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元素週期/元素和人體健康


常量元素情況、必需微量元素情況、微量或痕量元素標準、必需元素和非必需元素

元素組成了大自然的萬事萬物,當然包括人。元素週期表已登錄和命名了118個元素,其中93號~109號17種為人工元素,自然界有92種元素,新世紀版《元素週期表》採用2001年國際原子量與同位素豐度委員會(IUPAC)公開發表的最新元素原子量數位,新的元素週期表元素數量已經排到了118號,其中銦、銻、鈰、銪、鍺、硫、鉺、銩、鋅等十個元素的原子量數值是由中國科學家測定。

目前在生命體內已檢索出81種元素,總稱為生命元素(biological element)。稀有氣體中的氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe),還有43號元素鍀(Tc)、61號元素鉕(Pm)、85號元素砹(At)、87號元素鈁(Fr)、89號元素錒(Ac)、91號元素鏷(Pa)等計11種元素未見報道。按元素在人體內含量多少劃分,其中占人體品質0.05%以上的稱為常量元素(macro-element),有11種。含量比鐵低的為微量或痕量元素(microelement or trace element)。按元素對人體正常生命的作用可將元素分為必需元素(essential element)和非必需元素(non-essential element)。必需元素包括常量元素和18種微量元素,見表8-7和表8-8。

表8-6 常量元素情況一覽表

元素 符號 含量/g/70kg 占體重比例/% 在人體組織中的分佈狀況
O 45 000 64.30 水、有機化合物的組成成分
C 12 600 18.00 有機化合物的組成成分
H 7 000 10.00 水、有機化合物的組成成分
N 2 100 3.00 有機化合物的組成成分
Ca 1 420 2.00 同上;骨骼、牙、肌肉、體液
P 700 1.00 同上;骨骼、牙、磷脂、磷蛋白
S 175 0.25 含硫氨基酸、頭髮、指甲、皮膚
K 245 0.35 細胞內液
Na 105 0.15 細胞外液、骨
Cl 105 0.15 腦脊液、胃腸道、細胞外液、骨
Mg 35 0.05 骨、牙、細胞內液、軟組織

表8-7必需微量元素情況一覽表

元素 符號 含量(mg) 血漿濃度(μmol/L) 主要部位
Fe 2 800-3 500 10.75—30.45 紅細胞、肝、骨髓
F 3 000 0.63—0.79 骨骼、牙齒
Zn 2 700 12.24—21.42 肌肉、骨骼、皮膚
Cu 90 11.02—23.6 肌肉、結締組織
V 25 0.20 脂肪組織
Sn 20 0.28 脂肪、皮膚
Se 15 1.39—1.9 肌肉(心肌)
Mn 12—20 0.15—0.55 骨骼、肌肉
I 12-24 0.32—0.63 甲狀腺
Ni 6—10 0.07 腎、皮膚
Mo 11 0.04—0.31
Cr 2-7 0.17—1.06 肺、腎、胰
Co 1.3-1.8 0.003 骨髓
Br <12
As <117 頭髮、皮膚
Si 18 000 15.31 淋巴結、指甲
B < 12 3.60—33.76 腦、肝、腎
Sr 320 0.44 骨骼、牙齒

應該注意,“必需”和“非必需”的界限是相對的。首先,隨著檢測手段和診斷方法的進步和完善,今天認為是非必需的元素,明天會被發現是必需的。如砷,過去一直認為是有害元素,1975年才認識到它的必需性。其次有一個攝入量問題,即使是必需元素,在體內也有一個最佳營養濃度,超過或不足都不利於人體健康,甚至有害。

常量元素集中在週期表中前20號元素之內,其中有鈉、鉀、鈣、鎂四種金屬。18種微量元素中有11種金屬,大部分為過渡金屬元素,7種非金屬。s區、p區元素對生命體的作用,從上到下,營養作用減弱,毒性加強。從左到右,也是營養作用減弱,毒性加強。

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