無(wú)機(jī)元素缺乏或過(guò)量對(duì)兒童健康的影響*

郭 亞，張學(xué)歡，丁維蓮

(甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 金昌 737100)

人體是由各種化學(xué)元素組成的，這些化學(xué)元素的相互組合形成了人體所必需的蛋白質(zhì)、碳水化合物和核酸等，維系著人體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著生活水平的提高，人們也越來(lái)越關(guān)注化學(xué)元素與人體健康的影響。化學(xué)元素在人體中的功能不同，但都是維持人體正常生命活動(dòng)所必需的。兒童正處于人的一生中生長(zhǎng)發(fā)育最旺盛時(shí)期，化學(xué)元素在兒童生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)環(huán)節(jié)都起著非常重要的作用。體內(nèi)化學(xué)元素過(guò)量或過(guò)少，就會(huì)破壞機(jī)體的生理平衡，就會(huì)對(duì)人體健康造成影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起各種各樣的疾病。本文分別簡(jiǎn)單介紹一些化學(xué)元素在人體中的作用及過(guò)量攝入后對(duì)兒童健康的影響。

1 無(wú)機(jī)元素對(duì)兒童健康的影響

1.1 鐵

鐵是人體所必需的無(wú)機(jī)元素之一。一般情況下，成人每天的需鐵量為12毫克，但兒童正處于生長(zhǎng)發(fā)育最旺盛時(shí)期，其生長(zhǎng)發(fā)育需要大量的營(yíng)養(yǎng)，他們每天需要15毫克。鐵在人體內(nèi)具有重要的作用，它參與能量代謝與造血功能，比如輸送氧氣的血紅蛋白，可貯存氧氣的肌紅蛋白以及可轉(zhuǎn)運(yùn)電子的細(xì)胞色素，其結(jié)合各種酶并分解解毒抑制細(xì)菌和過(guò)氧化物、參與三羧循環(huán)，然后釋放能量，能量的釋放與細(xì)胞膜中線粒體中聚集的鐵的數(shù)量有關(guān)，聚集的鐵越多，釋放的能量也就越多。鐵還參與血紅蛋白、肌紅蛋白及酶的合成，鐵還與人體免疫密切相關(guān)，研究表明如果人體缺鐵，就會(huì)降低體內(nèi)中性白細(xì)胞的殺菌能力，還會(huì)使淋巴細(xì)胞功能受損[1]。如果兒童鐵的攝入不足，吸收利用不良的話，就會(huì)使其體內(nèi)血紅蛋白的合成受到影響，從而形成缺鐵性貧血。缺鐵性貧血會(huì)導(dǎo)致兒童疲乏、沒(méi)有活力、注意力不集中、記憶力減退、食欲下降、免疫力降低容易生病并伴有頭暈、眼花、耳鳴等癥狀。如果缺鐵嚴(yán)重，還會(huì)造成貧血性心臟病。但是，如果人體中鐵含量過(guò)高，也會(huì)對(duì)心臟、肝及胰臟產(chǎn)生損害，甚至?xí)剐呐K病的發(fā)作率提高。研究表明[1]，當(dāng)全血為50 mg/100 mL，血清含量為0.065～0.175 mg/100 mL，即血鐵濃度超標(biāo)時(shí)，人體內(nèi)貯存鐵和運(yùn)用鐵之間的動(dòng)態(tài)平衡會(huì)被打亂，人由于全身性血管的擴(kuò)張、充血而休克，并伴有不用程度的鐵中毒癥狀(隨著鐵超標(biāo)量程度的不同)，輕者嘔吐、腹痛、腹瀉等，重者代謝酸中毒，末梢神經(jīng)衰竭，甚至死亡。另外，鐵的含量超標(biāo)時(shí)，還會(huì)造成人體DNA畸形，使基因突變，影響蛋白質(zhì)的合成，甚至?xí)斐杉?xì)胞死亡或癌變。因此，鐵過(guò)量攝入后可能會(huì)對(duì)兒童引起不可逆轉(zhuǎn)的損害。

1.2 碘

早在1850年人們就已發(fā)現(xiàn)碘是人體必需的微量元素，它的生理功能是碘是肌體中合成甲狀腺素的重要成分。此外，碘還有“智力元素”之稱，它可以防止胡蘿卜素被破壞，從而促進(jìn)體內(nèi)維生素A的合成以及蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞的分化與生長(zhǎng)，促進(jìn)糖和脂肪的代謝，調(diào)節(jié)水鹽代謝，并促進(jìn)人體骨骼的發(fā)育以及維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等。

成人體內(nèi)碘的含量大約為25 mg，其中有70%～80%集中在甲狀腺內(nèi)，促進(jìn)甲狀腺的合成，甲狀腺素的功能體現(xiàn)在可克制調(diào)節(jié)人體基礎(chǔ)代謝，對(duì)兒童的生長(zhǎng)發(fā)育十分重要。如果在飲食及飲用水中缺乏碘元素，就會(huì)導(dǎo)致甲狀腺增生。缺碘地區(qū)的兒童常出現(xiàn)因發(fā)育不全而成為低智兒童，表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育不良，反應(yīng)遲鈍，體力不佳，從而影響了正常的生活和勞動(dòng)[2]。但碘過(guò)量攝入，因可抑制甲狀腺素的合成和分泌，使促甲狀腺素增多，甲狀腺在促甲狀腺素的作用下，發(fā)生代償性增大，也會(huì)產(chǎn)生甲狀腺腫。甲狀腺腫經(jīng)診斷一部分是甲狀腺癌，一部分是甲狀腺瘤，還有一部分是甲狀腺炎。此外，體內(nèi)碘過(guò)多，會(huì)引起甲狀腺功能亢進(jìn)，使人心跳加快，并伴有情緒急躁和手指顫抖等癥狀[3]。一般情況下，每人每日攝入200 μg即可維持正常的需碘量，攝入量低于50 μg則為不足，而大于1000 μg則會(huì)出現(xiàn)碘中毒[4]。

1.3 銅

銅主要存在于肌肉中，組成銅蛋白，具有多種生理功能，可以促進(jìn)細(xì)胞的成熟及血紅蛋白的合成，它還參與細(xì)胞色素氧化酶及體內(nèi)含銅金屬氧化酶的合成。其中含銅金屬氧化酶是構(gòu)成心臟血管的基質(zhì)膠原和彈性蛋白在合成中不可或缺的物質(zhì)，如果銅缺乏，這種酶的合成就會(huì)減少，會(huì)導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生。含銅酶還與兒茶酚胺類激素的代謝有關(guān)，并參與黑色素的生成和神經(jīng)遞質(zhì)的代謝。因此，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能及內(nèi)分泌功能等都有重要影響[4]。此外，銅還是鐵的助手，它可以促進(jìn)腸道對(duì)鐵元素的吸收，缺銅會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血。并且銅還是細(xì)胞核的一部分，對(duì)骨骼、大腦和神經(jīng)組織的發(fā)育具有重要的作用[5]。

人體缺銅會(huì)嚴(yán)重影響兒童大腦發(fā)育，從而導(dǎo)致門凱氏病(Menkesdisease)，又叫做卷發(fā)綜合征。主要原因是腸道和腎上皮細(xì)胞對(duì)銅的吸收受到損害從而導(dǎo)致銅代謝紊亂而缺銅。人體每天只需攝入15～30 mg的銅，攝入過(guò)量的銅，會(huì)使體內(nèi)銅離子過(guò)多，并在人體血液及肝臟、腎臟和腦中積累，引起急慢性中毒，又叫威爾遜病(Wil sondisease)損傷細(xì)胞膜，使血紅蛋白變性，并可導(dǎo)致肝硬化、腎受損、組織壞死和低血壓等。在膽頭性肝硬化患者的肝臟中，銅的含量要比正常人高60～80倍。瘋牛病(Priondisease)就是由于銅離子攝入過(guò)量而導(dǎo)致的神經(jīng)毒性引起的。另外，在飲水中如果銅含量過(guò)高的話還容易引起心血管疾病[6]。

1.4 鋅

鋅是人體必需的微量元素，被譽(yù)為“生命之花”。鋅是人體八十多種酶的必需元素，并參與碳水化合物、蛋白質(zhì)和核酸等生物體成分的合成與分解[7]。鋅對(duì)人體的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育和組織修復(fù)等具有重要的作用。比如，鋅能促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育，是兒童大腦發(fā)育必不可少的物質(zhì)；鋅還與性器官的發(fā)育、男子第二特征的出現(xiàn)及生育等有密切關(guān)系；同時(shí)，鋅還有使味覺(jué)增強(qiáng)、食欲增加的作用；鋅還參與免疫、防御功能，有助于創(chuàng)傷、潰瘍的愈合，可能對(duì)多種疾病的發(fā)生、發(fā)展有一定抑制作用；此外，鋅還可以保護(hù)人體的皮膚和毛發(fā)，促進(jìn)骨骼和牙齒的發(fā)育，還參與胰島素的合成，增強(qiáng)胰島素的活性。如果鋅缺乏會(huì)導(dǎo)致多種代謝障礙，兒童缺鋅可引起發(fā)育遲緩、智力發(fā)育緩慢、皮膚粗糙、上皮角化、指甲有白斑、味覺(jué)減退和創(chuàng)傷愈合慢等癥狀；缺鋅還會(huì)使兒童的生殖系統(tǒng)失調(diào)，這種失調(diào)還可能造成兒童或少年性發(fā)育不成熟，性功能低下[8]。成人每天需鋅10～15 mg，兒童每天僅需6～8 mg，可從飲食和飲水中獲取。但鋅的攝入過(guò)量可引起中毒，產(chǎn)生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、消化道出血、口腔潰瘍、厭食、昏睡和神經(jīng)損傷等癥狀。慢性鋅中毒還會(huì)造成動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓和冠心病等[3]。另外，鋅吸收過(guò)量還會(huì)影響鐵、銅的吸收，造成體內(nèi)鐵質(zhì)缺乏，容易引起或加重缺鐵性貧血。

1.5 硒

硒與人類健康密切相關(guān)，是人體必需的無(wú)機(jī)元素之一。硒的主要生物學(xué)功能是血液和組織中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-PX)的必須組成成分，該酶可以分解過(guò)氧化氫及清除體內(nèi)的自由基，阻止其異性反應(yīng)。人體內(nèi)大量的自由基在有氧的情況下，能夠氧化細(xì)胞內(nèi)外的多種生物化學(xué)成分，從而造成細(xì)胞及細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能的損傷，而硒能加強(qiáng)維生素E的抗氧化作用，可以保護(hù)細(xì)胞膜不受過(guò)氧化物的損傷，維持細(xì)胞膜正常結(jié)構(gòu)和功能[6]。體內(nèi)的硒還能降低汞、銅、鉈、砷等元素的毒性；硒還能刺激體內(nèi)產(chǎn)生抗體，增強(qiáng)中性白細(xì)胞的殺菌能力，使體內(nèi)免疫功能增強(qiáng)；此外，硒還在神經(jīng)傳導(dǎo)和視覺(jué)中起重要作用。早在1973年人們就發(fā)現(xiàn)克山病與硒缺乏有關(guān)，如果兒童硒缺乏，其頭發(fā)中硒的含量較低，預(yù)防克山病的每日最低硒攝入量為17 μg。如果人體內(nèi)缺硒，還容易患上大骨節(jié)病、克山病、心肌病和多種癌癥以及肌無(wú)力、肌萎縮和白內(nèi)障等疾病。但硒攝入過(guò)多也會(huì)中毒致病，急性硒中毒表現(xiàn)為惡心、無(wú)力、頭暈、頭疼、嘔吐、腹瀉等，重者還伴有支氣管炎、手指顫抖、高熱出汗及肝腫大等。慢性中毒會(huì)產(chǎn)生頭暈、頭痛、惡心、倦怠無(wú)力、食欲不振、腹瀉等。硒含量過(guò)高還可能引起神經(jīng)中毒以致精神錯(cuò)亂；硒過(guò)多還會(huì)對(duì)兒童產(chǎn)生毒性作用，如脫發(fā)、指甲脫落、周圍性神經(jīng)炎、生長(zhǎng)遲緩及生育力降低等[9]。

1.6 錳

錳是兒童生長(zhǎng)發(fā)育所必需的無(wú)機(jī)元素，可以維持正常的骨結(jié)構(gòu)、正常的生殖系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，此外，錳參與體內(nèi)多種酶的合成與激活，還能通過(guò)加速細(xì)胞內(nèi)脂肪氧化來(lái)改善脂質(zhì)代謝，減少脂肪在肝臟內(nèi)積聚，從而保護(hù)了心腦血管。錳分布于全身各組織，腦中含量最高，其次是肝臟、腎臟、胰腺和骨骼等組織。錳在人體內(nèi)約占0.6×10-6，每天只需3～5 mg。(微量元素與人體健康，黃作明)兒童缺錳表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，可引起侏儒癥、智力障礙等。加利福利亞生物學(xué)家蘇爾特曼檢測(cè)發(fā)現(xiàn)血液中錳的含量為零的運(yùn)動(dòng)員容易骨折和關(guān)節(jié)脆弱，并且這些運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)鋅和銅的含量也只有普通人的一半。但體內(nèi)錳過(guò)多時(shí)，可引起慢性神經(jīng)系統(tǒng)中毒，比如會(huì)產(chǎn)生頭暈、頭疼、惡心、高熱、咳嗽及咽痛等癥狀，慢性中毒早期還會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群和自主神經(jīng)功能障礙，晚期則會(huì)出現(xiàn)錐體外束受損害病理癥狀等[3]。

1.7 鉻

鉻是人體必需的無(wú)機(jī)元素之一，在人體內(nèi)約占0.2×10-6，每天攝入量0.005～0.2 mg。六價(jià)鉻對(duì)人體有毒性作用，可致癌，而三價(jià)鉻是人體中葡萄糖耐量因子的組成核心成分，可以促進(jìn)糖類和脂肪的代謝。已證實(shí)，鉻可以通過(guò)形成GTF增強(qiáng)胰島素發(fā)揮作用，可以促進(jìn)葡萄糖由細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，促進(jìn)葡萄糖磷酸化及氧化，并促進(jìn)糖原合成和抑制糖異生。此外，鉻對(duì)膽固醇的代謝也有一定的作用[10]。兒童缺鉻會(huì)導(dǎo)致發(fā)育停滯、智力低下，還可能導(dǎo)致原發(fā)性白血病，此外，兒童肥胖也與鉻有關(guān)[11]。但如果體內(nèi)鉻攝入過(guò)多，則會(huì)鉻中毒，主要表現(xiàn)為對(duì)口腔、腸胃的刺激作用，出現(xiàn)嘔吐、腹瀉、血水樣便等。

1.8 鈷

鈷是維生素B12的組成成分，其生理功能也是通過(guò)維生素B12的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果兒童在成長(zhǎng)的過(guò)程中缺乏鈷元素，則可造成巨幼紅細(xì)胞貧血，鈷還可以促進(jìn)紅細(xì)胞生成素的合成和分泌，然后促進(jìn)血紅蛋白的合成，增加紅細(xì)胞的數(shù)量。

1.9 鉛、鋁、鎘、砷

鉛、鋁、鎘、砷四種元素對(duì)人體有明顯的毒害作用，是最常見(jiàn)的有害重金屬，在食品污染和人們的生活環(huán)境中廣泛存在，也最易引起人們的關(guān)注。這些有害重金屬及其化合物不容易被分解，可在人體內(nèi)蓄積并產(chǎn)生慢性毒性，對(duì)于人體的免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)都有毒害作用，并能引發(fā)多種疾病；鉛的毒性作用主要表現(xiàn)在對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等產(chǎn)生毒性；對(duì)兒童影響常見(jiàn)的有學(xué)習(xí)困難、注意力不集中、多動(dòng)、運(yùn)動(dòng)失調(diào)和智商下降等[12]。鋁超標(biāo)對(duì)兒童的影響主要表現(xiàn)在會(huì)影響孩子骨骼的生長(zhǎng)，智力上也會(huì)受到一定的影響。鎘在體內(nèi)的半衰期為16～31年，在脾，胰腺、甲狀腺和毛發(fā)等都有一定的蓄積，鎘對(duì)兒童的成長(zhǎng)具有明顯的毒害作用，被吸收后與金屬硫蛋白結(jié)合貯存在肝臟、腎臟和骨骼中。砷也在人體內(nèi)發(fā)生蓄積，入侵人體的各個(gè)器官，造成長(zhǎng)期危害。慢性砷中毒臨床表現(xiàn)為皮膚先是出現(xiàn)白斑然后變黑并呈橡皮狀，急性中毒表現(xiàn)為惡心、嘔吐、氣急、腰酸背痛和心力衰竭等[13]。

2 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)機(jī)元素和人體健康有著密切的關(guān)系，尤其是對(duì)于生長(zhǎng)發(fā)育比較迅速的兒童。因此，為了兒童的健康成長(zhǎng)，應(yīng)使兒童能夠合理膳食。如果有偏食、挑食的現(xiàn)象，家長(zhǎng)應(yīng)及時(shí)給予糾正，這樣可以預(yù)防兒童因缺乏或過(guò)量攝入無(wú)機(jī)元素而導(dǎo)致的某些疾病，從而使兒童能夠健康成長(zhǎng)。