内含量第二。人体内有丰富的矿质营养元素，而磷含量中的80％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。
钠、钾和氯离子的主要功能是调节体液的滲透压，电解质的平衡和酸碱平衡，通过钠一钾泵，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助因子。同时，钠离子、钾离子还参与神经信息的传递。
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。
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。
铁(Ⅱ、皿)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。
铜(1、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。
锌离子是许多酶的辅基或酶的激活剂。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。
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，锰还与骨髂的形成和维生素C的合成有关。
钼是固氢酶和某些氧化还原酶的活性组分，参与氯分子的活化和黄哪吟硝酸盐以及亚硫酸盐的代谢，阻止致癌物亚硝胺的形成，抑制食管和肾对亚硝胺的吸收，从而防止食道癌和胃癌的发生。
钴是体内重要维生素B2的组分。维生素B2参与体内很多重要的生化反应，主要包括脱氧核糖核酸(DNA)和血红蛋白的合成，氨基酸的代谢和甲基的转移反应等。
铬(Ⅲ)是胰岛激素的辅因子，也是胃蛋白酶的重要组分，还经常与核糖核酸(RNA)共存。它的主要功能是调节血糖代谢，帮助维持体内所允许的正常葡萄糖含量，并和核酸脂类、胆固醇的合成以及氨基酸的利用有关。
钒、锡、镍是人体有益元素，钒能降低血液中胆固醇的含量。锡可能与蛋白质的生物合成有关。镍能促进体内铁的吸收、红细胞的增长和氨基酸的合成等。
硅是骨、软骨形成的初期阶段所必需的组分。同时，能使上皮组织和结缔组织保持必需的强度和弹性，保持皮肤的良好的化学和机械稳定性以及血管壁的通透性，还能排除机体内铝的毒害作用。
硒是谷胱甘肽过氧化物酶的必要构成部分，具有保护血红蛋白免受过氧化氢和过氧化物损害的功能，同时具有抗衰老和抗癌的生理作用。
碘参与甲状腺素的构成。溴以有机溴化物的形式存在于人和高等动物的组织和血液中。生物功能有待进一步确证。
砷是合成血红蛋白的必需成分。
硼对植物生长是必需的，尚未确证为人体必需的营养成分。
2.如何摄取：
人体必需微量元素共8种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钻、铁。
含碘丰富的食物有食盐、海带、紫菜、鱼虾、海参等。野山菌中的铁、锌、铜、硒、铬含量较多，经常食用野山菌补充微量元素的不足。
补铁:各种动物肝脏、牛肉、鱔鱼、猪血。
补锌:牡蛎、鲱鱼、瘦肉、鱼类等。
补铜:动物肝脏、硬壳果、豆类、牡蛎
补锰:坚果、谷物、咖啡、茶叶等。
补铬:牛肉、动物肝、粗粮、黑胡椒等。
补硒:鸡蛋、动物内脏、鱼类等。
补钻:各种海味、蜂蜜、肉类等。
注意:保健品、药品并非补充微量元素的首选。由于各种食物中所含的微量元素种类和数量不完全相同，只要平时的膳食结构做到粗、细粮结合，荤素搭配，不偏食不挑食，就能基本满足人体对各种元素的需要。人如果表现出缺乏某种微量元素的症状，其实缺的通常并不止是一种微量元素，而是多种。但如通过保健品补充，往往只能缺什么补什么。如果通过均衡饮食则可以吸收食物中的多种微量元素。
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