微量元素和健康

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,碘缺乏病,微量元素和健康,第1页,微量元素和健康,第2页,微量元素与健康,一、微量元素定义和分类,（一）微量元素定义,在地球表层发觉有90各种元素，几乎在人体内都能找到,发觉含有主要营养和生理功效、得到公认对于维持生命所必不可少元素仅有2628种微量元素和健康,第3页,机体内化学元素可分为:常量元素或宏量元素（major element,macro-element）及微量元素（trace element，micro-element）含量大于体重0.01%，每日需要量大于100mg元素称为,常量元素,，约占人体重量99.95%以上，包含：碳、氢、氧、氮、硫、磷、钠、钾、钙、镁、氯等11种微量元素和健康,第4页,微量元素:,小于体重0.01%、每日需要量小于100mg元素，包含常量元素以外其它各种元素，占人体重量不足0.05%，包含铁、铜、锌、锰、钼、钴、钒、镍、锡、氟、碘、硒、硅、砷、硼、锶、锂、锗、铝、钡、铊、铅、镉、汞以及稀土元素等数十种微量元素和健康,第5页,（二）微量元素分类,1.微量元素对维持生命活动作用,（1）,必需微量元素,（essential trace element）：指含有显著营养作用及生理功效，对维持机体生长发育、生命活动及繁衍等必不可少元素。

迄今公认对人和哺乳动物必需微量元素有14种：铁、铜、锌、锰、铬、钼、钴、钒、镍、锡、氟、碘、硒、硅微量元素和健康,第6页,“必需”内涵：,机体必须从外界饮食中摄取这种元素，当从饮食中去除，机体展现这种元素生理性缺乏状态,补充这一特异元素后，机体这种缺乏状态将得到缓解,一个特殊元素对机体总含有某种特异生化功效，这种作用不能被其它任何元素完全代替,微量元素和健康,第7页,附加条件：,这种元素以相同浓度存在于不一样动物组织内；,不论动物（主要指哺乳类高级动物）种类怎样，去除这种元素后会出现相同生理生化异常；,有这种元素存在时能减轻或预防上述异常；,这种异常改变在缺乏得到控制时能被治愈微量元素和健康,第8页,微量元素对健康影响特征：,-必需性,-量小作用大,微量元素和健康,第9页,（2）非必需微量元素（non-essential trace element）：无显著生理功效微量元素这些元素生物学效应或许迄今未被人们认识，或者它们来自外环境污染，如铅、镉、汞、铊等又可深入分为,无毒非必需元素,和,有害非必需元素,，前者如锂、硼、铷、溴等，后者如铅、镉、汞、铊、铝、锑等微量元素和健康,第10页,2.按其营养作用特征及生理功效,（1）必需微量元素：得到多数国际微量元素学术会议和世界卫生组织（WHO）公认，在人体或高等动物体内组成细胞或体液,特定生理成份,，含有显著营养作用，人体生理过程中必不可少，缺乏该元素后产生特征性生化紊乱、病理改变及疾病，补充该元素能纠正特征性病理改变或治愈，称为必需微量元素。

微量元素和健康,第11页,（2）可能必需微量元素：含有一定有益生物学作用及医疗、预防、保健效能，又含有一些必需微量元素生物及生化特征（如高度生物学活性及催化性能等）元素这些元素当前还未被WHO和多数国际学术组织认可，如砷、锂、锶、硼等微量元素和健康,第12页,3,无毒微量元素：凡未发觉有营养作用，又无显著毒害作用元素，称为无毒微量元素，如钡、钛、铌、锆等微量元素和健康,第13页,4有害微量元素：凡无营养作用，人体又对其缺乏精密调整机制，且在体内含有蓄倾向和显著毒害作用微量元素，比如铅、汞、镉、铊、铝、锑等微量元素和健康,第14页,二、微量元素在生命过程中主要作用,（一）环境与机体在微量元素上统一性,生物体（包含人）经过新陈代谢与外界环境不停进行物质交换和能量流动，使得机体结构组分（如元素含量）与环境物质成份（元素）不停保持着动态平衡，并形成了生物与环境之间相互依存、相互联络复杂统一体这一理论为说明环境中微量元素与健康关系理论基础微量元素和健康,第15页,必需微量金属元素在人体内含量与地壳、海水中含量展现显著,丰度相关,，而有毒元素在海水中含量相对较低,微量元素和健康,第16页,生物地球化学性疾病（biogeochemical disease）：,碘缺乏病就是因为某地域碘元素含量过低可引发地方性甲状腺肿（endemic goiter）或地方性克汀病（endemic cretinism）等一系列病症。

微量元素和健康,第17页,机体对环境适应性：,生物生存和发展，必须适应外界环境条件改变，不停从环境中摄入一些元素以满足机体完成本身生命活动过程需要生物进化过程中，对其生存环境中一些至关主要元素进行选择，以确保其能够顺利向更高级方向演化，因而这些元素就成了维持生物生存、繁衍等生命过程必不可少物质成份微量元素和健康,第18页,（二）微量元素在维持健康上主要性,锌,铁,铜,铬,碘,硒,硅,微量元素和健康,第19页,（三）微量元素生物学效应双重性,有毒物质：S型曲线,微量元素：U型曲线,微量元素和健康,第20页,微量元素和健康,第21页,三、微量元素与健康研究成就和新进展,（一）主要成就,1.搞清了一些疾病发病原因,（1）碘缺乏病,（2）微量元素铜引发疾病,（3）锌缺乏病,（4）地方性氟病,（5）微量元素硒与健康关系研究,微量元素和健康,第22页,（二）微量元素作用机理,（1）碘缺乏病,（2）Menke综合征和Wilson病 人们对铜缺乏性Menke综合征（MD）或铜过量造成Wilson病（肝豆状核变性，WD）从分子生物学水平上有了新认识微量元素和健康,第23页,这两种疾病：因为两个,铜转运ATP酶基因突变而引发两种遗传代谢性疾病,。

这两种蛋白酶均使铜从细胞内向外流动MD基因和WD基因已被分离出来，都是编码一个P型ATP酶而且有67%氨基酸相同这两种蛋白在氨基端还含有6个铜结合位点，均含有8个跨膜区域，并经过这8个跨膜区域形成孔道使铜离子泵出细胞微量元素和健康,第24页,（3）锌缺乏病,（4）地方性砷中毒,（5）硒健康效应,微量元素和健康,第25页,（三）微量元素在疾病防治上成效显著,（1）碘缺乏病防治,（2）克山病、大骨节病防治,（3）微量元素硒抗癌作用,（4）微量元素硅、钒、砷在癌症治疗上作用,（5）微量元素在保健品中应用,微量元素和健康,第26页,四、微量元素与健康研究方法,（一）微量元素定量检测,（1）原子吸收光谱法（AAS），含有简便、灵敏等优点，但样品前处理程序复杂、易受污染；,（2）电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP/AES），其最大优点是可同时测定各种元素，,微量元素和健康,第27页,（3）质子激发X射线荧光光谱法（PIXE），可同时测定各种元素，其灵敏度较高，可同时测定血浆、毛发中含量为0.11g/g各种微量元素；,（4）火花源质谱法（SSMS），含有灵敏度高和各种元素同时测定优点，在测定生物样品微量元素过程中，样品制备处理耗时较多；,（5）中子活化法（NAA），能进行各种生物组织中各种元素测定，已用于测定心、肝、肾、肺、脾组织中20各种微量元素，灵敏度高，检测范围为10ng100g/g；,微量元素和健康,第28页,（6）阳极溶出伏安法（ASV），主要优点是对铅最灵敏，这是AAS和NAA检测方法不能相比，该方法还可用于测定生物样品中镉、锌、铜，浓度可低至0.1g/L；,（7）离子选择性电极法（ISE），为微量元素测定提供了简便、廉价、灵敏方法，不能同时测定各种元素。

微量元素和健康,第29页,（二）微量元素在生物大分子中作用研究,生物大分子活性和正常功效需要微量元素参加，一些有毒金属元素对机体毒作用也是以其对生物大分子影响为基础对含有复杂结构生物大分子来说，最直接检测方法是,X射线晶体衍射,分析，但,核磁共振、圆二色性、拉曼光谱,等对硕士物大分子在溶液中结构和构象特征都是主要伎俩微量元素和健康,第30页,测定金属酶或金属蛋白中金属离子氧化态方法有氧化还原滴定、磁化率测定、电子顺磁共振谱和穆斯堡尔谱等微量元素生物学效应研究中惯用放射性示踪元素有,51,Cr、,55、57、58、60,Co、,64、67,Cu、,18,F、,59,Fe、,123,I、,125,I、,131,I、,75,Se等放射免疫分析就是利用放射示踪技术，经过定量标识抗原和质量控制，可测定生物体内各种物质，从而获取相关微量元素信息微量元素和健康,第31页,分子生物学技术:,揭示一些微量元素相关疾病发病原因、微量元素作用机理、一些生物大分子如,金属硫蛋白,、主要,金属酶,等结构及其特征方面起着极其主要作用微量元素和健康,第32页,（五）微量元素与健康研究动态与展望,伴随科学技术进步、,分子生物学,和,痕量分析技术,发展及人们对微量元素生物学效应认识深化，将会在,蛋白质和分子水平上,揭示出微量元素生物学效应更多奥秘，对,微量元素间相互作用,机制也将会有愈加深入了解。

微量元素和健康,第33页,1.分子生物学技术对微量元素生物学效应研究推进作用,对Menke病（MD）和Wilson病（WD）发病机理研究发觉，,MD,基因和,WD,基因都编码一个P型ATP酶，且有67%氨基酸相同MD基因被准确定位于Xq13.3，而且是处于一个仅100kb狭窄区域内微量元素和健康,第34页,MD,基因全长8kb，有23个外显子，受其控制而编码产物是一个P型ATP酶铜转移膜蛋白，由1500个氨基酸组成，称为ATP7AWD,基因位于位于13号染色体长臂1区4带3亚带（13q14.3），编码1411个氨基酸产物也是一个P型铜转运ATP酶，称为ATP7B微量元素和健康,第35页,硒蛋白研究,:,已克隆并测定了cDNA序列哺乳动物硒蛋白有9种，分别是：细胞内谷胱甘肽过氧化物酶（cGPx）、细胞外谷胱甘肽过氧化物酶（eGPx）、磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHGPx）、胃肠谷胱甘肽过氧化物酶（GIGPx）、型碘甲腺原氨酸-5-脱碘酶（ID-）、ID-、ID-、硒蛋白P和硒蛋白W微量元素和健康,第36页,2.微量元素间相互作用,当今热点问题,:,深入研究微量元素间相互作用，对于说明微量元素作用机理含有主要意义。

因为环境介质中和机体内微量元素都不是孤立存在，微量元素之间及与其它物质之间存在着复杂相互作用微量元素和健康,第37页,多数二价金属元素，因为它们价态相同或化学性质相同，而多产生相互干扰或拮抗作用铁与锌,、,锌与铜,、,锌与锰,、,锌与铅,等均可相互抑制其吸收、利用锌对铜吸收抑制作用,，主要是因为锌可诱导肠黏膜细胞合成金属硫蛋白（metallothionein），后者虽对锌有高度亲和力，但对铜亲和力更大微量元素和健康,第38页,3.微量元素在疾病防治上辽阔开发利用前景,预防碘缺乏病、克山病和大骨节病、硒抗癌作用,研制各种微量元素补充剂，如锌补充剂、铁补充剂、硒补充剂等有微量元素还可直接用于治疗一些疾病，比如,砷用于治疗急性早幼粒细胞性白血病,取得成功就是最好例证在保健品中应用,微量元素和健康,第39页,。