在動(dòng)物和人體內(nèi)，微量元素雖然含量微小，但具有極其重要的生理功能。它涉及生長發(fā)育、新陳代謝、神經(jīng)活動(dòng)、免疫功能、酶及內(nèi)分泌等幾乎所有的生命活動(dòng)過程。據(jù)研究，動(dòng)物和人體內(nèi)約有1000種酶，其中70%以上的酶為金屬酶。微量元素在動(dòng)物體內(nèi)的功能作用多種多樣，主要通過形成結(jié)合蛋白、激素、酶和維生素等發(fā)揮作用。比如，哺乳動(dòng)物載氧系統(tǒng)，形成血紅蛋白、肌紅蛋白等；生物解毒，形成金屬硫蛋白、細(xì)胞色素P450(含鐵)等；膜運(yùn)送，形成離子載體等；細(xì)胞調(diào)節(jié)形成ATP絡(luò)合物；生物防御系統(tǒng)形成SOD、谷胱甘肽過氧化物酶等；內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)控形成胰島素＋GTF(含鉻)、轉(zhuǎn)鐵蛋白＋鐵蛋白等。

1、微量元素與酶的關(guān)系

動(dòng)物體內(nèi)有50%-70%以上的酶含有微量元素，或以微量元素的離子作為激活劑。已知鋅與上百種酶有關(guān)，鐵與數(shù)十種酶有關(guān)，錳和銅亦與數(shù)十種酶有關(guān)。鉬與黃嘌呤氧化酶等有關(guān)，硒與谷胱甘肽過氧化物酶等有關(guān)。

酶蛋白與輔助因子單獨(dú)存在時(shí)均無活性，只有當(dāng)兩者結(jié)合在一起構(gòu)成全酶后，才有催化活性。即：全酶(結(jié)合蛋白質(zhì))=酶蛋白+輔助因子(輔酶或輔基)。其中，微量金屬離子可能有下列作用。

(1)作為酶活性中心的組成成分，如過氧化氫酶中所含的鐵離子。

(2)起橋梁基團(tuán)的作用，將底物與酶整合起來，形成絡(luò)合物，促進(jìn)催化的進(jìn)行，如羧基肽酶分子中連接于谷氨酸、組氨酸和賴氨酸三殘基上的鋅離子。

(3)穩(wěn)定酶蛋白結(jié)構(gòu)，如CuZn-SOD中的鋅離子。

體內(nèi)酶的種類很多，而輔酶或輔基的種類卻較少。通常一種酶蛋白只能與一種輔酶結(jié)合，成為一種特異性的酶；但一種輔酶往往能與不同的酶蛋白結(jié)合，構(gòu)成許多特異性的酶。決定酶特異性的是酶蛋白部分，而輔酶在總的酶促反應(yīng)中可傳遞氫原子、電子、特定原子或作為某些化學(xué)基團(tuán)的中間載體。

2、微量元素影響核酸代謝

鉻、鐵、鋅、錳、銅、鎳等對(duì)穩(wěn)定DNA結(jié)構(gòu)，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄有重要意義。

3、微量元素構(gòu)成體內(nèi)重要的載體及電子傳遞系統(tǒng)

鐵是血紅蛋白、肌紅蛋白的重要組分，參與氧的運(yùn)輸和貯存；細(xì)胞色素系統(tǒng)(細(xì)胞色素b、c1、e、a3、b5、P450等)中含有鐵，它們是重要的電子傳遞物質(zhì)；鐵硫蛋白是呼吸鏈中的電子傳遞體。

4、微量元素參與激素的合成

微量元素與激素間的相互作用，可能有以下幾種情況。

(1)直接參與激素的結(jié)構(gòu)組成，如甲狀腺激素中的碘。

(2)與激素形成非穩(wěn)定性的絡(luò)合關(guān)系，完善分子構(gòu)形，延長激素壽命，如胰島素原中的鋅。

(3)在激素靶器官上參與酶系的形成，增強(qiáng)激素的作用，如鉻可增強(qiáng)胰島素與其受體間的作用效果。

5、微量元素與生長發(fā)育

許多微量元素參與酶和激素的合成，而酶與激素都是生長發(fā)育不可缺少的生物活性物質(zhì)。所以，體內(nèi)相應(yīng)微量元素的缺乏，會(huì)對(duì)生長發(fā)育產(chǎn)生不良影響，其中尤以鋅的影響最大。因?yàn)殇\與很多酶、核酸、蛋白質(zhì)和激素的合成密切相關(guān)，能影響細(xì)胞分裂、生長和再生，并能提高食欲、促進(jìn)消化，所以鋅能加速生長發(fā)育。

微量元素缺乏會(huì)影響胎兒的發(fā)育，造成先天性畸形。如胎兒時(shí)期缺

鋅，可造成骨、腦、眼、心、肺和泌尿系統(tǒng)的先天性缺陷和畸形等

6、微量元素與機(jī)體免疫

微量元素影響免疫系統(tǒng)的功能和生長發(fā)育。人和動(dòng)物體缺乏相應(yīng)的微量元素時(shí)，可導(dǎo)致特異性免疫反應(yīng)和非特異性免疫功能障礙，從而使機(jī)體感染和腫瘤發(fā)生率升高。合理地補(bǔ)充微量元素，對(duì)恢復(fù)和健全免疫功能起著重要作用。

7、微量元素參與維生素的合成

鈷是維生素Ba的重要組成部分。維生素B1是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶，是胸腺吡咯核苷的合成以及DNA的生物合成與轉(zhuǎn)錄所必需的。維生素B₁₂分子中有一個(gè)整合鉆原子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，含有它的化合物一一類卟啉輔酶是已知最有效的生物催化劑之一，在許多酶中對(duì)分子重排起著重要作用。

8、微量元素和腫瘤

微量元素過多或嚴(yán)重不足，都促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。鎳是致癌性很強(qiáng)的元素，它能誘發(fā)肺癌和鼻咽癌；鐵過多引起肺癌；鋅含量過高使消化系統(tǒng)癌癥的發(fā)病率增高；錳含量過高能導(dǎo)致肝癌；缺鉬誘發(fā)食管癌。

有些微量元素，有一定的防癌、抗癌作用。如鐵、硒等對(duì)胃腸道癌有拮抗作用；鎂對(duì)惡性淋巴病和慢性白血病有拮抗作用；鋅對(duì)食管癌、肺癌有拮抗作用；碘對(duì)甲狀腺癌和乳腺癌有拮抗作用

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