生物无机化学与健康
生物无机化学是近年来在无机化学和生物学的边缘上发展起来的一门新兴科学。
生物无机化学与人类的健康息息相关，而人的健康又与生物无机化学中的微量元素有密切关系, 它们对维持机体的平衡和健康, 各自发挥着至关重要的作用。
本文仅阐述锌这种微量元素对人的健康作用。
锌( Zn) 是人体必需的营养元素, 正常人体内含锌量为2~ 3 g , 绝大部分组织中都有极微量的锌分布, 其中肝脏、肌肉和骨骼中含量较高。
血浆中锌的浓度是10~ 20 mol/ L,其中60%与血清白蛋白结合, 30% ~ 40%与α-巨球蛋白结合, 少量与氨基酸结合。
Zn 对生长发育、免疫功能、消化功能、生殖功能和物质代谢等均有重要作用。
锌在人体内的含量对身体健康至关重要, 缺乏或过量均会对人体造成危害。
本文主要概述锌对人体健康的生理效应及缺乏的防治途径, 以期对日常生活中合理科学的补充锌提供一些理论依据。
一、锌的生理效应
1、锌影响正常的生长发育
锌可通过直接作用于中枢神经系统和改变受体对神经递质的反应性而控制食欲, 由此改变味觉、嗅觉等功能, 导致厌食和体重减轻。
锌参与基因表达和内分泌功能, 并在DNA、RNA 合成和细胞分化中发挥重要作用。
同时, 锌还参与促进骨骼生长的激素, 对骨骼生长发育起着积极的作用。
另外, 锌还参与生长激素合成和分泌。
因此, 促生长因子C 不仅有赖生长激素的刺激, 而且需要有锌的存在。
据报道, 锌对生长激素的合成及噬菌体T4 转为噬菌体T3 均有直接作用, 故对身高的影响较为明显。
因此, 缺锌将影响儿童正常的生长发育。
目前, 锌与行为的关系日益受到重视,资料指出,人体缺锌将引起昏睡、表情淡薄、性行为减退, 探究行为减少以及学习能力降低, 脑中锌的含量远高于机体其他部位。
近几十年来研究发现, 锌缺乏和不足可以影响脑发育和智能。
低锌或高锌明显影响幼脑的发育及脑功能, 急性锌缺乏使实验动物和人脑功能受损。
锌对脑发育的影响主要发生在神经系统发育的初期( 胚胎期及出生后一定时期内) , 这也正是神经系统发育成熟的关键时期。
在这一时期, 锌对神经细胞的增殖、DNA 的复制用户蛋白质合成影响较大, 之后, 锌主要影响神经细胞的蛋白质合成, 进而影响细胞结构和功能。
锌对小儿神经系统的发育有不可忽略的影响, 如果缺乏或减少就会影响大脑中一些生要酶( 如细胞色素氧化酶、多巴胺- B羟化酶和过氧化物岐化酶) 的活性, 使脑的结构发生改变, 从而产生智力低下、反应迟钝、学习能力下降。
长期的锌缺乏与儿童生长限制有关已得到充分证实。
缺锌对生长发育期儿童影响是最突出, 出现的症状有: 生长迟缓、脑垂体调节机能障碍, 食欲不振,嗅觉与味觉减退, 创伤难愈合, 易感染, 肝脾肿大、贫血症、嗜睡症。
还造成性器官发育不全, 性机能降低。
缺锌还能影响脑垂体使相应的促性腺激素、生长激素等分泌不足而间接作用于生殖系统。
2、锌异常影响免疫功能, 减弱抵抗力
锌是参与免疫功能的一种重要元素, 能增强体液及细胞的免疫功能。
缺锌可以通过对与锌有关的酶不良影响而造成生长停滞、散在性全身性皮肤病变、腹泻、脱发、精神障碍、男性机能减退和易感染，由于反复感染能造成继发的免设功能受损。
缺锌也可短暂地损伤B 淋巴细胞,从而影响体液免疫应答。
缺锌还能造成迟发性皮肤过敏反应受到损伤。
与此同时，大量的锌也能抑制吞噬细胞的活性和杀菌力,从而降低人体的免疫功能, 使抵抗力减弱, 对疾病异感性增加。
锌是淋巴细胞凋亡的一个重要调节因子, 缺锌使胸腺萎缩, 淋巴细胞减少, 且因凋亡机制改变淋巴细胞产物, 使前细胞丧失。
锌摄入量不足会很快消弱细胞核抗体介导的免疫,使人体对病菌的抵抗力下降, 白细胞杀菌趋向性降低,同时会降低人体中“T”细胞的功能, 出现伤口不能愈合、身体瘦弱、食欲不好、易患感冒等状况。
可见, 锌在完善人体
的防御机能上起着其它营养物所不能代替的作用。
3、缺锌影响消化功能, 导致癌症
试验表明, 锌缺乏直接影响胃肠道功能, 如破坏小肠绒毛刷状缘, 对细菌肠毒素刺激敏感而增加肠液分泌, 破坏小肠正常通透性等。
此外, 研究表明, 血清锌降低时, 可导致食管癌、胃癌、肝癌、大肠癌等消化系统肿瘤,儿童出现厌食、腹泻等症状。
4、缺锌影响皮肤功能, 引起溃疡
研究表明, 体内缺锌、铁常使口腔粘膜上皮增厚, 细胞分裂增加, 上皮出现角质化, 易于剥脱, 引起口角糜烂、口腔粘膜出血和口腔溃疡。
锌能抑制胃液的分泌, 缺锌可促进胃及十二指肠溃疡形成。
另外, 多发生于婴幼儿的原发缺锌性皮肤病, 患者因肠道内缺乏寡肽酶, 从而形成肠内寡肽过量, 这种寡肽能结合Zn2+ , 产生不溶性复合物, 阻碍锌的吸收, 临床表现为四肢、口腔、肛门及阴部水疱性皮炎, 常合并甲沟炎、腹泻及广泛性脱发等。
成人一次性摄入2 g 以上的锌会发生锌中毒, 因锌对胃肠道的直接刺激作用导致恶心、呕吐、上腹疼痛、腹泻。
5、缺锌影响视觉功能, 导致视力下降
眼是含锌最多的器官, 而脉络膜及视网膜的含锌量又是眼中最多的组织, 所以眼对锌的缺乏十分敏感。
当眼缺锌时可引起椎体敏感性改变, 视神经萎缩引起的视觉不良, 用锌剂治疗时, 视觉功能很快恢复。
另外, 锌与VitA 的代谢有关, 缺锌时血清VitA 下降, 可引起眼的暗适应力减退, 造成夜盲症, 严重时会造成角膜炎。
6、缺锌影响衰老速度, 加速老化
随着年龄的增长, 自由基在体内不断积累, 且细胞的各种酶在需氧代谢过程中, 不断生长的氧自由基对细胞有毒性作用, 造成机体组织不断老化。
而锌是超氧化物歧化酶( SOD) 的主要成分, SOD 对机体起保护作用。
锌还能提高DNA 的复制能力, 加速DNA 和RNA 的合成过程, 使老化细胞得以更新, 从而增强生命活力。
缺锌及其它微量元素会使SOD 活性降低, 脂质过氧化物升高, 组织破坏加重, 加速老化的发生。
二、缺锌的防治途径
1、多食富锌食物
1.1 动物性富锌食物
人体摄取的锌主要从食物链中摄取, 肉类含锌量较蔬菜类高, 且主要存在于海产品、动物内脏、瘦肉、猪肝、鱼类、蛋黄等。
每100 g 动物性食物中大约含锌3~ 5 mg, 同时, 动物性蛋白质分解后所产生的氨基酸还能促进锌的吸收。
1.2 植物性富锌食物
植物性食物中锌含量尽管较动物性食物少, 每100 g 植物性食物中大约含锌110 mg, 但豆类、谷类、硬果类、菠菜、花生米、小米、芝麻、萝卜等含锌量还是比较高。
可见, 在食物中锌丰度大致次为: 动物性内脏> 动物瘦肉> 坚壳果类> 豆类> 谷类。
生物利用率排序为: 动物性食物锌( 35%~ 40%) > 植物性食物锌( 10%~ 20%)。
2、平衡膳食, 均衡营养
在日常饮食做到不偏食, 粗细杂粮混合吃, 注意吃富锌食物, 平衡膳食。
另外, 为防谷类和蔬菜中的植酸、纤维素、草酸等影响锌的吸收, 可适当处理后再食用( 如面粉经发酵后可降低植酸, 蔬菜可先用水焯过, 去除部分草酸等方法) 。
也可食用锌强化食品, 但应注意不要吃过多的白糖和甜食,以免影响锌的吸收。
只要养成不挑食、不偏食的好习惯, 注重饮食结构合理平衡, 一般是不会出现缺锌的症状。
3、口服锌制剂, 纠正儿童缺锌
一旦儿童出现缺锌症状, 必须在医生指导下吃一些硫酸锌或葡萄糖酸锌, 可明显增加食欲, 加快生长发育速度, 达到纠正缺锌的目的。
微量元素锌与人体健康的关系密切, 它是人体必需的微量元素, 具有重要的生理功能, 从多方面影响着人的整个生命过程, 锌缺乏或过多均可导致各种相应的疾病产生。
锌缺乏是我国及许多发展中国家的公卫生问题, 我国大部分地区的少年儿童、孕妇、乳母营养性锌缺乏的发生率都很高, 为了改善这些人群的营养状况, 我国卫生部已批准锌作为食品添加剂, 可广泛用于饮料、谷类、盐类等食品中。
除通过选择含锌量高的食物调节膳食结构予以补锌外, 如何选择吸收快、利用率高的补锌制剂, 如何合理补锌,已成为从事营养研究的工作者及生产补锌产品的厂家关心的新问题。
目前, 锌制剂很多, 以有机锌和生物态锌( 如酵母锌) 较易吸收利用, 补锌同时, 应注意各营养素间的相互作用。