營養(yǎng)學(xué)/鋅
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三千多年前古埃及人就開始用一種鋅制劑——卡拉明來治療皮膚病。當(dāng)然那時并不知道鋅元素，鋅是中國科學(xué)家宋應(yīng)星首先發(fā)現(xiàn)的，并于1637年在其名著“天工開物”中述及了鋅的制法等，以后隨著化學(xué)的發(fā)展，1750～1850年人們已開始用氧化鋅和硫化鋅來治病。1869年Raulin發(fā)現(xiàn)鋅存在于生活機(jī)體中，并為生活機(jī)體所必需。1963年報告了人體的鋅缺乏病，于是鋅開始列為人體必需營養(yǎng)素。
7.5.1 鋅在人體內(nèi)的分布和代謝
成人體內(nèi)含鋅約2～3g，存在于所有組織中，3～5%在白細(xì)胞中，其余在血漿中。血液中的鋅濃度全血約為900μg.100ml-1,紅細(xì)胞約為1400μg.100ml-1，白細(xì)胞含鋅量約為紅細(xì)胞的25倍，血漿和血清中的鋅濃度約為100～140μg%（血清鋅稍高于血漿鋅，約高出5～15μg.100ml-1）。
頭發(fā)含鋅量約為125～250μg.g-1，其量可反映人體鋅的營養(yǎng)狀況。陳志祥曾報告上海和南京成年男性發(fā)鋅含量分別為179±38μg.g-1和197±μg.g-1，成年女性發(fā)鋅含量分別為191±47μg.g-1和209±62μg.g-1。
鋅主要在小腸內(nèi)吸收，先來自胰臟的一種小分子量的能與鋅結(jié)合的配結(jié)合的配體結(jié)合，進(jìn)入小腸粘膜，然后和血漿中的白蛋白或運(yùn)鐵蛋白結(jié)合，隨血流進(jìn)入門脈循環(huán)。
人們平均每天從膳食中攝入約10～15mg的鋅，吸收率一般為20～30%。
鋅的吸收率可因食物中的含磷化合物植酸而下降，因植酸與鋅生成不易溶解的植酸鋅復(fù)合物而降低鋅的吸收率。植酸鋅還可與鈣進(jìn)一步生成更不易溶解的植酸鋅的-鈣復(fù)合物，使鋅的吸收率進(jìn)一步下降。
纖維素亦可影響鋅的吸收，植物性食物鋅的吸收率低于動物性食物，這與其含有維生素和植酸有關(guān)。
鋅的吸收率還部分地決定于鋅的營養(yǎng)狀況。體內(nèi)鋅缺乏時，吸收率增高。
吸收的鋅，經(jīng)代謝后主要通過胰臟的分泌而由腸道排出，只有小部分（每天約0.5mg）糖尿排出，其量比較穩(wěn)定，顯然不受年齡、性別、攝入量和尿量的影響。
汗中亦含有鋅，一般約為1mg.L-1，在無明顯出汗時，每天隨汗丟失的鋅量很少，但在大量出汗時，據(jù)測定一天隨汗丟失的鋅可高達(dá)4mg。
大鼠的研究表明，鋅與鐵相反，體內(nèi)儲備不易動員。因此，特別需要有規(guī)律的外源補(bǔ)充，尤其是在生長期。
7.5.2 鋅的生理功用
（1）參加人體內(nèi)許多金屬酶的組成 鋅是人機(jī)體中200多種酶的組成部分，在按功能劃分的六大酶類（氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類和合成酶類）中，每一類中均有含鋅酶。人體內(nèi)重要的含鋅酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它們在組織呼吸以及蛋白質(zhì)、脂肪、糖和核酸等的代謝中有重要作用。
催化CO2+H2O→H2CO3反應(yīng)的碳酸酐酶以足夠的速率消除CO2而維持生命。因此，這種酶可使人免于CO2中毒，沒有這種酶就不能以足夠的速率消除CO2而維持生命。因此，這種酶對于CO2輸送的重要性有如紅細(xì)胞對氧的輸送。在人體紅細(xì)胞中，每mol的碳酸酐酶都含有1g原子的鋅。已證明在正常的病理條件下，紅細(xì)胞中鋅的含量與碳酸酐酶活力之間存在相關(guān)。
來自胰液的羧肽酶A和B，每mol蛋白質(zhì)都含有1g原子的鋅，鋅原子對這些酶的催化作用是必需的。在試管內(nèi)羧肽酶的鋅可被其它金屬如鈷、錳、鎳、鐵、鎘、汞和鉛所取代，結(jié)果顯著改變了催化作用和基質(zhì)的特異性。羧肽酶A和B兩者均隨胰液進(jìn)入腸道，參加蛋白質(zhì)水解。
其它含鋅酶，如堿性磷酸酶，乳酸脫氫酶、丙酮酸羧化酶、蘋果酸脫氫酶在蛋白質(zhì)、脂肪、糖的代謝中都有重要的作用。
（2）促進(jìn)機(jī)體的生長發(fā)育和組織再生 鋅是調(diào)節(jié)基因表達(dá)即調(diào)節(jié)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)譯和轉(zhuǎn)錄的DNA聚合酶的必需組成部分，因此，缺鋅動物的突出的癥狀是生長、蛋白質(zhì)合成、DNA和RNA代謝等發(fā)生障礙。在人體，缺鋅兒童的生長發(fā)生到嚴(yán)重影響而出現(xiàn)缺鋅性侏儒癥。不論成人或兒童缺鋅都能使創(chuàng)傷的組織愈合困難。鋅不僅對于蛋白質(zhì)和核酸的合成而且對于細(xì)胞的生長、分裂和分化的各個過程都是必需的。因此，鋅對于正處于生長發(fā)育旺盛期的嬰兒、兒童和青少年，對于組織創(chuàng)傷的患者，是更加重要的營養(yǎng)素。
鋅對于胎兒的生長發(fā)育很重要。妊娠期間甚至短時期缺鋅，也可使大鼠的后代發(fā)生先天性畸形。包括骨骼、大腦、心臟、眼、胃腸道和肺。胎兒的死亡率也增加。
（3）促進(jìn)食欲 動物和人缺鋅時，出現(xiàn)食欲缺乏?？诜?a href="/w/%E7%BB%84%E6%B0%A8%E9%85%B8" title="組氨酸">組氨酸以造成人工缺鋅時（組氨酸可奪取體內(nèi)結(jié)合于白蛋白的鋅，使之從尿中排出，引起體內(nèi)缺鋅），也可引起食欲顯著減退。這都證明鋅維持正常食欲中的作用。
（4）鋅缺乏對味覺系統(tǒng)有不良的影響，導(dǎo)致味覺遲鈍。鋅可能通過參加構(gòu)成一種含鋅蛋白-唾液蛋白對味覺及食欲起促進(jìn)作用。
（5）促進(jìn)性器官和性機(jī)能的正常 缺鋅大鼠前列腺和精囊發(fā)育不全，精子之減少，給鋅后可使之恢復(fù)。已發(fā)生睪丸退變者則不能恢復(fù)。在人體，缺鋅使性成熟推遲，性器官發(fā)育不全，性機(jī)能降低，精子減少，第二性征發(fā)育不全，月經(jīng)不正?；蛲Ｖ梗缂皶r給鋅治療。這些癥狀都好轉(zhuǎn)或消失。
（6）保護(hù)皮膚健康 動物和人都可因缺鋅而影響皮膚健康，出現(xiàn)皮膚粗糙、干燥等現(xiàn)象。在組織學(xué)上可見上皮角化和食道的類角化（這可能部分地與硫和粘多糖代謝異常有關(guān)，在缺鋅動物身上已發(fā)現(xiàn)了這種代謝異常）。這時皮膚創(chuàng)傷治愈變慢，對感染的易感性增加。
（7）參加免疫功能過程 鋅在保持免疫反應(yīng)中的作用近些年來已引起注意。根據(jù)它在DNA合成中的作用，推測它在參加包括免疫反應(yīng)細(xì)胞在內(nèi)的細(xì)胞復(fù)制中起著重要作用。缺鋅動物的胸腺萎縮，胸腺和脾臟重量減輕。人和動物缺鋅時T細(xì)胞功能受損，引起細(xì)胞介導(dǎo)免疫改變，使免疫力降低。同時缺鋅還可能使有免疫力的細(xì)胞增殖減少，胸腺因子活性降低，DNA合成減少，細(xì)胞表面受體發(fā)生變化。因此，機(jī)體缺鋅可削弱免疫機(jī)制，降低抵抗力，使機(jī)體易受細(xì)菌感染。1978年在牙買加的一次研究提示，鋅缺乏是蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良嬰兒免疫力缺乏的原因。
7.5.3 鋅的需要量和來源
人體對于鋅的需要量因生理?xiàng)l件而異，妊娠、授乳和生長均可使需要量增加。這可從上述鋅的生理功用中得到解釋。同時，人體對于鋅的需要量也因膳食組成而異，膳食中谷類食物所占的比率較高時，鋅的供應(yīng)量也要求增加。因谷類食物的植酸和纖維素可減低鋅的吸收率。
現(xiàn)在還不知道最適于健康和生長的精確的最小鋅的需要，但作參考數(shù)字，WHO于1977年推薦了臨時的鋅供給量標(biāo)準(zhǔn)如下：（按每人天計）嬰兒及兒童0～12個月mg，1～10歲mg；男性11～17歲mg，18歲以上11mg，女性10～13歲mg，14歲以上11mg。妊娠婦女15mg，授乳婦女27mg。這一標(biāo)準(zhǔn)是按鋅的可利用率為20%提出的。美國也根據(jù)鋅平衡研究的結(jié)果，于1980年初步推薦了如下的每日鋅供給量：嬰兒0～0.5mg，孕婦加5mg，乳母加10mg。并指出在這一標(biāo)準(zhǔn)中，鋅的攝入量應(yīng)來自含有足夠動物蛋白的平衡膳食。我國營養(yǎng)學(xué)會1988年10月修訂的每日膳食中營養(yǎng)素供給量已包括鋅的數(shù)字，與述美國所提出的量相同，僅孕婦與乳母均加5mg。
鋅的來源廣泛，普遍存于各種食物，但動植物性食物之間，鋅的含量和吸收利用率很大差別。動物性食物含鋅豐富且吸收率高。據(jù)報告每公斤食物含鋅量，如牡蠣、鯡魚都在1000mg以上，肉類、肝臟、蛋類則在20～50mg之間。我國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所編著的“食物成分表”已列出我國部分食物的鋅含量，每公斤含鋅在30mg以上的有大白菜、黃豆、白蘿卜；含鋅在10～30mg之間的有稻米（糙）、小麥、小麥面、小米、玉米、玉米面、高梁面、扁豆、馬鈴薯、胡蘿卜、紫皮蘿卜、蔓菁、蘿卜纓、南瓜、匣子；含鋅不足10mg的有甜薯干。
7.5.4 鋅缺乏和鋅中毒
（1）鋅缺乏 兒童發(fā)生慢性鋅缺乏病時，主要表現(xiàn)為生長停滯。青少年除生長停滯外，還會人性成熟推遲、性器官發(fā)育不全、第二性征發(fā)育不全等。如果鋅缺乏癥發(fā)生于孕婦，可以不同程度地影響胎兒的生長發(fā)育，以致引起胎兒的種種畸形。不論兒童或成人缺鋅，均可引起味覺減退及食欲不振，出現(xiàn)異食癖。例如發(fā)生于伊朗的缺鋅性侏儒癥中，常見有食土癖。嚴(yán)重缺鋅時，即使肝臟中有一定量維生素A儲備，亦可出現(xiàn)暗適應(yīng)能力降低。鋅缺乏病一般不有皮膚干燥糙等癥狀，在急性鋅缺乏病中，主要表現(xiàn)為皮膚損害和禿發(fā)病，也有發(fā)生腹瀉、嗜眠閏、抑郁癥和眼的損害。
鋅不同程度地存于各種自然食物中，一般情況下可以滿足人體對鋅的基本需要而不致缺乏，發(fā)生鋅缺乏癥主要見于以下幾種情況：
①以含有大量植酸和纖維素的糧食為主要食品時，由于植酸和纖維素影響鋅的吸收而引起鋅缺乏病。
②鋅的需要量增加時 在身體迅速成長時，在妊娠或授乳期，不論按每公斤體重計或熱量計，人體對于鋅的需要量都增加。
③在有腸病性肢皮炎的遺傳因素時 有這種少見的常染色體隱性遺傳的家族的人其小腸粘膜上皮細(xì)胞對鋅的聚集能力降低，從而降低鋅的吸收能力，而易于發(fā)生鋅缺乏病。
④用缺鋅或低鋅的配方代乳食品喂養(yǎng)嬰兒時嬰兒從母體帶來的鋅儲備很少，出生后幾乎立即須全賴喂養(yǎng)所提供的鋅。用母乳喂養(yǎng)嬰兒時，如果母親不缺鋅，一般母乳均能滿足嬰兒鋅的需要。但如果用缺鋅或低鋅的配方代乳食品時，則常易出現(xiàn)鋅缺乏。
牛乳的含鋅量（平均約3mg.L-1）,雖高于人乳（約0.1～1.0mg.L-1），但人體對于牛乳鋅的吸收利用率卻低于人乳。這是因?yàn)槿巳閮?nèi)含有豐富的能與鋅結(jié)合的又能促進(jìn)鋅吸收的小分子量配體，但牛乳中缺乏此類配體。因此，對于有某種遺傳素質(zhì)的嬰兒來說，當(dāng)斷食人乳改吃牛乳時，常易發(fā)生腸病性肢皮炎。
⑤在臨床上采用完全腸外營養(yǎng)時 長期接受腸外營養(yǎng)而未予補(bǔ)充鋅的病人，可發(fā)生嚴(yán)重而急劇的鋅缺乏病。其血漿鋅值在低達(dá)8μg%。同時有大量鋅隨滲出液丟失時，如燒傷等情況下，則可加速出現(xiàn)鋅缺乏病。
⑥手術(shù) 手術(shù)后的病人也可能發(fā)生鋅缺乏，這時創(chuàng)傷的愈合可能受到影響。
⑦給予螯合劑時 在給予青霉胺、組氨酸等螯合劑時亦可引起缺鋅。此時可出現(xiàn)食欲不振，味覺和嗅覺功能不全和中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常。
⑧慢性腎病 慢性腎病患者可因尿中鋅的排出增多而引缺鋅，此時除血清鋅減少外，還可出現(xiàn)急性或慢性的鋅缺乏癥狀。急性癥狀包括食欲不振，味覺及嗅覺功能不全和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能異常。慢性癥狀包括生長發(fā)育遲緩，貧血，睪丸萎縮，創(chuàng)傷愈后延遲等。長期血液透析病人可因血漿鋅下降而出現(xiàn)陽萎。
鋅缺乏病的預(yù)防應(yīng)當(dāng)根據(jù)其原因采取對策。在谷類中含有大量植酸的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)從改進(jìn)或調(diào)整糧食品種上著手。因需要量增加而引起缺鋅時，則應(yīng)在膳食中增加含鋅豐富的食物。為預(yù)防嬰兒缺鋅，應(yīng)當(dāng)提倡母乳喂養(yǎng)。嬰兒配方食品應(yīng)當(dāng)含有適量的鋅。
（2）鋅中毒 鋅中毒可能發(fā)生于治療中過量涂布或服用鋅劑及鋅容器儲存食品時，中毒的表征和體片為惡心、嘔吐、急性腹痛、腹瀉和發(fā)熱。給實(shí)驗(yàn)動物以大劑量的鋅，可產(chǎn)生貧血、生長停滯和突然死亡。
鋅中毒通常在停止鋅的接觸或攝入后，癥狀短期內(nèi)即可消失。
對于鋅中毒的預(yù)防主要為：①防止食品、水源和空氣被鋅污染；②用鋅治療疾病時，要掌握劑量。
7.5.5 各種疾病中人體鋅代謝和鋅酶活力的改變
（1）急性和慢性感染 在急性和慢性感染中如肺炎、氣管炎、丹毒和化膿性腎炎等，血清鋅濃度低于正常范圍。而在這些疾病全愈時，逐漸恢復(fù)正常。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，感染反應(yīng)中，一方面在由白細(xì)胞釋放的內(nèi)源性白細(xì)胞介質(zhì)（leukocyte endogenousmediator,LEM）作用下，肝臟對鋅的攝取增加，用于核酸，蛋白質(zhì)及鋅酶的合成，而另一方面，在LEM的作用下，血漿中蛋白質(zhì)結(jié)合的鋅減少，幾乎完全為可擴(kuò)散鋅，從而易從尿及汗中排出。由此造成：①感染后血清或血漿中的鋅低于正常；②人體的鋅代謝易呈負(fù)平衡，機(jī)體容易出現(xiàn)缺鋅。這在臨床上有實(shí)際意義。
（2）急性心肌梗塞 急性心肌梗塞時，血清鋅濃度降低，但心肌梗塞區(qū)及梗塞周圍組織的線粒體、微粒體和可溶性蛋白內(nèi)的含鋅量比正常心肌增多。并且在心肌梗塞處有大量堿性磷酸酶濃集，這說明鋅及含鋅酶參加了修復(fù)過程。
（3）腫瘤和白血病 在患有各種惡性腫瘤時，血清中鋅濃度下降。在急性和慢性淋巴性和骨髓性白血病時，白細(xì)胞濃度下降至正常值的10%。在白血病和何杰金病時，有進(jìn)量的鋅排出，原因不明。
（4）酒精中毒后肝硬化 從肝分離的乙醇脫氫酶已證實(shí)為含金屬鋅的酶。酒精中毒后的肝硬化，可發(fā)生鋅代謝的顯著異常。嚴(yán)重酒精中毒的病人，其血清鋅濃度降至66±19μg.100ml-1，而正常人則為121±19μg.100ml-1。降得最低的見于肝昏迷病人。鋅濃度低于30μg%表示預(yù)后不良。死于酒精中毒肝硬化的病人的肝組織，其鋅和鐵含量只有正常的一半，而鈣、鎂、鋁、錳和銅的濃度正常。酒精中毒后，肝硬化的病人尿中排出異常大量的鋅，每24h為1000±20μg。血清鋅濃度的降低和尿鋅排出量的增加可能部分由于低白蛋白血和蛋白質(zhì)與鋅的結(jié)合減少。對這種病人按生理量給予硫酸鋅，可使尿鋅排出時傾向于恢復(fù)正常，并?？梢姷?a href="/w/%E8%82%9D%E5%8A%9F%E8%83%BD" title="肝功能">肝功能亦趨向于恢復(fù)正常
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