人體必需的微量元素包括鐵、鋅、鋰、總、猛、銅、鉗及硒、碘、硅。
1?鐵
鐵通常有三價和二價兩種形態。幾乎所有生物體都需要鐵。人體中鐵約占體重的0.004%,可分為兩部分:一部分是人體必需的鐵,存在于血紅蛋白(約占75%)、肌紅蛋白和細胞酶中,每千克體重約含35毫克;另一部分為機動的鐵,以鐵蛋白和含鐵血黃素形式存在,每千克體重含0?20毫克。
鐵具有重要的生理功能,與血的關系非常密切。鐵是血紅蛋白和7()余種酶的組成元素。鐵與細胞內的生物氧作用有密切關系。人體造血需要鐵。沒有鐵,血紅蛋白就無法生成,氧的輸送和血液循環就無法進行。所以,鐵缺乏時紅細胞生成受到損害,紅血球和血紅蛋白含量降低,嚴重時出現缺鐵性貧血。
鐵在保持免疫功能方面也有重要作用。人體內含鐵正常時,神經系統就能維持良好的功能,人會保持良好的記憶和思維狀態。
缺鐵除引起貧血外,還會導致頭痛、頭暈、大腦反應遲鈍、消化系統紊亂、口腔黏膜發炎、頭發易脫落等癥狀。
正常人每日應攝取鐵14?16毫克。美國科學院推薦成年男人每日攝入鐵10毫克,成年女人每日攝入鐵18毫克。人體吸收的鐵主要來自于水和食物。水中的無機鐵鹽可被人體攝入。
飲用水中如果含鐵量過高,不僅使水帶色,還會使水帶有鐵銹味。鐵過多也會使人產生惡心、嘔吐,影響腸胃功能。新《衛生標準》中其限值為0.3毫克/升。
2.鋅
鋅是最引人注意的有益微量元素之一。
鋅是人體內某些酶的組成部分。人體內約有20種含鋅酶和需要鋅激活的酶,如堿
性磷酸酶、醇脫氫酶、碳酸肝酶、乳酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、竣酥酶以及大腸桿菌中的RNA聚合酶和DNA聚合酶。鋅還能激活多種對生命很重要的激素。鋅能增強創傷組織的再生能力,加速潰瘍、痙瘡、夕卜傷愈合。
鋅對兒童的生長更為重要。1973年WHO推薦少兒攝入鋅每天不少于20毫克。缺鋅兒童飲用含鋅礦泉水是有益處的。在細胞迅速分裂、生長或合成蛋白質期間,缺鋅會對全身系統產生不利影響,尤其是生殖過程。缺鋅的綜合征主要表現為骨骼生長緩慢、性腺機能減退、肝脾腫大。鋅在核酸和蛋白質代謝中起關鍵作用,它的有無會影響到免疫系統。缺鋅還表現為人對氮和硫的利用不良。缺鋅引起的疾病主要有侏儒癥、糖尿病、高血壓及第二性征發
我國天然水中含鋅量為0.002~0.330毫克/升。水中含鋅量過高會有不適味道。水生動物易吸收鋅,故水產品中含鋅量高。
鋅攝入量過大會引起頭暈、嘔吐、腹瀉。新《衛生標準》中其限值為1.0毫克/升。
3?鋰
鋰在天然水中平均含量為2xICT毫克/升,有些地方更高一些,如甘肅省洛門縣礦泉水中鋰
含量高達7.6X07毫克/升。鋰由于水化能高,易溶于水,常隨水遷移。
鋰在人體內可以置換鈉,阻礙鈉的吸收,影響體液及細胞內鈉、鉀的分布和平衡。體內鈉過多會引起高血壓等心血管疾病。所以,飲用水含鋰高的地區,心血管疾病死亡率較低。
鋰對中樞神經活動有調節作用,可以安定情緒。鋰還有生血刺激作用,能改善造血功能,使中性白細胞增多及吞噬作用增強。
4?鋰
總是骨骼和牙齒的正常組成部分,對骨和牙齒的鈣化是不可缺少的。總可參與鈣的代謝,含量低時會產生酋禹齒。總還具有預防高血壓的功能。
5.銅
銅是人體的必需元素。人體缺銅,骨質會受影響,缺銅還會弓I起大量內出血。
酪氨酸酶是_種含銅的酶,它可以催化酪氨酸形成黑色素。缺銅時該酶活性降低,使黑色素生成減少,從而導致皮膚和毛發的顏色變淺變白。研究表明,白瘢風患者的
血清中銅含量明顯低于健康人,血液中酪氨酸含量也比正常人少。這都充分說明缺銅是白瘢風的主要病因。
長期飲用銅含量過高的水,心血管病的死亡率會升高。
6.
猛占人體重量的0.003%,主要分布在心臟、肝臟和腎臟中。它是多種酶(精氨酸酶、丙酮酸竣化酶、超氧化物歧化酶等)的組成部分。它又能激活輔醇酶、醛縮酶及脫竣酶、水解酶、轉移酶。這些酶參與人體的糖、脂肪、蛋白質和核酸代謝,調節血
液中葡萄糖含量。猛參與人體的氧化磷酸化過程,還影響人體的生長,與鈣、磷代謝有關,缺猛使骨骼發育異常。
人體缺乏猛時還會發生動脈粥樣硬化,造成心血管系統紊亂,出現肌肉痙攣以及乳腺方面的疾病。
當水中猛的含量超過0.1毫克/升時,會產生令人不愉快的味道。過量的猛還會影響中樞神經系統,出現頹廢、智力減退等中毒癥狀。猛過量還會增加腫瘤發生的機會。新《衛生標準》中其限值為0.1毫克/升。
- 鋁
鎧在人體內起著電子轉運站的作用,參與人體內的能量交換過程。與染色體有關的酶,如黃嚓噲氧化物體系中含有鋁。鉗影響銅的代謝。鋁可以保護視力和心臟,可以防止心血管疾病和肝癌的發生。
- 硒
硒是近幾年人們特別關注的元素,它對人體具有多種功能,是人類生命活動中必不可少的元素。硒是一種強的抗氧化劑,其作用與維生素E相似,參與好氧性氧化過程,可以消除體內的過氧化物。
在人體酶系統和血液正常循環中硒起著重要作用。谷胱甘駄過氧化物酶是一種含硒的酶,硒缺乏時這種酶就缺乏。硒還能刺激抗體產生,對細胞膜結構有保護作用。
許多研究表明,硒缺乏可誘發多種癌癥,如胃癌、肝癌、直腸癌、前列腺癌等。硒可以防癌,使血液中的抗體含量增加。硒還可以防止血壓升高和血栓形成,可以預防克山病、大骨節病、放射性輻射和性功能衰退,還能防止關節炎、肝病及不育癥等。
在人體內硒可以與其他元素相互影響,如硒存在時可減輕汞、碑的中毒,而碑也可減少硒的毒性。
在新《衛生標準》中硒被列入毒理學指標中,限值為0.01毫克/升。硒攝入過量時會發生中毒,出現頭發和指甲變脆、皮膚損傷及神經紊亂等癥狀。國外報道,兒童由于攝入硒過量而導致嘔吐、腹瀉、抽搐。
- 碘
碘是人體必需的微量元素,可從飲水或碘鹽中得以補充。人體約87%的碘分布在甲狀腺中,它是甲狀腺素不可缺少的成分。缺碘的典型癥狀是大腦發育落后和甲狀腺腫大,但是體內碘過量也會導致高碘性甲狀腺腫,同樣會對健康產生不利影響。
10?硅
硅在骨骼鈣化過程中具有重要作用,參與早期骨的形成,影響骨骼鈣化速度。
硅在水中有多種化學形式,其中偏硅酸是礦泉水的重要指標之一。偏硅酸對心血管、胃有保健作用。在英國流行病學調查中發現:含硅高的硬水地區冠心病死亡率低,含硅低的軟水地區死亡率高。我國吉林省在地方病調查中發現:在甲狀腺腫大、骨節病和克山病患區,凡長期飲用含偏硅酸泉水的村莊無一例患者。
11.鈣與鎂
鈣是構成人體的重要元素,并且是人體內含量最多的五種元素之一。成人體內鈣含量約為1200克,占人體重量的1.5%?2.0%。大約99%的鈣分布在骨骼中,1%的
鈣存在于細胞外液和軟組織中。
人體骨骼中的鈣并非一成不變,而是不斷地進行代謝,每天更新約700毫克,損失和吸收處于平衡狀態。人體鈣的虧損開始于50歲左右,女性虧損的速度較男性快。
骨骼中的鈣以磷酸三鈣和羥基磷酸鈣的形式存在。鈣對于神經和肌肉的應激性、心臟的正常搏動、血液凝固和體內各種膜的完整性是必需的。
人體中血清鈣含量非常恒定,約為10毫克/100毫升。血清鈣含量的變化維持在一個小范圍內,含量低時由骨骼釋放補充,含量高時或貯存于骨骼中或被排泄掉。血清鈣60%是離子化的。血清中離子化的鈣如果明顯減少,會引起手足抽搐(通常稱抽風)。缺鈣會使骨質生長不良,但增加過多會影響心臟和呼吸,也會使肌肉和神經遲鈍。成人每天需要補充0.7克,小孩約1克,妊娠婦女約1.5克。
鈣還是許多酶的激活劑。鎂也是骨骼和牙齒的重要成分之一。人體中的鎂與血壓、心肌功能都有關。鎂缺乏會使心肌壞死,出現眩暈、乏力等癥狀。
鈣、鎂、硅等是構成水硬度的元素,其中鈣是最常見的。硬度是飲用水的水質指標之一,通常用每升水中所含碳酸鈣的毫克數表示,新《衛生標準》中其限值為450毫克/升。
12.鉀和鈉
鉀、鈉都是維持人體細胞內外電解質平衡、酸堿度穩定、體液正常滲透壓及保持神經和肌肉正常生理機能的主要元素。細胞內由鉀維持,細胞外由鈉維持。
鉀約占人體重量的0.2%,鈉占人體重量的0.15%。出汗、排泄等會流失鈉、鉀。鈉可從攝入的食鹽(NqCI)補充。
鈉離子會刺激舌上的味蕾,當鈉離子缺乏時味覺會遲鈍。鈉離子、鉀離子及氯離子等維持血漿、體液的滲透平衡。
臨床上缺鈉的主要表現是疲乏無力、神態淡漠、頭暈、血壓下降、嘔吐、肌肉抽搐等。重度缺鈉時,患者會臥床不動、休克甚至昏迷。鈉還與水腫有關,細胞組織中含過多的鈉鹽時,水就由外向內滲透,造成水腫。減少鹽量,水腫可以消去。鈉減少時,體液滲透壓會減小,為保持滲透壓不變要排除水分,這樣血液變濃變少,血流慢,尿量減少,發生缺水現象。
不少醫學工作者研究了鈉與人體高血壓的關系,發現多吃食鹽是血壓升高的一個重要因素,多吃鹽還會弓I起腎功能病變。在新《衛生標準》中鈉的限值為200毫克/升。
而鉀的作用卻不同,鉀可以降低或防止高血壓。缺鉀時還會損害心肌,但過量會使血管收縮、心跳減慢甚至突然停止。在新《衛生標準》中鉀未被列為水質指標。