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1. 什么是微量元素?
人体是由60多种元素所组成。根据元素在人体内的含量不同，可分为宏量和微量元素两大类。凡是占人体总重量的0.01％以上的元素，如碳、氢、氧、氮、钙、磷、镁、钠等，称为宏量元素；凡是占人体总重量的0.0l％以下的元素，如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴、氟等，称为微量元素。微量元素在人体内的含量真是微乎其微，但微量元素是维持人类生命所必需的营养物质。每一种微量元素，都有其特殊的生理功能。酶是生命的催化剂，迄今体内发现的1000余种酶中，约有70％需要微量元素参加或启动，它们在细胞酶系统中功能相当广泛。谷胱甘肽过氧化物酶是典型的非金属酶，它具有抑制自由基生成、清除过氧化物、保护细胞膜完整性等作用。该酶分子中含有4个硒原子。锌不仅是碳酸酐酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等几十种酶的必需成分，而且与近百种酶的活性有关。锰作为离予性较强的微量元素则是有效的启动剂，可催化金属活化酶。碘为甲状腺激素的生物合成所必需的元素；锌在维持胰岛素的主体结构中亦不可缺少；维生素B是胸腺核苷合成以及最终DNA生物合成与转录所必需的甲基转移的辅酶；核酸是遗传信息的携带者，核酸的物理、化学性质均受微量元素的影响。
2. 微量元素检测有哪些方法?
准确检测微量元素在人体中的含量是任何理论研究与临床应用的前提和基础，如果没有准确地检测，根本谈不上研究与应用。虽然从20世纪70年代就开始了微量元素研究，但它毕竟是一个新兴学科，检测微量元素的手段还比较陈旧和落后，无论从采样到测试前处理到测试直到结果分析，都需专业人士来操作，步骤相当复杂，污染严重，且出结果时间长。这也正是医院在人体微量元素检测方面无法普及的重要原因之一。随着医疗水平的不断提高，微量元素与人体健康的关系得到了充分的认识，人们更加关心如何补充微量元素，如何排除有害元素。微量元素在人体内是一个平衡过程，微量元素的缺乏和过量都会对人体产生不良影响。因此如何准确快速、方便地检测人体微量元素含量就成为医务工作者亟须解决的课题。
目前我国的各级医疗保健单位，尤其是妇幼保健单位、儿童医院、综合医院等，已经将人体元素(铅、锌、铜、钙、镁、铁等)检测作为常规项目。下面就微量元素检测的方法学做一介绍。
(1)传统的微量元素检测的方法。目前可用于人体微量元素检测的方法有：放射性核素稀释质谱法、分子光谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、X射线荧光光谱分析法、中子活化分析法、生化法、电化学分析法等。但在临床医学上广泛应用的方法主要为生化法、电化学分析法、原子吸收光谱法这几种。
下面简单介绍一下生化法、电化学分析法这两种检验方法的主要特点。
①生化法的特点：标本用血量较大，需要前处理，操作复杂，澄清血清耗时长；检测斑清受近期饮食影响使数据缺乏客观准确性；试剂成本较高．检测元素种类有限。
②电化学分析法的特点：可用于痕量测量，但误差较大；测定多种元素时，重复性差；对环境和实验人员污染严重；前处理极其繁杂耗时；实验有时很难控制使结果常常不稳定。
(2)原子吸收光谱分析法。所谓原子吸收光谱法(atomic absorption spec-troscopy，AAS) 又称为原子吸收分光光度法，通常简称原子吸收法，其基本原理为：从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸气对其产生吸收，未被吸收的部分透射过去。通过测定吸收特定波长的光量大小，来求出待测元素的含量。原子吸收光谱分析法的定量关系可用郎伯-比耳定律，A-abc来表示。式中，A是吸收度，a是吸光系数，b是吸收池光路长度，C是被测样品浓度。该法具有灵敏度高、精确高；选择性好、干扰少；速度快，易于实现自动化f可测元素多、范围广f结构简单、成本低等特点。
1955年，原子吸收光谱法诞生后，因其强大的生命力，迅速应用于分析化学的各个领域，国内大规模的应用是在20世纪90年代开始，应用最广泛的是冶金、地质勘探、质检监督、环境检测、疾病控制等。原子吸收光谱分析法在疾病控制中心更是作为“金标准”。随着临床医学的进步，原子吸收光谱分析检测微量元素在临床中得到广泛的应用。
原子吸收光谱仪按照原子化的方式不同可分为火焰原子吸收和石墨炉原子吸收。石墨炉原子吸收需要瞬间大电流，要求系统有较高抗干扰能力。随着科技的发展，世界上各大厂家开始实现了完全整体化设计，将全部分光检测系统、火焰、石墨炉和加热电热的所有部件集成于同一仪器主体中，并实现火焰和石墨炉的自由转换。
(3)TH-AAS的方法。该方法特点是一体化的火焰+内置石墨炉，自由切换。一台设备可检测血中铅、锌、铜、钙、镁、铁等元素。样品的前处理过程简单，取样少、污染小、检测快速、准确性好。只需将微量血加入试剂中，即可上机检测，真正实现微量血测试铅、铜、锌、钙、镁、铁等微量元素。
3. 人体所需的微量元素的来源主要有哪些？
人体所需要的各种微量元素可以从食物中得到补充。食物中以动物肝脏、瘦肉、鱼、贝、坚果类食品的含量最为丰富。海产类食物的碘含量都很丰富，其中以海带、海藻等食物为最多。全谷类、酵母、牛肉、啤酒等食物都含有丰富的铬，不过食物中铬的含量多少和产地土壤铬的含量最有关系。豆类、根茎类蔬菜、芝麻、坚果类等食物含铜量高。平时多吃菠菜、樱桃、荔枝、红枣、豆类、坚果、瓜子等富含锌、铜、锰、铁等微量元素的食物，能保持毛发乌黑光泽和面色红润细腻，延缓衰老。苦瓜、菊花、枸杞子、胡萝卜、番薯等含硒、锌较高。另外，铜锅具含有铜的成分，或水管中有含铜的物质，也会溶出少量铜质为人体摄取。腌渍黄瓜时，放个铜板进去，黄瓜的色泽得以改善，同时增加了黄瓜中铜的含量。十字花科食物(芥兰、油菜、花椰菜、高丽菜、莴苣、白菜、白萝卜等)有助于预防癌症，但会妨碍碘的利用，发生甲状腺肿大。因此碘营养不足的人及甲状腺功能低下者，应该控制这类食物的摄取。由于各种食物所含的微量元素种类和数量不完全相同，所以在平时的饮食中，要做到粗、细粮结合和荤素搭配，不偏食，不挑食，就能基本满足人体对各种微量元素的需要。
检验项目及正常参考值
微量元素的检测方法较多，不同检测方法所得出的正常参考值有相当大的差别。另外，不同的标本也有不同的正常参考值，比如头发的检测结果与血清的检查结果差别就很大。因此，在确定正常参考值时，不同医院、不同方法、不同样本都不一样．要注意区别。
血清铁：成年人24.3～26.9umol/L；儿童9.0～32.1 umol/L；老年人7.2～14.3 umol/L。
血清锌：7.65～22.95 umol/L。儿童：3.1～21.4 umol/L
血清氟：l4.32～113.7 umol/L。
血清硒：l.27～4.31 umol/L (0.01～0.034mg/dl)。
血清锰：2.18～2.73 umol/L。
血清铝：2.1～4.3 ug/L。
血清铅：<1.93 umol/L。
尿铅：0.386 umol/L。
头发铅：0.01～O.458mmol/kg。
血清铬：0.246～1.064 umol/L。
尿碘：37.32～70.1ug/g。
专家解读
1. 铁元素有何生理功能及临床意义?
铁是制造血红蛋白及其他铁质物质不可缺少的元素。成人体内铁总量3～5g，从生理功能上分为生理功能的铁与暂不行生理功能的储存铁两部分。前者包括血红蛋白内铁占65％～80％，组织内铁约占5％，血液中转运铁蛋白和含铁血黄素形式储存于肝、脾、骨髓等。食物中高价铁经还原后才被吸收，正常时铁排泄量甚少，可经粪便、尿液、汗液及毛发脱落或脱落细胞排泄，肾是主要排泄器官。血清铁常用比色法测定。
铁、钴、铜是造血必需的物质，但是，近年来发现，血清铁过多可能与冠心病、高血压等老年人心脏病发生有关，所以，要注意适量补充，不宜过多，应当每年检查一次血清铁和铁蛋白的含量。
2. 血清铁减低主要见于哪些疾病?
营养不良、胃肠道和泌尿生殖道出血等会引起缺铁性贫血；急性或慢性感染、尿毒症、恶性肿瘤、恶病质等人会出现铁释放减少性缺铁；孕妇、乳母、生长期婴幼儿等由于体内铁生理需要量增加常有血清铁减低现象；阻塞性黄疸时也可出现血清铁减低。铁缺乏是贫血的常见原因，贫血使得面色萎黄，显得苍老，通过补充铁剂可以纠正，也可以吃富含铁的食物，进行补充以预防缺铁，如猪肝、动物血、大枣、红辣椒等。
3. 血清铁增高主要见于哪些疾病?
红细胞破坏增多的溶血性贫血、巨幼细胞贫血、再生障碍性贫血；铅中毒及维生素B12缺乏性贫血；急性病毒性肝炎、急性肝坏死时从受损的肝细胞内释放出储存铁；含铁血黄素沉着症、反复输血过量以及急性铁中毒等会出现体内血清铁升高。
4. 铜元素有何生理功能及临床意义?
90％的血清铜以铜蓝蛋白的形式存在，铜是构成l6个金属酶的必需成分，参与结缔组织形成、黑色素合成、中枢神经系统和造血的部分功能。因此缺铜也会造成贫血，并影响生长发育、骨质健康与伤口愈合的速度。
铜的代谢在肝脏完成。随着年龄的变化，人的血清铜和尿铜都会发生波动。血清铜在出生后4～6个月为3.1～11.3umol/L；之后逐渐上升，到6～9岁时达到l3.2～21.4umol/L；随后又略有下降，到成年后为ll.6～20.1 umol/L。尿铜的变化规律和血铜类似，6～9岁时达到最高点，为13.2～21.4 umol/L；成年人为24小时0.16～0.94 umol/L。
铜缺乏主要见于两种遗传性铜代谢疾病——wilson(肝豆状核变性)病和Menkes综合征(卷发或硬发综合征)。肝豆状核变性患者由于铜转运功能受损，导致铜在肝脏蓄积，检测时表现为m铜减少、尿铜增加。卷发或硬发综合征患者检查时表现为血清铜和铜蓝蛋白明显减少。长期原因不明的贫血，在补充铁剂后无法纠正，同时伴有中性粒细胞减少的患者，应考虑铜缺乏。另外，未成熟儿、新生儿、小婴儿胃肠外营养支持患者也会由于摄入不足而发生营养性铜缺乏。还有一种情况，持续数月补充锌，且每日补充量>50m9时也可出现营养性铜缺乏。
肝内、外胆汁淤滞，如肝硬化、肝转移癌或其他恶性肿瘤等、心肌梗死、白血病、淋巴瘤、风湿病等血清铜均升高。
5. 氟元素有何和生理功能及临床意义?
氟是维持骨骼与牙齿强健不可缺少的物质，对于长牙的儿童来说，氟尤其重要，它可确保牙齿珐琅质的坚固。缺氟会增加儿童蛀牙的机会，也可能增加老年人骨质疏松症的风险。
含氟的食物不多，只有鱼类、海产品、菠菜及骨头等，喝茶也是氟的重要来源之一。有些国家比照食盐加碘的模式，在自来水中添加百万分之一的氟。饮水加氟曾引起学者正反两方的激烈争沦，赞成者认为饮水加氟的地区儿童的蛀牙率真的下降了；反对者则质疑潜在的危险(如是否可能过量及致癌等)。多量的氟会沉积在牙齿珐琅质，形成茶褐色的斑点，影响美观，但无害。但过量的氟(长期每天摄取20mg以上，约为饮用加氟水氟摄取量的8倍)可能会造成骨骼及牙齿的变形。
6. 锌元素有何生理功能及临床意义?
正常成人体内含锌约40mmol(2.9g)，主要分布在前列腺、肝、肾和肌肉中。锌既是多种酶的必要成分，如红细胞的碳酸酐酶、醇脱氢酶、羧肽酶、醛缩酶、DNA和RNA聚合酶等；又能与膜蛋白的琉基、羧基、磷脂的磷酸根及糖蛋白中唾液酸的羧基等结合，以稳定膜结构和防止膜脂类过氧化。从而维持机体正常营养状态。锌被肠黏膜细胞吸收后与蛋白结合进入血液，主要由粪便排泄。缺锌可引起口、眼、肛门或外阴部发红、丘疹、湿疹。儿童缺乏时可出现味觉减退。美容方面，锌缺乏易患银屑病、脂溢性皮炎、“青春痘”即痤疮。
锌元素减低见于：严重急性组织损伤(如烧伤)、营养不良、生殖功能减退症、慢性肝损害(如酒精性肝硬化)、肾病综合征、肾功能衰竭及皮质激素治疗后等。儿童锌缺乏症可见生长停滞、智力发育不良及伤口愈合迟缓、食欲下降、厌食和皮炎等。
锌元素增高见于甲状腺功能亢进症、急性锌中毒。
7. 硒元素有何生理功能及临床意义?
硒元素与免疫功能关系密切，缺硒可以使免疫功能降低。成人体内硒含量为14～2lmg。从肠道吸收的硒进入血浆后，主要与血中球蛋白和脂蛋白结合运往全身组织，主要储存肝、肾、脾、肺、心肌、血液中。其中1/3的硒存在于谷胱甘肽过氧化物酶中。其含最在体内未饱和前很少排出。进入体内过量的硒可在肝脏转化为具有挥发性带蒜臭的二甲基硒从呼气排出。硒主要排泄途径为尿液。尿硒排泄量对确定缺硒或硒中毒是个筛选指标。硒的生物学功能是：保护细胞膜、抗氧化、增强免疫、抑制细菌生长、拮抗有毒金属、影响视力和生育等。硒由于摄入不足引起的营养性缺乏出现大腿无力和其他一些与心肌病有关的症状，如心律失常。另外，在我国某些地区还有克山病，它是由于严重缺硒引起的与心肌坏死有关的疾病，病死率很高。最近研究显示，硒与肿瘤关系密切，补硒后能使胃肠道肿瘤和肝癌发病率、病死率大大降低。另外，肾病、肝硬化、甲状腺疾病患者的硒含量也低于正常人。硒中毒主要发生在玻璃、瓷器及电子相关行业的从业者或补充过量的人中，急性中毒的表现为眼睛和呼吸道刺激症状及皮炎，慢性中毒则会在呼气和汗液中出现大量蒜味，且有头痛、上呼吸道刺激症状、胃肠道症状、指甲变脆、脱发和神经衰弱。
硒元素减低见于：克山病、大骨节病、冠心病、高血压、心脏病、乳腺癌等。
硒元素增高见于：地方性硒中毒、急性硒中毒。
8. 碘有何生理功能及临床意义?
缺碘对于住在山区的居民而言是很普遍的问题。我国台湾的新竹、南投、宜花山区居民有许多人因为缺碘造成甲状腺肿大(俗称大脖子)。缺碘和甲状腺肿大关系得从我们的甲状腺说起。甲状腺分泌着一种叫甲状腺素的激素(荷尔蒙)，这种激素与身体的各种新陈代谢反应有密切的关系，碘是甲状腺素的主要成分。缺碘时甲状腺为了要使有限的碘能得到更好的利用而肿大，称为甲状腺肿，这使颈部(脖子)看起来有肿大的现象，因此被称为大脖子。严重的缺碘会造成甲状腺素分泌不足，影响新陈代谢，使幼童发育不良及智力低下，称为呆小症，严重会致命。孕妇的碘不足，也会影响胎儿发育，甚至造成死胎及流产。缺碘会造成甲状腺肿大，但碘摄取过量也会造成甲状腺肿大，山东省庆云县、河北省黄骅市等地报告高碘性地方性甲状腺肿(Tt偏低，TSH偏低)。其机制由于高碘抑制T。合成，导致T；水平降低，反馈地刺激TSH分泌增多，在TSH长期刺激下致甲状腺增生、肿大。也有人因为体质及压力的因素使甲状腺素过量分泌造成甲状腺功能亢进。
专家建议正常人每日应摄取l50ug(0.15mg)的碘。孕妇碘的每日建议摄取量和健康成人相比应增加25ug(也就是每日175ug)，哺乳妇女碘的每日建议摄取量和健康成人相比应增加50ug(也就是每日200ug)。
9. 锰有何生理功能及临床意义?
锰主要在肠道吸收，由于食物中锰的溶解性较低，吸收率也低。体内的锰多通过肝随胆汁排入粪便，少量可由肠道再吸收。经尿排出的锰不超过总排量的10％。锰参与多种酶的组成和激活作用，既与蛋白质合成有关，又改善动脉硬化者脂质代谢。锰有助于铁的重吸收作用，锰还与黏多糖合成有关，而黏多糖是软骨及骨组织主要成分。锰能抗氧化物和消除自由基，起到防癌作用。
锰元素减低见于：各种贫血、慢性淋巴细胞白血病、淋巴肉芽肿。
锰元素增高见于：慢性锰中毒、骨髓瘤。
10. 铝、铅有何生理功能及临床意义?
铝的毒性较低，但长期蓄积可以引起神经系统和骨的中毒。铝在人血清中含量为2.1～4.3ug/L，当高于100 ug/L时就会有明显的毒性作用。铝中毒常见于肾衰竭患者，肾功能不全患者铝的排泄率减低，会出现透析性脑病、痴呆、骨软化、全身性骨痛、易骨折等。从事铝生产或加工的工人，由于过量吸入含铝的粉尘，也会出现咳痰、胸闷、呼吸困难等症状。
成人体内铅含量为l21mg。消化道对从食品和水中摄取的铅，其中10％可被吸收。由呼吸道吸入的铅约40％被吸收。经血液分布于软组织如肝、脾、肾、脑等。之后铅又在体内重新分布，90％储存于骨骼中。铅主要从肾排出，小部分由粪、汗液、涎液、乳汁排泄。
日常生活中。用含铅容器贮存食品、饮料，服用过量含铅药物如黑锡丹等都可能引起铅中毒。在含铅作业生产过程中以粉尘或烟尘污染、汽车尾气污染、房屋装修中的含铅油漆引起污染均对人体造成危害。每日铅吸收量超过0.5mg，可发生蓄积并出现毒性。铅中毒机制有些方面尚未阐明，主要是铅在体内易与蛋白质的巯基结合，可抑制巯基的酶，特别是有关血红素合成酶，对血红素代谢有影响，而出现溶血、贫血、点彩红细胞增多。
11. 铬有何生理功能及临床意义?
铬是人体所必需，它对于人体的重要性，在于它与血糖控制的关系。铬是葡萄糖耐量因子的一个有效组成成分。葡萄糖耐量因子的功能是协助胰岛素的作用，使血糖维持在正常的浓度，缺乏铬会使胰岛素的功能下降，造成血糖控制不良，也可能是糖尿病的诱发因素之一。
成人体内铬总量约6mg。铬是以三价状态小分子量有机复合物的形式由肠道吸收，进入血浆后与运铁球蛋白结合，而将铬运至肝脏及全身。铬主要从尿液排出。铬能增加胆固醇的分解和排泄，实验证明微量铬可降低血浆胆固醇，预防动脉硬化形成。人体内铬的含量与心血管疾病的发病率呈负相关，这与其参与糖、脂质代谢有关。
防患未然
1. 如何正确认识微量元素中毒?
有一些微量元素是人体必需的营养素，是体内多种生化反应的催化剂，也是人体细胞组成与酵素组成的关键物质。它们在身体里面的含量及需要量都非常的微小，如果少了它们，许多新陈代谢障碍就会出现。一般来说，全谷类、坚果类、海产类、绿色蔬菜等食物是这些微量元素最丰富的来源。除了食物外，也有可能从盛装食物的容器及饮水中取得。但是，日常生活中确实存在微量元素中毒现象。对某种元素的大量补充(如吃过量的钙片)，就会出现中毒现象。
2. 检测微量元素时采样要注意些什么?
耳垂和指尖取血称毛细血管采血，这种方法也叫“皮肤针刺血”，这种方法采血实为小动脉、毛细血管和小静脉血及组织液的混合。另外是采静脉血，这种方法有如下优点：①可防止皮肤表面污染和组织液渗入；②测试结果异常可及时复查；③符合卫生部的标准，避免医疗纠纷。
采血时要彻底清洁静脉穿刺部位的皮肤，使用无铅注射器、试管、抗凝剂等；采血后要充分混匀、完全抗凝等。采集样品时尽可能采取相应的措施，避免外界环境对检测结果的干扰。
在测定中最常采用的是血清或血浆。采血时要用微量元素含量很低的特殊管收集，并且应立即用惰性和无污染的材料密封试管，避免环境污染。有时会采用尿液检测，这时除了对容器有特殊要求外，还要求在排尿的过程中尽量避免接触其他环境因素。
走出误区
1. 用头发检测体内的微量元素准确吗?
一根细细的头发丝中，含有几十种微量元素，头发的颜色与微量元素关系密切，如金发中锌含量低，红发中铁含量高，白发中锰含量低。少年自发除遗传、精神、药物因素外，与日常饮食中铜元素含量不足有关。
头发微量元素测定具有标本易收集、运送方便，适用于任何年龄的儿童等优点。但是头发是人体末端，代谢活动低，只能反映某一时间段的变化情况，而不能反映近期变化。现代社会各种污染随处存在，头发裸露在外，受到人体所到过的各种环境污染，在目前，尚没有任何一种标本预处理的方法能区别头发中的微量元素是内源性的还是外源性的。此外，不同部位的头发中微量元素的含量也不一样，头发微量元素水平还与性别、皮肤颜色深浅、洗发的经常性、头发的处理(染、烫)等许多不易控制的因素有关。因此，对头发微量元素检测结果的诊断要慎之又慎。
2. 如何正确对待检测结果?
微量元素是人体必需的，它的高低，直接反映人的健康水准。但是对于检测结果不能听之信之。首先要保证检测结果的可靠。包括样品的收集，检测方法的准确与否等。检测中遇到可疑结果不要想当然的缺啥补啥，要保持一种科学心态，到专门的医疗机构进行检测、诊断及治疗。补充微量元素除了食物补充之外，目前市场上已有一些富含微量元素的保健美容药物出售，不妨一试。
