2.1 人体组织中微量元素的分布
人体中已检测到81种元素,其中70种是微量元素。微量元素(包括宏量元素)在体内的分布是极不均匀的。首先,各脏器的元素种数不同,在血液中测到72种元素,但在子宫、前列腺、胃肠道中只测到30多种元素。有些微量元素是脏器的组分之一,并有重要的生理功能。例如,甲状腺中碘(I),红细胞内的铁(Fe),造血器官中的钴(Co),脂肪组织中的钒(V),肌肉组织中的锌(Zn)等,而骨内的铅(Pb)、钡(Ba)、金(Au)、锑(Sb)、铀(U)、铍(Be)及肾脏内的镉(Cd)、汞(Hg),则认为与对有害元素的解毒作用有关。除了氟(F)、锶(Sr)、铅(Pb)、钡(Ba)等90%以上聚集在骨骼中外,其余元素在人体中也有其高含量部分,如铝(Al)蓄积在肺和脑中,铜(Cu)蓄积在肝和脑中,钴(Co)在肝和心脏中,铬(Cr)在肺和肌肉中。
表2. 微量元素在人体中的主要蓄积部位
元 素 |
主要分布部位 |
元 素 |
主要分布部位 |
铁(Fe) |
70.5%血色素 |
钼(Mo) |
19.0%肝 |
氟(F) |
98.9%骨 |
锶(Sr) |
99%骨 |
锌(Zn) |
65.2%肌肉 |
溴(Br) |
60%肌肉 |
铜(Cu) |
34.7%肌肉 |
钡(Ba) |
91%骨 |
钒(V) |
>90%肌肉 |
铝(Al) |
19.7%肺、34.5%骨 |
锡(Sn) |
25%脂肪、皮肤 |
镉(Cd) |
27.8%肾、肝 |
硒(Se) |
38.3%肌肉 |
汞(Hg) |
69.2%脂肪、肌肉 |
锰(Mn) |
43.3%骨 |
铅(Pb) |
91.6%骨 |
碘(I) |
87.4%甲状腺 |
铬(Cr) |
37.0%皮肤 |
镍(Ni) |
18.0%皮肤 |
钴(Co) |
18.6%骨髓 |
表3. 人体内具有最高元素含量的部位(μg/g,新鲜重)
元 素 |
最高含量部位 |
次高含量部位 |
钴(Co) |
肝(1) |
心(0.2) |
铜(Cu) |
肝(7.4) |
脑(5.1) |
铬(Cr) |
肺(2.5) |
肌肉(0.2) |
氟(F) |
肾(2.3) |
肌肉(1.9) |
铁(Fe) |
血(450) |
肺(174) |
碘(I) |
甲状腺(270) |
肝(0.2) |
铝(Al) |
肺(72) |
脑(22) |
砷(As) |
肺(0.2) |
血(0.1) |
镉(Cd) |
肾(22) |
肝(3) |
汞(Hg) |
肾(0.76) |
肝(0.24) |
表4. 人体必需宏量元素的功能
元 素 |
功 能 |
碳(C) |
有机化合物组成成分 |
氢(H) |
水、有机化合物组成成分 |
氧(O) |
水、有机化合物组成成分 |
氮(N) |
有机化合物组成成分 |
钠(Na) |
细胞外的阳离子(Na+) |
镁(Mg) |
骨骼成分,酶的激活 |
磷(P) |
为生物合成与能量代谢所必需 |
硫(S) |
蛋白质的组成,组成铁—硫蛋白质 |
氯(Cl) |
细胞外的阴离子(Cl+) |
钾(K) |
细胞内的阳离子(K+) |
钙(Ca) |
骨骼、牙齿的主要成分,神经传递和肌肉收缩 |
2.3 必需微量元素在人体中的功能
表5. 人体必需微量元素的功能
元 素 |
主要生理功能 |
铁(Fe) |
造血,组成血红蛋白和含铁酶,传递电子和氧,维持器官功能 |
锌(Zn) |
激活200多种酶,核酸和能量代谢,促进性机能正常,抗菌,消炎 |
硒(Se) |
组酶,抑制自由基,护心、肝,对重金属解毒 |
铜(Cu) |
合成酶,促进血红蛋白合成,造血,增强防御机能 |
铬(Cr) |
发挥胰岛素作用,调节胆固醇、糖和脂质代谢,防止血管硬化 |
钼(Mo) |
组成氧化还原酶,催化尿酸,抗铜储铁,维持动脉弹性 |
钴(Co) |
造血,B12,心血管的生长和代谢,促进核酸和蛋白质合成 |
碘(I) |
组成甲状腺和多种酶,调节能量,加速生长 |
镍(Ni) |
参与细胞激素和色素的代谢,生血,激活酶,形成辅酶 |
锡(Sn) |
促进蛋白质和核酸反应,催化氧化还原反应,促进生长 |
钒(V) |
刺激骨髓造血,参与胆固醇脂质和辅酶代谢,降血压,促生长 |
锶(Sr) |
长骨髓,维持血管功能和通透性,合成粘多糖,维持组织弹性 |
氟(F) |
长牙骨,防龋齿,促生长,参与氧化还原和钙磷代谢 |