维生素B6 [复制链接]

尼克酸 1 结构与性质

　　尼克酸亦名烟酸，具有生理活性的衍生物为尼克酰胺，亦名烟酰胺（nicotinamide），结构式如图5-23。尼克酸为不吸水的较稳定的白色结晶，在230℃升华，能溶于水及溶于水及酒精中，25℃时，1g能溶于60ml水或80ml酒精中，不溶于乙醚中。尼克酸很容易变成尼克酰胺，它比尼克酸更易溶解，1g可溶于1ml水或1.5ml酒精中，在乙醚中也能溶解。

　　2代谢

　　尼克酰胺通过ATP作用形成NAD或NADP。在尿中排出的尼克酰胺甚少，主要排出其代谢产物N‘-甲尼克酰胺及N’甲-2吡酮-5-甲酰胺。前者约占正常人的排出量的20～30%，后者为40～60%。血清中尼克酰胺含量甚微，仅为0.5μg·ml-1,红、白细胞中含量较多，全血为30μg·ml-1,红细胞为90μg·ml-1,白细胞为70μg·ml-1。

　　5．8．3生理功能

　　尼克酰胺为辅酰Ⅰ及辅酶Ⅱ的组成成分。辅酶Ⅰ为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋或DPN＋），辅酶Ⅱ为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP＋或TPN＋）(图5-24)。它们都是脱氢酶的辅酶，氢的传递通过在尼克酰胺4位上增加一个氢原子。在立体上又分为A、B二个部位，某些尼克酰胺脱氢酶具有立体专一性（图5-25）。其立体专一性表现为两个方面：一方面只对一种立体异构体的底物有催化作用，如乳酸脱氢酶脱氢酶只作用于乳酸。另一方NAD＋或NAP＋被酶还原时，氢原子只在一个特定的方向加到吡啶环的第四位碳原子上，有的加到A侧，有的加到B侧。

　　需要辅酶Ⅰ、Ⅱ的脱氢酶有数百种，这些脱 氢酶从底物中提取一个氢，二个电子，其结构通过X光衍射图看出脱氢酶与NAD＋及底物的结构。图5-26表明乳酸脱氢酶与NAD＋及底物的关系。底物乳酸给NAD＋一个H，底物的羟基与酶的精氨酸（171）的胍基相连，而在组氨酸（195）中OH基中提取一个质子。其他脱氢酶的构象与之相同。

　　以NAD＋为辅酶的脱氢酶主要参与呼吸作用，即参与从底物到氧的电子传递作用的中间环节。而以NADP＋为辅酶脱氢酶类，主要将分解代谢中间物上的电子转移到生物合成反应中所需要电子的中间物上。

　　NAD＋（或NADP＋）参与的脱氢作用下列几种类型：

　　（1） 底物由醇变成醛或酮

　　（2） 加阴离子A-到醛而脱氢

　　谷氨酸脱酶是谷氨酸脱氨的第一步，形成α-亚氨基戊二酸。

　　谷氨酸 α-亚氨基戊二酸 α-酮戊酸

　　（4）由不饱和合键（——C——C——）到饱和键。由7-脱氢胆固醇转变为胆固醇，7α-H＋从NADPH而来，而8β氢从介质而来。在胆固醇合成中，固醇载体蛋白将在胞液中形成的鲨烯转运至微粒体环化成羊毛脂固醇，再转变为链固醇。链固醇转变为胆固醇需要由NADPH供给25位氢，从介质中供给24位H＋。

　　链固醇（又名24-脱氢胆固醇 胆固醇

　　（5）二硫键转为二硫醇键；许多酶催化这个反应，辅酶Ⅰ、Ⅱ为H＋的供体或受体。如胱氨酸还原酶的作用为NADH2+1-胱氨酸→NAD＋C+2-半胱酸。麦胱甘肽还原酶的作用为NAD（P）——H2氧化麦胱甘肽→NAD（P）+2G还原型麦胱甘肽。

　　在α-酮酸脱氢酶系统中，硫辛酸脱氢酶通过NADPH＋与黄素蛋白作用，将H转移。

　　（6）苯丙氨酸通过苯氨酸4-单加氧酶（即苯氨酸羧化酶）的作用，变成酪氨酸。这个酶可作为单加氧酶可作为单加氧酶或混合功能加氧酶的代表，它的作用是将氧分子中的一个氧原子加到苯丙氨酸上形成对羧基，另一个氧原子还原成水。还原剂是NADPH，反应分两步进行：

　　NADPH+H＋+二氢生物蝶呤→NADPH＋+四氢生物蝶呤。

　　1-苯丙氨酸+四氢生物蝶呤+O2→1-酪氨酸+二氢生物蝶呤+H2O。

　　5．8．4 来源

　　尼克酸或尼克酰胺的来源除食物含有者外，尚可由色氨酸在体内转变为酰犬尿氨酸到犬尿氨酸，再由1-犬尿酸水解酶分解犬尿酸或黄尿酸为3-羧氨基苯四酸，然后在5磷酸核糖焦磷酸存在下，由哺乳类肝的酶系统变成尼克酸。一般说来，60mg色氨酸相当于1mg尼克酸。食物中尼克酸的当量为尼克酸及色氨酸转换为尼克酸之和（表5-16）。但转换能力因人而异，晚期孕妇转换能力3倍于正常妇女。雌激素可刺激色氨酸氧化酶，它是色氨酸转为尼克酸过程中的速率限制酶，因此孕妇及口服药者转换能力较强。

　 尼克酸 色氨酸 尼克酸当量 牛奶 5.08 283 　 人乳 10.3 1681 32.1 牛肉 103.7 5376 193 全蛋 2.5 4830 45.4 腌猪肉 4.8 256 11 面粉 10.4 1247 32 玉米渣 7.7 294 13 玉米 21 445 28

　　谷类中有结合型的尼克酸，不能利用。可分为二种结合物：①与肽链（分子量12，000～13，000）结合；②与碳水化物结合成复合体（分子量为370）。麸皮中有这种结合型的尼克酸（niacytin）,用碱提取（或碱水解）和谷物，其尼克酸测定值较酸性或中性提取液的高20%，谷类通过培育新品种可使色氨酸增加，也可使其成为尼克酸来源。我国已培育出高色氨酸品种的玉米可治疗尼克酸缺乏引起的瘌皮病。

　　大剂量的亮氨酸可使癞皮病发生。Jowar（一种食物）尼克酸及色氨酸量不少，但因亮氨酸量大，也可使癞皮病发生。在大鼠的酪蛋白饲料中，若增加亮氨酸，尿中吡啶-2-3-二羧酸增加，可能影响色氨酸向尼克酸的转变。正常人的正常膳食中增加亮氨酸可以增加尿中吡啶二羧酸，而四基尼克酸胺及-6吡啶酮的排出量减少。

　　5．8．5 需要量及临床应用

　　尼克酸供应量为27.7mg·100KJ-1。婴儿0～6个月为33.6 mg·100KJ-1,2/3来源于色氨酸，一般75g蛋白有尼克酸当量NE15mg，6个月～青年时期为27.7mg·100KJ-1，孕妇增加2mg，乳母增加4mg。

　　尼可酸缺乏症可用生理剂量治疗。尼克酸及尼克酸胺对治疗及预防癞皮病有相同效果，但在药理上及毒性上二者不完全相同。尼克酸3g以上有药理作用，可使血中胆固醇、β-脂蛋白及甘油三酯量减低。可能由于减少从脂肪组织中动员出来脂肪酸，而增加肌肉或心肌的肝糖原的利用。因此长期使用易有糖尿病，对肝不利。它能导致组胺的释放，可使血管扩张，脸红为主要的副作用。如果在给药前15min给以抗组胺药，可以抑制脸红。尼克酸可以增加血清尿酸水平，每日3g剂量长达5年，可以使血清尿酸超过8mg%。在大剂量时，尼克酸与尿酸竟争排出，由于血清尿酸增加，所以大剂量尼克酸摄取者易患急性痛风症。

维生素B2   1 结构及性质

　　维生素B2又名核黄素（Riboflavin,VB2），它是核醇与7，8-二甲基异略嗪的缩合物（图5-1`6）；为黄褐色针状结晶，溶解度较小，在27.5℃时溶解度为12mg%。核黄素5-磷酸较易溶解，二者在碱性溶性液及光照下均易分解，其荧光由于三位亚氨基。光分解侧链可得光色素、光黄素及甲酰甲基黄素。在消化道内，肠内微生物也可将其分解为甲酰甲基黄素等。

　　植物能合成核黄素，动物一般不能合成，必须由食物供给，但在哺乳动物肠道中的微生物可以合成并为动物吸收，但其量甚微，不能满足需要。

　　核黄素的辅酶有二种形式；即黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）（图 5-18）。

2 代谢

　　核黄素或其辅酶在食物中与蛋白质结合形成复合物——黄素蛋白，从乳、蛋中得来后，经消化道内蛋白酶、焦磷酸酶水解为核黄素。有些黄素蛋白释放出8α-氨基酸（半胱氨酸或组氨酸）核黄素可以吸收，但无生物效用。

　　人在小肠近端吸收核黄素。正常人吸收迅速，吸收量与剂量成比例，直到摄取量为25mg时都很稳定。核黄素与其他食品一起摄入，增加其吸收。肠胃道功能紊乱及胆管阻塞都可导致吸收不良。维生素B2在大肠内也可吸收、吸收的机理因剂量大小而异，低剂量时为主动吸收，需要Na+。在剂量为0.2ugmol时，有最大的吸收率，大剂量时为扩散吸收。

　　维生素B2都是以辅酶形式存在于血、组织及体液中，从血流到组织（如肝）细胞中，游离式的核黄素，才能透过细胞膜到细胞内。核黄素类似物如半乳糖黄素及核黄黄素，可能阻止维生B2在黄素激酶（Flavokinase）作用下，转变为FMN。这种激酶存于许多细胞浆内，但在肝及小肠内的活力特别高。黄素激酶作用时需要ATP及二价阳离子，它也作于维生素B2的类似物，氨基酸的衍生物为干扰剂。维生素B2除掉侧链后生成物，如光黄素都是干扰剂。

　　FAD是由FMN通过FAD合成酶作用形成的。此酶广泛存在于组织的胞浆内，也需要ATP二价阳离子，FMN及其类似物都可作为底物、异核黄素干扰其活力，对FMN及FAD有拮抗作用。维生素B2缺乏及甲状腺过多时，FAD合成酶活力增加。

　　水解FMN及FAD的酶广泛存在各组织中。FMN磷酶在碱性或酸性中都能作用，在肝中酸性磷酸对FMN的作用较强，在维生素B2缺乏时，并不影响FMN磷酸酶的活力。FAD焦磷酸酶也能促使FAD水解。它在肝病病人的血清中升高。

　　维生素B2经肾小球滤过，可在肾小管中再吸收。在血清维生素B2浓度低时，尿排出量较少，为一常数。但血清维生素B2达到1μg·ml-1时，排出增多。维生素B2摄取量愈小，体内储存百分率愈大。给予大鼠55μg14C-一维生素B2，10%的14C从尿中排出，3%在大便中排出，1%从呼吸道以CO2形式排出。但如剂量增加（15μg·ml-1饲料），10%14C从便中排出。所以核黄素主要从尿中以游离式排出。肠道细菌分解的仅为一小部分，而且环状部比较稳定，仅侧链分解。维生素B2在体内的转换率与剂量大小有关，大鼠正常剂量时，每日排出15～20μg维生素B2，生物半寿期为16日，剂量大时排出多，生物半寿期也短。

　　大鼠皮下注射6倍正常剂量的标记维生素B2，1h后，肾、小肠及肝有最高放射活性。腹腔注射后，其分泌情况与皮下注射者一样，但肝中之量非常高。FMN在肠中合成，FAD在肾中及肝中合成。其合成放射活性维生素B2＞FMN＞FAD，说明了合成的次序。如腹腔内注射中等剂量，量高放射活性在肝及肾中，其次为肠，再次为其他组织，而血中最低。在肝中主要为FAD。皮下注射正常剂量，1.5h后，肝中有17%的放射活性。其中80%为FAD。

　　3 生理功能

　　维生素B2是维持动物正常生长所必需的因素，严重缺乏时生长停顿。有些局部损害，如在口角处因维生素B2的缺乏而发生糜烂。在怀孕时，如维生素B2缺乏，可致畸胎，但在人类尚未发生这种情况。动物试验证明有些白内障与维生素B2缺乏有关，可用FAD预防。

　　维生素B2主要功能是构成体内许多黄素酶中的辅酶（FMN，FAD）。这些酶为电子传递系统中的氧化酶及脱氢酶（图5-19），前者将还原型的辅酶与分子氧直接起作用，生成过氧化氢，作用较快。后者所催化的反应是从底物上将一双氢原子直接递给FMN或FAD，形成还原型的FMNH2或FADH2，它们的脱氢仍需呼吸链上的其他因素，不能直接被分子氧所氧化，作用缓慢。在缓慢。在呼吸链上FMNH或FADH氧化能力比NADPH要强一引起，它可以直接与氧作用，而NAPH只能间接与氧作用。FMN或FAD常常是接受NADPH递给的氢使其变成FMNH或FADH。

　　黄素蛋白处于氧化状态时，在波长370及450nm处，有较宽的吸收峰；处于还原态时，在450nm的峰消失。有些黄素蛋白除含黄核苷酸外，还含有金属离子（如铁、钼、锌），也是这些酶所需要的。

　　FMN或FAD与酶蛋白结合，一般是通过 8位上的亚甲基与酶蛋白上的半胱酸、组氧酸或氨酸相联结。（图5-20）。维生素B2辅酶有三种功能形式图5-21。

　　（1）以维生素B2为辅酶的氧化酶可分为下列类型：

　　① 黄素接受电子后又被氧化形成H2O2如葡萄糖氧化酶。

　　D-葡萄糖+O2→D-葡萄糖内酯+H2O2

　　② 形成底物-酶复合体并继续继续形成中间体，直到与O2作用后，此底物脱氢与复合体分开，如d,1-氨基酸氧化酶。中间体可能为辅酶与底物相偶联，与O2作用后，亚氨基酸水解为α-酮酸及氨，并生成氧化型的酶及H202。

　　③黄嘌呤氧化酶更为复杂，有二个活动点，一个活动点有1个Mo原子与二个Fe-S中心，Fe-S中心为了维持Mo在氧化状态，另一活动点为FAD分子。底物首先与氧化Mo（6价）作用，再与FAD作用形成FADH2形成FADH2，最后与氧化作用形成H2O2。

　　黄嘌呤+H2O2+O2→尿酸+H2O2

　　④混合功能氧化酶（黄素单氧化酶），如此类酶催化氧分子中的一个氧原子到底物中去另一个原子形成水。如底物本身供给电子以水者叫做内部黄素氧化酶，其反应式如下：其中-XH可为-OH或-NH2。

　　如果由NADPH（或NADH）作为还原剂以形成水者，叫做外部黄素氧化酶，一些芳香族化合物的羧基化（如肝犬尿氨酸羧化酶）需要此酶，反应式如下：

　　AH+NAD（P）H+H++O2→A-OH+H2O+NAD（P）+（AH为底物）

　　实际上这些羧基化酶的辅酶（核黄素部分）先氧化为氧化型者，则与NAD（P）H作用又还原为还原型者。

　　⑤微粒体混合功能氨氧化酶，此酶在肝微粒体中，其底物为半胱胺，氧化为胱胺，除黄素蛋白外，还需要NADPH及氧的参加，此反应产生-S-S-以合成蛋白的双硫键。

　　（2）维生素B2脱氢酶。无金属黄素蛋白的脱氢酶，包括有二氢硫辛酰胺脱氢酶（dihydro lipoamide dehydrogenase）、麦胱甘肽还原酶（glutathione reduetase）、硫氧还蛋白还原酶（thioredoxin reductase）、NADH-细胞色素b3还原酶（NADH-cyutochrome b2 reductase）及NAD（P）H-细胞色素P450还原酶（NAD（P）H-cytoehrome P-450reductase）前三者为NAD（P）双硫氧化原酶系统（图5-22）。

　　NADH-细胞色b3还原酶催化NADH的H转移至FAD而形成FADH2再将电子转移到氧化型细胞色素b3上将其还原，NADPH-细胞色素P450还原酶电子供体为NADPH，但还有一分子FAD及一个分子FMN，微粒体中NADPH-细胞色素C还原酶包括2个分子FAD。

　　含金属的黄素蛋白脱氢酶数量很多，包括呼吸链中含有NAD（P）H的脱氢酶，其中研究较多者为NADH脱氢酶及琥珀酸脱氢酶，因其与氧化磷酸化有联系。琥珀酸脱氢酶与FAD及2个Fe-S中心偶联，再与辅酶Q相联。NADH-辅酶Q脱氢酶每个FMN有4个Fe-S中心，每个中心有2～4个铁原子，NADH还原黄素蛋白，然后将电子传递到离NAD相近Fe-S中心，再传递到与辅酶Q相近的Fe-S中心，最后传递到辅酶Q上。

　　另外在线粒体中有溶解的FAD蛋白，它把酰基CoA脱氢酶的氧化作用与辅酶Q的还原联系起来。这种FAD蛋白叫做电子传递蛋白（electron-transferring flavoprotein,ETF）。

4来源

　　肠中细菌可以合成维生素B2，但为量不多，主要尚须依赖食物中供给。牛奶、鸡蛋含维生素B2比较丰富，绿色蔬菜中也有，但植物性食品的维生素B2含量不高。我国以植物性食品为主，维生素B2摄取量偏低。维生素B2热较稳定，但在光的影响下，易于破坏。牛奶中的维生素B2暴露在光中，在不正常味道发生前，光分解就已发生。放置在光中4h，维生素B2损失约71%，烹调损失较小，但如将烹调水废弃，溶于水的维生素B2遭到损失。将维生素B2混入食物中，在储藏过程也比较稳定。在室温中，充氨密封条件下，储存1～2年，还能保存50%以上。

　　5需要量

　　（1）营养评价指标 一般仍以尿中维生素B2排出量、红细胞维生素B2含量及红细胞麦胱甘胱还原酶活力等为维生素B2的营养指标，其中较为灵敏者为红细胞麦胱甘肽还原酶。大鼠肝及器官中都有磷吡哆胺氧化酶（pyridoxamine 5'-phosphate oxidase），如大鼠缺乏维生素B2，此酶活力有改变，缺乏4周时达到严重缺乏程度，此酶活力也降至最低值，这个指标仍在动物试验阶段。

　　（2）需要量 从我国维生素B2需要量的试验结果来看，每日摄取量0.70～1.16mg者，试验期共计10周，舌面乳头渐趋扁平、光滑甚或萎缩，但无其他缺乏症象。摄取量12.53mg组，尿排出量上升，根据其转折点计算相当1.2mg摄取量，所以以此为最低需要量，1.5mg为适宜要量。这与Horwitt综合其他作者之结果是一致的。他认为每日摄取量的0.8～0.9mg2年之久，并无缺乏症象的出现，从尿排出量来看，摄取量1.2mg,维生素B2在组织中可能有少量储存。摄取量0.55～1.10mg·d-1尿中维生素B2排出量为摄取量的10%，每日摄取量1.3mg或更高时，排出量大于20%。

　　维生素B2的需要量与热量及劳动强度没有关系，但与蛋白质需要量有关系，生长迅速，创伤恢复，怀孕与哺乳期蛋白质需要增加，维生素B2需要量也增加。供应量婴儿每日0.4～0.6mg,儿童0.6～1.2mg，成人1.3～1.7mg，孕妇及乳母1.8～2.0mg。治疗剂量为一次6mg或一次2mg·d-1,每日3次，由于维生素B2不易溶解，如期望治疗效果快一些，可用肌肉注射25mg维生素B2。为了预防我国维生素B2缺乏，以维生素B2月桂酸酯150mg（相当于75mg维生素B2）油针剂肌肉注射，由于释放缓慢，注射一次可维持成人维生素B2正常达2～3月之久。

维生素B1 1 结构与性质

　　维生素B1又称硫胺素（Thiamine VB1）,在室温下与中性亚硫酸钠溶液中分解嘧啶和噻唑两部分（图5-10）。它与焦磷酸生成硫胺素焦磷酸（Thiamine pyrophosphate,TPP），即羧化辅酶（cocarboxylase）,这个反应需要ATP参加，结构式见图5-11。TPP参与糖代谢中α酮酸的氧化脱羧作用。

　　维生素B1盐酸盐1g先溶于1ml水中，可在酒精中形成1%溶液，不溶于其他有机溶媒中。PH7时水溶液的紫外线吸收高峰为235，267nm，相当于嘧啶及噻唑两部分。在PH1时，只有1个高峰在247nm处，在260mn处有一个肩，也相当于这二个组成部分。在高温时，尤其在碱性溶液中，非常容易破坏，但在PH5以下易破坏。在碱性溶液中，在氧化剂（如高铁氰酸钾）可将维生素B1氧化为硫色素（Thiochrome），据此可用以测定VB1（图5-12）。

　　人工合成的VB1衍生物有丙基硫胺素二硫化物（Thiamin propyl disulfite,TPD）及4氢糖醛二硫硫胺素（thiamin tetrahydrofurfural disulfide TTFDD），不溶于水，被硫胺素酶破坏较少。口服后，血、组织及脑脊髓液中维生素B1的水平较服用维生素B1时要高甚至可高10倍。在消化道中也易吸收。因此这些衍生物常在临床上应用。有些衍生物如吡啶硫胺素（pyrithiamino）及氧代硫胺素有抗维生素B1作用，前者使大脑中维生素B1易于空竭，后者可导致除神经系统外其他系统的维生素B1缺乏症状。

　　2 代谢

　　维生素B1在小肠中吸收，浓度高时为扩散，低时为主动吸收，需要钠离子及ATP，缺乏钠离子及ATP酶可抑制其吸收。低水平时吸收约57.5%，高时约26.2%。维生素B1进入到小肠细胞磷酸化成酯，从小肠细胞出去，也需要正常浓度的钠离子及ATP酶。叶酸缺乏可影响维生素B1的吸收。

　　体内约有维生素B130mg，50%在肌肉中，骨骼、心、肝、肾及脑中较多，体内维生素B1的80%为TPP，10%为硫胺素三磷酸（TTP），还有一些硫胺素单磷酸及维生素B1。体内有三种酶参与形成上述的硫胺素磷酸化合物：硫胺素焦磷酸催化硫胺素与ATP作用形成TPP；TPP-ATP磷酸转移酶催化TPP+ATP→TPP；及硫胺素焦磷酸酶参与TPP→TMP的反应。

　　大鼠及人尿中有许多硫胺素代谢物，已知结构者仅6种，其中2-甲基4-氨基5嘧啶羧酸，4-甲基噻唑5-醋酸及硫胺素醋酸为最主要者。在大鼠中经酒精脱氢酶的作用，可以将硫胺素及噻唑氧化到相应的要酸。

　3 生理功能

　　（1）硫胺素焦磷酸为羧化酶的辅酶，其作用机理如图5-13。

　　①在微生物中，丙酮酸脱羧变为乙醛而放出CO2。

　　②乙酰羧基酸的合成：乙酰羧基酸为合成支链氨基酸（缬氨酸，异亮氨酸等）的中间体。

　　③作为磷酸戊糖旁路中转酮酶的辅酶 糖的无氧酵解及有氧氧化是动物体内糖分解代谢的主要途径，但还有一部分经磷酸戊糖旁路代谢，在肝中他只占酵解及氧化途径的8%。其特点是通过脱氢与脱羧反应生成CO2及磷酸甘油醛及6-磷酸果糖，后二者仍进入酵解途径，其过程为葡萄糖磷酸化变为6-磷酸葡萄糖（G-6-P），在G-6-P脱氢酶的催化下，脱氢与水化合成6-磷酸葡糖酸，再经脱氢与脱羧等反应生成5-磷酸核酮酸，又转变为5-磷酸木酮糖及5-磷酸核糖，通过转酮糖酶（需要TPP，Mg2+）将酮糖上的二碳单位转移到另一个醛糖的1-C上，这个反应是可逆的，在这个循环上形成7C、6C、5C及4C磷酸单糖。

　　这个代谢的主要生理功能是产生核糖及NADPH。它是由葡萄糖产生5-磷酸核糖的唯一途径。在这个代谢中二脱氢酶（6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酶葡糖酸脱氢酶）都是以NADP为辅酶，还原为NADPH。它为体内许多反应的供氢体，如脂肪酸、胆固醇、类固醇的合成都需要它，所以在上述反应比较旺盛的脂肪组织、哺乳期乳腺、肾上腺皮质、睾丸及肝脏等，这种代谢也比较旺盛。遗传性6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏的病人，不能进行磷酸戊糖旁路循环，NADPH缺乏与GSH量低下，红细胞很易破坏而发生溶血性贫血。

　　④α酮脱氢酶（如丙酮酸、α-酮戊二酸）系统中的辅酶，这类酶系统分三步作用（图5-15）。

　　A 形成“活性醛”中间物，基质为α-酮酸与酶1（α-酮脱氢酶以硫胺素焦磷酸为辅酶）作用，脱羧后形成中间物。丙酶酸与酶作用的中间物为2-（羧乙基）硫胺素焦磷酸，α-酮戊二酸的中间物为2-（1，3羧基丙基）硫胺素焦磷酸。

　　B 将上述中间物转移至酶2的硫辛酸上。

　　C 将酰基转移至辅酶A上，而双氢硫辛酸被酶3脱氢形成硫辛酸。

　　（2）硫胺在神经生理上的作用 一个神经冲动可以使维生素B1磷酸化合物去磷酸，并使其在膜上位移，Na+得以自由通过膜，但有神经生理活性的维生素B1衍生物是焦磷酸衍生物还是三磷酸衍生物，现在尚不能肯定，对大脑功能作用，可能由于对5-羧色胺的纳入及磷脂合成有影响。

　　（3）硫胺素与心脏功能的关系 维生素B1缺乏引起心脏功能失调不是直接的作用，可能由于维生素B1缺乏使血流入到组织之量增多，使心脏输出增加负担过重，或由于维生素B1缺乏，心肌能量代谢不全。

　　4 猪牛肉、肝、肾等，全麦、糙米、新鲜蔬菜，豆类等富含维生素B1但是食物中有些因子可使维生素B1构造改变，活力减低。这种抗维生素B1的因子分二种：一种易被热破坏，如硫胺素酶Ⅰ及Ⅱ，前者在淡水鱼及贝类内脏内，催化硫胺素的分解。后者存于某些生物中，催化维生素B1的分解，对热稳定的抗维生素B1因子存在于植物中，它可能与3，4双羧基肉桂酸和单宁酸有关。低维生素B1摄取量的人群，如果多吃些抗B1因子，可导致维生素B1缺乏。

　　谷类在除去麸皮与糖的过程中，维生素B1损失很多，国外对精加工后的面粉都强化维生素与矿物质使其量相当于粗制品，这点应引起我国食品工业部门及消费者的注意，烹调加碱可使维生素B1损失。

　　5 需要量

　　评定维生素B1营养状况的指标一般以尿中排出量为准，可以用每克肌酐排出的维生素B1表示之。红细胞的转酮酶以维生素B1为辅酶，也用以测定人体的维生素B1营养状态。

　　成人维生素B1需要量为1.26～1.47mg·1000Kj-1，在这种摄取量的情况下，每日尿排出量为40～90ug,若摄取量增加到2.1mg·1000Kj-1,每日尿排出量为100ug或以上。若摄取量减低到0.84 mg·1000Kj-1,尿排出量为5～25ug。脚气病患者可低至0～15ug或以上。我国及美国提出供应量为2.1mg·1000Kj-1。老人利用硫胺素的效率较低，所以为4.2 mg·1000Kj-1。男性成人每日1.2～1.5mg，女1.0～1.1mg,孕妇与乳母将其供应量增加0.3mg,儿童供应量0～6个月0.3mg，6个月～1周岁0.5mg,1～3周岁0.7mg,4～6岁0.9mg，7～10岁1.2mg，男11～14岁1.4mg,女11～14岁1.2mg。饮酒过量者维生素B1需要量增加，动物试验说明维生素B1缺乏者，酒精自由饮用量增加，长期饮酒者可以导致不良饮食习惯或者干扰肠对维生素B1的吸收。

　　6临床应用

　　单纯维生素B1缺乏可用生理剂量治疗。有些先天性代谢上需要维生素B1的疾病需要用药理剂量，如需要维生素B1的巨红细胞贫血，乳酸尿（肝中丙酮酸脱羧酶活力低），支链酮酸尿（支链酮酸脱氢酶活力低）及亚急性坏死性脑脊髓病）（神经系统中缺乏TTP）。在这些病的治疗中，用不溶于水的维生素B1衍生物（如TPD，TTFD）比用维生素B1的效果要好。

　　静脉注射过量维生素B1可因呼吸中枢压抑而致死，其致死量每公斤体重：小鼠125mg，大鼠250mg，兔子300mg，狗350mg。静脉、皮下及口服致死量这比例为1：6：40。猴子注射每公斤体重600mg时，可产生中毒现象。人口服大剂量维生素B1，未发生过中 毒症象。皮下、肌肉、脊椎、静脉内每日注射正常量的1～200倍时，亦未发生中毒现象。但有些人接受大剂量后，发生过敏性休克。

钙和磷

钙和磷是硬组织骨和牙的重要矿物成分。骨的钙/磷比几乎是恒定的，二者之一体内的含量显著变动时，另一个亦随之改变，因此钙和磷常一起考虑。

　　1　钙

　　（1）体内的分布　钙是人体最丰富的阳离子。人体含钙量出生期为28g，成熟期约为1000～ 1200g(20.7～24.8g·无脂肪组织-1)，组成体重的1.5～2.0%。大约99%体钙集中在骨骼和牙齿内，其余分布在体液和软组织中。1g左右在细胞外液。

　　①骨钙：骨组织储藏了体钙的99%以上，因此骨能被誉为钙库。骨中的无机盐占骨重量的60～65%，其组成和物化性状随人体生理情况而变动。骨钙由非晶体磷酸钙和晶体羧磷灰石两个不同的成分组成。新骨的非晶体矿物质比陈骨的多，这可能由于在骨基质小泡内形成的骨矿物质起初是非晶体形态。骨骼逐渐成熟时，这种物质通过溶解和重晶等过程，最后转变成固相羧磷灰石[Ca10(PO4)69OH2],呈六角形管状细结晶，平均〈500*250*100A。除了钙、磷等主要离子外，还含有大量的钠、镁、碳酸和柠檬酸离子。Na+和CO32-可取代羧磷灰石晶格中的Ca2+或PO3-4，也能被吸附于晶格表面以取代Ca2+或掺入其水化壳中。

　　骨形成时释放出8H+/晶格。在骨矿化作用和羧磷灰石合成过程中，每沉积1g钙大约释放20mmolH=。因此骨不仅代表混合钙库的钙积储，而且也对电解质和缓冲液起储库作用。非结晶相中钙磷比为1：5，合成的羧磷灰石中钙磷比较低。随着生物学年龄的增加，非结晶相的相对浓度降低。

　　骨钙和循环不断进行缓慢的交换，每天可达250～1000mg。牙釉质的钙较为惰性。孕妊最初的三个月胚胎中没有钙的沉积，胎重0.5g时，钙浓度迅速上升，以后则渐渐增加，在孕妊最后的三个月，母体血循环中的甲状旁腺素（PTH）水平和肠钙吸收增加时，胚胎从母体获得20g钙。足月新生儿体钙总量大约为体重的1%。

　　骨转换率随年龄而变动。0～1岁婴儿的骨转换率为100%·年-1。出生时骨骼重约为100g，周岁时则增加一倍，10岁前儿童骨生长时的钙积领储〈150mg·d-1，随着年龄的增加，骨转换率下降10%。网状骨或小染骨中转换率较高。当成年骺闭合，骨的长度稳定后，骨转换率为2～4%·年-1或700mg·d-1.

　　骨钙的增积（accretion）过程，即骨的回收（resorption）和生成，使钙离开或进入骨质。在成年后，增积继续维持。积储180克钙/年供骨的维持需要，约为骨总量的18%。骨在相对稳定

　　状态时，骨生成等于骨回吸，骨质量无净变化。青年成人中，男子比女子的骨质量大。40～50岁以后，骨回吸为主，骨质量开始下降。女比男早。每年下降总质量的0.7%。这与钙的摄取量和饮食习惯的变化无关。妇女在停经前开始骨丢失。有些人在停经后加速。

　　骨钙和循环钙的交换似乎由骨形成离子交换的骨钙不到1%。血液、细胞外液和骨细胞外区的钙占总体钙的1%。两部分合起来成混合钙库。因为大部分骨钙不能迅速扩散以抵御低钙血症，因破费必然动员骨回收吸过程以维持钙的内环境稳定（内稳）。

　　骨的生长和回吸能维持骨的动态平衡。四类骨细胞——间叶细胞、破骨细胞、成骨细胞和骨细胞都参与，并受激素的控制。如PTH作用于破骨细胞和骨细胞以促进骨回吸。它的分泌同细胞外液浓度呈反相关。降钙素（CT）的作用与PTH的相反，要抑制破骨细胞活动，减少骨的回收。活性维生素D[1α25-(OH)2d3对骨的作用有双重性，一方面促使旧骨回吸，而另一方面又使新骨钙化，此外胰岛素、生长激素、甲状腺素、雄激素、雌激素、肾上腺皮质固醇和无机盐也有调节钙代谢平衡的作用。最近发现催乳激素也能使孕妊和哺乳大鼠的骨钙释放增加。

　　②血钙L：血液中的钙不及人体总钙量的0.1%。正常人血浆或血清的总钙浓度比较恒定，平均为2.5mol·L-1（9～11mg·dl-1或4.5～5.8mEq·L-）1；儿童稍高，常处于上限。随着年龄的增加，男子血清中钙，总蛋白和白蛋白平行地下降，而女子中的血清钙却增加，总蛋白则降低，但依旧比较稳定。从孕妊开始到三个月末，血浆总钙下降5～10%，7～8个月时最低，钙离子浓度无明显改变，所以总钙的降低可以解释为蛋白结合钙的下降。在孕妊九个月时血清白蛋白下降20～30%。

　　血浆和体液中的钙存在三种形式：蛋白结合钙、扩散性钙（与有机酸结合的）和离子钙。后两种常称为超滤部分的钙或非蛋白结合钙（图6-1）。由于血浆钙的区域化，总钙量不能反映钙水平，特别在酸中毒、碱中毒或血浆蛋白浓度异常的病人中。钙结合的血浆蛋白主要是白蛋白和球蛋白。前白蛋白部分与钙结合的亲和力最高，蛋白结合钙约81%结合在此部分，其余结合于球蛋白。脑脊液、细胞外液含蛋白质少，钙浓度约为1.25mmol·L-1（5mg·dl-1）是超滤的形式。一小部分扩散性钙是与重碳酸、柠檬酸、硫酸或磷酸构成的盐。血清钙中只有离子钙才起生理作用，正常值为1.14mmol·L-1(0.94～1.33mmol·L-1)。非扩散性钙可逐渐释放钙离子。

　　血浆PH的改变能影响血清钙离子的浓度，其关系可用下式表示。

　　[Ca2＋][HPO42-]HCO3-1/[H＋]=常数

　　因此，不仅[H＋]下降时可出现[Ca2＋]降低的现象，而且当血清[HPO42-]或[HCO-3]增高时也引起钙浓度降低。当[Ca2＋]降至35mg·L-1时出现手足搐搦。

　　正常人血中钙、磷浓度之间存在一定关系。以mg·L-1表示时，[Ca]*[P]=350～400。当＞400时则二者以骨盐形式沉积在骨组织；若〈350时，则将妨碍骨组织的钙化，甚至使骨盐再溶解，影响成骨作用，引起佝偻病或骨软化症。钙磷浓度所以能保持恒定主要受激素PTH、CT和1α，25-（OH）2D3的生物合成，PTH释放减少，CT释放增加，1α，25-（OH）2D3形成亦少，因而肠吸收钙少，钙磷沉积于骨，血钙降至正常（参看图6-2）。

　　（2）生理功用

　　①钙是构成骨骼和牙齿的主要成分，起支持和保护作用。混合钙库的钙维持细胞在正常生理状态，它与镁、钾、钠等离子保持一定的比例，使组织表现适当的应激性（excitability).

　　②促进体内某些酶的活动，许多参与细胞代谢与大分子合成和转变的酶，如腺苷酸环化酸、鸟苷酸环化酶、磷酸二酯酶、酪氨酸羧化酶和色氨酸羧化酶等都受钙离子的调节。CAMP生成时，细胞外的Ca2＋进入细胞内，协同cAMP提高磷酸蛋白的活性，经负反馈机制抑制环化酶活性，提高磷酸二酯酶活性，使cAMP减少。钙与淀粉酶牢固地结合以激活其作用。

　　③钙与细胞膜：Ca2＋的最适水合半径能与细胞膜表面的各种阴离子亚部位结合，调节受体结合和离子通透性，起电荷载体作用。神经、肝、红细胞和心肌等的细胞膜上都有钙结合部位，当Ca2＋从这些部位释放时，膜的结构和功能发生变化。钙调节细胞内信号的触发（trigger），改变细胞膜对钾、钠等阳离子的通透性。

　　④钙参与神经肌肉的活动，神经递质的释放、神经肌肉的兴奋、神经冲动的传导、激素的分泌、血液的凝固、细胞粘附、肌肉收缩等活动都需要钙。钙能解除失眠，调整心跳节律，降低毛血管的通透性，防止渗出，控制炎症与水肿，维持酸碱平衡。钙主动运输到线粒体参与氧化磷酸化。当血钙〈70mg·L-1时，神经肌肉的兴奋性升高，出现搐搦。

　　（3）吸收、排泄和储留

　　①吸收：钙在小肠的吸收分主动转运和扩散转运两部分，是钙摄入量的指数函数，也是主动转运和扩散转运的函数之和，净钙吸收率和肠钙浓度的关系以下式表示：

　　Jms=Jmax[CaL2+]/K+[CaL2+]+A[CaL2+]

　　Jms:从肠腔到体液的总钙流（从粘膜到浆膜的钙流）

　　Jmax:最大主动转运钙流

　　[CaL2+]：肠腔钙浓度

　　KT：获得最大主动转运钙流时肠腔钙浓度的一半

　　A：扩散常数

　　主动转运过程（Jmax,双曲线函数）受肠腔内存在的膳食成分、体内钙和维生素D的营养状况、生理状况如生长、孕妇、哺乳、老年、性别等因素的影响，与钙结合蛋白和十二指肠的活动成正相关。扩散转运是肠腔CaL2+增加时，扩散转运较大。灌流实验表明：当[CaL2+]=2mmol时，空肠钙吸收率达高峰；＞2mmol时，主动转运的钙流在到饱和。进低钙膳后，小部钙浓度为0.3～2.0mmol,饮牛乳250ml，钙浓度上升到3～8mmol。正常人主动转运能吸收低钙膳摄入钙量的95%，高膳食的80%。一般从膳食摄取钙400～1200mg·d-1。仅吸收20～30%。西方膳食钙吸收率较高，约为30～60%。

　　食物中的钙多数和膳食的其他成分形成络合物，胃酸增加它的溶解度，消化酶在适宜的PH时，使钙从络合物中释放出来，然后在偏酸性的十二指肠和近端空肠吸收。此处有钙结合蛋白，吸收钙最多。胆盐能增加钙的溶解度以促进吸收。

　　膳食成分影响钙的吸收和利用（表6-1）。

表6-1 膳食成分对钙吸收利用的影响

降低 增高 无影响 植酸盐 乳糖 磷 纤维 某些氨基酸 蛋白质 草酸盐 维生素D 维生素C 脂肪9脂肪泻时0 柠檬酸 乙醇 果胶

　　植物成分中的植酸盐、纤维素、糖醛酸、藻酸钠和草酸可降低钙的吸收，果胶和维生素C的影响很小。谷类含植物较多，以谷类为主的膳食应供给较多的钙。含草酸多的食物如菠菜，其钙难于吸收且影响其它食物钙的吸收，故选择供给的食物时，不仅考虑钙含量还应注意草酸含量（表6-2）

表6-2 几种常见蔬菜中钙和草酸的含量（mg/100g鲜菜）

蔬菜名称 钙 草酸 可利用钙的理论值 大蕹菜 224 691 -30 芋禾杆 40 298 092 厚皮菜 64 471 -142 苋菜 359 1，142 -143 圆叶菠菜 102 606 -165 折耳根 121 1，150 -384

　　近来，鼓励摄食纤维以降低结肠和高胆固醇血症的危险性，但纤维影响钙吸收。如果膳食中既有草酸又有纤维，则钙的吸收更低。维生素C能增加钙的吸收和排出，钙平衡不变，是否影响钙的利用率尚待研究。

　　膳食脂肪对健康人的钙吸收影响不大，但使脂肪吸收不良或患脂肪痢患者的钙吸收降低。钙能与脂肪酸形成皂钙，当脂肪酸碳链增长，不饱和度降低时，钙的利用率更低。中链脂肪酸能改善脂肪和钙的吸收。婴儿代乳粉、胃切除或胆汁性肝硬变患者的饮食中应用颇适宜。

　　膳食中补充磷2g·d-1,共15天，钙平衡得到改善。摄取钙800～20000mg·d-1时，改变磷的摄取量，对成人钙吸收不降低。低体重婴儿用钙磷比为0.56～2.4的配方膳喂养时，钙的吸收与磷的水平无关，只与钙的摄取量有关。以前认为钙与磷在肠道结合成正磷在肠道结合成正磷酸钙难溶于水，因而降低钙的吸收，所以强调膳食钙磷比例，现在看来并非如此，但仍应进一步研究。一般膳食中磷含量为钙量的2～4倍。

　　维生素D可促进小肠吸收钙（详见第五章）。乳糖在远端肠段吸收，增强钙的扩散转运，它被乳糖酶水解成葡萄糖和半乳糖改善钙吸收。婴儿摄食含乳糖的配方膳钙吸收率为60%，不含乳糖的钙吸收率只有36%。人们认为肠菌使乳糖发酵酸，降低肠腔PH，抑制细胞的有氧代谢，形成乳酸钙复合物而增加钙吸收率。其它糖如蔗糖、果糖也能增加钙吸收率。

　　蛋白质被消化成氨基酸，如赖、色、精、亮、组等氨基酸，与钙形成可溶性钙盐，促进钙吸收。碱剂、应激和卧床不动、食物在消化道中停留时间长，都使钙的吸收率低。

　　影响钙利用率的生理因素见表6-3。男子吸收钙优于女子。妇女接受雄激素时，钙吸收增加。随着年龄增加，钙吸收下降。60岁以上的老人钙吸收极差。进食钙300mg·d-1,连续4～8周，20岁青年比68岁老人空肠吸收钙多45%；若摄入2000mg·d-1,则多35%以上（图6-3）。207名妇女每天摄取650mg钙，停经前钙平衡-200mg·d-1,停经后-43mg·d-1。绝经妇女雌激素分泌少，钙主动转运吸收降低，骨回吸增加，钙丢失容易引起骨质疏松。以雌激素治疗半年，钙吸收改善20%，血清1α25-（OH）2D3水平改善40%。儿童骨的生长发育旺盛，钙吸收率可达摄入量的75%，其中14%积储在体内。

表6-3 影响钙利用率的生理因素

增加 降低 维生素D过多 维生素C缺乏 钙缺乏 停经 磷缺乏 老年 孕妊 接受

图6-3 钙摄取量对老年人和青年人钙吸收率的影响NS：无明显差别

　　许多疾病例如吸收不良综合症、肝硬化、慢性肾功能衰竭和糖尿病等，外科手术如部分胃切除等均降低钙的吸收。

　　②排泄：吸收的钙的大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落和消化液的分泌排入肠道。除来自膳食的钙以外，小肠消化液有600mg，肠内总钙量约为1200mg/天，其中600mg重吸收（reabsorption）,900mg由粪排出，250mg由尿排出，20～350mg由汗排出，高温作业者汗多，钙在汗中的浓度增加，损失钙可高达1g·d-1。接受期妇女乳中排出的钙约为150～300mg·d-1。

　　粪钙包括未吸收摄入钙和分泌到胃肠道内源钙。每天进出体内的钙大致相等，处于平衡状态。即钙摄入量=粪钙+尿钙。男子内源钙平均为194±73mg·d-1,其中不吸收者即内源粪钙，平均为130g·d-1。粪钙对钙平衡的调节作用甚小，也不受蛋白质摄入量的影响。

　　钙吸收后进入细胞外液，与细胞内液、肾小球滤液和骨盐可交换部分的钙不断地进行交换，40～50次·24h-1。正常膳食时，钙在尿中的排出量较为恒定，约为摄入量的20%左右。尿钙和摄入量呈指数关系，与肠吸收的钙正相关。因此，不管膳食摄入钙量变化多大，尿钙排出量的变化不大。它与蛋白质摄取量正相关，有昼夜节律，白天排出多，傍晚最少。

　　经肾小球滤出的钙，男子平均为10，000mg·24h-1,其中99%在肾小管重吸收，仅排出100mg。当血清钙浓度〈75mg·L-1的低钙状态时，钙完全肾小管重吸收。高钙血症时，尿钙增加，但很少〉500mg·d-1。Ca2+和Na+同在近曲小管主动转运，钠调节游离子的排出。大部分钙在近曲小管、享利襻升支，其余在远端肾单位重吸收。肾脏不能控制体钙的清除，骨代谢病时骨质迅速破坏，肾无清除能力，因此出现高钙血症。PTH、苯噻嗪类利尿剂、低血钠、肾上腺皮质激素、PTH或维生素D过多、制酸剂、高蛋白镁膳、卧床等能使尿钙排出增加.

　　③储留:学龄前儿童分别供给钙339、555、704和904mg·d-1，钙储留量分别为60、103、125和154mg·d-1，储留量和供给时呈正相关。但是也有摄入量相差很大而储留量差不多的。可能机体对钙的需要不同而影响其储留。磷摄入过多对于钙的储留影响不大。

　　综上所述，膳食钙供给充足时，机体将根据需要来增减钙的吸收排泄和储留。PTH、CT和α25-（OH）2D3是调节钙代谢的重要激素，它们协同其它激素与磷，保持钙的内环境稳定。

　　（4）需要量　估计钙的需要量有两种方法：①测定各种年龄幼小动物和死亡婴儿体内内含钙总量，借此以估计在不同年龄阶段钙在体内的平均每日储留量，并考虑到钙的内源损耗，即可估计出人体钙的需要量；根据需要量再考虑膳食中钙的平均吸收率（20～30%），即可估计钙的供给量；②平衡法，常用于成年人，也可用于婴幼儿青少年孕妇和乳母，但对他（她）们应当要求达到适当的正钙平衡。

　　许多膳食调查的资料指出，我国人民钙摄入量偏低。1.5～6岁儿童的钙摄入量为0.16～0.30g，多数只有供给标准的20～50%，农民多数摄入0.4g，少数在到标准。老人（69岁～80岁）钙摄入量较少（230～260mg/·d-1）。青少年（12～22岁）：0.40～0.85g。

　　尽管钙的摄入量很低，但从未见钙缺乏病的报道。欧美国家成人钙摄入量（mg·d-1）为800～1000，印度和日本为300～400。秘鲁志愿受试者每天摄取钙100～200mg,仍能维持钙平衡。人对低钙摄入量有适应性，是依靠1α，25（OH）2D3调节肠对钙的吸收率而实现的。

　　钙的需要量与膳食蛋白质水平有关。当摄取钙500mg·d-1时，蛋白质摄123g者的负钙平衡比46g者更甚。若摄入95g则必需800mg钙才能得到正钙达100mg以上，占总排出量的30%，供给量应增加。寒区阳光不足，皮肤形成维生素D3少，钙吸收差，再加蔬菜水果不足，钙易缺乏，因此寒区居民钙的供给量应该提高。

　　足月婴儿含钙9.5g·kg-1无脂体重，脂肪占体重的11%，体重若为3.25kg,钙量是9.5*3.25*(1-0.11)=27.5g,其中50%是在孕妊的最后一个月中积储的，约300mg·d-1孕妇膳食中钙量在700～1200 mg·d-1，不会损害生殖过程。

　　幼婴早期吸乳650ml，得钙200mg·d-1，8个月时获350 mg·d-1，估计维持需要量为3mg mg·kg体重-1，利用率为30%，乳母需要1～2g钙才能保证供应哺乳和骨的代谢平衡。粮农组织（FAO）/世界卫生组织（WHO）专家组推荐孕妊期最后的三个月和授乳时钙的需要量为1200mgd ·­1.但是有许多妇女在钙摄入较低时也能适宜地哺乳。

　　早产婴儿大约需要90～120mg钙·kg体重-1 ·d-1，全奶粉100 g·kg体重-1就可提供此量，足月婴儿平均重4kg，从母乳得钙235mg·d-1，三个月的婴儿得钙300 mg·d-1，足以满足骨的需要。配方膳喂养婴儿到1岁，使骨生长发育所需钙〈600mg·d-1。1～10岁　　儿童在维生素D供应充足时，每天有800mg钙可以保证骨骼的正常生长。

　　青春期前儿童骨骼生长迅速，钙储留量最大，需要量可为成人的2～4倍。日本建议这时的需要量为1.0～1.5g·d-1。

　　多数青年人和中年人摄取钙600～1000mg·d-1，可获正钙平衡，但骨质疏松病人呈负钙平衡。长期每天分别摄取500和1500mg钙的两组，比较他们骨质疏松的发病率，未见有差别。但出现病状者与同年龄正常组比较，其钙的摄入量较低。

　　含动物蛋白和磷丰富的膳食，钙磷比值低，促进排出和PTH释放，使骨质量进行性地下降。固定老弱和相对不活动，骨的脱矿化作用增强。特殊的饮食习惯也可引起尿钙的排出增加而呈负钙平衡。上述情况钙的摄入量足够的。老年人食入钙少，阳光照射不足，容易缺乏维生素D，使钙吸不良，因此　 正常人摄入钙10需要量要稍加提高。补充钙防止老年骨丢失，可预防骨质疏松和绝经妇女的病理性骨折。

　　00～2500 mg·d-1，并不发生高钙血症，而溃疡病人消耗大量乳和含碳酸钙的制酸剂，钙摄入多将引起钙血症且很快损坏肾功能。类肉瘤或肾石病人摄入钙800～1500mg·d-1，并补充维生素D，可以出现高钙血症。最近发现牙周病患有骨回吸，可能是骨折疏松前的情况。

　　中国营养学会推荐的钙供给量标准（mg·d-1）如下：从初生至10儿童，600；10～13岁，800；13～16岁，1200；16～19岁，1000，成年男女，600；孕妇，1500；乳母，2000。英国成年男女供给量标准为500，孕妇，乳母各1200mg。WHO的标准，成年男妇为0.4～0.5g,孕妇乳母为1.0～1.2g。

　　（5）食物含量　 乳及乳制品含钙丰富，吸收率高。水产品中小虾米皮含钙特多，其次是海带。干果豆和豆制口及绿叶蔬菜含钙亦不少。谷物、肉类和禽类含钙不多。骨粉含钙20%以上，吸收率约为70%。蛋壳粉含大量钙。膳食中补充骨粉或蛋壳粉可以改善钙的营养状况。一些食品中钙的含量见表6-4

　

图6-4 正常人血浆磷的状态

　　

2磷

　　磷在生理上和生化上是人体最必需无机盐之一，但在营养上对它很少注意。因为细胞中普遍存在磷。动植物都有磷。

　　（1）体内的分布 成人体内含磷750±50g，11C～14 g·kg-1无脂肪体重，约占体重的1%，矿物质总量的1/4。其中87.6%以羧磷灰石的的形式构成骨盐储存在骨骼和收牙齿中，10%与蛋白、脂肪、糖及其他有机物结合构成软组织。例如大脑含5g磷、肝含4g，其余分布于骨肌、皮肤、神经组织和其他组织及膜的成分中。软组织和细胞膜中的磷，多数是有机磷酸酯。骨中的磷为无机正磷酸盐，几乎都在矿物质相中。

　　生物体液中的磷酸盐形式，其浓度以磷表示。血浆中大部分磷是超滤的，能自由地通过肾小球膜，12%左右与蛋白质结合而不能通过膜（图6-4）。新生儿血浆含无机磷酸盐约为55mg·L-1。六个月的婴儿血磷在65 mg·L-1。15岁左右可达到人血磷水平。正常成年人的血浆中无机磷酸盐的浓度是25～44mg·L-1。男子可保持到30岁，以后随年龄的增长而逐渐降低；妇女在20～35岁就渐渐下降，40岁以后升高，可能与停经、雌激素减少及骨回吸程度有关。在同一个体中夏天高，也有一定的生理变化，波动可达10～20mg·L-1。主要因为磷酸盐在细胞内外液间的突然移动，并非净得失。已糖如葡萄糖，激素如胰、胰岛素胰高血糖或肾上腺素使糖代谢加强时，无机磷酸盐进入细胞形成各种磷酸酯而使血下降。急性呼吸性碱中毒膳食磷摄入低禁食或饥饿都导致血磷降低。酸中毒、组织分解代谢异常或在治疗新生物时细胞释放磷，出现血磷过高。血浆无机磷酸盐水平的变化有助于调节骨转换率。易变的磷库的储存量平均为1.2g，1天内的转换10次。各个器官的转换率不同，大脑最慢，红细胞最快。

表6-4 食品中钙和磷含量（mg·100g食物-1）及比值

品名 钙 磷 钙/磷比 人乳 34 15 2.3/1 牛乳 120 93 1.3/1 乳酪 590 393 1.5/1 鸡蛋 55 210 1/3.8 鸡蛋黄 134 532 1/4 虾皮 2000 1005 2/1 黄豆 367 571 1/1.6 豆腐（南） 240 64 3.8/1 豆腐（北） 277 57 4.9/1 豆腐丝 284 291 1/1 芝麻酱 870 530 1.6/1 豌豆 84 400 1/4.8 蚕豆 61 560 1/9.2 花生仁（炒） 67 378 1/5.6 西瓜子 237 751 1/3.2 核桃仁（炒） 93 386 1/4.2 海带 1177 216 5.4/1 发菜 767 45 17/1 大白菜 61 37 1.6/1 小白菜 93 50 1.8/1 标准粉 38 268 1/7.1 标准米 8 164 1/20.5 瘦猪肉 11 177 1/16.1 瘦牛肉 16 168 1/38.8 瘦羊肉 15 233 1/11.2 鸡（肉及皮） 11 190 1/17.3 鲤鱼 25 175 1/7 鲫鱼 54 203 1/3.8 带鱼 24 160 1/6.7 大黄鱼 33 135 1/4.1 青鱼 25 171 1/6.8

　　血浆磷酸盐的调节不象血钙的调节那样易解释。因为血磷不仅与骨和细胞的无机磷酸盐而且与大量细胞代谢的有机磷化合物处在平衡中。肾对磷的内环境稳定有重要作用。血中钙和磷的相对稳定取决于机体和外环境的钙、磷交换，即吸收和排泄之间的相对平衡。PTH、CT和1α，25-（OH）2D3起调节作用。

　　（2）生理功用　 磷存在于人体每个细胞中，其量居无机盐的第二位。对骨骼生长、牙齿发育、肾功能和神经传导都不可缺少。钙和磷形成难溶性盐而使骨与牙结构坚固。磷酸盐与胶原纤维共价联结，起动骨的成核过程（nicleation）,在骨的回吸和矿化中起决定作用。骨形成时潴留2g钙需要1g磷，在形成有机磷时，每潴留17g氮需要1g磷。

　　磷是核酸、磷脂和某些酶的组成成分，促进生长维持和组织修复；有助于碳水化物脂肪和蛋白质的利用、调节糖原分解，参与能量代谢。2，3-二磷酸甘油酸能调节血红蛋白和氧的亲和力。有机磷酸盐如ADP、ATP、磷酸肌酸等具有储存和转移能量的作用，是细胞内化学能的主要来源。焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶Ⅰ和Ⅱ等能调节酶活力，促进B族维生素的功用。磷能刺激神经肌肉，使心脏和肌肉有规则地收缩。它帮助细胞分裂和增殖及核蛋白的合成，将遗传特征从上一代传至下一代。

　　磷脂是细胞膜的主要脂类组成成分，与膜的通透性有关。它促进脂肪和脂肪酸的分解，预防血中聚集太多的酸或碱，促进物质经细胞壁吸收，刺激激素的分泌，有益于神经和精神活动。

　　磷酸盐能调节维生素D的代谢，维持钙的内环境稳定。在体液的酸碱平衡中起缓冲作用。钙和磷的平衡有助于无机盐的利用。磷对细胞的生理功能极为重要。

　　（3）吸收和排泄

　　①吸收：从膳食摄入磷酸盐有70%在小肠内吸收，中段吸收最多。磷的吸收需要鸡肉和钙离子的同时存在及有足够的代谢能。肠中磷运输的机理与钙的不同，要有蛋白质及迅速转换的酶参与。磷吸收率为摄入量和食物来源的函数。摄入正常混合膳食时，吸收率约为60～７０％。牛奶喂状的婴儿肠中磷净吸收为65～75%，有乳喂养者则＞低磷膳时，吸收率最大可达到90%。谷类种子的磷为植酸形式的磷，人肠缺少乳糖酶，所以植酸利用率低。预先将谷粒浸泡在热水中或用酵母发面，可降低植酸磷的含量而增加无机磷酸盐的含量，从而提高磷的吸收率。若长期食用大量谷类食品，对植酸磷形成适应性，可不同程度地提高植酸磷的吸收率。

　　磷的吸收需要维生素D。维生素D缺乏时，血清中无机磷酸盐下降。佝偻病患者血钙往往正常而血磷含量较低。钙、镁、铁、铝等金属离子常与磷酸形成难溶性盐而影响磷的吸收。高脂肪食物或脂肪消化与吸收不良时，肠中磷的吸收增加。但这种不正常情况会减少钙的吸收，扰乱钙磷平衡。

　　调节肠吸收磷的机理尚未清楚，一般认为由肾操纵。变动摄入量和肾排磷量以控制磷平衡。

　　②排泄：从膳食摄入的磷，有部分未吸收的，和分泌到胃肠道的内源磷一起随粪排出。每天摄入1.0～1.5g磷的男子，内源粪磷为3mg·kg·d-1。

　　磷主要经肾排泄。肾小球滤出的磷在肾小管重吸收。尿磷等于肾小球滤过的磷减去肾小管重吸收的磷。可以滤过的磷＞90%，其65～85%由肾小管重吸收。近曲小管的吸收能力最大。肾功能正常时，尿磷约为膳食摄入磷量的2/3。有昼夜变异受肾上腺控制，早晨尿磷/肌酐比值高，睡眠后低。这种昼夜节律与体力活动有关。

　　肾小管对磷的重吸收是限速过程，与年龄有关。成年有肾小管重吸收磷的能力最大为4～8mg/min。短期注射糖皮质激素，尿磷剧增，清除率和排出部分都增加，但滤过负荷不变。禁食、雌激素、PTH、甲状腺素、高血钙等均能降低肾小管重吸收磷，尿磷排出增加。含铝制酸剂能降低肠对磷酸盐的吸收，使粪磷增加而尿磷减少。血磷水平、酸碱平衡和糖原异生作用对细胞调节磷酸盐的排泄都有影响。维生素D增加肾小管的重吸收磷，减少尿磷的排泄。

　　4）需要量 正常膳食可供给1g磷/天。我国膳食以谷类为主，磷偏高。美国规定磷的需要量如下：1岁以上男女的钙/磷比为1：1，1岁以下钙/磷比为1.5:1。日本1979年规定1岁以上男女钙/磷比为1：1，不满1岁者1：0.9，比美国的标准高。维持平衡时的需要量（mg·d-1）随年龄而下降，Sherman提出520～1200，男子为870，女子为800。它取决于蛋白质的需要量。磷的生理需要量为12.3mg·kg-1·d-1。儿童、孕妇和乳母磷的供给量应与钙相同。钙/磷比在2：1～1：2算适宜范围。

　　磷的储留与钙和磷的摄取量有关。当钙摄取量超过940mg·d-1时，增加膳食磷摄取量可使磷的储留量增加。钙摄取量低时则磷储留量亦低。

　　（5）缺乏或过多膳食磷较为充裕，很少见磷缺乏病。但若长期应用不吸收的制酸剂，则能损害磷的吸收。长期输注含磷低的肠外营养液或长期禁食均能相起磷的缺乏。磷缺乏时精神混乱、颅神经麻痹、运输失调、肌无力、甲状旁腺功能减退、厌食、关节僵硬、血像异常、尿钙增高。嗜酒者约有15%发生低磷血症。补充含磷多的食物可以纠正，也可用药物治疗。

　　近年来聚磷酸盐、偏磷酸等广泛用为食品添加剂，可引起磷摄入过多。肾小球滤过率〈20ml/min的肾功能不全病人可出现高磷血症，甲状旁腺功能低下和假甲状旁腺功能低下等内分泌疾病也可出现高磷血症。用磷酸盐治疗低磷血症时，若使用过量，也能引起高磷血症。其表现是：神经兴奋、手足搐搦和惊厥。治疗办法是在膳食中加入氢氧化铝或碳酸钙，减少肠磷的吸收，使血磷浓度正常。

　　6）食物含量 人乳含磷为150～175mg·L-1,约3.3mg·100kJ·g-1蛋白质。钙/磷比为2：1。牛乳含磷100mg/L，或20mg·100kJ-1、30mg·g-1蛋白质。人乳含量可满足正常婴儿生长的需要。早产婴儿生长迅速，有乳不能满足其骨矿化的需要。磷不足是佝偻病的一个致病因素。牛乳含磷高，喂养新儿后，往往因磷摄入过多，新生儿的甲状旁腺功能未完善，不能分泌PTH以调节磷平衡，可引起血钙降低，生后第一周就可发生搐搦。在牛乳中加入乳酸钙，可以减少磷的吸收，防止低钙血症。等到婴儿的甲状旁腺发育完善，功能健全，能维持钙磷代谢平衡时，可以停止钙盐的补给。

硒
硒是1817年发现的，1957年证实为动物所必需，1958年弄清了许多国家的羊、猪、牛、马等所流行的白肌病都系由缺硒引起。但首次证实硒为人体所必需，则是我国克山病防治工作者的贡献。从60年代起我国克山病防治工作者就已经观察到硒对于防治克山病的作用。在以后的大规模防治中，又进一步验证和肯定了克山病和缺硒的关系，从而肯定了硒是人体必需的微量元素。这是自又1957年证实硒为动物所必需以来，对硒的研究所取得重大进展。也是近些年来在微量元素研究中所取得的重大进展之一。

　　7．6．1　硒在人体内的分布和代谢

　　关于人体含硒总量报告数字不一，有6mg者，亦有14～21mg者。硒广泛分布于除脂肪以外的所有组织中，其浓度以肝、胰、肾、心、脾、牙釉质和指甲中为最高，脂肪组织最低。人体血硒浓度不一，它受不同地区的土壤、水和食物中硒含量的影响。例如，美国正常人血硒含量为0.1～0.34μg·ml-1,而在土壤中含硒量一般较低的新西兰人血硒浓度仅为0.068±0.013μg·ml-1。我国人民全血中的硒含量，据杨光圻等报告，非克山病病区群体总均值为0.095ppm±SD0.088，而克山病病区为0.021ppm±SD0。001。高硒非中毒地区为0.44(0.35～0.58)μg·ml-1,高硒中毒地区为3.2(1.3～7.5)μg·ml-1。硒也分布在头发中，头发中的硒含量是了解人体硒营养状况的良好指标。据杨光圻等报告，我国硒正常地区发硒均值可达0.8ppm，而克山病病区居民群体发硒总值仅为0.074ppm±0.050,高硒非中毒地区为3.7ppm，高硒中毒地区为32.2ppm。

　　硒主要在小肠吸收，人体对食物中硒的吸收率约为60～80%。硒的吸收率因其存在的化学结构形式、化合物溶解度的大小等而不同，蛋氨酸硒较无机形式的硒更容易吸收，溶解度大的硒化合物比溶解度小的更容易吸收。

　　经肠道吸收进入体内的硒，代谢后大部分经尿排出。尿硒是判定体内硒的盈虚状况的良好指标。据杨光圻等报告，我国硒适宜地区居民尿硒含量为0.026±0.012μg·ml-1,硒缺乏地区（克山病地区）为0.007±0.001μg·ml-1,高硒非中毒地区为0。14（0。04～0。33）μg·ml-1,高硒中毒地区为2.68(0.88～6.63)μg·ml-1。

　　硒的其它排出途径为粪、汗。

　　7．6．2　硒的生理功用

　　（1）作为谷胱甘肽过氧化酶的成分　在人和动物体内起抗氧化作用。1973年发现硒是大鼠红细胞中谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分之后，人们才知道硒在人和动物体内主要的作用方式，并已弄清每mol的谷肽过氧化物酶含4g原子的硒。谷胱甘肽过氧化物酶在体内的主要作用是它能催化过氧化氢还原为水，能利用谷胱甘肽将过氧化物还原成羟基脂酸，使脂肪酸按正常β-氧化渠道氧化下去，从而防止过多的过氧化物损害机体代谢和危及机体的生存。

　　由于谷胱甘肽过氧化物酶抗氧化作用，它能使细胞膜中的脂类免受过氧化氢和其它过氧化物的作用，从而保护了细胞膜和细胞。

　　（2）促进生长 　硒对于大鼠和鸡等的生长和繁殖是必需的，缺硒时生长停滞或受到不同程度的影响。硒对于人的生长亦有作用。组织培养也证明硒对二倍体人体纤维细胞的生长是必需的。

　　（3）保护心血管和心肌的健康 硒能降低心血管病的发病率，例如在北极地区的Lepland有许多含硒丰富的苔藓，以这种苔藓为食料的驯鹿基鹿肉中的硒含量很高，吃这种鹿肉的人血硒很高，心血管发病率很低。Frost(1975)曾用补充硒的办法治疗过24例心绞痛病人，结果使22例患者获得好转。墨西哥用每个胶囊含有0.5mg亚硒酸盐形式的硒和100IU维生素E的胶囊治疗冠心病绞痛，结果是92%的患者有效，表现为：①心绞痛减轻或消除；②精力和工作效率增加；③心电图改善。

　　硒不仅对于保护心血管而且对于保护心肌的健康有重要作用。在我国，与缺硒有密切关系的克山病有心肌坏死，主要表现为原纤维型的心肌细胞坏死与线粒体型的心肌细胞坏死。Sweeny等发现缺硒和维生素E的小猪心肌细胞出现较多的脂质、线粒体轻度变性、毛细管变性。Vleet认为硒及维生素E对多种动物的心肌纤维，小动脉及微血管的结构及功能均有重要作用。发生病变的机理是：缺硒后脂质过氧化反应增强，造成生化紊乱，引起心肌纤维坏死，心肌小动脉及毛细细管损伤。

　　（4）解除体内重金属的毒性作用　硒和金属有很强的亲和力，是一种天然的对抗重金属的解毒剂，在生物体内与金属相结合，形成金属-硒-蛋白质复合物而使金属得到解毒和排泄。它对汞、甲基汞、镉、铅等都有解毒作用。对汞和甲基汞，硒化氢和蛋白质形成的结合物能使Hg2+或甲汞的活性丧失。对镉，硒可以拮抗Cd2+对各方面的毒性（包括对睾丸、肝和肾的损伤以及造成高血压的趋势等）。反之，如缺乏硒则使镉的毒性加强。铅的毒性是促进细胞膜产生过氧化物，而硒和维生素E都有防止细胞膜上形成过氧化物的作用。所以硒和维生素E可以对抗铅的毒性。

　　硒还可以降低黄曲霉毒素B1的毒性。饲料中加入1ppm的硒可以降低黄曲霉毒素B1的急性毒性损伤，降低试验动物肝中心小叶坏死的程度及死亡率。

　　（5）保护视器官的健全功能和视力　含有硒的谷胱甘肽过氧化物酶和维生素E可使视网膜上的氧化损伤降低。亚硒酸钠可使一种神经性的视觉丧失（紫褚素沉着病）得到改善。黄斑部的退变可因增加谷胱甘肽过氧化物酶而使视力得到恢复。糖尿病人的失明可通过补充硒、维生素E和C而得到改善。还有人发现注射硒及服用含硒多的食物能提高视力，而在大鼠身上还观察到缺硒与白内障有密切的关系。

　　（6）抗肿瘤作用从1943年Nelson报告高硒饲料能引起癌后，一段时间内人们广泛地认为硒是致癌的，有些法规规定食物中不能有硒，动物饲料中禁止添加硒等。但后来有人以添加亚硒酸钠的饲料对动物作终身喂养试验，结果并未引起肿瘤的发生，而相反，许多流行病学调查和动物实验显示，硒有一定的抗肿瘤作用。例如，在美国血硒平均含量较低（0.157ppm）的俄亥俄州Lima市，每10万人死于肿瘤者达188人，而血硒平均含量较高（0.256ppm）的Rapid市，每10万人死于肿瘤的只达94人。但是，尽管有这些结果，迄今为止硒的抗癌作用仍未完全肯定，因有些国家或地区，如新西兰，虽然其土壤的含硒量和居民有血抗肿瘤作用的问题尚须作进一步研究，应当开展和加强对于缺硒地区（如克山病流行区）肿瘤发生率和死亡率高于其它国家。显然，至于硒是否确有抗瘤作用的问题尚须作进一步研究，应当开展和加强对于缺硒地区（如克山病流行区）肿瘤发病率的调查。

　　还有人报告，硒还有刺激免疫球蛋白及抗体产生，增强机体对疾病的抵抗力等作用。

　　7．6．3　硒的需要量和来源

　　70年代中国预防医学科学院克山病防治小分队和其它单位的克山病防治工作者一起证实了硒为人体所必需，他们根据防治克山病所需的硒摄入量提出了成人硒的最低需要量为每人每日40μg·1984年杨光圻等又根据近年来克山病和硒中毒防治研究资料提出我国成人硒供给量标准应为40～150μg的建议。在70年代后期，国外学者根据动物试验和人体代谢试验也推断提出了人的硒需要量，如1976年的一次国际会议上推荐硒的需要量为60μg。Stewart等于1978年根据硒的代谢研究提出研究提出妇女硒的最小需要量为20μg。Schrauzer(1978)认为每天需要摄入100～350μg硒才不会使机体出现异常变化。Smith认为每日硒需要量为250μg。1980年美国国家研究委员会营养需要量推荐委员会提出了成人每人每日硒供应量为0.05～0.2mg，婴儿0～5岁为0.01～0.04mg，0.5～1.0岁为0.02～0.06mg，儿童1～3岁为0.02～0.08mg，4～6岁为0.03～0.12mg，7～10岁为0.05～0.20mg，11岁的以上至成年为0.05～0.20mg。1988年我国的推荐供给量7岁以上的人群分性别均为50μg·d-1。

　　食物中硒含量受产地土壤中硒含量的影响而有很大的地区差异，一般地说海味、肾、肝、肉和整粒的谷类是硒的良好来源。我国的食物中的含硒量尚未进行广泛的测定，中国预防医学科学院食品卫生研究所编著的“食物成分表”中列出的北京、河北、河南生产的几种食物硒含量的均值和范围为：小麦74（14～34）μg·kg-1、大白菜74（20～212）μg·kg-1,南瓜40（13～118）μg·kg-1。

　　7．6．4　硒缺乏病和硒中毒

　　1）缺乏病　1957年以后逐渐弄清了动物中许多原因不明的疾病是由缺硒引起的。大鼠单纯缺硒能引起生长停滞、白内障生成和无精症。给鸡喂一种只缺硒匠饲料引起羽毛生长良和胰萎缩。

　　鉴于硒维生素E在功能上有密切联系（例如两者在机体内的抗氧化作用上有协同和相互节约的作用）。因此，对动物在同时缺乏硒和维生素E时，所出现的症状进行了考察，结果观察到大鼠出现肝坏死、生长减慢、肌肉钙沉积，牙根膜病、脱毛、白内障。鸡出现渗出性素质、沙囊肌病、胰损害。牛羊出现肌肉营养不良、肌肉钙沉着，血清谷草转氨酶升高。羊出现不育和牙根膜病。猪出现营养性肝病，桑葚心脏。猪羊出现突然死亡。马出现黄色脂肪病。兔出现出血。但在我国证实克山病和缺硒的关系之前。世界上未曾明确报告发生于人的硒缺乏病。而只是零星地看到一些怀疑与缺硒有关的病变。1977年Mckenzie报告一名长期接受完全肠外营养的妇女在接受几乎不含硒的肠外营养40天后，血浆硒浓度降至0.009μg·ml-1，红细胞谷胱甘肽过氧化物酶随着红细胞中硒的下降而减少。病人诉述肌痛症，在静脉注射硒以后的一周内，就得到改善。

　　虽然对克山病的病因还在进一步研究，但与缺硒有密切关系则已肯定，其根据是：①与非病区相比克山病区的居民在营养上都有缺硒的特点、硒摄入量、血中硒含量、尿中硒排出量和发硒含量都明显低于非病区；②通过给予亚硒酸钠硒剂可使克山病得到有效的预防。

　　关于克山病的病因、病理、症状、诊断、治疗和预防等的详细叙述请参见本书第二十章（缺硒与克山病）。

　　近几年来还在大骨节病的防治中，观察到大骨节病与缺硒的关系。1979年甘肃西宁县新庄大骨节病防治科研协作组报告，用亚硒酸钠与维生素E治疗儿童早期大骨节病取得显著疗效。虽然也有个别单位报告无效，但多数单位取得不同程度的乃至显著疗效。因此，已经提出大骨节病与人体缺硒有关的观点。

　　（2）硒中毒 动物在摄入含硒量高的牧草或其它含硒量高的饲料时，可发生中毒。急性中毒时出现一种被称作“蹒跚盲”的综合征。其特征是失明、腹痛、流涎，最后因肌肉麻痹而死于呼吸困难。慢性中毒时出现脱毛、脱蹄、角变形、长骨关节糜烂、四肢僵硬、跛行、心脏萎缩、肝硬化和贫血。即所谓“家畜硒中毒或碱毒（质）病（alkali　disease）”。人因食用含硒量高食物和水，或从事某些常常接触到硒到的工作，可出现不同程度的硒中毒症状，包括毛发脱落、皮肤脱色、指甲异常、疲乏无力、恶心呕吐、呼出气有大蒜气味等。

　　杨光圻曾报告了我国高硒地区湖北省施恩县动物和人的地方性硒中毒。该地动物发生的硒中毒的情况为：耕牛出现较多的“碱毒病”。猪常发生脚的炎症或脱毛脱蹄，仔猪类似蹒跚盲地不停地兜圈子，最后死亡。鸡蛋的孵出率很低，孵出的鸡畸形、缺嘴壳或呈索状。人的硒中毒症状则有三种类型：①脱发；②脱发及脱甲；③麻痹。这三种类型可能是中毒的三个阶段或三种程度。有些病例还有皮肤症状。这些症状的特点为脱发，头发先从变干变脆开始，进而在近头皮处易断裂与脱落，但脱发后根仍完整，头发可继续生长。身上其它部分的毛如眉毛、胡须、阴``毛腋毛亦有此种现象。脱甲则从甲体变脆开始，出现白点及纵纹，继而断裂。其后随着新甲的生长，将旧甲推向前而脱落。麻痹开始时为肢端麻木，继之以抽搐、麻痹、甚至偏瘫、死亡。皮肤症状则为出疹、出水泡或发生溃疡。

　　在此同时，还观察到湖北施恩县发生硒的来源（土壤、水、食物或某种工业环境）。然后对此进行全面分析，提出防护办法。

　　对某些接触硒较多的作业人员，在有硒中毒迹象时，除积极消除接触外，也可在局部范围内采用高蛋白膳。高蛋白膳对硒中毒有一定防护作用。此外，维生素E能增加硒的排出，亦可用于硒中毒的防治。

锌 三千多年前古埃及人就开始用一种锌制剂——卡拉明来治疗皮肤病。当然那时并不知道锌元素，锌是中国科学家宋应星首先发现的，并于1637年在其名著“天工开物”中述及了锌的制法等，以后随着化学的发展，1750～1850年人们已开始用氧化锌和硫化锌来治病。1869年Raulin发现锌存在于生活机体中，并为生活机体所必需。1963年报告了人体的锌缺乏病，于是锌开始列为人体必需营养素。

　　7．5．1　锌在人体内的分布和代谢

　　成人体内含锌约2～3g，存在于所有组织中，3～5%在白细胞中，其余在血浆中。血液中的锌浓度全血约为900μg·100ml-1,红细胞约为1400μg·100ml-1，白细胞含锌量约为红细胞的25倍，血浆和血清中的锌浓度约为100～140μg%（血清锌稍高于血浆锌，约高出5～15μg·100ml-1）。

　　头发含锌量约为125～250μg·g-1，其量可反映人体锌的营养状况。陈志祥曾报告上海和南京成年男性发锌含量分别为179±38μg·g-1和197±μg·g-1，成年女性发锌含量分别为191±47μg·g-1和209±62μg·g-1。

　　锌主要在小肠内吸收，先来自胰脏的一种小分子量的能与锌结合的配结合的配体结合，进入小肠粘膜，然后和血浆中的白蛋白或运铁蛋白结合，随血流进入门脉循环。

　　人们平均每天从膳食中摄入约10～15mg的锌，吸收率一般为20～30%。

　　锌的吸收率可因食物中的含磷化合物植酸而下降，因植酸与锌生成不易溶解的植酸锌复合物而降低锌的吸收率。植酸锌还可与钙进一步生成更不易溶解的植酸锌的-钙复合物，使锌的吸收率进一步下降。

　　纤维素亦可影响锌的吸收，植物性食物锌的吸收率低于动物性食物，这与其含有维生素和植酸有关。

　　锌的吸收率还部分地决定于锌的营养状况。体内锌缺乏时，吸收率增高。

　　吸收的锌，经代谢后主要通过胰脏的分泌而由肠道排出，只有小部分（每天约0.5mg）糖尿排出，其量比较稳定，显然不受年龄、性别、摄入量和尿量的影响。

　　汗中亦含有锌，一般约为1mg·L-1，在无明显出汗时，每天随汗丢失的锌量很少，但在大量出汗时，据测定一天随汗丢失的锌可高达4mg。

　　大鼠的研究表明，锌与铁相反，体内储备不易动员。因此，特别需要有规律的外源补充，尤其是在生长期。

　　7．5．2　锌的生理功用

　　（1）参加人体内许多金属酶的组成　锌是人机体中200多种酶的组成部分，在按功能划分的六大酶类（氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类）中，每一类中均有含锌酶。人体内重要的含锌酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它们在组织呼吸以及蛋白质、脂肪、糖和核酸等的代谢中有重要作用。

　　催化CO2+H2O→H2CO3反应的碳酸酐酶以足够的速率消除CO2而维持生命。因此，这种酶可使人免于CO2中毒，没有这种酶就不能以足够的速率消除CO2而维持生命。因此，这种酶对于CO2输送的重要性有如红细胞对氧的输送。在人体红细胞中，每mol的碳酸酐酶都含有1g原子的锌。已证明在正常的病理条件下，红细胞中锌的含量与碳酸酐酶活力之间存在相关。

　　来自胰液的羧肽酶A和B，每mol蛋白质都含有1g原子的锌，锌原子对这些酶的催化作用是必需的。在试管内羧肽酶的锌可被其它金属如钴、锰、镍、铁、镉、汞和铅所取代，结果显著改变了催化作用和基质的特异性。羧肽酶A和B两者均随胰液进入肠道，参加蛋白质水解。

　　其它含锌酶，如碱性磷酸酶，乳酸脱氢酶、丙酮酸羧化酶、苹果酸脱氢酶在蛋白质、脂肪、糖的代谢中都有重要的作用。

　　（2）促进机体的生长发育和组织再生　锌是调节基因表达即调节DNA复制、转译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分，因此，缺锌动物的突出的症状是生长、蛋白质合成、DNA和RNA代谢等发生障碍。在人体，缺锌儿童的生长发生到严重影响而出现缺锌性侏儒症。不论成人或儿童缺锌都能使创伤的组织愈合困难。锌不仅对于蛋白质和核酸的合成而且对于细胞的生长、分裂和分化的各个过程都是必需的。因此，锌对于正处于生长发育旺盛期的婴儿、儿童和青少年，对于组织创伤的患者，是更加重要的营养素。

　　锌对于胎儿的生长发育很重要。妊娠期间甚至短时期缺锌，也可使大鼠的后代发生先天性畸形。包括骨骼、大脑、心脏、眼、胃肠道和肺。胎儿的死亡率也增加。

　　（3）促进食欲　动物和人缺锌时，出现食欲缺乏。口服组氨酸以造成人工缺锌时（组氨酸可夺取体内结合于白蛋白的锌，使之从尿中排出，引起体内缺锌），也可引起食欲显著减退。这都证明锌维持正常食欲中的作用。

　　（4）锌缺乏对味觉系统有不良的影响，导致味觉迟钝。锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用。

　　（5）促进性器官和性机能的正常　缺锌大鼠前列腺和精囊发育不全，精子之减少，给锌后可使之恢复。已发生睾丸退变者则不能恢复。在人体，缺锌使性成熟推迟，性器官发育不全，性机能降低，精子减少，第二性征发育不全，月经不正常或停止，如及时给锌治疗。这些症状都好转或消失。

　　（6）保护皮肤健康　动物和人都可因缺锌而影响皮肤健康，出现皮肤粗糙、干燥等现象。在组织学上可见上皮角化和食道的类角化（这可能部分地与硫和粘多糖代谢异常有关，在缺锌动物身上已发现了这种代谢异常）。这时皮肤创伤治愈变慢，对感染的易感性增加。

　　（7）参加免疫功能过程　锌在保持免疫反应中的作用近些年来已引起注意。根据它在DNA合成中的作用，推测它在参加包括免疫反应细胞在内的细胞复制中起着重要作用。缺锌动物的胸腺萎缩，胸腺和脾脏重量减轻。人和动物缺锌时T细胞功能受损，引起细胞介导免疫改变，使免疫力降低。同时缺锌还可能使有免疫力的细胞增殖减少，胸腺因子活性降低，DNA合成减少，细胞表面受体发生变化。因此，机体缺锌可削弱免疫机制，降低抵抗力，使机体易受细菌感染。1978年在牙买加的一次研究提示，锌缺乏是蛋白质-能量营养不良婴儿免疫力缺乏的原因。

　　7．5．3　锌的需要量和来源

　　人体对于锌的需要量因生理条件而异，妊娠、授乳和生长均可使需要量增加。这可从上述锌的生理功用中得到解释。同时，人体对于锌的需要量也因膳食组成而异，膳食中谷类食物所占的比率较高时，锌的供应量也要求增加。因谷类食物的植酸和纤维素可减低锌的吸收率。

　　现在还不知道最适于健康和生长的精确的最小锌的需要，但作参考数字，WHO于1977年推荐了临时的锌供给量标准如下：（按每人每天计）婴儿及儿童0～12个月6mg，1～10岁8mg；男性11～17岁14mg，18岁以上11mg，女性10～13岁13mg，14岁以上11mg。妊娠妇女15mg，授乳妇女27mg。这一标准是按锌的可利用率为20%提出的。美国也根据锌平衡研究的结果，于1980年初步推荐了如下的每日锌供给量：婴儿0～0.5mg，孕妇加5mg，乳母加10mg。并指出在这一标准中，锌的摄入量应来自含有足够动物蛋白的平衡膳食。我国营养学会1988年10月修订的每日膳食中营养素供给量已包括锌的数字，与述美国所提出的量相同，仅孕妇与乳母均加5mg。

　　锌的来源广泛，普遍存于各种食物，但动植物性食物之间，锌的含量和吸收利用率很大差别。动物性食物含锌丰富且吸收率高。据报告每公斤食物含锌量，如牡蛎、鲱鱼都在1000mg以上，肉类、肝脏、蛋类则在20～50mg之间。我国预防医学科学院营养与食品卫生研究所编著的“食物成分表”已列出我国部分食物的锌含量，每公斤含锌在30mg以上的有大白菜、黄豆、白萝卜；含锌在10～30mg之间的有稻米（糙）、小麦、小麦面、小米、玉米、玉米面、高梁面、扁豆、马铃薯、胡萝卜、紫皮萝卜、蔓菁、萝卜缨、南瓜、匣子；含锌不足10mg的有甜薯干。

　　7．5．4　锌缺乏和锌中毒

　　（1）锌缺乏　儿童发生慢性锌缺乏病时，主要表现为生长停滞。青少年除生长停滞外，还会人性成熟推迟、性器官发育不全、第二性征发育不全等。如果锌缺乏症发生于孕妇，可以不同程度地影响胎儿的生长发育，以致引起胎儿的种种畸形。不论儿童或成人缺锌，均可引起味觉减退及食欲不振，出现异食癖。例如发生于伊朗的缺锌性侏儒症中，常见有食土癖。严重缺锌时，即使肝脏中有一定量维生素A储备，亦可出现暗适应能力降低。锌缺乏病一般不有皮肤干燥糙等症状，在急性锌缺乏病中，主要表现为皮肤损害和秃发病，也有发生腹泻、嗜眠闰、抑郁症和眼的损害。

　　锌不同程度地存于各种自然食物中，一般情况下可以满足人体对锌的基本需要而不致缺乏，发生锌缺乏症主要见于以下几种情况：

　　①以含有大量植酸和纤维素的粮食为主要食品时，由于植酸和纤维素影响锌的吸收而引起锌缺乏病。

　　②锌的需要量增加时　 在身体迅速成长时，在妊娠或授乳期，不论按每公斤体重计或热量计，人体对于锌的需要量都增加。

　　③在有肠病性肢皮炎的遗传因素时　 有这种少见的常染色体隐性遗传的家族的人其小肠粘膜上皮细胞对锌的聚集能力降低，从而降低锌的吸收能力，而易于发生锌缺乏病。

　　④用缺锌或低锌的配方代乳食品喂养婴儿时婴儿从母体带来的锌储备很少，出生后几乎立即须全赖喂养所提供的锌。用母乳喂养婴儿时，如果母亲不缺锌，一般母乳均能满足婴儿锌的需要。但如果用缺锌或低锌的配方代乳食品时，则常易出现锌缺乏。

　　牛乳的含锌量（平均约3mg·L-1）,虽高于人乳（约0.1～1.0mg·L-1），但人体对于牛乳锌的吸收利用率却低于人乳。这是因为人乳内含有丰富的能与锌结合的又能促进锌吸收的小分子量配体，但牛乳中缺乏此类配体。因此，对于有某种遗传素质的婴儿来说，当断食人乳改吃牛乳时，常易发生肠病性肢皮炎。

　　⑤在临床上采用完全肠外营养时　长期接受肠外营养而未予补充锌的病人，可发生严重而急剧的锌缺乏病。其血浆锌值在低达8μg%。同时有大量锌随渗出液丢失时，如烧伤等情况下，则可加速出现锌缺乏病。

　　⑥手术　手术后的病人也可能发生锌缺乏，这时创伤的愈合可能受到影响。

　　⑦给予螯合剂时 在给予青霉胺、组氨酸等螯合剂时亦可引起缺锌。此时可出现食欲不振，味觉和嗅觉功能不全和中枢神经系统异常。

　　⑧慢性肾病　慢性肾病患者可因尿中锌的排出增多而引缺锌，此时除血清锌减少外，还可出现急性或慢性的锌缺乏症状。急性症状包括食欲不振，味觉及嗅觉功能不全和中枢神经系统功能异常。慢性症状包括生长发育迟缓，贫血，睾丸萎缩，创伤愈后延迟等。长期血液透析病人可因血浆锌下降而出现阳萎。

　　锌缺乏病的预防应当根据其原因采取对策。在谷类中含有大量植酸的地区，应当从改进或调整粮食品种上着手。因需要量增加而引起缺锌时，则应在膳食中增加含锌丰富的食物。为预防婴儿缺锌，应当提倡母乳喂养。婴儿配方食品应当含有适量的锌。

　　（2）锌中毒　锌中毒可能发生于治疗中过量涂布或服用锌剂及锌容器储存食品时，中毒的表征和体片为恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻和发热。给实验动物以大剂量的锌，可产生贫血、生长停滞和突然死亡。

　　锌中毒通常在停止锌的接触或摄入后，症状短期内即可消失。

　　对于锌中毒的预防主要为：①防止食品、水源和空气被锌污染；②用锌治疗疾病时，要掌握剂量。

　　7．5．5　各种疾病中人体锌代谢和锌酶活力的改变

　　（1）急性和慢性感染　在急性和慢性感染中如肺炎、气管炎、丹毒和化脓性肾炎等，血清锌浓度低于正常范围。而在这些疾病全愈时，逐渐恢复正常。

　　现已发现，感染反应中，一方面在由白细胞释放的内源性白细胞介质（leukocyte endogenous mediator,LEM）作用下，肝脏对锌的摄取增加，用于核酸，蛋白质及锌酶的合成，而另一方面，在LEM的作用下，血浆中蛋白质结合的锌减少，几乎完全为可扩散锌，从而易从尿及汗中排出。由此造成：①感染后血清或血浆中的锌低于正常；②人体的锌代谢易呈负平衡，机体容易出现缺锌。这在临床上有实际意义。

　　（2）急性心肌梗塞　急性心肌梗塞时，血清锌浓度降低，但心肌梗塞区及梗塞周围组织的线粒体、微粒体和可溶性蛋白内的含锌量比正常心肌增多。并且在心肌梗塞处有大量碱性磷酸酶浓集，这说明锌及含锌酶参加了修复过程。

　　（3）肿瘤和白血病　在患有各种恶性肿瘤时，血清中锌浓度下降。在急性和慢性淋巴性和骨髓性白血病时，白细胞浓度下降至正常值的10%。在白血病和何杰金病时，有进量的锌排出，原因不明。

　　（4）酒精中毒后肝硬化　从肝分离的乙醇脱氢酶已证实为含金属锌的酶。酒精中毒后的肝硬化，可发生锌代谢的显著异常。严重酒精中毒的病人，其血清锌浓度降至66±19μg·100ml-1，而正常人则为121±19μg·100ml-1。降得最低的见于肝昏迷病人。锌浓度低于30μg%表示预后不良。死于酒精中毒肝硬化的病人的肝组织，其锌和铁含量只有正常的一半，而钙、镁、铝、锰和铜的浓度正常。酒精中毒后，肝硬化的病人尿中排出异常大量的锌，每24h为1000±20μg。血清锌浓度的降低和尿锌排出量的增加可能部分由于低白蛋白血和蛋白质与锌的结合减少。对这种病人按生理量给予硫酸锌，可使尿锌排出时倾向于恢复正常，并常可见到肝功能亦趋向于恢复正常。

铁 　由于铁是血红素（heme）分子的组分，在氧和电子的输送中起着核心作用。因此，它对高级形式的生命是必需的，也是人体最重要的营养素之一。和其它微最元素相比，它对人的生命和健康具有更直接更敏感的影响。

　　由于缺铁性贫血对人类健康（特别是对于女青年和妊娠妇女）造成危害，所以很早就通过这种病的观察研究而认识到铁对健康的重要。我国古代劳动人民早就发现中药皂矾可以治疗‘血虚萎黄’，而皂矾的主要成分就是硫酸铁。1831年Blaud也已开始用二价铁治疗单纯性贫血。随着科学的发展，现在对铁在体内的代谢和功能已有较全面的了解。

　　7．3．1　人体内铁含量、分布和功用

　　体内含铁总随体重、血红蛋白浓度、性别而异。成年男子每公斤体重平均约含50mg，成年女子则为35mg。

　　体内的铁按其功能可分为必需与非必需两部分。必需部分占体内铁总量的70%，存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类（细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶）、辅助因子和运输铁中。非必需部分则作为体内的储备铁，主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在于肝、脾和骨髓中。铁的必需部分大体有85%分布在血红蛋白中，5%在肌红蛋白中，10%在全身各处细胞内血红酶类中，或天其它酶系统中起辅助因子的作用。有4mg作为运输铁而与血浆中的运铁蛋白相结合。

　　铁在体内的生理功用主要作为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等的组成部分而参与体内氧的运送和组织呼吸过程。血红蛋白能与氧可逆地结合，当血液流经氧分压较高的肺泡时，血红蛋白能与氧结合成氧合血红蛋白；而当血液经氧分压较低的组织时，氧合血红蛋白又离解而成血红蛋白和氧，从而完成把从肺泡关至组织的任务。肌红蛋白能在组织内储存氧，细胞色素能在细胞呼吸过程中起转运电子的作用。

　　7．3．2　铁的吸收

　　食物中的铁主要是三价铁，须在胃中经过胃酸的作用使之游离，并还原成二价铁后才能为肠粘膜所吸收。吸收部位主要在十二指肠和空肠。而胃、小肠下段和结肠只能吸收微量的铁。

　　膳食中铁的吸收率平均约为10%。但各种食物间有很大的差异，动物性食品铁的吸收率一般高于植物性食品，例如牛肉为22%、牛肝为14～16%、鱼肉为11%，而玉米、大米、大豆、小麦中的铁吸收率只有1～5%。所以，如果膳食中植物性食品较大时，铁的吸收率就可能不到10%。鸡蛋的铁的吸收率低于其它动物性食品，在10%以下。

　　食物中的铁可分为血红素铁和非血红素铁两类，它们以不同的机理被吸收。血红素铁主要存在于动物性食物，是与血红蛋白及肌红蛋白的原卟啉结合的铁。此种类型的铁不受植酸、磷酸等的影响而以原卟啉铁的形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收，然后在粘膜细胞内分离出铁，并和脱铁运铁蛋白结合。其吸收率较非血红素铁高。其吸收过程不受其它膳食因素的干扰，吸收率一般是25%。另一类则为非血红素铁，主要存在于植物性食物中，其吸收常可受到膳食因素（如食物中所含的植酸盐，草酸盐、碳酸盐、磷酸盐的干扰。吸收率很低。约为3%。

　　食物中有些成分，如维生素C、胱氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、葡萄糖、果糖、柠檬酸、琥珀酸、脂肪酸、肌苷、山梨酸等能与铁螯合成小分子可溶性单体，阻止铁的沉淀，因而有利于铁的吸收。

　　维生素C除了能与铁螯合以促进铁的吸收外，它作为还原性物质，在肠道内将三价铁还原为二价铁而促进铁的吸收。必须指出，维生素C应与含铁的膳食同时摄入，才能促进膳食中的铁的吸收。铁剂和燕麦粥共食时，同时摄入25mg维生素C，可使铁的吸收率增加2倍。

　　肉、禽、鱼类食物中有一种叫“内因子”的物质，能显著地促进非血红素铁的吸收。据试验摄入含硫酸亚铁的烤面包卷的同时，摄入肉类可使面包中的硫酸亚铁的吸收率提高2倍以上，但迄今并未确知内因子的化学构造。

　　食物中另有一些成分可妨碍铁吸收，如茶叶所含的鞣酸在肠内与铁形成难溶性的复合物，以致妨碍铁吸收。

　　铁的吸收也受体内铁的需要程度的影响，如缺铁时，患血色病时，妊娠的后半期和红细胞生成作用受刺激时，铁的吸收增加；而铁负荷过量和红细胞生成抑制时则吸收减少。

　　关于小肠粘膜如何根据体内铁的需要来调节其吸收的机理，几十年来“粘膜阻塞论”一直在文献中占优势。现已发现这种把铁蛋白看成是在吸收中起决定性介导作用的理论与某些事实有矛盾，不能完全说明问题。最近已提出，决定是否吸收铁的信号是在粘膜细胞内产生的，其机理包括如下的假说：①在绒毛基底部腺窝中生成的柱状细胞含有不同量的由运铁蛋白转来的铁；②这种细胞内铁储备的多少，在一定范围内可调节从肠道进入细胞内的铁；③细胞内的铁可根据需要进入体内或留在细胞内来限制的吸收。相反，有铁负荷的人，生成的粘膜细胞有丰富的铁，于是吸收受到限制。而当细胞脱落时，细胞的铁就被排出。

　　7．3．3　铁在体内的运输

　　血浆中，铁是被结合在运铁蛋白上运输的。

　　运铁蛋白是一种在肝内生成的β1-球蛋白，分子量为86000，生物半衰期为8～10，在血流里有运载铁的作用。正常人体内约有运铁蛋白7～15g，它大体等量地分布于血管内和血管外，在未和铁结合时，为脱铁运铁蛋白，在和铁结合后成为铁饱和运铁蛋白。然后把铁运送至骨髓用于血红蛋白合成，或运至网状内皮细胞储存起来，或运送至各种供含铁酶合成所需。如在孕妇，并运送至各种细胞供含铁酶合成所需。如在孕妇，并运送至胎盘供胎儿所需。

　　运铁蛋白有两个结合铁的部位，每个部位能结合1个三价铁原子。

　　人体正常血浆中的运铁蛋白的平均含量为215～350mg·100ml-1。但对血浆中运铁蛋白的情况，通常以总铁结合力来表示，其量大约为300～450μg·100ml-1。血浆铁的含量（男性为90～180μg·100ml-1，女性为70～100μg·100ml-1）只足以饱和运铁蛋白的铁结合部位的三分之一，其余的三分之二代表潜在的或不饱和的总铁结合力。

　　虽然只有3～4mg和运铁蛋白结合的铁在循环中。但铁的转换是迅速的，每天运送的铁约70～90%运至骨髓。在那里转移至发育中的红细胞，供合成血色素之用。其余的铁除小部分供肌红蛋白和细胞内含铁酶合成所需外，多半的运至肝脾等器官的网状内皮细胞和肝实质细胞进行交换和储存。

　　血浆铁每天转换的量叫做血浆铁的转换率，可相当准确地测定出来。其方法是在静脉内注射微量放射性铁（柠檬酸59铁或氯化59铁），对放射性的消失追踪2～3h，找出放射性消减至开始时的一半所需的时间（即T1/2）。正常人为60～120min，缺铁的或红细胞生成加速的病人放射性的消失加速，而有血红素合成不全的病人放射性消失减慢，用T1/2和血浆铁含量可从下式算出血浆铁转换率（PITR）。

　　PITR（mg·d-1）=0.693*血浆铁（μg·ml-1）*血浆量（ml）*24、59铁T1/2

　　正常的PITR值范围为25～40gm·d-1。当红细胞生成受到刺激时，PITR增加，而当红细胞生成受到抑制时PITR减少。而在缺铁时，T1/2缩短，血浆铁值降低，PITR通常正常。

　　血清总铁结合力的改变和血浆铁含量是各种疾病的诊断指标。在缺换时，在妊娠最后的三个月中，血清总铁结合力增加。而在感染、蛋白营养不良、各种类型的铁过度负荷9如血色病、含铁血黄素沉积症等），各种丢失蛋白质的疾病（如肾病等）时，血清总铁结合力降低。血浆铁的含量代表利用或储存铁的脏器从血液取得的铁与通过吸收、红细胞溶解和从储存部位移出而进入血液的铁之间的平衡。因此，在缺铁的病人、在红细胞生成加速、或在网状内皮细胞铁的释放受损的炎症时，血浆铁降低；而在铁负荷过度，红细胞溶解和红细胞生成速率降低等情况时，血浆铁增高。

　　7．3．4　铁的利用、储存和排出

　　人体内的铁约有30%以铁蛋白和含铁血黄素的形式的存在于肝、脾和骨髓中，约有70%掺入血红蛋白、肌红蛋白等的合成而发挥各自的生理功用。在正常情况下，储存铁的量变动不大，每天吸收的铁主要用于血红素的合成，以补偿每天体内因红细胞破坏而降解的血红素。

　　正常人每天大概要用20～25mg的铁来合成血红蛋白。这可根据红细胞更新时间进行计算。一个血量为5000ml而每100ml血含血红蛋白15g的人有750g循环的血红蛋白，或750*0.34=2.55g循环的血红蛋白铁（血红蛋白的含铁量为0.34%）。由于红细胞的正常生存期为120天，为更新分解代谢的血红素，每天将需要2.55g/120=0.21g，即21mg的铁。这也可通过静脉内注射示踪剂量的放射性铁来测定。即每24h血浆铁转换率的毫克数乘以循环中血红蛋白放射活性达到注射量最大值的百分数，就可得出每天用于生成血红蛋白的铁量。例如，血浆铁转换率为35mg·d-1，所注射的性铁掺入血红蛋白的最大值为80%。则每天有24mg铁（35mg*80%）用于血红蛋白的合成。

　　铁用以合成血红素的部位主要在骨髓。血浆铁进入骨髓幼稚红细胞的线粒体，经过铁结合酶的作用与原卟啉IX合成血红素。

　　超过需要量的铁主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式储存于肝实质细胞、骨髓、肝和脾的网状内皮细胞中。铁蛋白的组成为周围有一个由24个化学上一样的蛋白质亚基组成的外壳，中心为一个三价铁羧基磷酸盐的胶态分子团。其中所含的铁量不等，完全为铁所充满的铁蛋白分子的分子量为900000，每分子约含有50000个三价铁原子，足以生成1250个血细蛋白分子。

　　在正常情况下，储存铁和血循环的铁交换量不多。当需要铁时，铁蛋白和含铁血黄素中的铁都可动员出来合成血红蛋白。

　　测定人体正常的铁储存量是困难的，从目前的资料估计，成年男子约为500～1500mg，成年妇女约为300～1000mg。

　　体内铁不足或过多可从血清铁、总铁结合力、血清铁蛋白和骨髓抽出物中的可染铁等的量估计出来。

　　动物实验显示，含铁酶对储存铁的缺乏是敏感的。从人体白细胞和颊粘膜的研究看出，甚至在较轻的贫血中，细胞色素氧化酶也近于耗竭。

　　身体排出铁的能力有限，估计成年男妇平均每天铁的排出量约为0.90～1.05mg。各种途径的排出量粗略分布如下：从胃肠道外渗红细胞0.35mg，从胃肠道粘膜0.10mg，从胆汁0.20mg，从尿0.08mg，从皮肤0.20mg，总共0.93mg。

　　铁储备增加的人，其铁丢失超过正常的量。有蛋白尿、血尿、血红蛋白和含铁血黄素尿的病人，尿铁排出量显著增加。

　　7．3．5　需要量和来源

　　成人铁的排出量已如上述约为1mg·d-1，考虑到膳食中铁的吸收率只有10%，而在膳食中植物性比率较大时，铁的吸收率甚至不足10%，因此成人膳食的供应量应当为10mg或高于10mg。

　　在生长期内，除维持铁的正常代谢外，还要满足身体的增长和循环中血红蛋白量的增加所需的铁。因此，此时铁需要量显著较高，对用于生长的每天所需的铁按我国男女体重增长可粗略估计如表7-2。

　　因月经失血而引起的失铁量，95%的妇女平均每天低于1.4mg，在瑞典一次广泛的研究，结果为平均每天0.6～0.7mg。在我国何志谦等对38名妇女的调查结果为平均每天0.7mg。

　　妊娠的授乳也使铁的需要量增加。在整个正常妊娠的授服过程中，铁的消耗量大体为：母体给胎儿的铁为200～370mg，胎盘和脐带中的铁为30～170mg，分娩出血所失去的铁为90～310mg，授乳6个月所消耗的铁为100～180mg，总共420～1030mg。所以，在妊娠9个月和授服6个月中，母体平均每天消耗铁1～2.5mg。

表7-2　用于生长的每天所需的铁

　 男性 女性 出生后体重增加数（成年体重-出生体重）（kg） 55 50 每公斤体重正常含铁量（mg） 50 35 所增加的全部体重中所含的铁（mg） 2750 1750 生长年数 20 15 估计生长所需的铁量（mg）平均每年 137.5 116.7 平均每天 0.38 0.32

　　因此，在拟订营养素供给量标准时，应当考虑到生长、月经和妊娠所增加的铁需要量。

　　我国营养学会1988年修订的标准中，每日膳食中铁的供应量为：初生～12个月婴儿10mg，1岁以上不足10岁的儿童为10mg，10岁以上不足13岁的儿童为12mg，13岁以上至不足18岁的少年男子为15mg，少年女子为18mg，18～40岁成年男子为12mg、成年女子为18mg、孕妇和乳母为20mg。

　　关于铁的来源，动物性食品如肝脏、瘦猪网、牛羊肉不仅含铁丰富而且吸收率很高，但鸡蛋和牛乳的铁吸收率低。植物性食物中则以黄豆和小油菜、太古菜（塔棵菜）、芹菜、水芹菜、鸡毛菜、萝卜缨、荠菜、毛豆等铁的含量较高，其中黄豆的铁不仅含量较高且吸收率也较高，是铁的良好来源。

　　用铁质烹调用具烹调食物可显著增加膳食中铁含量，用铝和不锈钢取代铁的烹调用具就会使膳食中铁的含量减少。

　　7．3．6　铁缺乏和铁中毒

　　（1）铁缺乏　铁缺乏常见于4个月以上的婴儿和儿童，据1980年我国部分省市普查，7岁以下儿童贫血患病率高达57.6%，尤其1～３岁的幼儿最高，其主要原因就是缺铁。婴幼儿和儿童生长迅速，对铁的需要量很大，而乳中所含的铁往往不能满足需要，尤其是用牛乳和米粉等人工喂养的婴儿，因牛乳和米粉中铁的吸收率显著低于母乳，更容易发生铁找缺乏。通常在妊娠的最后三个月，母体每天约向胎儿运送3～～4mg的铁，一方面供生长所需，一方面增加胎儿体内铁的储备。由于早产婴儿体内的铁储备明显少于足月婴儿，因此，比足月婴儿更容易发生铁的缺乏。

　　铁缺乏还常见于青年妇女和妊娠妇女，月经失血和妊娠引起铁的需要量增加而摄入量未及相应提高，是导致缺铁的主要原因。

　　各种显性和隐性出血，如创伤、痔疮、消化性溃疡、肠道寄生虫（特别是钩虫病）等疾病中的出血，也是引起缺铁的重要原因。成年男子和停经妇女发生铁缺乏症，除非证明有其它原因，一般应考虑到由于这些疾病引起。

　　铁缺乏还发生于铁吸收不良。一是膳食因素的吸收不良，当膳食中谷类食品所占比率很大而肉类食品很少时，铁的吸收率很低。二是肠道的吸收良，如吸收不良综合征和慢性腹泻等。

　　铁的生理功能主要为用于血红蛋白的合成，因此，缺铁时主要表现为血中血红蛋白减少。

　　关于缺铁性贫血的临床表现等将在十七章中，专题阐述，此处不作叙述。

　　血红蛋白合成减少，引起缺铁性贫血，仅仅是缺铁对身体的影响之一。缺铁还可对人体的其它系统产生影响。如神经系统缺铁，可能通过损害参加神经传导找单胺的代谢而使儿童出现智力降低和行为障碍。肌肉缺铁，可能使肌肉代谢特别是α-甘油磷酸脱氢酶活力异常，从而使肌肉活动能力降低，已观察到非贫血的慢性疲劳的妇女给予铁剂后有良好的反应。由此可见，铁缺乏可能对一系列组织代谢产生影响，从而引起某些组织的机能失调。现在，对缺铁和 传染病免疫之间可能的关系已予以更多的注意。

　　对于铁缺乏的预防可采取下述措施：

　　① 在发展生产的基础上，改进膳食组成，增加含铁丰富及其吸收较高的食品，如肉类和大豆类食品。

　　②增加膳食中的维生素C，并使与含铁食物同时摄入，以提高膳食中铁的吸收与利用。

　　③在有关部门的统一安排下，合理地有计划地发展铁强化食品，尤其是婴儿食品。如铁强化的乳粉和代乳糕等。使用铁质烹调用具对膳食起着一定程度强化铁的作用。

　　④针对铁的丢失原因，积极防治各种引起显性和隐性出血的疾病（如钩虫病的防治）。

　　（2）铁中毒　铁中毒可分为急性和慢性，急性中毒常见于过量误服铁剂，尤其常见于儿童。主要症状为消化血道出血，死亡率很高。慢性铁中毒或称负荷过多，可发生于消化道吸收的铁过多和肠外输入过多的铁。这里所说的消化道铁吸收过多只发生于：①长期过量服用铁剂；②长期大量摄入含铁量异常高的特殊食品（如非洲斑图人用铁 质器血制备的洒含铁量高达4mg·100ml-1）；③慢性酒精中毒和六脉性肝硬化，因其均可使铁的吸收增加；④原发性血色病，因遗传缺陷而使小肠吸收过多的铁。在正常情况下，即使膳食铁含量很丰富，亦不致达到引起慢性中毒的水平。肠外输入过多的铁，通常由多次大量输血引起。

　　吸收的过量的铁，多半以含铁血黄素沉着于网状内皮细胞或某些组织的实质细胞。通常将铁储备增加而不伴有组织损害时，称为含铁血黄素沉积症；而将出现组织损害，特别在肝脏中有铁的大量增加时，称为血色病。血色病的主要症状有肝硬化、糖尿、皮肤高度色素沉着、以房性心律不齐为前导的心力衰竭等。

　　铁中毒的预防：急性中毒主要发生于儿童，或出于自己误服，将包装美观的糖衣或糖浆铁剂当糖吃，或出于家长缺乏医学常识，认为铁剂是“补药”而超过规定剂量服用。因此对于铁剂的使用，药瓶标签上应有明确交待，医生也要加强医药常识宣传，说明乱吃铁剂的危险性。家庭中的铁剂应放好以好免误服。对于慢性铁中毒的预防主要为：①防止长期过量服用铁剂；②防止慢性酒精中毒。至于因肝硬化引起的慢性铁中毒，或因某疾病而必须反复大量输血而引起的慢性铁中毒，则应着眼于原发疾病的防治。

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