化學元素與人體健康-人體內(nèi)化學元素的濃度平衡

人體中的沉淀溶解平衡人體中的骨骼由水、有機質(zhì)、無機鹽等組成，其中，水約占25％～35％。在剩余的固體物質(zhì)中，約40％是有機質(zhì)，60％以上是無機鹽。無機鹽決定骨的硬度，有機質(zhì)決定骨的彈性和韌性。骨鹽以鈣和磷的化合物為主要成分，骨鹽中包括磷酸鈣、碳酸鈣、檸檬酸鈣等。在正常情況下，血中的鈣、磷與骨中的鈣、磷維持動態(tài)平衡。鈣鹽在骨中的沉淀和骨中鈣鹽溶解的正常進行是維持血中鈣、磷含量恒定的重要環(huán)節(jié)。牙齒的釉質(zhì)是人體中最硬的組織，主要成分是羥基磷灰石[Ca10(OH)2(PO4)6]。當遇到酸性物質(zhì)時，酸中H+向釉質(zhì)內(nèi)擴散，使羥基磷灰石溶解，鈣離子及磷酸根游離出來，該過程又稱為“脫礦”。若外部環(huán)境中鈣離子、磷酸根等的濃度比釉質(zhì)間隙內(nèi)更高時，可以向內(nèi)擴散，使相應礦物鹽再沉積，該過程又稱為“再礦化”。骨骼的礦化沉淀溶解平衡可利用維生素D、甲狀腺素、降鈣素等進行調(diào)節(jié)。例如，維生素D能控制人體中鈣和磷的新陳代謝。人體里的磷酸鹽酶是一種特殊的催化劑，能把有機的鈣、磷化合物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機的鈣和磷，而維生素D有控制磷酸鹽酶的能力。人體中化學元素的濃度平衡與生物效應人體中的化學元素可分為必須元素和非必須元素，這兩類元素在人體中的濃度與生物效應是不同的。生物效應的強弱依賴于特定器官或體液中該元素的濃度及其存在的新形態(tài)。

圖2-1必需元素生物效應圖圖2-2有害元素生物效應圖每種必須元素，都有相應的最佳健康濃度。必需元素嚴重不足會導致生長緩慢或生殖衰退甚至死亡。元素的濃度太高又會產(chǎn)生毒性，造成不正常的生長、患病甚至死亡。必需元素的缺乏可以通過補充該元素的彌補，而元素過量的危害往往更大。必需元素和非必需元素的理想生長響應曲線類型是不同的。在營養(yǎng)物質(zhì)中必需元素最適宜的濃度范圍是不同的。對于不同的元素，其適量范圍是不同的。不同元素的不同適宜范圍，還和人體的個體差異有關。有毒有害物質(zhì)被攝入后，并不一定馬上對人造成傷害，而是在人體內(nèi)蓄積，在達到一定的濃度以后可能會突然暴發(fā)。生物體具有強大的自我平衡機制，當外部環(huán)境發(fā)生相當大的變化時，這種機制能使機體內(nèi)部并不隨之發(fā)生顯著變化。避免某元素過量（超過適宜濃度范圍）蓄積而造成不必要的傷害，最好的辦法是通過食補而不是藥補，食補不宜過量，而藥補往往會造成元素在體內(nèi)蓄積，因此食補勝于藥補。從化學的觀點而言，全營養(yǎng)素的概念也是不科學的。多樣化的膳食既是獲得各種適量基本營養(yǎng)素的最好方法，同時也是避免物質(zhì)達到有害劑量的有效方法。人體的酸堿平衡正常人體的酸堿度一酸堿物質(zhì)的來源二人體的酸堿緩沖體系三酸堿平衡的調(diào)節(jié)和控制四目錄頁1.正常人體的酸堿度人體內(nèi)，酸性與堿性物質(zhì)總是保持一定的數(shù)量和比例，體液中的pH總是穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，這就是人體的酸堿平衡。1.正常人體的酸堿度1.正常人體的酸堿度2.酸堿物質(zhì)的來源人體中的酸性物質(zhì)主要是碳酸，它是由糖類、脂肪、蛋白質(zhì)氧化分解的產(chǎn)物CO2衍生而來的。2.酸堿物質(zhì)的來源酸性物質(zhì)，如乙酰乙酸、乳酸、尿酸等；堿性物質(zhì)，如氨基酸脫氨基所產(chǎn)生的氨氣（NH3）。酸性物質(zhì)，如肉、醋、醬油、辣椒等物質(zhì)；堿性食物主要有蔬菜、水果等。代謝過程中產(chǎn)生飲食中

攝入3.人體的酸堿緩沖體系生物體內(nèi)的3種主要緩沖體系是蛋白質(zhì)緩沖劑、碳酸氫鹽緩沖劑和磷酸鹽緩沖劑。3.人體的酸堿緩沖體系人體血漿中最重要的是碳酸氫鹽緩沖體系。3.人體的酸堿緩沖體系3.人體的酸堿緩沖體系當pH低于7.35時會發(fā)生酸中毒，pH高于7.0時會發(fā)生嚴重酸中毒導致手足抽搐致死。如果動脈血液的pH小于6.8或大于8.0時，只要幾秒鐘就會死亡。H3O+濃度稍高（pH偏低）將抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，稍低的H3O+濃度（pH偏高）將導致其興奮。3.人體的酸堿緩沖體系人體各組織、細胞代謝產(chǎn)生的CO2，主要通過血紅蛋白和氧合血紅蛋白的運輸作用，被迅速運到肺部排出。當人體新陳代謝過程中產(chǎn)生的堿或外來的堿進入血液時，血液中的H3O+便立即與之結(jié)合生成水。消耗的H3O+由H2CO3的解離來補充，使血液的pH保持穩(wěn)定。4.酸堿平衡的調(diào)節(jié)和控制首先，血液中有緩沖系統(tǒng)，是控制酸堿平衡的第一道防線。其次，可通過呼吸中樞來調(diào)整血液中碳酸的濃度，維持血液pH恒定。電荷平衡電荷平衡是人體中的基本平衡。人體中的電荷平衡主要是指細胞液內(nèi)外的陰陽離子平衡。細胞外液主要的陽離子是Na+、Ca+，主要陰離子是Cl-。細胞內(nèi)液陽離子主要是K+、Ca+，陰離子主要是PO43-，細胞液內(nèi)外的電荷平衡不僅影響信息的傳導，還影響著滲透壓平