營養學/鋅
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三千多年前古埃及人就開始用一種鋅製劑——卡拉明來治療皮膚病。當然那時並不知道鋅元素，鋅是中國科學家宋應星首先發現的，並於1637年在其名著「天工開物」中述及了鋅的製法等，以後隨著化學的發展，1750～1850年人們已開始用氧化鋅和硫化鋅來治病。1869年Raulin發現鋅存在於生活機體中，並為生活機體所必需。1963年報告了人體的鋅缺乏病，於是鋅開始列為人體必需營養素。
7.5.1 鋅在人體內的分布和代謝
成人體內含鋅約2～3g，存在於所有組織中，3～5%在白細胞中，其餘在血漿中。血液中的鋅濃度全血約為900μg.100ml-1,紅細胞約為1400μg.100ml-1，白細胞含鋅量約為紅細胞的25倍，血漿和血清中的鋅濃度約為100～140μg%（血清鋅稍高於血漿鋅，約高出5～15μg.100ml-1）。
頭髮含鋅量約為125～250μg.g-1，其量可反映人體鋅的營養狀況。陳志祥曾報告上海和南京成年男性發鋅含量分別為179±38μg.g-1和197±μg.g-1，成年女性發鋅含量分別為191±47μg.g-1和209±62μg.g-1。
鋅主要在小腸內吸收，先來自胰髒的一種小分子量的能與鋅結合的配結合的配體結合，進入小腸粘膜，然後和血漿中的白蛋白或運鐵蛋白結合，隨血流進入門脈循環。
人們平均每天從膳食中攝入約10～15mg的鋅，吸收率一般為20～30%。
鋅的吸收率可因食物中的含磷化合物植酸而下降，因植酸與鋅生成不易溶解的植酸鋅複合物而降低鋅的吸收率。植酸鋅還可與鈣進一步生成更不易溶解的植酸鋅的-鈣複合物，使鋅的吸收率進一步下降。
纖維素亦可影響鋅的吸收，植物性食物鋅的吸收率低於動物性食物，這與其含有維生素和植酸有關。
鋅的吸收率還部分地決定於鋅的營養狀況。體內鋅缺乏時，吸收率增高。
吸收的鋅，經代謝後主要通過胰髒的分泌而由腸道排出，只有小部分（每天約0.5mg）糖尿排出，其量比較穩定，顯然不受年齡、性別、攝入量和尿量的影響。
汗中亦含有鋅，一般約為1mg.L-1，在無明顯出汗時，每天隨汗丟失的鋅量很少，但在大量出汗時，據測定一天隨汗丟失的鋅可高達4mg。
大鼠的研究表明，鋅與鐵相反，體內儲備不易動員。因此，特別需要有規律的外源補充，尤其是在生長期。
7.5.2 鋅的生理功用
（1）參加人體內許多金屬酶的組成 鋅是人機體中200多種酶的組成部分，在按功能劃分的六大酶類（氧化還原酶類、轉移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構酶類和合成酶類）中，每一類中均有含鋅酶。人體內重要的含鋅酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、鹼性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它們在組織呼吸以及蛋白質、脂肪、糖和核酸等的代謝中有重要作用。
催化CO2+H2O→H2CO3反應的碳酸酐酶以足夠的速率消除CO2而維持生命。因此，這種酶可使人免於CO2中毒，沒有這種酶就不能以足夠的速率消除CO2而維持生命。因此，這種酶對於CO2輸送的重要性有如紅細胞對氧的輸送。在人體紅細胞中，每mol的碳酸酐酶都含有1g原子的鋅。已證明在正常的病理條件下，紅細胞中鋅的含量與碳酸酐酶活力之間存在相關。
來自胰液的羧肽酶A和B，每mol蛋白質都含有1g原子的鋅，鋅原子對這些酶的催化作用是必需的。在試管內羧肽酶的鋅可被其它金屬如鈷、錳、鎳、鐵、鎘、汞和鉛所取代，結果顯著改變了催化作用和基質的特異性。羧肽酶A和B兩者均隨胰液進入腸道，參加蛋白質水解。
其它含鋅酶，如鹼性磷酸酶，乳酸脫氫酶、丙酮酸羧化酶、蘋果酸脫氫酶在蛋白質、脂肪、糖的代謝中都有重要的作用。
（2）促進機體的生長發育和組織再生 鋅是調節基因表達即調節DNA複製、轉譯和轉錄的DNA聚合酶的必需組成部分，因此，缺鋅動物的突出的症状是生長、蛋白質合成、DNA和RNA代謝等發生障礙。在人體，缺鋅兒童的生長發生到嚴重影響而出現缺鋅性侏儒症。不論成人或兒童缺鋅都能使創傷的組織癒合困難。鋅不僅對於蛋白質和核酸的合成而且對於細胞的生長、分裂和分化的各個過程都是必需的。因此，鋅對於正處於生長發育旺盛期的嬰兒、兒童和青少年，對於組織創傷的患者，是更加重要的營養素。
鋅對於胎兒的生長發育很重要。妊娠期間甚至短時期缺鋅，也可使大鼠的後代發生先天性畸形。包括骨骼、大腦、心臟、眼、胃腸道和肺。胎兒的死亡率也增加。
（3）促進食慾 動物和人缺鋅時，出現食慾缺乏。口服組氨酸以造成人工缺鋅時（組氨酸可奪取體內結合於白蛋白的鋅，使之從尿中排出，引起體內缺鋅），也可引起食慾顯著減退。這都證明鋅維持正常食慾中的作用。
（4）鋅缺乏對味覺系統有不良的影響，導致味覺遲鈍。鋅可能通過參加構成一種含鋅蛋白-唾液蛋白對味覺及食慾起促進作用。
（5）促進性器官和性機能的正常 缺鋅大鼠前列腺和精囊發育不全，精子之減少，給鋅後可使之恢復。已發生睾丸退變者則不能恢復。在人體，缺鋅使性成熟推遲，性器官發育不全，性機能降低，精子減少，第二性徵發育不全，月經不正常或停止，如及時給鋅治療。這些症状都好轉或消失。
（6）保護皮膚健康 動物和人都可因缺鋅而影響皮膚健康，出現皮膚粗糙、乾燥等現象。在組織學上可見上皮角化和食道的類角化（這可能部分地與硫和粘多糖代謝異常有關，在缺鋅動物身上已發現了這種代謝異常）。這時皮膚創傷治癒變慢，對感染的易感性增加。
（7）參加免疫功能過程 鋅在保持免疫反應中的作用近些年來已引起注意。根據它在DNA合成中的作用，推測它在參加包括免疫反應細胞在內的細胞複製中起著重要作用。缺鋅動物的胸腺萎縮，胸腺和脾臟重量減輕。人和動物缺鋅時T細胞功能受損，引起細胞介導免疫改變，使免疫力降低。同時缺鋅還可能使有免疫力的細胞增殖減少，胸腺因子活性降低，DNA合成減少，細胞表面受體發生變化。因此，機體缺鋅可削弱免疫機制，降低抵抗力，使機體易受細菌感染。1978年在牙買加的一次研究提示，鋅缺乏是蛋白質-能量營養不良嬰兒免疫力缺乏的原因。
7.5.3 鋅的需要量和來源
人體對於鋅的需要量因生理條件而異，妊娠、授乳和生長均可使需要量增加。這可從上述鋅的生理功用中得到解釋。同時，人體對於鋅的需要量也因膳食組成而異，膳食中穀類食物所佔的比率較高時，鋅的供應量也要求增加。因穀類食物的植酸和纖維素可減低鋅的吸收率。
現在還不知道最適於健康和生長的精確的最小鋅的需要，但作參考數字，WHO於1977年推薦了臨時的鋅供給量標準如下：（按每人天計）嬰兒及兒童0～12個月mg，1～10歲mg；男性11～17歲mg，18歲以上11mg，女性10～13歲mg，14歲以上11mg。妊娠婦女15mg，授乳婦女27mg。這一標準是按鋅的可利用率為20%提出的。美國也根據鋅平衡研究的結果，於1980年初步推薦了如下的每日鋅供給量：嬰兒0～0.5mg，孕婦加5mg，乳母加10mg。並指出在這一標準中，鋅的攝入量應來自含有足夠動物蛋白的平衡膳食。我國營養學會1988年10月修訂的每日膳食中營養素供給量已包括鋅的數字，與述美國所提出的量相同，僅孕婦與乳母均加5mg。
鋅的來源廣泛，普遍存於各種食物，但動植物性食物之間，鋅的含量和吸收利用率很大差別。動物性食物含鋅豐富且吸收率高。據報告每公斤食物含鋅量，如牡蠣、鯡魚都在1000mg以上，肉類、肝臟、蛋類則在20～50mg之間。我國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所編著的「食物成分表」已列出我國部分食物的鋅含量，每公斤含鋅在30mg以上的有大白菜、黃豆、白蘿卜；含鋅在10～30mg之間的有稻米（糙）、小麥、小麥面、小米、玉米、玉米面、高梁面、扁豆、馬鈴薯、胡蘿卜、紫皮蘿卜、蔓菁、蘿卜纓、南瓜、匣子；含鋅不足10mg的有甜薯干。
7.5.4 鋅缺乏和鋅中毒
（1）鋅缺乏 兒童發生慢性鋅缺乏病時，主要表現為生長停滯。青少年除生長停滯外，還會人性成熟推遲、性器官發育不全、第二性徵發育不全等。如果鋅缺乏症發生於孕婦，可以不同程度地影響胎兒的生長發育，以致引起胎兒的種種畸形。不論兒童或成人缺鋅，均可引起味覺減退及食欲不振，出現異食癖。例如發生於伊朗的缺鋅性侏儒症中，常見有食土癖。嚴重缺鋅時，即使肝臟中有一定量維生素A儲備，亦可出現暗適應能力降低。鋅缺乏病一般不有皮膚乾燥糙等症状，在急性鋅缺乏病中，主要表現為皮膚損害和禿髮病，也有發生腹瀉、嗜眠閏、抑鬱症和眼的損害。
鋅不同程度地存於各種自然食物中，一般情況下可以滿足人體對鋅的基本需要而不致缺乏，發生鋅缺乏症主要見於以下幾種情況：
①以含有大量植酸和纖維素的糧食為主要食品時，由於植酸和纖維素影響鋅的吸收而引起鋅缺乏病。
②鋅的需要量增加時 在身體迅速成長時，在妊娠或授乳期，不論按每公斤體重計或熱量計，人體對於鋅的需要量都增加。
③在有腸病性肢皮炎的遺傳因素時 有這種少見的常染色體隱性遺傳的家族的人其小腸粘膜上皮細胞對鋅的聚集能力降低，從而降低鋅的吸收能力，而易於發生鋅缺乏病。
④用缺鋅或低鋅的配方代乳食品餵養嬰兒時嬰兒從母體帶來的鋅儲備很少，出生後幾乎立即須全賴餵養所提供的鋅。用母乳餵養嬰兒時，如果母親不缺鋅，一般母乳均能滿足嬰兒鋅的需要。但如果用缺鋅或低鋅的配方代乳食品時，則常易出現鋅缺乏。
牛乳的含鋅量（平均約3mg.L-1）,雖高於人乳（約0.1～1.0mg.L-1），但人體對於牛乳鋅的吸收利用率卻低於人乳。這是因為人乳內含有豐富的能與鋅結合的又能促進鋅吸收的小分子量配體，但牛乳中缺乏此類配體。因此，對於有某種遺傳素質的嬰兒來說，當斷食人乳改吃牛乳時，常易發生腸病性肢皮炎。
⑤在臨床上採用完全腸外營養時 長期接受腸外營養而未予補充鋅的病人，可發生嚴重而急劇的鋅缺乏病。其血漿鋅值在低達8μg%。同時有大量鋅隨滲出液丟失時，如燒傷等情況下，則可加速出現鋅缺乏病。
⑥手術 手術後的病人也可能發生鋅缺乏，這時創傷的癒合可能受到影響。
⑦給予螯合劑時 在給予青黴胺、組氨酸等螯合劑時亦可引起缺鋅。此時可出現食欲不振，味覺和嗅覺功能不全和中樞神經系統異常。
⑧慢性腎病 慢性腎病患者可因尿中鋅的排出增多而引缺鋅，此時除血清鋅減少外，還可出現急性或慢性的鋅缺乏症状。急性症状包括食欲不振，味覺及嗅覺功能不全和中樞神經系統功能異常。慢性症状包括生長發育遲緩，貧血，睾丸萎縮，創傷愈後延遲等。長期血液透析病人可因血漿鋅下降而出現陽萎。
鋅缺乏病的預防應當根據其原因採取對策。在穀類中含有大量植酸的地區，應當從改進或調整糧食品種上著手。因需要量增加而引起缺鋅時，則應在膳食中增加含鋅豐富的食物。為預防嬰兒缺鋅，應當提倡母乳餵養。嬰兒配方食品應當含有適量的鋅。
（2）鋅中毒 鋅中毒可能發生於治療中過量塗布或服用鋅劑及鋅容器儲存食品時，中毒的表徵和體片為噁心、嘔吐、急性腹痛、腹瀉和發熱。給實驗動物以大劑量的鋅，可產生貧血、生長停滯和突然死亡。
鋅中毒通常在停止鋅的接觸或攝入後，症状短期內即可消失。
對於鋅中毒的預防主要為：①防止食品、水源和空氣被鋅污染；②用鋅治療疾病時，要掌握劑量。
7.5.5 各種疾病中人體鋅代謝和鋅酶活力的改變
（1）急性和慢性感染 在急性和慢性感染中如肺炎、氣管炎、丹毒和化膿性腎炎等，血清鋅濃度低於正常範圍。而在這些疾病全愈時，逐漸恢復正常。
現已發現，感染反應中，一方面在由白細胞釋放的內源性白細胞介質（leukocyte endogenousmediator,LEM）作用下，肝臟對鋅的攝取增加，用於核酸，蛋白質及鋅酶的合成，而另一方面，在LEM的作用下，血漿中蛋白質結合的鋅減少，幾乎完全為可擴散鋅，從而易從尿及汗中排出。由此造成：①感染後血清或血漿中的鋅低於正常；②人體的鋅代謝易呈負平衡，機體容易出現缺鋅。這在臨床上有實際意義。
（2）急性心肌梗塞 急性心肌梗塞時，血清鋅濃度降低，但心肌梗塞區及梗塞周圍組織的粒線體、微粒體和可溶性蛋白內的含鋅量比正常心肌增多。並且在心肌梗塞處有大量鹼性磷酸酶濃集，這說明鋅及含鋅酶參加了修復過程。
（3）腫瘤和白血病 在患有各種惡性腫瘤時，血清中鋅濃度下降。在急性和慢性淋巴性和骨髓性白血病時，白細胞濃度下降至正常值的10%。在白血病和何杰金病時，有進量的鋅排出，原因不明。
（4）酒精中毒後肝硬化 從肝分離的乙醇脫氫酶已證實為含金屬鋅的酶。酒精中毒後的肝硬化，可發生鋅代謝的顯著異常。嚴重酒精中毒的病人，其血清鋅濃度降至66±19μg.100ml-1，而正常人則為121±19μg.100ml-1。降得最低的見於肝昏迷病人。鋅濃度低於30μg%表示預後不良。死於酒精中毒肝硬化的病人的肝組織，其鋅和鐵含量只有正常的一半，而鈣、鎂、鋁、錳和銅的濃度正常。酒精中毒後，肝硬化的病人尿中排出異常大量的鋅，每24h為1000±20μg。血清鋅濃度的降低和尿鋅排出量的增加可能部分由於低白蛋白血和蛋白質與鋅的結合減少。對這種病人按生理量給予硫酸鋅，可使尿鋅排出時傾向於恢復正常，並常可見到肝功能亦趨向於恢復正常
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