无机盐和微量元素的需求
人体已发现二十余种必需的无机盐,约占人体重量的4%~5%。其中含量较多(5克)的有钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫等7种,通常称为常量元素;人体中某些化学元素的存在量极少,甚至仅有微量,但具有一定的生理功能,并且必须通过食物摄入,这些元素被称为微量元素。
常量元素
常量元素在体内的主要生理功能有:构成人体组织的重要成分,例如骨骼和牙齿等硬组织,大部分是由钙、磷和镁组成,而软组织中含钾较多;在细胞内外液中与蛋白质一起调节细胞膜的通透性、控制水分维持正常的渗透压和酸碱平衡,维持神经肌肉的兴奋性;构成酶的成分或激活酶的活性,参加物质代谢。由于各种常量元素在人体每日的新陈代谢过程中,都有一定量随粪、尿、汗液、头发、指甲、皮肤和黏膜的脱落等途径排出体外,因此必须通过膳食给予补充。
由于胎儿生长发育的需要,孕妇对矿物质的需求量有所增加,特别是钙、铁及一些微量元素,如碘、锌等,对孕妇及胎儿的健康是必不可缺少的物质。胎儿骨骼的生长发育及母体的生理代谢均需要大量的钙。鱼类、豆类及制品、奶制品等食物含钙较多,易被人体吸收。铁是造血的主要原料之一,孕妇除了供给胎儿造血原料,还要补充自身所需要的铁。含铁较多的食物有动物的肝脏、肾、瘦肉、豆制品、菠菜、芹菜、胡萝卜、海带、鱼类及蛋黄等。海产品含碘较多。
钙
钙是构成人体的重要组分,仅次于水、碳、氧、氢、氮,排在第六位,如果按元素排列为第五位,是人体含量最多的无机元素,占人体重的1.5%~2.0%。成年人体内含钙总量约1000~1200克,其中99%的钙集中于骨骼和牙齿。
钙的生理功能和缺乏病钙不仅是构成机体完整性不可缺少的组成部分,并且在机体各种生理和生化过程中对维持生命起着至关重要的作用,即使当膳食钙严重缺乏或机体发生异常钙丢失时,可通过骨骼脱矿化以防止低钙血症。钙是构成骨骼和牙齿的重要成分,也是胎儿骨骼发育所必需的物质,并且骨骼也是机体重要而且容易被利用的钙源。此外,钙是维持体内所有细胞正常生理状态所必需的,例如心脏的正常搏动,肌肉、神经正常兴奋性的传导,凝血过程和酶的激活等功能。
就我国现有的膳食结构和营养调查结果表明,居民的钙摄入量普遍偏低,因此钙缺乏症是较常见的营养性疾病。钙缺乏主要表现为骨骼和牙齿的病变。儿童时期生长发育旺盛,对钙的需要量较多,如果长期钙摄入量不能满足需要,同时伴有蛋白质和维生素D缺乏,可引起儿童生长发育迟缓,新骨结构异常,骨骼钙化不良,骨骼变形,发生佝偻病,婴儿还会发生手足抽搐症。成人则表现为骨质疏松症,易发人群多为孕妇和老年人。缺少钙和维生素D可以发生手、脚抽筋和骨质软化病,严重的骨质软化可以使骨盆畸形,造成难产。
钙的适宜摄入量和食物来源由于我国居民的膳食是以谷类食物为主,所以钙的来源甚少,钙摄入普遍不足,孕妇和乳母的钙摄入量与中国营养学会推荐的适宜摄入量相差甚远。我国居民膳食钙参考摄入量中,适宜摄入量孕中期每日为1000毫克,孕晚期每日为1200毫克,孕妇可耐受最高摄入量每日为2000毫克。食物中钙的最丰富来源是奶和奶制品,不仅含量丰富,而且吸收率高,酸奶更有利于钙的吸收,是孕妇最理想的钙源;虾皮、鱼类(特别是带骨头的小鱼)和芝麻酱含钙也特别丰富,蔬菜和豆类含钙量虽较多,但吸收较差,硬水中也含有相当量的钙。目前,市场上强化钙的食品很多,对于钙易缺乏的人群,也是补充膳食钙不足的有效措施之一。
摄入充裕的钙不仅有助于防治相关营养缺乏病,还可能有利于减少一些慢性病的发生。但是,近年来随着强化钙的食品越来越普遍,钙补充剂也越来越多,摄入过多钙的危险性也在增加,需要充分加以重视。摄入过量的钙可能产生的不良反应有增加肾结石的危险性,奶碱综合症(高钙血症和伴随或不伴随碱中毒和肾功能不全的症候群),以及影响其他人体必需元素的生物利用率。
磷
磷在体内的作用磷约占人体总重的1%,成人体内含有600~900克的磷,是人体含量较多的元素之一。磷不但是构成人体的成分,而且参与生命活动中非常重要的代谢过程。人体内总磷量的85%~90%存在于骨骼和牙齿中。磷和钙结合形成磷酸钙,是构成骨骼和牙齿的重要成分,其中钙与磷的比值约为2:1。磷也是构成细胞中很多重要成分的原料,例如核酸、脑磷脂和某些辅酶等。磷参与葡萄糖和脂肪的代谢。磷还有助于人体酸碱平衡的调节。
磷缺乏通常不是由于膳食的原因。只有在特殊情况下才会发生磷缺乏。例如早产儿若仅喂母乳,母乳中含磷量较低,不能满足早产儿骨骼磷沉积的需要,可导致磷缺乏,出现佝偻病样的骨骼异常;磷缺乏还出现在长期进行静脉营养而没有补充磷的病人。
磷的适宜摄入量和食物来源一般来说如果膳食中钙和蛋白质的含量充足,磷也得到满足。在我国居民膳食磷的参考摄入量中,孕妇每日适宜摄入量为700毫克,可耐受最高摄入量每日为3000毫克。磷广泛存在于动植物食品中,如豆类、硬果类、蔬菜、水果中均含磷。谷类食物经发酵后,磷的利用率提高。动物性食物中的蛋、乳、瘦肉、鱼、禽类中磷含量都较高。但是,长期摄入过多的磷对人体是有害的,表现为高磷血症,对骨骼有不良作用,转移性钙化作用(引起非骨组织的钙化)、骨骼多孔性病变以及干扰钙的吸收等。
钾
钾为人体所必需的重要阳离子。正常成年人体内含钾总量约50毫摩尔/千克。成年男性略高于女性,分别为44~55毫摩尔/千克和32毫摩尔/千克。钾主要存在于细胞内,约占体内总量的98%,其他存在于细胞外。
钾在体内的主要功能和缺乏症钾在维持碳水化合物和蛋白质的正常代谢、维持细胞内正常渗透压、维持神经肌肉的应激性和正常的功能、维持心肌的正常功能、维持细胞内外正常的酸碱平衡和电离子平衡、以及降低血压方面有非常重要的功能。
如果人体钾摄入不足或体内丢失过多,导致体内钾总量减少可引起钾缺乏症,使神经肌肉、消化、心血管、泌尿和中枢神经系统等发生功能性和病理性改变,主要表现为肌无力及瘫痪、心律失常、横纹肌肉裂解症和肾功能障碍等。对于正常进食的人一般不易发生钾摄入不足。钾摄入不足或缺乏多见于疾病或其他原因需要长期禁食或少食者,静脉补液内少钾或无钾时也易发生钾缺乏。引起体内钾丢失过多的原因较多,包括频繁呕吐、腹泻、胃肠引流、长期使用缓泻剂导致钾经消化道损失;各种以肾小管功能障碍为主的肾脏疾病可使钾大量丢失;高温作业或重体力劳动时大量出汗导致钾经汗液大量丢失等。
钾的适宜摄入量和来源人体需要的钾主要来自食物,摄入的钾约90%被吸收。我国居民膳食钾适宜摄入量,孕妇每日为2500毫克。大部分食物都含有钾,但是蔬菜、水果和豆类是钾的最好来源。每100克谷类中含钾100~200毫克,豆类600~800毫克,蔬菜和水果200~500毫克,肉类150~300毫克,鱼类200~300毫克。每100克食物含钾量高于800毫克以上的有麸皮、赤豆、杏干、蚕豆、扁豆、冬菇、黄豆、竹笋和紫菜等。
钠
钠是人体中不可缺少的重要常量元素。自然界中的钠是以化合物的形式存在,食盐是人体获得钠的主要来源。成年人体内含钠约6200~6900毫克或95~106毫克/千克,占体重的0.15%,体内的钠主要在细胞外液,占总体钠的44%~50%,骨骼中钠的含量也高达40%~47%,细胞内含量较低,仅9%~10%。
生理功能和缺乏病钠是细胞外液的主要阳离子,在调节和维持体内水量的恒定方面发挥重要作用;钠在肾小管重吸收时,通过与H+交换清除体内酸性代谢物保持体液的酸碱平衡;钠还具有维持细胞内外液渗透压平衡的作用,参与糖代谢和氧的利用;钠与其他离子(钾、钙、镁等)浓度的平衡,对维持神经肌肉的应激性是必需的。
在一般情况下,人体内钠不易缺乏。但是在某些情况下,例如在禁食或少食,对膳食钠的限制过严使摄入量非常低时;高温、重体力劳动、过量出汗、胃肠道疾病、反复呕吐、腹泻等使钠过量排出体外时;或某些疾病,如阿狄森病引起肾不能有效保留钠时;胃肠外营养液缺钠或低钠时;使用利尿剂抑制肾小管重吸收钠使钠丢失等原因,造成体内钠含量的降低,并且未能及时补充丢失钠时,均可引起钠的缺乏。
钠的适宜摄入量和食物来源孕妇为每日2200毫克。钠普遍存在于各种食物中,但是人体钠的主要来源是食盐、酱油、盐渍或腌制肉类或烟熏食品。人群调查与干预研究证实,膳食钠的摄入量与血压有关,并且血压随年龄的增高中有20%可能归因于膳食中食盐的摄入。中等程度减少食盐的摄入量,可使高于正常的血压下降。长期摄入较高量的食盐,有可能增加患胃癌的危险性。
镁
镁为正常妊娠所必需的营养素。镁是多种细胞基本生化反应中必需的物质,也是人体细胞内的主要阳离子,70千克体重的成人体内含镁约20~28克,其中约60%~65%存在于骨骼,27%存在于肌肉,另外6%~7%存在于其他细胞,只有1%左右在细胞外液。