第五节 常量元素
1．氧（O）与人体健康
氧在世界上可以算是最丰富的元素了。它存在于土壤、岩石、水、空气之中，也存在于动植物的躯体之内。
氧这样的元素与人的关系有密切地联系。一个人可以几个星期不吃食物，也可以几天不喝一滴水，但是，如果有五分钟没有呼吸氧，那他的生命就会很危险了。
就身体的重量来说，一般人可能想象不到，氧能占人体重量的60%左右。一个人一天需要吸入大约4．5公斤的氧。吸入体内的氧，与吃进体内的糖、脂肪和蛋白质一起，最终统统被血液运送到身体的每一个细胞内，在那里进行氧化反应，产生能量，供给身体的需要。据测知，氧化一克糖需要氧0．75升，可产生热能4．1千卡；氧化一克脂肪需要氧2．03升，可产生能量9．30千卡；氧化一克蛋白质需要氧0．95升，可产生热能4．1千卡。
在人体的各个内脏器官中，脑需要氧气量比较多。脑大约消耗吸入体内氧的20%，每100克脑组织每分钟耗氧3．3毫升。
在大气中，有取之不尽、用之不竭的氧气。一亩树林每天可产生氧49公斤，可供11个人呼吸之用。问题在于我们的身体有没有足够的能力，使氧顺利进入肺脏，由肺而到心脏，再经由血管运到全身各个组织，以供产生能量之需。倘若身体吸氧、运氧的能力微弱，体内产生的能量不能满足身体的需要，那么身体就会虚弱，甚至有患病的可能。
提高身体用氧能力的办法就是体育锻炼，比走路快不了多少的慢跑，可以使身体吸入的氧气比静坐时增加8倍。法国思想家伏尔泰提出：“生命在于运动”，大概也正是由于运动可以使氧更多、更顺利地吸入人体，从而使身体更加充满活力的缘故吧！
2．镁（Mg）—人体健康必需的重要元素
镁的生理作用对人类有很大的作用，人类对它的研究，是从20世纪70年代末、80年代初开始的，而对人体镁缺乏症，直到最近几年才引起注意。1995年在美国举行的一次营养学会议上，专家们估计，美国人患镁缺乏症的人数占总人数的20%以上，个别地区竟达80%以上，这个数字实在令人震惊！
（1）镁在人体中的作用
镁在生物学上的作用极为重要，它是叶绿素分子的核心原子，叶绿素结构以镁原子铗状结合为其分子的母核，此镁原子铗状结合具有强力催化剂的作用，叶绿素中镁的功能是一般镁离子的数万倍。人体内到处都有以镁为催化剂的代谢系统，约有一百个以上的重要代谢必须靠镁来进行，镁几乎参与人体所有的新陈代谢过程。
在人体细胞内，镁是第二重要的阳离子（钾第一），其含量仅次于钾。镁具有多种特殊的生理功能，它能激活体内多种酶，抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定性，参与体内蛋白质的合成、肌肉收缩及体温调节。镁影响钾、钠、钙离子细胞内外移动的“通道”，并有维持生物膜电位的作用。
（2）体内含镁量与几种常见病的关系
a．脑血管病
日本科学家通过调查研究发现，平常饮食中的镁、钙的含量与脑动脉硬化发病率有关。科研结果显示，当血管平滑肌细胞内流入过多的钙时，会引起血管收缩，而镁能调解钙的流出、流入量，因此缺镁可引起脑动脉血管收缩。脑梗塞急性期病人脑脊液中镁的含量比健康人低，而静脉注射硫酸镁后，会引起脑血流量的增加。血中钙离子过多也会引起血管钙化，镁离子可抑制血管钙化，所以镁被称为天然钙拮抗剂。实验还证实，脑脊液和脑动脉壁中保持高浓度镁是血管痉挛的缓冲机制。
b．高血压病
美国学者在研究高血压病因时发现：给患者服用胆碱（维生素B群中的一种）一段时间后，患者的高血压病症，像头痛、头晕、耳鸣、心悸都消失了。根据生物化学的理论，胆碱可在体内合成，而实际合成中，仅有维生素B6不行，必须有镁的帮助，维生素B6才能形成B6PO4活动形态。在高血压患者中往往存在严重的缺镁情况。
c．糖尿病
糖尿病致病的原因是由于吃了过多的动物性蛋白质及高热量食物。美国一位生化博士认为糖尿病原因是：当人体吸收的维生素B6过少时，人体所吸收的色氨酸就不能被身体利用，它转化为一种有毒的黄尿酸，当黄尿酸在血中过多时，在四十八小时内就会使胰脏受损，不能分泌胰岛素而发生糖尿病，同时血糖增高，不断由尿中排出。只要维生素供应足够，黄尿酸就可减少。镁能够减少身体对维生素的需要量，同时减少黄尿酸的产生。凡患糖尿病的人，血中的含镁量特别低，因此，糖尿病是维生素B6、镁这两种物质缺乏而引起的。
除上述几种常见病外，缺镁还会引起蛋白质合成系统的停滞、荷尔蒙分泌的减退、消化器官的机能异常、脑神经系统的障碍等等，这些病症有许多直接或间接和镁参与的代谢系统变异有关。
（3）体内镁的来源
镁在人体中正常含量为25克，属常量元素。人对镁的每日需要量为300mg～700mg，其中约40%来自食物，食物中以绿色蔬菜含镁量最高，镁离子在肠壁吸收良好。人体约60%的镁由含有镁离子的饮用水提供。
（4）人体缺镁与下列情况有关
蔬菜短缺、蔬菜摄入量不足、蔬菜加工程序复杂致使含镁量大减。
经常食用磷过剩食品，如：肉、鱼、蛋、虾等，动物蛋白食物中的磷化合物能使肠道中的镁吸收困难，而这些磷过剩的食物却是我们推崇的高蛋白营养物。
经常饮用“纯水”的人们。“纯水”包括蒸馏水、太空水、纯净水，这些水固然纯净，但它在除去有害物质的同时，也除去了包括镁在内的有益营养物质。
饮酒、咖啡和茶水中的咖啡因也会使食物中的镁在肠道吸收困难，造成镁排泄增加。
食用食盐过量会使细胞内的镁减少。
身心负荷“超载”引起应激反应，可使尿镁排泄增加。
消除了影响人体缺镁的因素，人们只要做到多吃绿色蔬菜（最好能生吃蔬菜或空腹喝新鲜菜汁），常喝硬水，如自来水、矿泉水等，多食一些富镁食品，这些食品有：各种麦制面粉、胡萝卜、莴苣、豆类、果仁等，人体就可获得镁的正常需要量。
总之，镁是人体所必需的一种重要元素，它与生命的维持、身体的健康有着极其密切的关系。随着科学研究的不断发展，镁对人体健康的贡献将会得到进一步的认识。
3．磷（P）在人体中有什么功能
磷在骨骼和牙齿中的含量约占人体总磷量的85%，是构成人体骨骼和牙齿的主要成分。身体内90%的磷是以磷酸根（
）的形式存在。
牙釉质的主要成分是羟基磷灰石Ca10（OH）2（PO4）6和少量氟磷灰石Ca10F2（PO4）6、氯磷灰石Ca10Cl2（PO4）6等。羟基磷灰石是不溶性物质，当糖吸附在牙齿上并且发酵时，产生的H＋和OH－结合生成H2O及
，就会使羟基磷灰石溶解，使牙齿受到腐蚀。如果用氟化物取代羟基磷灰石中的OH－，生成的氟磷灰石能抗酸腐蚀，有助于保护牙齿。磷也是构成人体组织中细胞的重要成分，它和蛋白质结合成磷蛋白，是构成细胞核的成分。此外，磷酸盐在维持机体酸碱平衡上有缓冲作用。成年人每天摄取800～1200mg磷就能满足人体的需要。当人体中缺磷时，就会影响人体对钙的吸收，就会患软骨病和佝偻症等。因此，必须注意摄取含磷的食物。成年人膳食中钙与磷的比例以1．5∶1．1为宜，初生儿体内钙少，钙与磷的比例可接近5∶1。
如果摄取过量的磷，会破坏矿物质的平衡和造成缺钙。因为磷几乎存在于所有的天然食物中，在日常饮食中就摄取了丰富的磷，不必再专门补充。特别是40岁以上的人，由于肾脏不再帮助排出多余的磷，因而会导致缺钙。为此，应该减少食肉量，多喝牛奶，多吃蔬菜。
常食用的含磷食品主要有豆类、花生、鱼类、肉类、核桃、蛋黄等。
下表列出的是一些食物每100g可食部分中的含磷量。
一些食物中磷的含量（在100g可食食物部分中）
4．钠（Na）在人体中有什么功能
钠是人体内维持渗透压的主要阳离子。它能够维持肌肉和神经的功能，维持肌肉的正常兴奋和细胞的通透性，一般会存在于细胞外液（血浆、淋巴、消化液）中。
如果体内缺少钠会使人感到疲乏、晕眩，出现食欲不振、心率加速、脉搏微弱、肌肉痉挛、头痛等症状。但摄入过多会导致钾的不足，引起高血压和心脏病等。
因此，饮食不宜太咸，成年人每天摄入食盐的量，最好控制在2000～2500mg。
饮食中钠的主要来源是食盐，其他食品中几乎都有钠。
5．钙（Ca）在人体中有什么功能
钙是构成人体必需的常量元素，也是骨骼和牙齿的主要成分。构成人体骨骼和牙齿的骨盐组成是：Ca3（PO4）2，85%；CaCO3，10%；Mg3（PO4）2，1．5%；CaF2，0．3%；CaC12，2．0%。
体中约有99%的钙存在于骨骼和牙齿中。钙有助于骨骼和牙齿的生长，促进肌肉和神经的正常兴奋。它可以抑制脑神经的异常兴奋，使之在正常状态下，能承受较为严重的精神刺激。钙又是机体中多种酶系统的激活剂。
例如当人受了创伤出血时，钙可以使凝血酶原激活转化凝血酶，促使伤口处的血液凝固。人体一旦缺钙，则肌肉神经兴奋，易引起肌肉自发地收缩。青少年缺钙时发育不良，易得佝偻病。
成年人缺钙会出现血不易凝固等，老年人缺钙会导致骨质疏松，容易骨折。
因此，成年人钙有助于骨骼和牙齿的生长，促进肌肉和神经的正常兴奋。它可以抑制脑神经的异常兴奋，使之在正常状态下，能承受较为严重的精神刺激。钙又是机体中多种酶系统的激活剂。
例如当人受了创伤出血时，钙可以使凝血酶原激活转化凝血酶，促使伤口处的血液凝固。人体一旦缺钙，则肌肉神经兴奋，易引起肌肉自发地收缩。青少年缺钙时发育不良，易得佝偻病。
每天应摄取800～1200mg钙。如果钙吸收过多，容易引起白内障、动脉硬化、骨骼变粗和软骨钙化等。
在牛奶、虾皮、海带、奶粉、芝麻酱、绿叶蔬菜、花生、豆类和豆制品中含钙量较多，饮食中应适当增加这些食品。
此外，还应根据需要，适当服用葡萄糖酸钙、乳酸钙等容易吸收的钙制剂。需要注意的是蔬菜或水果中的草酸，以及大量的脂肪，都会阻碍钙的吸收。为提高人体对钙的吸收率，还必须同时摄入丰富的维生素D，或经常晒太阳。因为人体皮肤内的7－脱氢胆固醇经日光中紫外线的照射，可转变成维生素D。
一些食物中钙的含量（在100g可食部分中）
6．铁（Fe）的功能
铁是人体内必需的微量元素之一。人的体内一般含铁量为4．2～6．1g，相当于一个小铁钉的重量，约占人体体重的0．004%，但它的作用却非常大。人体内的铁有70%存在于血红蛋白和肌红蛋白内，25%以铁蛋白形式分布在肝、肾、骨髓中，一小部分铁是氧化酶的辅助因子。
血红蛋白中的铁是体内氧的输送者。它把肺吸收的氧气运送到全身各个组织，供细胞氧化用，又把细胞氧化所产生的二氧化碳运到肺部呼出去。铁还是细胞色素酶和其他几种辅酶的主要成分。如果人体内缺乏铁会引起贫血，肌肉细胞利用氧产生能量的功能下降，从而减少热能的来源。
成年男子每天需要从食物中摄取约10mg铁，男少年18mg，女少年24mg。因此，必须注意摄取含铁的食物。含铁较多的食物有动物肝脏、肾、心脏、瘦肉、蛋黄、紫菜、海带、黑木耳、芹菜、油菜和番茄等。膳食中的蛋白质和维生素C能提高铁的吸收率。因此，既含铁又富含维生素C的红枣、桔子是治疗缺铁性贫血的良好食物。茶叶中含有能使铁沉淀的鞣质，不利于铁的吸收，饮用大量咖啡也会阻碍铁的吸收。缺铁性贫血患者应尽量少喝茶和咖啡。
用铁锅烧菜不但没有铝的危害，而且给人带来铁质。铁既是血红蛋白的原料，又是血红蛋白的核心，有了它，血红蛋白就能拉住氧分子。
虽然铁有重要功能，但也不能摄入过量。当血液中铁蛋白浓度达200mg/L时，心脏病发病率会高出3倍。血液中铁蛋白浓度每上升1%，心脏病发作的危险性就会提高4%。这是因为过剩的铁促进自由基的形成，而自由基会损害动脉壁细胞，也会损伤心肌。为此，除患缺铁性贫血症的人，应避免补充铁。只要经常食用含铁的食物即可。下表是一些常用食物每100g可食部分中含铁的数量。
一些常用食物中铁的含量（在100g可食部分中）
7．锌（Zn）在人体生长发育中有什么功能
锌在人体内大约只有2g，是人体中的微量元素。大部分存在于骨骼、肌肉、血浆和头发中。含锌最高的组织是眼球的视觉部分（含4%）和前列腺。人体中含锌的酶（如输氧的碳酸酐酶、骨骼生长所需的碱性磷酸酶）和被锌激活的酶达70多种。锌参与核酸蛋白质的代谢过程，能促进皮肤、骨骼和性器官的正常发育，维持消化和代谢活动。发育中的儿童缺锌时会引起厌食症、侏儒症等，因此，人们把锌称为“生命的元素”。
在肉类、动物肝脏、蛋品和海产品特别是牡蛎中都富含锌。其次，如牛奶、麦片、玉米、南瓜子等也含锌。经常食用这类食品，就不会缺锌。当锌与维生素A、钙、磷一起作用时，功效最佳。
8．钾（K）—可降低血压的矿物元素
人体内一般约含钾175克，其中大约有98%的钾贮存于细胞液内，是细胞内最主要的阳离子。食物中含有丰富的钾，人体对食物中摄入的钾的吸收利用率可达90%以上，因此，不易产生钾缺乏症。肾脏是维持人体内钾平衡的重要器官。
（1）钾的主要生理功能
钾的生理功能大部分都是发挥在与钠协同作用中，对于维持体内钾、钠离子的平衡和生命活动有重要意义。钾的生理功能为：
①调节细胞内适宜的渗透压。
②调节体液的酸碱平衡。
③参与细胞内糖和蛋白质的代谢。
④维持正常的神经兴奋性和心肌运动。
⑤在摄入高钠而导致高血压时，钾具有降血压作用。
（2）缺钾会产生的病症
钾缺乏可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱和烦躁，最后导致心搏停止。需指出的是钾缺乏病很少因为膳食钾的缺乏而引起，而多是由于碱中毒、腹泻、糖尿病酸中毒、呕吐、以及服用利尿药（亦称水丸剂）而使尿钾大量逸出所致。
（3）钾的日推荐量和食品中的来源
婴幼儿对钾的最低日需要量为90mg，人乳中钾的含量为500mg/g，牛乳中钾的含量为1364mg/g，可满足需要；成人每天摄取2～3g钾即可满足需要。
钾的安全与适宜的摄入量如下表所示：
（4）含钾的食物来源有哪些
钾广泛分布于食物中。肉类、家禽、鱼类、各种水果和蔬菜类都是钾的良好来源。（肉、禽、和鱼虽是钾的良好来源，但当限制钠时，这些食物的钾也受到限制）含钾比较丰富的食物主要有：脱水水果、糖浆、马铃薯粉、米糠、海草、大豆粉、香料、向日葵籽、麦麸和牛肉等。
9．铜（Cu）与人体健康
铜也是人体内一种必需的微量元素之一，它在人体的新陈代谢过程中起着很重要的作用。
（1）大脑的“益友”
铜与锌、铁等大多数微量元素一样，都是大脑神经组织的重要成分。如果摄取不足可导致神经系统失调，大脑功能发生障碍。铜缺乏将使脑细胞中的色素氧化酶减少，活力下降，从而使记忆力衰退、思维紊乱、反应迟钝，甚至步态不稳、运动失常等。要有一副健康灵活的大脑，是离不开铜这个元素的。
（2）心脏的“卫士”
产生心脏病的原因一般是不注意饮食，造成脂肪、高胆固醇含量过高而引起的。美国科学家提醒人们：绝对不可忽视铜元素的缺乏。铜元素在人体内参与多种金属酶的合成，其中的氧化酶是构成心脏血管的基质胶原，是弹性蛋白形成过程中必不可少的物质，而胶原又是将心血管的肌细胞牢固地连接起来的纤维成分，弹性蛋白则具有促使心脏和血管壁保持弹性之功能。因此，铜元素一旦缺乏，此类酶的合成减少，心血管就无法维持正常的形态和功能，从而给冠心病入侵以可乘之机。
（3）造血的“助手”
血液中含有大量的铁元素，铁是人体造血的重要原料，但铁元素要成为红血球中的一部分，必须依靠铜元素的帮忙。奥妙在于血红蛋白中的铁是3价铁离子，而来源于食物中的是2价铁离子，2价铁离子要转化成3价铁离子，需依赖于含铜的活性物质——浆铜蓝蛋白的氧化作用。如果体内缺铜，血浆铜蓝蛋白的浓度势必降低，从而导致铁难以转化而诱发贫血症。
（4）癌症的“克星”
人怕癌症，癌症也怕人，怕人体会摄取足够的铜元素。癌症专家的最新研究表明，铜元素可抑制癌细胞的生长，诱导癌细胞“自杀”。故健康的人摄取足量的铜可防范癌症发生，而癌症病人补铜可阻止癌细胞的繁衍，缓解病情，加快康复。
（5）助孕的“新星”
女性要怀孕也离不开铜。据产科医生研究，妇女缺铜就难以受孕，即使受孕也会因缺铜而削弱羊膜的厚度和韧性，导致羊膜早破，引起流产或胎儿感染。故女性要生想出一个健康聪明的小宝贝，也须借助铜元素的一臂之力。
（6）抗衰老的“能手”
人体的衰老与体内自由基的代谢废物有着相当大的联系，它是多种老年疾病的祸根。其中的羟自由基，毒性最强，不但会通过脂质过氧化反应损害细胞膜，而且会破坏细胞核的遗传物质，导致细胞死亡。此外，还可使许多重要酶的活性降低甚至消失。研究表明，含铜的金属硫蛋白、超氧化物歧化酶等具有较强的清扫此种代谢废物的功能，保护人体细胞不受其危害，可见铜元素在抗衰老中有举足轻重的地位。
（7）流感的“天敌”
英国药物学专家研究发现：预防“流行性感冒”的最简便办法。那就是将一种普通维生素C与铜元素结合起来服用，即可收到良好的效果。实验证明，人体摄入足够的铜，即可在侵入人体的流感病毒表面聚集较多的铜离子，为维生素攻击流感病毒提供有效的“靶子”。维生素C与病毒表面的铜离子发生作用，构成一种可以分离的含有活性氧离子的不稳定化合物，促使含有蛋白质的病毒表面发生破裂，进而置病毒于死地。为此，专家将维生素C与铜元素称为一对防治流感的最佳“搭档”。
（8）防治白发的“灵丹”
有些人的头发容易早白？就是因为体内缺少一定的铜元素。缺铜可使人体内的酪氨酸酶形成困难，导致酪氨酸转变成多巴的过程受阻。多巴为多巴胺的前体，而多巴胺又是黑色素的中间产物，最终妨碍黑色素的合成，遂引起头发变白。欲求黑发不衰，补足铜元素是有效的一招。
如何补铜呢？增加富含铜元素的食物，如动物肝脏、虾、豆类、鲜肉、果仁等。
10．硫（S）
硫在人体里不是以元素形式存在的，它主要存在于各种氨基酸内，包括胱氨酸、半胱氨酸、牛磺酸、蛋氨酸等，是人体必不可缺的。在各种组织中，特别是皮肤、结缔组织和头发中，硫的含量大约可达5%。
硫大多存在蔬菜中，而且多含在气味浓烈的蔬菜中，像洋葱、大蒜、包心菜等。根据分析资料，按每100g所含mg计算：炒花生377，萝卜12，可可粉203，燕麦粉199，榛子198，杏仁150，水芹菜147，胡桃146，蔬菜20～137，扁豆122，绿橄榄32，浆果2．5～29，蚌类342～367，干酪251，鱼130～138，脏器肉161～228，肉199～211，蛋类197，牛奶29。
皮肤和指甲的疾患往往伴有含硫氨基酸摄入的不足。牛皮癣和风湿症患者无论是内服还是外用含硫类氨基酸都有良好反应。素食者若拒食鸡蛋可能引起硫的缺乏。如果发现有硫缺乏的表现，检查一下是否含硫氨基酸或含硫食物摄入不足，适当进行补充即可。硫的检测较困难，因为在消化样品时，硫可丢失。因而至今仍不能准确进行检测。
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