构成人体的主要物质和作用是什么？

虽然我们已经知道，生命是化学反应的产物，构成生命体的一切物质都来自于大自然，但不同的生命体对大自然中的物质的需求是不同的，也就是说不同的生命体中含有很多不同的物质，而且同一种物质在不同的生命体中的含量也是不同的。既然人类也只不过是大自然经过数十亿年的演变产生的一种特殊的物种，那么构成人体中的物质也来自于大自然。那么构成人体中的主要物质是什么呢？它们的作用又是什么呢？

先谈谈构成人体中的主要物质是什么。

矿物质(又称无机盐)，是地壳中自然存在的化合物或天然元素。人体内约有60多种矿物质。根据它们在体内含量的多少，大致可分为常量元素和微量元素两大类。大量而多见的元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫和钙、镁、钾、钠、氯。前六种是组成蛋白质、脂肪、碳水化合物和核酸的主要成分。也是构成生物体的最基本元素。其他几种同为构成骨牙、肌肉、神经、血液、腺体和各种体液、分泌液以及毛发、指甲等的必需成分，既是身体的建筑材料，又能调节生理机能。除碳、氢、氧、氮之外，其他都叫矿物质常量元素。微量元素在人体内含量甚微，总量不足体重的万分之五。如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钒、碘等。

再谈谈构成人体中的主要物质的作用。

人体中的各种物质在人体中都发挥着各不相同的不可代替的重要作用。人体中的各种物质在人体中含量是一定的，某种物质在人体中的含量过高或者过低，都会严重影响人体的健康。

古时候，人们都想找一块能使自己的家族繁衍兴旺的“风水宝地”。有人在地形、水源、光照等方面选择到合适的地方以后，并不急于在那里安营扎寨，而是先在那里放几年牧。然后观察动物的生长情况，最后把羊、牛、马等宰了，再仔细观察动物的所有内脏器官有没有发生病变，如果一切正常，他们就正式在那里安居乐业。所以有人把这种做法叫做“牧羊择居”。

“牧羊择居”听起来似乎有点神奇，其实是很有道理的，这是因为人从胎儿起到成人的整个过程中都需要从食物中吸取各种必要的营养物质和微量的化学元素，而不论是植物性食物还是动物性食物都离不开那里的水土。因此，一个地区的化学元素的分布决定着该地区居民食物链中的化学构成。如果那里的自然环境不好，也就是说水土中缺少人体所必需的化学元素，或者存在着对人体有毒、有害的化学元素，那里的人的健康就会受到损害。

现代科学研究已经证明，人体的健康与水土密切相关。英国地球化学家汉密尔顿通过测定人体血液中的各种化学元素的平均含量和地壳中各种化学元素的丰度值，发现两者之间非常相似，即地壳中丰度值高的元素（如铁、钙、钠等）在人体中含量也比较高；丰度值低的元素（如锌、锰、钴等）在人体中的含量也较少。汉密尔顿把含量较高的元素称为“生命结构元素”，含量较低的元素称为“微量元素”。这两者元素在人体中共有25种以上。在人体中不管缺少哪一种元素，人体的健康都要受到影响。

现在对一些重要的物质的作用作简要介绍。

1、钙（Ca）的作用

在人体内，99%的钙元素以羟基磷灰石结晶的形式存在于牙齿和骨骼中，其余1%的钙元素大多存在于软组织、细胞外液血液中，这部分钙统称为混溶钙池钙，它与骨骼钙维持动态平衡。混溶钙池钙是维持所有细胞正常生理状态所必需的，它对心脏的正常搏动、肌肉和神经正常兴奋性的维持、一些酶系统的激活作用、细胞膜通透性等均具有重要影响。因此，在人体内混溶钙池钙亦可称为生理活性钙。在水盐代谢过程中，混溶钙池钙易随尿、汗排泄物逸出体外。当通过膳食摄入的钙量不足或食物钙源的溶解性差而导致吸收率低时，骨骼钙向混溶钙池钙迁移，以维持混溶钙池钙的相对恒定，保证人体生理活动正常进行，若较长时间缺钙，则会引起骨质软化及骨质疏松症。在我国，人们的膳食组成中植物性食物较多，含钙低，且多以植酸盐、草酸盐等难溶性钙盐形态存在，吸收率低，因而钙是我国居民膳食中最易缺乏的矿物质营养之一。

2、磷（P）的作用

磷是组成人体的重要元素，人体内约含磷1·4%。磷在人体中分布的质量分数为：骨85·5%，牙齿0·4%，软组织14%，血液0·3%，体液0·3%。无机磷多以羟基磷灰石Ca5(PO4)OH存在骨与牙齿这类硬组织中，血液中有可溶的H2PO4-/HPO42-缓冲对，可维持血液的酸碱平衡。

人体中还有多种由磷酸根与某些有机基团结合而构成的物质。它们在人的生命活动中起着重要的作用其中最重要的有在高中生物中介绍过的核酸和三磷酸腺苷（ATP）等。

核酸分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA两大类，它们是由脱氧糖和核糖分别与磷酸根、含氮的碱基（腺嘌呤、胞嘧啶等）构成的高分子化合物。对人类（以及其他生物）的生长、遗传、变异等现象，核酸都起着重要的决定作用。

核糖和腺嘌呤构成的腺苷与三个相连的磷酸根结合而成的三磷酸腺苷是人体（以及其他生物体）各种生命活动所需能量的直接来源。

综上所述，可见磷在人体内的作用广泛、重要，是人体必需的元素。成年人每天需磷约1·3g。许多食物如：牛奶、蛋、鱼、瘦肉、米饭、蔬菜中都含有磷。磷来可以磷酸的钙盐或钠盐存在于发酵粉及用它加工所得的食品中。可乐类饮料中富含磷酸，但饮用过多时血磷深度上升，破坏Ca/P比，与血中Ca2+作用生成Ca3(PO4)2沉淀，降低血钙浓度。为了维持血钙浓度的稳定，不导致骨中钙的溶解、损失，诱发骨质疏松和软化。所以人的食物要注意钙磷比例。

必须十分注意的是，磷的许多化合物有毒，如品种很多的有机磷杀虫剂，无机磷化合物如PH3,PCl3,PCl5,P2O3等等。其中有的有剧毒，如某些有机磷杀虫剂,PH3,P2O3（以及单质白磷）等。

3、镁（Mg）的作用

一些体育医学专家断言，被称之为“人体健康催化剂”的镁，不仅可以战胜疲劳，而且还有利于肌肉生长。一些科学研究现已证明，镁和钙一样，有画于骨骼成分的形成和调节心脏功能及血液循环。此外，它还有利于肌肉组织的真正生长。专家们认为，人体的许多器官和组织一旦缺乏这种微量元素，其后果不堪设想。有骨骼中，镁的含量占人体镁总含量的60%，其余的40%分散在肌肉、血液、肝脏和人体软组织中。镁对肌肉和神经功能的正常发挥起重要作用。人体缺镁的严重后果是，肌肉痉挛、极度疲劳、身体虚弱、注意力分散、神经紧张、心动过速和头晕目眩等。专家们还认为，运动员应更注意增加镁的摄入。这主要是他们运动量过大，出汗过多的缘故，大量出汗会使人体中的这种微量元素自然流失。另外，运动员还从尿液中排出大量的镁。

4、碘(I)的作用

碘是人体必需的微量元素之一，通过甲状腺素发挥生理作用，如促进蛋白质合成；活化100多种酶；调节能量转换；加速生长发育；维持中枢神经系统结构。

研究证明，儿童缺碘，则严重影响其智力发展，导致智商低下，因此人们将碘称为智慧元素。一个正常成年人每天需摄入100微克的碘，若长期摄入量不中50微克/天时，就可能得碘缺乏病。

缺碘对人类健康的危害是很大的，特别是严重缺碘，会引起一系列疾病，主要有：甲状腺肿，克汀病（呆小病）、亚临床克汀病、早产、流产、死胎等，这一系列疾病统称为碘缺乏病。该病主要流行于内陆和山区，又以交通闭塞、外来食品少、动物性食品少的地区最为严重。

碘缺乏病是可以防治的。现在世界各地采用的最简便、最有效的方法是在食盐中加入少量的碘化钾。这类盐称为加碘盐，供应碘缺乏人群食用。病区人群每天食碘盐就能摄入足量的碘，达到防治碘缺乏病的目的。一般食用碘盐一、二年后，便能治愈大部分甲状腺肿病人，妇女也不会再生出新的克汀病患儿。碘盐只供应给卫生部门确定的碘缺乏病地区。碘：碘在海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。只要经常吃一些海产品，就能摄入丰富的碘，同时还可以获取其他多种营养素。

5、锰(Mn)的作用

锰是人体必需的微量元素之一。成人体内一般含有12-20毫克的锰，这些锰遍布人体全身，主要储藏于肝胰肾，其次为脑肺前列腺心脾睾丸卵巢等器官。科学家们研究发现：锰具有激活体现体内多糖聚合酶和半乳糖转移酶的作用，这两种酶是细胞内合成硫酸软骨素所必需的酶，而硫酸软骨素则是组成骨骼、肌腱、皮肤和眼角的重要成份。若机体内缺锰，其结果是老年人容易出现疲乏无力、腰痛、牙齿早脱、骨骼易于断裂等早衰现象。最近国外科学家还发现骨骼疏松症的发生也与血液中缺锰元素有关。人体骨骼中有成骨细胞和破骨细胞，它们共同维持骨骼的正常代谢。当人体内缺乏锰时，破骨细胞作用增强，成骨细胞的活性受到抑制，若不及时补充，随着时间延长，破骨细胞活性大大增强，骨组织变得又薄又脆，强度及硬度下降，韧性减退，骨组织疏松。

锰主要存在于某些植物性食物中，而动物机体内锰一般较低。一般说来，人们只要注意日常食物结构多样化，就可获得足够的锰。

6、硒（Sn）的作用

硒是人类生命必需的元素之一，硒是免疫系统里抗癌的主要元素。它的免疫作用，一是在体液（血液、分泌液、细胞外液等）；二是在细胞内。在前者中，硒能提供红细胞的抗体功能，增加免疫球蛋白；在后者中，当缺含水的络合结构的Se时，减少巨噬功能数目和杀灭致疫型细胞。硒能提高淋巴细胞的分丝分裂及增殖作用。硒还能使中性粒细胞（PMN）产生活性氧化代谢物（ROS），直接可以杀伤肿瘤细胞。硒对艾滋病(AIDS)很敏感，测试表明，所有艾滋病患者，其硒的含量太低，所以有些学者说"低硒是艾滋病的病因之一"。硒与人的衰老有密切关系，美国科学委员会提出每日饮食中需要硒如下：大于7岁：50-200微克;4-6岁：30-120微克;1-3岁：20-60微克;0.5-1岁：10-40微克;最大的安全摄取量＜750-800微克／天，这相当于10瓶爱可乐生生态水中的硒含量(50微克/瓶)。硒的摄入量过多则会使人中毒。含硒最丰富的食物有肉类、海产品、谷物、等，在缺硒的地区，应有医生指导下补弃硒的摄入。硒：硒在小麦、玉米、芝麻、大白菜、蘑菇、大蒜、芦笋、洋葱、莴苣、南瓜、和海产品中含量较丰富。

7、钾(K)的作用

钾(K)对维持人体内液体渗透压和酸碱平衡起重要作用。摄入量减少时，会产生周身疲乏、血压下降、多尿、肠梗塞等症状，严重者可因呼吸困难，心脏病变而死亡。

8、钠(Na)的作用

钠可维持体内水平衡、酸碱平衡以及神经肌肉的应激性等。缺钠表现：倦怠、眩晕、恶心、食欲不振、心跳加快、脉搏细弱、血压下降、肌肉痉挛等，严重者可出现昏迷。

9、氯(CI)的作用

氯元素约占人体重量的0.15%，分布于全身各组织中，以脑脊液和胃肠道分泌物中最多，氯为组成盐酸的成分，能保持人体胃液正常酸度，有助于保持体液酸碱平衡。

这些体育医学专家指出，人们可以从牛奶、肉、全麦面包、土豆、巧克力、杏仁、哈蜊、豆角、大豆、核桃、水果和蔬菜中摄取这种宝贵的元素。

10、铁(Fe)的作用

铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为72%。人如果缺铁就会引起贫血，就会降低血红蛋白结合、运载和释放氧的功能。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。

11、铜(Cu)的作用

正常成人体内含铜100-200毫克。其主要功能是参与造血过程；增强抗病能力；参与色素的形成。铜在动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高；果汁、红糖中也有一定含量。

12、锌(Zn)的作用

锌对人体多种生理功能起着重要作用。参与多种酶的合成；加速生长发育；增强创伤组织再生能力；增强抵抗力；促进性机能。锌还是直接参与免疫功能的重要生命相关元素，在缺锌、缺含水络合结构的条件下，T细胞和巨噬细胞的功能和数目急剧下降，还对淋巴器起萎缩作用。正因为锌有免疫功能，故白血球中的锌含量比红血球高25倍。孕妇缺锌就会导致畸形儿、智力低下等。少儿缺锌就会严重影响智力的发展。但是，从机理上看锌是通过酶的活性中心起作用，故过量的锌往往不能与酶定量络合，反而引起副作用，所以控制锌过量也是必要的。锌在鱼类、肉类、动物肝肾中含量较高。含锌量较高的常见蔬菜是土豆。

13、锗(Ge)的作用

锗是免疫系统的重要元素之一。锗能刺激淋巴细胞，多产生淋巴因子，用来活化巨噬细胞、杀伤癌细胞等。锗能清除人体中各种自由基，避免过氧化自由基对细胞敏感部位的攻击，以及对DNA基因的破坏。但锗在水中的溶解度太小，所以摄取锗很难。

13、氟(F)的作用

氟是骨骼和牙齿的正常成分。可预防龋齿，防止老年人的骨质疏松。含氟量较多的食物有粮食(小麦、黑麦粉)、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。

现代科学通过对人体中的微量化学元素的含量测定就可以诊断出很多地方病、职业病、常见病等。我上大学时，我们化学系的一位教授就是专门从事人体微量金属含量研究的专家，他给我们讲了他的研究方法，我们看了他发表的论文，他是通过分析人的头发测定人体内的微量金属元素的含量的。他的研究目的是通过分析人体内的微量金属元素含量的比例判断一个人是不是患了某中疾病。化学家称头发是“生命的窗口”，因为测定一根头发就可以获得很多信息，可谓“测一发知全身”。原来，头发中几乎包含了人体中的所有化学元素，测定头发中的含量就可以判断一个人的健康状况。例如，精神病患者的头发中铅和铁的含量偏高，镉和锰的含量偏低，锰含量不足常常是精神病患者最典型的特征之一。测定头发中的铬的含量可以诊断是否患有糖尿病；测定头发中的镉和铅的含量可以诊断是否患有高血压；通过对儿童头发中的14中微量元素的综合分析可以判断儿童智商的高低。上海古尸研究课题组通过测定新疆罗布泊女尸头发中的元素含量，获得了难得的古代人体代谢与环境变化的资料。