必需微量元素的功能、缺乏与有害作用

必需微量元素的功能及缺乏

虽然目前对微量元素必需性的理解及判断标准还不完全一致，但是，可以归纳为以下几点：(1)存在于人体的健康组织之中；(2)在体内的浓度相当恒定；(3)缺乏时，可产生生理功能及结构异常现象；(4)补充该元素，可以恢复正常生理功能或预防异常；(5)缺乏症的异常变化常伴有特异生化改变；(6)当缺乏症得到防治时，这些生物学变化也可以得到防治。如上所述，目前已确认氟、碘、硅、铬、铜、锰、铁、钴、钼、锌、钒、镍、锡和硒等14种必需微量元素，它们在各种酶系统中起催化作用；或以激素、维生素的必需成分或辅助因子而发挥作用；或形成具有特殊功能的金属蛋白质(如血红蛋白、铜蓝蛋白等)。

维持必需微量元素的特殊生理功能需要有两个条件，即在其作用部位该元素有足够的数量，并以特定的化学形式存在。量不足或化学形式不符，均可导致其生理功能发生缺陷，出现缺乏症。这是一种生理状态，在该状态下，某种微量元素在机体作用部位的浓度不能充分维持机体依赖于它的一些功能，即总是有一项或多项依赖于该元素的功能指标由于浓度不足而受到损害。但当用该元素的生理需要量给机体补充后，这种损害可以得到防治。

有害微量元素的毒性

近年来国内外分析工作者对饰物、玩具、餐厨具中的微量元素进行了监测，发现含有非人体所必需的重金属元素(如砷、汞、镉、铅等)。如果对这些用具的生产不加以严格监督和管理，将会对人体造成严重危害：可使感染因子抵抗力、移植性肿瘤抵抗力和血清抗体效价降低；抑制B细胞对有丝分裂素反应、迟发性变态反应、混和淋巴细胞反应和巨噬细胞功能；引起过敏反应；使致癌因素增加。其原因在于重金属的蓄积性使之易于产生有害作用，特别是慢性危害。重金属可与细胞内具有重要生物活性的大分子中的配位基团共价结合，从而引起生物大分子正常功能改变，这是重金属毒性最重要的化学基础。金属毒性与其氧化态密切相关，金属原子上增加或减少电子都会改变其化学活性，影响其与组织配体结合能力，因而影响其毒性。以汞为例，汞以3种氧化态存在，元素汞对人几乎只造成中枢神经系统损伤；一价汞离子的盐仅引起局部刺激；二价汞离子形成多种可溶性盐，多为全身性剧毒物。

必需微量元素的毒性与非必需微量元素的毒性是不相同的。必需微量元素中毒时的症状可能是非特异性的，只有与该元素有关的酶作用异常加强时，可出现特异症状。非必需元素的有害作用可能是由于抑制了必需元素的吸收利用，或是抑制了它们在生物大分子中的活性而导致的后果。

饰物、玩具中微量元素与人体健康

饰物和玩具种类繁多，不可能对其一一分述，仅就其构成作简单的介绍。饰物和玩具虽然种类多，但其构成原料多为金属、塑料和陶瓷并涂饰不同颜料，部分原料为针织品和皮革，对所有原料的分析和监测具有十分重要的意义。

早在公元前7000年的金和铜饰物中就广泛含有铅。1988年国外曾有人对多种玩具进行了监测，发现含有铅、镉和钡。我国在1991年对24种儿童玩具作了分析，测定了其中铅和镉的含量，发现涂有颜料和未涂颜料的玩具铅和镉的含量差别很大，未涂颜料的玩具中铅和镉的含量很少；涂了颜料的玩具含铅量相当大(铅含量为(110．3～5156，0)毫克／千克，镉含量为(0．34～35．5)毫克／千克]。

不仅应对一般的玩具作监测，而且对大型的运动场地也必须严格监督。1990年，有人曾对运动场的土壤和沙质进行了分析，发现含有砷、铅、镉、汞和铊等人体非必需微量元素，有害于人体健康，故而作者曾建议对修建运动场的土和沙质应严格监测，特别是对幼儿园沙坑的沙质更应严加分析，绝不可用被有害元素污染的沙子。

微量元素可以通过消化系统、呼吸系统和皮肤进入身体，且不同途径的吸收率也不同。而不同微量元素的生物学半减期不同，因此对人体的毒性也不同。有害元素的生物学半减期及吸收率列于表下。

有害元素的生物半减期及吸收率

元素生物学半减期（天）吸收率（%）

经口经呼吸道

砷

镉

锑

钡

汞

铅 280

200

1．46×10-3 3

0．25

8 27

研究结果表明，饰物和玩具中含某种或多种人体非必需微量元素还会对生殖和发育造成毒性危害。生殖毒性主要指对生育能力的影响；发育毒性是指可引起子代发生发育上的障碍。这些毒性主要表现为不育、生育能力低下、自然流产、死胎、先天缺陷、新生儿死亡、出生低体重儿等。铅及铅化合物能通过胎盘对胚胎有较大的毒性。妇女在妊娠前、妊娠期接触铅，可影响胚胎着床，阻碍胚胎发育，引起流产、早产或死产，或使出生后死亡增加，存活者出现智力低下等。汞及其化合物可使妇女月经紊乱、排卵率下降、引起自然流产。有资料表明，妇女接触砷自然流产率高和出生低体重儿。镉及其化合物可能会引起胎儿死亡及影响出生后的生长发育。致畸实验中发现，染镉后脑积水、露脑、无肢、短肢、缺趾、肋骨和胸骨的畸形及钙化不全的发生率增高。

所以，除了国家对饰物、玩具的生产和销售应制定严格的法规外，使用者也应增强自我保护意识，避免有害元素通过各种途径进入体内而对人体造成危害。

餐厨具中微量元素与人体健康

餐厨具和人们的生活有着密切的关系，对其中微量元素，特别是有害微量元素的了解和认识有着十分重要的意义。除玻璃外，餐厨具多为塑料、陶瓷、搪瓷、金属和合金(铝及铝合金、铁、不锈钢、铜、锡等)所制成，上述材料均含有某种或多种有害元素。砂锅陶制品大都经涂釉料烧结，其中铅、砷等有害物质会因反复加热解析；普通搪瓷制品的外面涂有一层珐琅，其中含有对人体有害的珐琅铅及铅化合物，还有其他一些有害于人体的重金属离子。如果用搪瓷制品煎煮食物，铅和其他重金属离子就会溶解到食物中，从而引起慢性中毒，对人体的骨骼和肾脏造成损害。

绘以五彩缤纷图案的陶瓷餐具给就餐者一种美的享受，但许多人并不了解其潜在的危险。绘在瓷器、陶器上的高温彩釉或低温彩釉，都是由一些有毒的重金属及其化合物构成的颜料，如大红色彩釉多数是含镉的化合物，奶油黄色含氧化铅，翠绿色含氧化铬。用这种瓷釉器皿盛果汁、醋、酒等弱酸性食物时，彩瓷釉花中的有毒重金属就会被溶解出来并随食物进入人体，引起慢性中毒。镉中毒可引起肺、骨损伤；铅中毒会产生贫血、神经衰弱、骨髓增生受抑等症。因此，不宜使用彩瓷、彩陶餐具，特别是器皿内壁彩釉图案的餐具。

某些饮食店或个人把饮料装入镀锌白铁桶内在市面出售，此举很不科学。因为清凉饮料一般都含有诸如柠檬水、桔子孙水、酸梅汤等酸性物质，锌易溶于酸性溶液中。实验表明，锌在柠檬酸水中的含量可高达1411毫克／升，一次食用(80～100)毫克锌便可引起急性中毒。儿童对锌很敏感，更容易引起中毒。中毒后的主要表现是胃肠道刺激症状，如恶心、呕吐、腹泻、腹绞痛，还可伴有全身不适、眩晕等，个别严重者可出现脱水、酸中毒症状，若不及时处理会危及生命。

日常生活中重复使用塑料食品包装袋对人体也会产生不良影响。国外有人对17种不同种类塑料面包袋的印刷部分进行测试，结果表明，每只袋子含铅量平均为26毫克。若采用弱酸溶液作提取处理，在十分钟内即可测出其中铅总量的6％。为此，专家曾建议食品类包装袋上应禁止铅印刷，同时，更应注意不要重复使用铅印刷食品袋。

铁、铜炊具的材料虽为人体必需元素，但也应因人、因物而异。英国医生曾发现，因寄生虫感染引起缺铁性贫血的病人中，严重的类风湿性关节炎很少见；而习惯用铁锅炒菜的类风湿性关节炎病人却很容易旧病复发，发病后血清中的铁下降。这是由于人体内较多的铁与蛋白质结合而形成一种物质，后者再与铁分子结合可形成铁蛋白蓄积于关节的粘液之中。每一个铁蛋白分子含有4500个铁原子，如再与铁结合就达到饱和。饱和的铁蛋白具有毒性，它和游离的铁能促进类风湿关节炎的发作，因此，关节炎患者不要用铁锅做饭。山楂、海棠中含有果酸，遇铁后会引起化学变化，将铁溶解，并产生一种低铁化合物，食后可引起中毒。低铁化合物中毒的潜伏期很短，一般在吃后一小时发作。主要症状是恶心、呕吐、舌头和牙龈变为紫黑色。因此，山楂、海棠等酸性水果不宜用铁锅煮。

铜制炊具虽然光亮美观，铜本身也不会使人中毒，但它会破坏食物中的维生素，加速维生素C的氧化，使维生素的损失率比铁锅高两倍、比铝锅高6倍。此外，在潮湿的空气中铜极易与空气中的二氧化碳和水发生化学反应，在炊具表面产生一层绿色的铜锈，它对人体有害，食之会引起急性中毒，因此，不宜经常使用铜制炊具。

目前，铝制品盛行，铝制餐具、炊具、容器应用极为普遍，这也是人体摄入铝的重要来源。如果摄入铝超过40毫克／天，则会给人体造成危害：(1)引起神经系统病变；(2)透析综合症；(3)和阿尔茨海默氏病有关，此病是以进行性认知功能减退为特征的早老性痴呆，脑细胞铝含量明显增加；(4)可能和地方性肌萎缩性侧索硬化、帕金森氏痴呆病的发病有关；(5)饮用含铝量为5毫克／升饮水的儿童的生长发育、智力均受到影响。

油漆筷子美观、价格便宜，但对人体健康不利。因为油漆中含有有害元素铅，如黄色油漆的铅含量占颜料总量的64％。铅中毒量为0．04克，致死量为20克。每日进入体内的铅量超过1毫克即可对人体造成危害。铅主要损害神经系统、造血器官和肾脏，重者可出现口腔金属味，齿龈出现铅线，并有胃肠道症状、神经衰弱及肌肉痛等，尤其会影响儿童的智力发育。

综上所述，饰物、玩具、餐厨具中微量元素与人体健康的关系极为密切，如不认真对待会给人体健康造成危害，乃至危及生命，所以国家制定了有关的法规和国家标准。但是，广大使用者更应有自我保护意识，增加对有关知识的了解，在日常生活中切实执行有关法规和规定，永保身体健康、生活幸福、美满。