硼是壹些綠色植物和藻類生長的必需元素,但哺乳動物不需要硼。所以,人體的必需元素其實有27種。在28種生命必需元素中,按其在體內的含量可分為宏量元素和微量元素。
宏量元素是指含量占生物總質量0.01%以上的元素,如碳、氫、氧、氮、磷、硫、氯、鉀、鈉、鈣、鎂,在人體內均在0.03%-62.5%之間,即11種元素*。
微量元素是指占生物總質量小於0.01%的元素,如鐵、矽、鋅、銅、溴、錫、錳等。這些微量元素約占人體總質量的0.03%。這些微量元素在體內的含量雖然很少,但在生命活動中起著非常重要的作用。這些微量元素是人體內的某些蛋白質、酶、激素和維生素。它能維持身體正常的生命活動。如果某些必需微量元素缺乏或失衡,就會引起疾病,甚至死亡。而且這些元素在體內是無法產生的,所以人體必須不斷從外界攝取適量的各種必需微量元素,才能保證身體正常的生理活動。
生物學功能
(1)生物體中構成蛋白質、碳水化合物和核糖核酸基礎的結構單位,也是地球生命的基礎。這些元素包括碳、氫、氧、氮、硫和磷。
生命的基本單位氨基酸和核苷酸是以碳為骨架變化的。先是壹條碳鏈壹條壹條的延伸,然後演變成蛋白質和核酸。然後進化成原始的單細胞,再進化成昆蟲、魚、鳥、獸、猴、猩猩,甚至人類。三十或四十億年來,這部生命交響曲的主題是碳的化學演變。可以說,沒有碳,就沒有生命。碳是生命世界的支柱。
氮是蛋白質的重要元素,占蛋白質分子量的65,438+06% ~ 65,438+08%。蛋白質是細胞膜、細胞核和各種細胞器的主要成分。動植物體內的酶也是由蛋白質組成的。此外,氮還是核酸、腦磷脂、卵磷脂、葉綠素、植物激素和維生素的重要成分。因為氮在植物生命活動中起著極其重要的作用。
氨基酸和壹些常見的酶都含有硫,所以硫是所有細胞的必需元素。
磷是各種生命物質的基本成分。人體中20%的礦物質是磷,是人體中第二豐富的礦物質營養元素,而80%的磷含量存在於骨骼和牙齒中,其余廣泛分布於體內各種細胞中的蛋白質、糖類、酶類和鹽類中。在細胞中,磷是基因結構(DNA、RNA、基因、染色體)的基礎,在自然生命活動中以ATP和ADP的形式對生物能量的產生、轉化和儲存起著關鍵作用。在植物中,磷是光合作用、呼吸作用、細胞功能、基因轉移和繁殖所必需的。
(2)鈉、鉀、氯離子的主要作用是調節體液滲透壓、電解質平衡和酸堿平衡。鉀離子、葡萄糖和氨基酸由鈉鉀泵泵入細胞,維持核糖體的最大活性,從而有效合成蛋白質。鉀離子也是穩定細胞中酶結構的重要輔助因子。同時,鈉離子和鉀離子也參與神經信息的傳遞。
(3)鈣和氟是必需的結構成分(如磷灰石、碳酸鈣等。)在骨骼、牙齒和細胞壁的形成中。鈣離子在傳遞激素效應、觸發肌肉收縮和神經信號、誘導血液凝固和穩定蛋白質結構方面也起著重要作用。
(4)鎂離子參與體內糖代謝和呼吸酶活性,是糖代謝和呼吸不可缺少的輔助因子。與乙酰輔酶a的形成和酸代謝有關。它在蛋白質的合成中起催化作用。它與鉀離子、鈣離子、鈉離子協同作用,維持肌肉神經系統的興奮性,維持心肌的正常結構和功能。另壹個與鎂有關的重要生物過程是光合作用。
(5)鐵(II,III)的主要作用是作為呼吸色素,在體內攜帶氧分子。例如,哺乳動物血液中的血紅蛋白和肌肉組織中的肌紅蛋白的活性位點都由鐵(II)和卟啉組成。其次,含鐵蛋白質(如細胞色素和鐵硫蛋白)是生物氧化還原反應中的主要電子載體,是所有生物體內能量轉換反應中不可缺少的物質。
(6)銅(I,II)的主要功能與鐵相似,起攜氧色素(如血藍蛋白)和電子載體(如銅藍蛋白)的作用。此外,銅還與體內鐵吸收的調節、血紅蛋白的合成、皮膚黑色素的形成、對結締組織和彈性組織結構的影響以及排毒有關。
(7)鋅離子是許多酶的輔助基團或激活劑。對維持維生素A的正常代謝功能和對黑暗環境的適應能力,維持正常的味覺功能和食欲,維持機體的生長發育,特別是對促進兒童的生長和智力發育有重要作用。
錳(II,III)是水解酶和呼吸酶的輔因子。沒有含錳的酶,就不可能進行特定的代謝過程,如尿液的形成。錳也是植物光合作用中光解水的反應中心。此外,錳還與骨形成和維生素C合成有關。