在動物和人體內(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、免疫功能、酶及內(nèi)分泌等幾乎所有的生命活動過程。據(jù)研究，動物和人體內(nèi)約有1000種酶，其中70%以上的酶為金屬酶。微量元素在動物體內(nèi)的功能作用多種多樣，主要通過形成結合蛋白、激素、酶和維生素等發(fā)揮作用。比如，哺乳動物載氧系統(tǒng)，形成血紅蛋白、肌紅蛋白等；生物解毒，形成金屬硫蛋白、細胞色素P450(含鐵)等；膜運送，形成離子載體等；細胞調節(jié)形成ATP絡合物；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)調控形成胰島素＋GTF(含鉻)、轉鐵蛋白＋鐵蛋白等。

1、微量元素與酶的關系

動物體內(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，鐵與數(shù)十種酶有關，錳和銅亦與數(shù)十種酶有關。鉬與黃嘌呤氧化酶等有關，硒與谷胱甘肽過氧化物酶等有關。

酶蛋白與輔助因子單獨存在時均無活性，只有當兩者結合在一起構成全酶后，才有催化活性。即：全酶(結合蛋白質)=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)起橋梁基團的作用，將底物與酶整合起來，形成絡合物，促進催化的進行，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)定酶蛋白結構，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合，構成許多特異性的酶。決定酶特異性的是酶蛋白部分，而輔酶在總的酶促反應中可傳遞氫原子、電子、特定原子或作為某些化學基團的中間載體。

2、微量元素影響核酸代謝

鉻、鐵、鋅、錳、銅、鎳等對穩(wěn)定DNA結構，調控基因轉錄有重要意義。

3、微量元素構成體內(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，參與氧的運輸和貯存；細胞色素系統(tǒng)(細胞色素b、c1、e、a3、b5、P450等)中含有鐵，它們是重要的電子傳遞物質；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)直接參與激素的結構組成，如甲狀腺激素中的碘。

(2)與激素形成非穩(wěn)定性的絡合關系，完善分子構形，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，增強激素的作用，如鉻可增強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。所以，體內(nèi)相應微量元素的缺乏，會對生長發(fā)育產(chǎn)生不良影響，其中尤以鋅的影響最大。因為鋅與很多酶、核酸、蛋白質和激素的合成密切相關，能影響細胞分裂、生長和再生，并能提高食欲、促進消化，所以鋅能加速生長發(fā)育。

微量元素缺乏會影響胎兒的發(fā)育，造成先天性畸形。如胎兒時期缺

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。人和動物體缺乏相應的微量元素時，可導致特異性免疫反應和非特異性免疫功能障礙，從而使機體感染和腫瘤發(fā)生率升高。合理地補充微量元素，對恢復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的生物合成與轉錄所必需的。維生素B₁₂分子中有一個整合鉆原子的環(huán)狀結構，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

微量元素過多或嚴重不足，都促進腫瘤的發(fā)生。鎳是致癌性很強的元素，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、硒等對胃腸道癌有拮抗作用；鎂對惡性淋巴病和慢性白血病有拮抗作用；鋅對食管癌、肺癌有拮抗作用；碘對甲狀腺癌和乳腺癌有拮抗作用

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