微量营养素

维生素是一类人体无法生物合成，必须通过食物获取的有机物。人体对维生素的需求量较小，但维生素对人体正常生理机能的维持有重要的意义。维生素可以分为两大类，脂溶性维生素和水溶性维生素。水溶性维生素因富含亲水基团，在水中溶解度相对较高，包括维生素B和维生素C。脂溶性维生素的化学本质则大都是疏水的小分子，在水中溶解度低，但在脂类物质中溶解度较高。从食物中摄取脂溶性维生素时，为提高吸收效率，最能够搭配脂类食物食用。脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E，以及维生素K[1][6]^:189-222。

如果摄入的维生素不足，会导致多种维生素缺乏症。另一方面，长期摄入过量的维生素也对人体健康有害。结构合理的膳食是使人能摄入足够但不过量维生素的最好保证[6]^:189-222。

人类发现的第一种维生素是维生素B1。在1911年，波兰生物化学家卡西米尔·冯克发现稻壳提取液能治疗鸽子的多发性神经炎。他将稻壳提取液中发挥治疗作用的物质称为“vitamine”，并在1912年通过学术刊物介绍了这一名称。选用这一名称是因为这一物质对生物生存至关重要（“”），且可能是胺类（）物质。虽然最后证明维生素B1并不是胺类物质，但“vitamine”去掉字母e以后的名称“vitamin”还是一直沿用了下来[7][8]。

已确定人体应保证摄入的微量元素一共有九种，包括碘（I）、铁（Fe）、锌（Zn）、硒（Se）、氟（F）、铬（Cr）、铜（Cu）、锰（Mn），以及钼（Mo）[13]^:310。

甲状腺素化学本质是碘化的氨基酸，在合成中需要碘元素。碘摄入不足会导致促甲状腺激素代偿性增多，导致甲状腺肿（大脖子病）。生长发育期的碘缺乏会影响成年后的智力和身高（即克汀病）。碘摄入过量同样有害，会导致甲亢等疾病。海产品中一般富含碘元素。在食盐中加碘是预防碘缺乏症的良好公共卫生手段。

铁是血红蛋白中血红素的配位中心。铁摄入不足会导致缺铁性贫血。牛肝和牛排等食物中富含铁，是良好的补铁食物。传统铁锅也能适当补充铁元素。摄入过量的铁会导致铁与体内的过氧化物发生反应，生成对体内DNA、蛋白质等生物大分子有破坏作用自由基[1][13]^:310-316。

锌在人体内组成了多种酶的辅因子，使这些酶能行使正常的功能。高蛋白食物如鱼类、禽类、畜类食物，一般含有较多的锌元素。生长发育阶段摄入锌不足会导致生长迟滞、性成熟延迟。成年人缺锌会导致免疫力低下等症状。摄入锌过量会导致呕吐、腹泻、头痛、疲惫等副作用。高浓度的锌也会影响人体消化道对铁的吸收[13]^:317-318;323[14][15]。

氟元素能取代牙齿和骨中羟基磷酸钙的羟基，使其氟化，帮助骨和牙齿中的钙盐结晶沉淀。氟能有效预防龋齿的发生，氟缺乏最常见的症状就是龋齿的发生率提高。缺乏氟的地区（如美国中部地区）可能会通过在饮用水中加氟预防氟缺乏症。但摄入过量的氟会导致氟中毒，牙齿上形成黄色的氟斑是轻度氟中毒的症状之一。更严重的氟中毒会表现为氟骨症，关节和骨持续疼痛，甚至可能导致瘫痪[13]^:310-316[16]。

硒元素缺乏与心脏病的发生有关。摄入硒不足也会使癌症的发生率上升。另外，硒元素缺乏也会导致肌肉无力、疼痛。摄入过量的硒会导致头疼、恶心、关节痛，直至骨、神经系统，或肝脏受损。

铬元素参与了脂类和糖类的代谢，铬缺乏会导致葡萄糖代谢异常，摄入过量的铬可能会使皮肤出现皮疹。

铜元素在人体内参与了血红蛋白和胶原蛋白的合成。摄入过量的铜会导致呕吐、腹泻，以及肝功能受损[13]^:319-323。

锰元素与人的发育、代谢，以及抗氧化系统有密切联系，锰缺乏的情况相对罕见。摄入过量的锰会造成神经退行性的病变[17][18]。

钼组成了部分酶的辅因子，缺乏钼会使人体内亚硫酸盐氧化酶功能低下，造成人容易因食物中的亚硫酸盐中毒[19][20][21]。

植物的正常生长，需要一些微量营养素（微量元素）的维持。植物对这些元素的需求量并不大，但它们却在植物体中发挥着重要的生物学功能。目前已确定植物生存必需的微量元素一共有八种：铁（Fe）、硼（B）、氯（Cl）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo），以及镍（Ni）。一般情况下，植物可以从土壤的矿物质吸收这些微量元素的粒子或从分解的有机物中取得这些微量元素[22][23]。

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