一、微量元素引發(fā)了
　　營養(yǎng)學(xué)史上的第三次大飛躍
　　翻開古今中外的戰(zhàn)爭史，常常并不一定是以兵多而穩(wěn)操勝券；人體內(nèi)的微量元素也是這樣以量微益健康。
　　在人體中，幾十種微量元素總量只占體重的0.05%，所謂 “秤砣雖小，壓千斤”，這些極微量的元素，一旦缺乏了，不僅會(huì)使人致病，甚至還會(huì)威脅生命！
　　奇怪的克山病
　　1935年，在黑龍江省松嫩平原上的克山縣忽然大面積發(fā)生了一種怪病。病人面色蒼白、手足冰涼、頭暈、心慌氣短、惡心、嘔吐，最終因心衰而死，死亡率很高。當(dāng)時(shí)人們一籌莫展，找不到任何防治方法，就把這種病定名為“克山病”。
　　新中國成立后，人民政府十分重視，成立了攻克克山病的科研隊(duì)伍，經(jīng)過20多年的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)流行克山病的發(fā)病區(qū)是從東北到西南，整整覆蓋了我國的16個(gè)?。ㄊ校﹨^(qū)的327個(gè)縣，且發(fā)病地區(qū)有一個(gè)共同特點(diǎn)——都是低硒地帶。病區(qū)居民的糧食含硒量極低，僅0.003~0.01毫克/千克，與非病區(qū)相比，差別非常顯著！專家最終提出了克山病的發(fā)病原因?yàn)槿蔽?br/>　　1980年，中國專家將這一來之不易的創(chuàng)新研究成果正式向世界宣告。同年，這一成果在全國科學(xué)大會(huì)上獲得了大獎(jiǎng)，繼而推動(dòng)了中國微量元素營養(yǎng)學(xué)會(huì)的正式成立。
　　當(dāng)代生命科學(xué)認(rèn)為，微量元素是營養(yǎng)學(xué)史上繼蛋白質(zhì)、維生素發(fā)現(xiàn)后的第三次大飛躍。
　　
　　二、人體元素結(jié)構(gòu)之謎
　　及微量元素
　　世上一切生物包括人類都是以元素為基礎(chǔ)構(gòu)成的，地球上天然存在的元素在生物體內(nèi)幾乎都可以找到。人體組織中各種元素的含量與環(huán)境中的元素組成大體是一致的。
　　人體中各種元素的含量差別很大，一般可將其分為宏量元素和微量元素。宏量元素也被稱為“常量元素”，是人體主要的組成元素，以氧為最多，其次是碳、氫、氮、鈣等共11種，占據(jù)了人體元素構(gòu)成總量的99.95%。
　　另一類含量很低的元素是微量元素，亦稱痕量元素。目前能在人體內(nèi)檢出的已達(dá)70種以上，它們的共同特點(diǎn)是濃度極低，其含量均小于人體重量的0.01%。
　　1990年，世界營養(yǎng)專家委員會(huì)又提出了一種新的標(biāo)準(zhǔn)，凡在人體組織中的濃度每克小于250微克的元素為微量元素。由于其量的微乎其微，每天需要攝入的量也相當(dāng)微小。
　　根據(jù)微量元素對維持機(jī)體生命活動(dòng)的作用，可分為必需微量元素和非必須微量元素。
　　必需微量元素就是那些具有明顯營養(yǎng)作用及生理功能，對維持機(jī)體生長發(fā)育、生命活動(dòng)及繁衍等必不可少的元素。人體離開這些元素既不能生長，也不能完成它的生命周期，會(huì)發(fā)生疾病甚至死亡。必需微量元素有鐵、銅、鋅、錳、鉻、鉬、鈷、釩、鎳、錫、氟、碘、硒、硅，共計(jì)14種。
　　非必需微量元素是指那些無明顯生理功能的微量元素，如鉛、鎘、汞、鉈等。
　　
　　三、微量元素對人體的
　　雙重效應(yīng)
　　從某種意義上說，微量元素比蛋白質(zhì)、脂肪、糖及維生素等更為重要，因?yàn)樗鼈兺耆荒苡蓹C(jī)體合成，必須從外界攝入。
　　微量元素在人的生命活動(dòng)中另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是機(jī)體需要的很微量，但作用都很巨大。有人形容它們就像汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火塞一樣，是生命活動(dòng)的點(diǎn)火塞。缺失了微量元素，就熄滅了生命的火花，生命也就終止了。
　　（一）微量元素在體內(nèi)的功能
　　必需微量元素在人體有很廣泛的作用：
　　1. 是酶的組成成分或激活劑。酶系統(tǒng)中總是有一個(gè)或幾個(gè)微量元素在起著特殊的活性中心作用。將這些酶中有關(guān)的微量元素除去，酶的活性就立即喪失了。
　　2. 在某些激素的合成、釋放及其與目標(biāo)器官的結(jié)合中起著重要作用。如胰島素含鋅，鉻是葡萄糖耐量因子的重要組成成分，銅則參與腎上腺素類固醇激素的生成等。
　　3. 參與體內(nèi)物質(zhì)的輸送，如鐵為血紅蛋白的成分，參與了氧的運(yùn)送；鋅為碳酸酐酶的成分，參與了二氧化碳的排出；許多微量元素參與蛋白質(zhì)、脂類或碳水化合物的代謝與運(yùn)輸。
　　4. 是維生素的組成成分，如鈷是維生素B12的成分。
　　5. 參與遺傳物質(zhì)代謝，近年來發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)中含有鐵、銅、鋅等多種微量元素。微量元素含量不足或過多均可影響核酸遺傳信息的攜帶及傳遞，如果發(fā)生在生殖細(xì)胞，?？杀憩F(xiàn)為畸形發(fā)展；發(fā)生在體細(xì)胞將促成腫瘤。
　　6.已有研究發(fā)現(xiàn)，某些微量元素的過多或過少，可能是腫瘤引發(fā)的原因之一，如人體缺碘，可引起單純性甲狀腺腫；過量的碘攝入是甲狀腺癌腫的一個(gè)原因。
　?。ǘ┪⒘吭氐淖罴褷I養(yǎng)曲線——平臺(tái)現(xiàn)象
　　微量元素缺乏可導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能異常，出現(xiàn)缺乏癥狀；而攝入過多又會(huì)引起中毒。在不足與過多之間呈現(xiàn)出一個(gè)最佳營養(yǎng)曲線平臺(tái)的現(xiàn)象。平臺(tái)的寬窄，不同的微量元素是不同的，當(dāng)然，平臺(tái)愈寬，安全范圍就愈大；平臺(tái)愈窄，安全范圍就愈小。也就是說，有效作用劑量與有毒害劑量之間相差很小，極需密切注意應(yīng)用的劑量，否則極易引致危害。
　　圖1中，橫坐標(biāo)表示微量元素?cái)z入量的大?。ɑ蚪M織內(nèi)該元素的濃度），而縱坐標(biāo)表示該元素?cái)z取后機(jī)體生理功能的變化。
　　值得強(qiáng)調(diào)的是，這一劑量功能曲線并不是隨攝入量越多而功能越佳。以克山病為例，由于患者進(jìn)食低硒糧食，喝低硒水，于是形成硒缺乏癥，而患克山病，體內(nèi)硒量極低時(shí)可致人死亡。當(dāng)克山病人適量地補(bǔ)硒后，體內(nèi)血硒濃度升高，克山病癥狀漸漸消失，而進(jìn)入健康狀態(tài)，在適應(yīng)平臺(tái)時(shí)是最佳劑量的范圍。如其補(bǔ)硒量過大、過久，機(jī)體則會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀，此時(shí)應(yīng)當(dāng)停止或減少補(bǔ)硒劑量，否則會(huì)使中毒癥狀進(jìn)一步加劇，表現(xiàn)為生理生化功能異常，代謝紊亂等一系列中毒癥狀加劇。如不控制使用劑量，最終將因嚴(yán)重中毒而死亡。
　　
　　四、微量元素的健康效應(yīng)
　?。ㄒ唬┪⒘吭嘏c機(jī)體的生長發(fā)育
　　鐵、鋅、碘、銅、鉬、錳、硅、氟等多種微量元素對機(jī)體的生長發(fā)育是不可缺少的。
　　
　　鋅是多種酶的必需成分，并參與機(jī)體免疫、內(nèi)分泌等多種生理反應(yīng)和功能調(diào)節(jié)。人胚胎期嚴(yán)重缺鋅可引起流產(chǎn)、死胎、胎兒畸形等，出生后缺鋅嚴(yán)重阻礙兒童生長發(fā)育。少兒時(shí)期適當(dāng)補(bǔ)鋅，有益于終生。
　　碘是人體生長發(fā)育至關(guān)重要的另一種微量元素。在胚胎期至出生后兩年，機(jī)體碘供給嚴(yán)重不足可引起呆小癥，患兒個(gè)子矮小，智力低下。
　　鐵除與形成血紅素而在氧的運(yùn)輸中發(fā)揮重要作用外，還是細(xì)胞色素的組成成分，在生物氧化中起重要作用。鐵還參與體內(nèi)多種酶的構(gòu)成，對膠原、酪氨酸以及DNA合成均有重要影響。嬰幼兒鐵缺乏不僅可引起缺鐵性貧血，而且能明顯影響青春期少年兒童體格發(fā)育及生殖功能的完善。
　　硅對機(jī)體生長發(fā)育的作用主要是骨骼鈣化過程中與鈣的協(xié)同作用，硅能增加骨礦化作用的速度。缺硅可使骨骼出現(xiàn)異常、畸形、牙齒和牙釉質(zhì)發(fā)育不良。
　　機(jī)體生長發(fā)育的早期對鉬的需要量最大，特別是對妊娠期胎兒和新生兒格外重要，鉬缺乏可引起神經(jīng)系統(tǒng)損害和生長發(fā)育障礙。
　　氟參與人體正常代謝，適量的氟能維持機(jī)體正常的鈣磷代謝，促進(jìn)牙齒和骨骼鈣化，保證牙齒、骨骼的正常生長發(fā)育，使牙齒更堅(jiān)固，抗齲齒能力更強(qiáng)。
　　（二）微量元素與生殖
　　微量元素鋅、硒、銅、錳等對維持正常的生殖、生育功能非常重要。
　　鋅參與生殖系統(tǒng)各種酶的組成，對精子的發(fā)育成熟起重要作用，有利于精子正常功能的發(fā)揮。精液中鋅濃度明顯高于其他體液，人的精子與鋅結(jié)合較為牢固。缺鋅的人，睪丸明顯減輕、精曲小管萎縮、精子數(shù)量明顯減少，活動(dòng)力減弱、精子畸形率增加。人嚴(yán)重缺鋅時(shí)睪丸發(fā)育不全、性功能低下、第二性征發(fā)育差，缺乏生育能力。
　　硒對精子的形成和發(fā)育具有特異作用，硒蛋白與精子成熟有關(guān)。女性的正常生殖、生育過程也需要硒元素。
　　嚴(yán)重錳缺乏的人會(huì)喪失生育能力，伴有精曲小管退化，精子減少，可能是由于錳對類固醇代謝的影響所致。
　　
　　（三）微量元素與中樞神經(jīng)發(fā)育
　　微量元素鐵、鋅、碘、硒等對腦的結(jié)構(gòu)發(fā)育和功能完善至關(guān)重要。在大腦發(fā)育期，如果嚴(yán)重缺碘、硒會(huì)引起呆小癥。
　　鐵是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育極為重要的元素。鐵分布于全腦，但主要存在于大腦白質(zhì)，基底核中含量最高。腦吸收鐵的高峰期即為大腦發(fā)育期，此時(shí)正是髓鞘形成的高峰期。鐵缺乏影響髓鞘質(zhì)的合成而損害神經(jīng)系統(tǒng)信號傳導(dǎo)，還會(huì)影響多巴胺的合成及多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)的傳導(dǎo)。
　　鋅與腦的發(fā)育和腦功能關(guān)系十分密切。目前認(rèn)為，缺鋅會(huì)影響腦發(fā)育和學(xué)習(xí)、記憶能力。
　　（四）微量元素與免疫
　　體內(nèi)充足的微量元素是維持人體正常免疫功能的必要條件，因?yàn)樗鼈兪敲庖咂鞴僬０l(fā)育和功能完善必不可少的。
　　據(jù)測定，白細(xì)胞中鋅含量是紅細(xì)胞的25倍。鋅能維持免疫細(xì)胞的功能，促進(jìn)免疫細(xì)胞激活后的抗體生成，增強(qiáng)淋巴細(xì)胞對抗原刺激產(chǎn)生抗體的反應(yīng)能力。缺鋅時(shí)抗體生成減少、免疫細(xì)胞總數(shù)下降，具殺傷活力的細(xì)胞數(shù)降低，如吞噬細(xì)胞的吞噬能力和殺菌活性均減弱。
　　硒、鐵等對機(jī)體的非特異性免疫、細(xì)胞免疫和體液免疫均具有重要作用。缺乏時(shí)，人體的免疫細(xì)胞殺菌能力和抗體生產(chǎn)會(huì)明顯減少。
　?。ㄎ澹┪⒘吭嘏c衰老
　　衰老不是疾病而是一種生理現(xiàn)象，是復(fù)雜的生理生化過程衰退的綜合結(jié)果。研究表明，微量元素鋅、銅、錳、鐵、硒等作為自由基反應(yīng)的猝滅劑，能終止自由基反應(yīng)，可延緩衰老。
　　我們熟知的維生素E、維生素A、維生素C及人體內(nèi)的抗氧化、抗自由基的酶類都有抗老年斑的作用，而微量元素硒、鐵、銅、鋅等又恰恰是這些酶必不可少的組分。
　　（六）微量元素與癌發(fā)生
　　微量元素與癌發(fā)生的關(guān)系非常密切，是當(dāng)今微量元素研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。
　　有人認(rèn)為低硒、低鋅可能是肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素，而血清銅、銅/鋅比值升高可能是肺癌存在的結(jié)果。肝癌患者血中錳、鋅、鐵、硒、硅等顯著低于正常人，而銅和鉻顯著高于正常人。一般認(rèn)為，血清銅升高是多種癌的共同特征，不管腫瘤生長在何處都可伴有血清銅升高。硒能拮抗多種化學(xué)致癌物的致癌作用，能提高機(jī)體的免疫功能。
　　有人要問，人體內(nèi)是否存在黃金？
　　有。人體也存在極微量的金元素，但對人體生理活動(dòng)絕非是必需的，因此金元素不是人的營養(yǎng)素。
　　有些人為了炫富而赴豪華的黃金宴，品嘗撒有金粉的奢侈黃金蛋糕。但是黃金穿腸而過，對人沒有任何營養(yǎng)價(jià)值可言。碘、鐵、硒等微量元素遍地都有，這樣價(jià)廉的微量元素雖然在人體內(nèi)含量極微，卻比黃金更金貴！
　　營養(yǎng)學(xué)家：翟鳳英
　　女，中共黨員，河北唐山人，1949年出生。中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與食品安全所研究員，博士研究生導(dǎo)師。
　　自2000年以來任中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)第五屆、第六屆理事會(huì)秘書長，亞洲公共營養(yǎng)學(xué)雜志編委，中國烹飪協(xié)會(huì)常務(wù)理事，中國烹飪協(xié)會(huì)營養(yǎng)委員會(huì)副主任。
　　多年來，她為中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)公共營養(yǎng)分會(huì)的發(fā)展做了大量的管理和組織工作，并為1997年和2007年《中國居民膳食指南》的制訂和宣傳做了大量的秘書工作。2004年在“兩會(huì)”期間，她聯(lián)合營養(yǎng)以及醫(yī)學(xué)院士、專家等46人寫信呼吁“建設(shè)小康社會(huì)，營養(yǎng)必須立法”，起草了《關(guān)于營養(yǎng)立法問題的研究報(bào)告》。她承擔(dān)組織完成《中國營養(yǎng)改善條例》草案，使?fàn)I養(yǎng)工作能有法可依。
　　1976年到四川冕寧地區(qū)進(jìn)行克山病的臨床治療工作，參加克山病區(qū)的血、尿、糧食、頭發(fā)中硒含量實(shí)驗(yàn)室檢測工作。1984年歸國以來，率先建立了公共營養(yǎng)研究室。
　　翟鳳英在國內(nèi)外權(quán)威雜志發(fā)表文章近百篇，主編、副主編、主譯和參與編書十余部。1998年獲菲律賓大學(xué)“亞太地區(qū)食物與營養(yǎng)規(guī)劃委員會(huì)最杰出碩士畢業(yè)生”的稱號；2004年獲北京市人民政府“新時(shí)期中國食物安全發(fā)展戰(zhàn)略研究”二等獎(jiǎng)；2005年獲“中華醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)”；2006年在“第四次全國營養(yǎng)與健康調(diào)查”中獲“中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)。