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第5章 常量元素(1)

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(PO3-4)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PO3-4,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)

食物名称含量/mg食物名称含量/mg食物名称含量/mg稻米203酵母(干)1893瘦猪肉177

糯米155黑木耳201猪肉(肥膘)26

精白面粉101海带216猪油0

标准面粉268紫菜457牛肉170

芝麻368花生仁378羊肉(瘦)168

黄豆571核桃仁329牛奶93

青豆(干)530西瓜子仁251全脂奶粉883

赤豆386莲子(干)285脱脂奶粉1030

绿豆360芝麻酱530鸡蛋210

蚕豆(去皮)225松子仁236鸡蛋黄532

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。

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