走進(jìn)人體元素周期表

朱英潔

“一方水土養(yǎng)一方人”的化學(xué)體現(xiàn)

化學(xué)元素是具有相同核電荷數(shù)（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。根據(jù)含量不同，人體中的化學(xué)元素可分為大量元素（含量＞0.01%）和微量元素（含量＜0.01%）。其中，氧（O，65%）、碳（C，18%）、氫（H，10%）、氮（N，3%）、鈣（Ca，1.5%）、磷（P，1%）、鉀（K，0.35%）、硫（S，0.25%）、鈉（Na，0.15%）、氯（Cl，0.15%）、鎂（Mg，0.05%）這11種元素組成了大量元素，其余為微量元素。

碘（I）、鋅（Zn）、硒（Se）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、鈷（Co）及鐵（Fe）等8種微量元素是人體必需的，它們參與了人體的生命活動(dòng)，保障了人體的正常運(yùn)行，含量過多或過少都將影響身體健康。

研究表明，同一種化學(xué)元素在人體中不同部位的含量是不同的。例如鐵（Fe）主要分布在血液中，碘（I）主要分布在甲狀腺。此外，同一種化學(xué)元素在人體中的含量會(huì)隨年齡增長發(fā)生變化，例如鈣（Ca）、鐵（Fe）、鋅（Zn）和銅（Cu）的含量在逐漸減少。

“一方水土養(yǎng)一方人”，由于土壤、地質(zhì)、氣候、水文等條件不同，食物和環(huán)境中的化學(xué)元素具有明顯差異，因此不同地區(qū)的人，體內(nèi)化學(xué)元素含量也不同。

鉀（K）、鈉（Na）、氯（Cl）是人體內(nèi)重要的電解質(zhì)。其中，鉀主要存在于細(xì)胞內(nèi)液中，鈉則存在于細(xì)胞外液中，而氯在細(xì)胞內(nèi)、外體液中都存在。這3種元素共同參與調(diào)節(jié)，能使體液維持接近中性，而且決定了組織中水分的多少。同時(shí)，它們對(duì)于內(nèi)分泌也非常重要，氯用于形成胃酸，鉀有助于神經(jīng)系統(tǒng)傳達(dá)信息，而且鉀可激活多種酶，對(duì)肌肉的收縮非常重要。

人體大量元素和必需的微量元素示意圖

人體中化學(xué)元素含量的餅狀圖

小元素 大作用

氧（O）、碳（C）、氮（N）、氫（H）、硫（S）和磷（P）是構(gòu)成人體中蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等物質(zhì)最基本的化學(xué)元素。例如，碳是生物大分子的基本骨架，每一個(gè)單體（如氨基酸）都以若干相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，再由許多單體構(gòu)成多聚體（如蛋白質(zhì)）。蛋白質(zhì)、核酸、多糖（如淀粉）等都屬于生物大分子。而脂肪雖然不屬于生物大分子，但它的基本骨架也是碳鏈。

知識(shí)鏈接? 體液=細(xì)胞外液+細(xì)胞內(nèi)液

細(xì)胞外液是指人體內(nèi)存在于細(xì)胞外的體液。主要包括組織液（組織間隙液的簡稱）、血漿（血液的液體部分）和淋巴液、腦脊液等，占體液總量的1/3。人體內(nèi)的細(xì)胞外液構(gòu)成了體內(nèi)細(xì)胞生活的液體環(huán)境，這個(gè)液體環(huán)境叫作人體的內(nèi)環(huán)境。

細(xì)胞內(nèi)液是機(jī)體細(xì)胞總體所含的體液，主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、核液、細(xì)胞器的基質(zhì)的細(xì)胞液，占體液總量的2/3。

細(xì)胞外液與細(xì)胞內(nèi)液共同組成了人體內(nèi)的體液。需要注意，汗液、尿液、消化液、淚液等雖然來自于體液，但它們只是在體內(nèi)暫存，能與外界直接接觸，不屬于體液。

在人體內(nèi)，鈣（Ca）元素99%以羥基磷酸鈣的形式存在于骨骼和牙齒中，血液中占0.1%。離子態(tài)的鈣可促進(jìn)凝血酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槟福箓谔幍难耗?。鈣在其他多種生理過程都有重要作用，例如：在肌肉的伸縮運(yùn)動(dòng)中，它能活化ATP酶（三磷酸腺苷酶），保持肌體正常運(yùn)動(dòng)；有助于神經(jīng)刺激的傳達(dá)和放松；降低細(xì)胞膜的滲透性，防止有害細(xì)菌、病毒或過敏原等進(jìn)入細(xì)胞中；幫助人們減輕疲勞、加速體力恢復(fù)。

體液的組成示意圖

鎂（Mg）也是生物必需的化學(xué)元素之一。人體中的鎂50%沉積于骨骼中，其次在細(xì)胞內(nèi)部，血液中只占2%。鎂和鈣一樣具有保護(hù)神經(jīng)的作用，是很好的鎮(zhèn)靜劑。嚴(yán)重缺鎂時(shí)，會(huì)使大腦思維混亂、喪失方向感、產(chǎn)生幻覺，甚至精神錯(cuò)亂。鎂是降低血液中膽固醇的主要催化劑，又能防止動(dòng)脈粥樣硬化，所以攝入足量的鎂，可以防治心臟病。鎂又是人和哺乳類動(dòng)物體內(nèi)多種酶的活化劑。人體中每一個(gè)細(xì)胞都需要鎂，它對(duì)于蛋白質(zhì)的合成、脂肪和糖類的利用及數(shù)百組酶系統(tǒng)都有重要作用。

鈷（Co）元素是維生素B12的重要組成部分，它對(duì)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類代謝，血紅蛋白的合成都具有重要的作用，并可擴(kuò)張血管、降低血壓。但鈷過量可引起紅細(xì)胞過多癥，還可引起胃腸功能紊亂、耳聾、心肌缺血。

元素存在于地球的每個(gè)角落，構(gòu)成世間萬物。在認(rèn)識(shí)元素的過程中，我們發(fā)現(xiàn)了生命的神奇。關(guān)于元素更多的神奇力量，等待著我們?nèi)ダ^續(xù)探索！

（責(zé)任編輯 / 張麗靜? 美術(shù)編輯 / 周游）