一、微量元素引發(fā)了
　　營養(yǎng)學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，不僅會使人致病，甚至還會威脅生命！
　　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。當時人們一籌莫展，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?。ㄊ校﹨^(qū)的327個縣，且發(fā)病地區(qū)有一個共同特點——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)病原因為缺硒。
　　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大會上獲得了大獎，繼而推動了中國微量元素營養(yǎng)學會的正式成立。
　　當代生命科學認為，微量元素是營養(yǎng)學史上繼蛋白質(zhì)、維生素發(fā)現(xiàn)后的第三次大飛躍。
　　
　　二、人體元素結構之謎
　　及微量元素
　　世上一切生物包括人類都是以元素為基礎構成的，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70種以上，它們的共同特點是濃度極低，其含量均小于人體重量的0.01%。
　　1990年，世界營養(yǎng)專家委員會又提出了一種新的標準，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微小。
　　根據(jù)微量元素對維持機體生命活動的作用，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，對維持機體生長發(fā)育、生命活動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
　　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，因為它們完全不能由機體合成，必須從外界攝入。
　　微量元素在人的生命活動中另一個顯著的特點是機體需要的很微量，但作用都很巨大。有人形容它們就像汽車發(fā)動機的點火塞一樣，是生命活動的點火塞。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)中總是有一個或幾個微量元素在起著特殊的活性中心作用。將這些酶中有關的微量元素除去，酶的活性就立即喪失了。
　　2. 在某些激素的合成、釋放及其與目標器官的結合中起著重要作用。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)生在生殖細胞，?？杀憩F(xiàn)為畸形發(fā)展；發(fā)生在體細胞將促成腫瘤。
　　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原因。
　?。ǘ┪⒘吭氐淖罴褷I養(yǎng)曲線——平臺現(xiàn)象
　　微量元素缺乏可導致細胞結構和生理功能異常，出現(xiàn)缺乏癥狀；而攝入過多又會引起中毒。在不足與過多之間呈現(xiàn)出一個最佳營養(yǎng)曲線平臺的現(xiàn)象。平臺的寬窄，不同的微量元素是不同的，當然，平臺愈寬，安全范圍就愈大；平臺愈窄，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，極需密切注意應用的劑量，否則極易引致危害。
　　圖1中，橫坐標表示微量元素攝入量的大小（或組織內(nèi)該元素的濃度），而縱坐標表示該元素攝取后機體生理功能的變化。
　　值得強調(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)硒量極低時可致人死亡。當克山病人適量地補硒后，體內(nèi)血硒濃度升高，克山病癥狀漸漸消失，而進入健康狀態(tài)，在適應平臺時是最佳劑量的范圍。如其補硒量過大、過久，機體則會出現(xiàn)中毒癥狀，此時應當停止或減少補硒劑量，否則會使中毒癥狀進一步加劇，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，最終將因嚴重中毒而死亡。
　　
　　四、微量元素的健康效應
　?。ㄒ唬┪⒘吭嘏c機體的生長發(fā)育
　　鐵、鋅、碘、銅、鉬、錳、硅、氟等多種微量元素對機體的生長發(fā)育是不可缺少的。
　　
　　鋅是多種酶的必需成分，并參與機體免疫、內(nèi)分泌等多種生理反應和功能調(diào)節(jié)。人胚胎期嚴重缺鋅可引起流產(chǎn)、死胎、胎兒畸形等，出生后缺鋅嚴重阻礙兒童生長發(fā)育。少兒時期適當補鋅，有益于終生。
　　碘是人體生長發(fā)育至關重要的另一種微量元素。在胚胎期至出生后兩年，機體碘供給嚴重不足可引起呆小癥，患兒個子矮小，智力低下。
　　鐵除與形成血紅素而在氧的運輸中發(fā)揮重要作用外，還是細胞色素的組成成分，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，適量的氟能維持機體正常的鈣磷代謝，促進牙齒和骨骼鈣化，保證牙齒、骨骼的正常生長發(fā)育，使牙齒更堅固，抗齲齒能力更強。
　?。ǘ┪⒘吭嘏c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，活動力減弱、精子畸形率增加。人嚴重缺鋅時睪丸發(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。女性的正常生殖、生育過程也需要硒元素。
　　嚴重錳缺乏的人會喪失生育能力，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、硒等對腦的結構發(fā)育和功能完善至關重要。在大腦發(fā)育期，如果嚴重缺碘、硒會引起呆小癥。
　　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，還會影響多巴胺的合成及多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)的傳導。
　　鋅與腦的發(fā)育和腦功能關系十分密切。目前認為，缺鋅會影響腦發(fā)育和學習、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，因為它們是免疫器官正常發(fā)育和功能完善必不可少的。
　　據(jù)測定，白細胞中鋅含量是紅細胞的25倍。鋅能維持免疫細胞的功能，促進免疫細胞激活后的抗體生成，增強淋巴細胞對抗原刺激產(chǎn)生抗體的反應能力。缺鋅時抗體生成減少、免疫細胞總數(shù)下降，具殺傷活力的細胞數(shù)降低，如吞噬細胞的吞噬能力和殺菌活性均減弱。
　　硒、鐵等對機體的非特異性免疫、細胞免疫和體液免疫均具有重要作用。缺乏時，人體的免疫細胞殺菌能力和抗體生產(chǎn)會明顯減少。
　?。ㄎ澹┪⒘吭嘏c衰老
　　衰老不是疾病而是一種生理現(xiàn)象，是復雜的生理生化過程衰退的綜合結果。研究表明，微量元素鋅、銅、錳、鐵、硒等作為自由基反應的猝滅劑，能終止自由基反應，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。
　?。┪⒘吭嘏c癌發(fā)生
　　微量元素與癌發(fā)生的關系非常密切，是當今微量元素研究領域中的熱點之一。
　　有人認為低硒、低鋅可能是肺癌發(fā)生的危險因素，而血清銅、銅/鋅比值升高可能是肺癌存在的結果。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。硒能拮抗多種化學致癌物的致癌作用，能提高機體的免疫功能。
　　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)價值可言。碘、鐵、硒等微量元素遍地都有，這樣價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)學家：翟鳳英
　　女，中共黨員，河北唐山人，1949年出生。中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與食品安全所研究員，博士研究生導師。
　　自2000年以來任中國營養(yǎng)學會第五屆、第六屆理事會秘書長，亞洲公共營養(yǎng)學雜志編委，中國烹飪協(xié)會常務理事，中國烹飪協(xié)會營養(yǎng)委員會副主任。
　　多年來，她為中國營養(yǎng)學會公共營養(yǎng)分會的發(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”期間，她聯(lián)合營養(yǎng)以及醫(yī)學院士、專家等46人寫信呼吁“建設小康社會，營養(yǎng)必須立法”，起草了《關于營養(yǎng)立法問題的研究報告》。她承擔組織完成《中國營養(yǎng)改善條例》草案，使營養(yǎng)工作能有法可依。
　　1976年到四川冕寧地區(qū)進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)中硒含量實驗室檢測工作。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“亞太地區(qū)食物與營養(yǎng)規(guī)劃委員會最杰出碩士畢業(yè)生”的稱號；2004年獲北京市人民政府“新時期中國食物安全發(fā)展戰(zhàn)略研究”二等獎；2005年獲“中華醫(yī)學科技獎”；2006年在“第四次全國營養(yǎng)與健康調(diào)查”中獲“中國營養(yǎng)學會科學技術獎”一等獎。