人体内的25种元素中氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁11种元素占人体质量组成的99.9%，称为常量元素；硅、铁、氟、锌、碘、铜、钒、锰、铬、钴、硒、钡、锡和镍14种元素，占人体质量不到0.1%，称为微量元素，它们含量虽少但对人体健康的影响是至关重要的。医生可根据人体组织或体液中某一元素的含量作为疾病诊断和治疗的依据；营养学家可根据人体内对某元素的需求和现有水平，掌握人体营养状况并进行调节。除了上述25种元素外，还有30种左右元素在人体各种组织中普遍存在，它们对人体健康的生物效应和作用至今还未被人们认识。还有少量的有毒元素，如铅、镉、汞、镭等，它们是人体不需要的有毒物质，在人体中能检测到，但含量极微，对人体健康一般不会造成影响。

6.1.1.1　人体内的常量元素

人体中的常量元素有碳、氢、氧、氮、硫、氯、钙、镁、钠等11种元素，占体重的99.9%。碳、氢、氧、氮是组成人体有机质的主要元素，占人体总质量的96%以上，还有少量的硫（0.25%）也是组成有机质的元素，具体组成见表6-1。

表6-1　人体的必需元素

钙占人体质量的1.4%左右，其中99%存在于骨骼和牙齿中，血液中占0.1%。离子态的钙可促进凝血酶原转变为凝血酶，使伤口处的血液凝固。钙在其他多种生理过程中都有重要作用，如在肌肉的伸缩运动中，它能活化ATP酶，保持肌体正常运动。成人对钙的日需要量推荐值为1.0克/日以上。奶及奶制品是理想的钙源，此外海参、黄玉参、芝麻、蚕豆、虾皮、小麦、蜂蜜等也含有丰富的钙。葡萄糖酸钙及乳酸钙易被吸收，是较理想的钙的补充剂。

成年人体内磷的含量约为720克，80%以不溶性磷酸盐的形式沉积于骨骼和牙齿中，其余主要集中在细胞内液中。它是细胞内液中含量最多的阴离子，是构成骨质、核酸的基本成分，既是肌体内代谢过程的储能和释能物质，又是细胞内的主要缓冲剂。缺磷和摄入过量的磷都会影响钙的吸收，而缺钙也会反过来影响磷的吸收。

镁在人体内含量约为人体质量的0.03%，它是生物必需的营养元素之一。人体内镁50%沉积于骨骼中，其次是细胞内部，血液中只占2%，镁和钙一样具有保护神经的作用，是很好的镇静剂，严重缺镁时，会使大脑的思维混乱，丧失方向感，产生幻觉，甚至精神错乱。镁是降低血液中胆固醇的主要催化剂，又能防止动脉粥样硬化，所以摄入足量的镁，可以防治心脏病。镁又是人和哺乳类动物体内多种酶的活化剂。人体中每一个细胞都需要镁，它对蛋白质的合成、脂肪和糖类的利用及数百组酶系统都有重要作用。镁还是利尿剂和导泻剂。若镁摄入过量也会导致镁、钙、磷从粪便、尿液中大量的流失，而导致肌肉无力、眩晕、丧失方向感、反胃、心跳变慢、呕吐甚至失去知觉。因此对钙、镁、磷的摄入都要适量，符合平衡比例。镁最佳的来源是坚果、大豆和绿色蔬菜。

钠、钾、氯是人体内的宏量元素，分别占人体质量的0.14%、0.20%、0.12%，钾主要存在于细胞内液中，钠则存在于细胞外液中。而氯则在细胞内、外体液中都有存在。Na+在体内起钠泵的作用，调节渗透压，给全身输送水分，使养分从肠中进入血液，再由血液进入细胞中。它们对于内分泌来说非常重要，钾有助于神经系统传达信息。氯用于形成胃酸。这三种物质每天均会随尿液、汗液排出体外，健康人每天的摄入量与排出量大致相同，保证了这三种物质在体内的含量基本保持不变。钾主要由蔬菜、水果、粮食、肉类供给，而钠和氯则由食盐供给。人体内的钾和钠之间必须保持均衡，过多的钠会使钾随尿液流失，过多的钾也会使钠严重流失。钠会促使血压升高，因此，摄入过量的钠会患高血压症，而且具有遗传性。钾可激活多种酶，对肌肉的收缩非常重要，没有钾，糖无法转化为能量或储存在体内的肝糖原中（为新陈代谢提供能量的物质）。肌肉无法伸缩，就会导致麻痹或瘫痪，此外细胞内的钾与细胞外的钠，在正常情况下能形成平衡状态，当钾不足时，钠会带着许多水分进入细胞内使细胞胀裂，形成水肿。此外，缺钾还会导致血糖降低，而没有充足的镁会使钾脱离细胞，被排出体外，从而导致细胞产生缺钾使心脏停止跳动。

6.1.1.2　人体内必需的微量元素

到目前为止，发现人体必需的微量元素有：氟、硅、钠、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、硒、钼、锡和碘14种，它们占人体总质量比例不到0.05%，含量虽少，但对人体的健康却至关重要。

人体必需的微量元素中铁含量最多，成年人体内约含4～5 g，其中73%存在于血红蛋白中，3%存在于肌红蛋白中，它起着将氧输送到肌体中每一个细胞中的作用，其余部分主要储存于肝中，铁是多种酶的成分。铁对于少年儿童的发育非常重要，特别是针对6～24个月的婴幼儿，缺铁时会使大脑发育迟缓、受损。人体缺铁会导致缺铁性贫血，人会感到体虚无力，严重时发展为缺铁性心脏病。动物性食品与植物性食品相比其中的铁更易被吸收，但总的吸收率不高，而无机铁的吸收率较高。(www.daowen.com)

成人体内含锌量为2～3 g，锌是人体七十多种酶的组成成分，参与蛋白质和核酸的合成，因此锌是维持人体正常发育的重要元素之一。缺锌会影响很多酶的活性，进而影响整个机体的代谢；锌蛋白就是味觉素，缺锌时味觉不灵，使人食欲不振；锌是维持维生素A正常代谢的必需元素、增强眼睛对黑暗的适应能力；胰腺中锌含量若降至正常人一半时，易患糖尿病；缺锌还会使男性性成熟较晚，严重时会造成不育。动物食品中锌的生物有效性优于植物食品，但总的情况是人体对食物中锌的吸收利用率较低。

人体内含碘量为20～50 mg，其中20%～30%集中在甲状腺中，它构成甲状腺素和三碘甲状腺素，该类物质的功能是控制能量的转移、蛋白质和脂肪的代谢、调节神经与肌肉功能、调控毛发与皮肤的生长。孕妇怀孕期间若缺碘则会引起胎儿发育不正常，严重时会生出低能儿、畸形儿，甚至胎死腹中。一般情况下，人缺碘会造成甲状腺肿大，肿大的甲状腺消耗更多的碘，使甲状腺细胞分解，而降低分泌甲状腺素的功能，就会使人感到疲倦、懒散、畏寒、性欲减退、脉搏减缓、低血压。另外，缺碘与甲状腺癌、高胆固醇及心脏病致死都有很大关系。

人体内含氟量约为2.6 g，主要分布在骨骼与牙齿中，其生理功能是防止龋牙和老年骨质疏松症。氟又是一种积累性毒物，体内含量高时会发生氟斑牙，长期较大剂量摄入时会引发氟骨病，即骨骼变形、变脆、易折断。过量的氟还能损伤肾功能。每人每天摄入推荐量为2～3 mg。海鲜、茶叶中都含有丰富的氟，含氟为0.5～1.0 mg/L的生活饮用水是供给氟的最好来源。

人体内的铜可以促进肠道对铁的吸收，促使铁从肝及网状内皮系统的储藏中释放出来，故铜对血红蛋白的形成起重要作用，缺铜也会导致缺铁性贫血；铜对许多酶系统和核糖核酸（RNA、DNA）的制造有重要的作用，它也是细胞核的一部分。它还有助于骨骼、大脑、神经、结缔组织的发育，缺铜会造成骨质疏松、皮疹、脱毛、心脏受损，还会使毛发黑色素丧失、动脉弹性降低。体内铜/锌比值降低时，可引起胆固醇代谢紊乱，产生高胆固醇血症，易发生冠心病和高血压。铜也具有一定毒性，摄入过量时会发生急、慢性中毒，可导致肝硬化、肾受损、组织坏死、低血压。海鲜、茶叶、葵花籽、西瓜籽、核桃、肝类都含有丰富的铜，在未使用化肥的土壤中栽种的植物食品也含较多的铜。

钴是维生素B12的成分，每天只需要3μg VB12就能防止恶性贫血、疲倦、麻痹等现象，人体中只有结肠中的大肠杆菌能合成含钴VB12，因此体外合成含钴VB12并摄入体内才能被充分利用。人体中的钴可随尿液排出，低剂量的钴不会引起中毒，若把钴放在酒中服用，则会引发中毒性心力衰竭并导致死亡。

锰是人体必需的另一种微量元素，在许多酶系统中起着重要作用，可帮助胆碱利用脂肪，缺锰会引起胎儿骨骼异常，发育迟缓及出现畸形，缺锰会使人体免疫力下降，全身肌肉无力，平衡不良，动作不协调。人体对锰的吸收利用率较低，多余的锰会随胆汁通过粪便排出体外。含锰丰富的食物有糙米、米糠、香料、核桃、花生、麦芽、大豆、土豆等。

铬、硒、镍、钒、钼、硅、锡都是人体需要的微量元素。铬是维持人体内葡萄糖正常含量的关键因素，它可以提高胰岛素的效能。降低血清胆固醇含量，对预防和治疗糖尿病、冠心病有明显功效；硒参与人体组织的代谢过程，对预防克山病、肿瘤和心血管疾病，延缓衰老等方面都有重要作用，硒还有抗癌作用，对某些有毒元素有抑毒作用；镍具有刺激血液生长的作用，能促进红细胞再生；钒可促进牙齿矿化坚固；钼激活黄素氧化酶、醛氧化酶；锡直接影响机体的生长；硅是骨骼软骨形成初期所必需的元素。这些元素在人体内含量很少，但对人体内的新陈代谢都有重要作用，环境不受严重污染时，通过食物链进入体内不变，不会造成危害，若环境遭受严重污染，或长期接触则会在体内积累，达一定量时，会对机体产生各种毒害作用，甚至致癌。

6.1.1.3　人体中的有害元素

铅、镉、汞、砷、银、铝、铬（六价）、碲等元素在人体内有少量存在，每天可从食物、呼吸、饮水等渠道少量进入人体，当然也通过排泄系统排出体外。到目前为止还未发现这些元素在体内有什么生理作用，而其毒性作用却不少。如汞是一种蓄积性毒物，在人体内排泄缓慢，其中甲基汞可严重损害神经系统，尤其是大脑和小脑的皮质部分，表现为视野缩小、听力下降、全身麻痹，严重者神经紊乱以致疯狂痉挛而致死；镉可在体内蓄积而引起慢性中毒，主要损害肾近曲小管上皮细胞，表现为蛋白质尿、糖尿、氨基酸尿。镉对磷有亲和力，故可使骨骼中的钙析出而引起骨质疏松软化，出现腰背酸痛、关节痛及全身刺痛。镉可致畸胎，有致癌作用并引起贫血；铅在体内能积蓄，主要损害神经系统、造血器官和肾脏，同时出现口腔金属味齿银铅线、胃肠道疾病、神经衰弱及肌肉酸痛、贫血等症，中毒严重时休克、死亡；砷可在体内积蓄而导致慢性中毒，主要是三价砷与细胞中含巯基的酶结合形成稳定的结合物而使酶失去活性，阻碍细胞呼吸作用，引起细胞死亡而呈现毒性。无机砷化合物可引发肺癌和皮肤癌；若银在人体内大量积蓄可引起局部或全身银质沉着，表现为皮肤、黏膜及眼睛出现难看的灰蓝色色变，有损面容，而到目前为止还未发现有生理作用或病理的变化；铝进入神经核后，影响染色体，老年性痴呆症患者的脑中往往含有高浓度的铝。铝能把骨骼中的钙置换出来，使骨质软化，把酶调控部位上的镁置换出来而抑制酶的活性，还会降低血浆对锌的吸收，健康人对铝的吸收很少，而肾功能受损者对铝的吸收较高；六价铬是致癌物；长期与碲接触，肝脏、肾脏和神经功能都会受到损害。

到目前为止，除了上述元素之外，人体中还发现了30多种生理功能或病理损害未知的元素。