微微健康网:微量元素与人体健康关系

vivijkbj1| 2010-03-06 16:43:34
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一、动植物都离不开锰

锰对所有的有机体,无论是植物或是动物,都是必要的。锰在地壳中的含量因地而异,差别很大。在一些酸性很强的土壤里,锰以正二价的形式存在,它是一种主要的可交换的阳离子,易于被植物吸收。但是在碱性土壤中,·生物就不那么容易得到锰了,因为在这个条件下,二价锰变成氢氧化锰沉淀,有些细菌再把氢氧化锰氧化成二氧化锰,这种状态的锰是无法进入植物体内的。不过有趣的是,土壤里另外有一些细菌能促进上面那个反应往相反的方向进行,也就是说能把二氧化锰再变回为二价锰,因为这种细菌要从二氧化锰那里获得它们所需的氧。

在农业生产上,缺锰会引起缺绿症等许多病。植物缺锰为什么叶子就不绿了呢?这是因为光合过程需要锰。植物光合作用的器官好似串联在一起的成千上万个电池,是由许多能进行光合作用的单元组成的,每个单元都能接受光量子,把二氧化碳和水合成糖。在每个这样的单元中,至少含有两个锰离子,锰在这里可能进行着三价锰和二价锰间的互变,并在反复循环过程中发挥着作用,在光合作用的最后一步把水中的氧氧化成氧分子。

在土壤含锰量低或者含有效锰低的地区,动物也很容易患缺锰病。患这种病的动物一般会出现骨骼畸形,不能生育和运动失调。为什么会出现这些症状呢?可以这样来比喻,骨骼是从肉里长出来的,正好象树木、庄稼要从土壤长出一样。我们把能长出骨骼、牙齿、鸡蛋壳的有机物组织叫做基质。有了良好的基质,骨骼才能长好。缺少锰时,有机基质就发育不好,结果骨骼也长不好。用锰盐治疗运动失调和不育症,会取得一定效果。

人类也需要锰,成人体内库存的锰为12—20毫克。用放射性54锰研究的结果发现,不管人们吃进的锰有多少,只有59%可以被吸收。这样,岂不是吃进去的锰愈多,吸收的也愈多,人体组织里的锰也愈多吗?但实际上并非如此,人体组织内的锰量是维持在一定水平上的,似乎体内有一套有效的“机构”负责控制,它可以把不需要的锰离子排出体外。人们发现体内有一种专门运送锰的蛋白质把锰送到各处,我们把这种蛋白叫运锰蛋白。有趣的是这种蛋白质专门和正三价态的锰形成络合物,然后带着锰运行到各处。三价锰本来是很不稳定的,为什么蛋白质偏选择这种价态的锰,锰又是怎样变成正三价的,这些目前还都是未解之谜。

二、酶王国的重要成员

酶是一种活细胞所产生的一类特殊蛋白质,它具有独特的催化作用,、通常称为生物催化剂。体内各种物质代谢所起的化学变化,如营养物质的消化和吸收,各种组织成分的合成和分解以及能量的释放和利用等,几乎都是酶催化的。它能使体内的这些生化反应显著加速,甚至会加速几万到几十万倍,使那些本来在自然条件下需要极高温度才能进行的生化反应,能在体温的条件下顺利地进行。

酶是一个庞大的家族,它的成员众多,结构不同,功能也各异。酶大都由两个基本的部分所组成,其中的一个部分称为酶蛋白,而另一部分叫做辅酶。两者单独存在时因为没有活性则一事无成,只有当两者结合在一起组成全酶,才具有催化活性。辅酶是一类低分子的有机化合物,许多辅酶是有机基团与微量金属组成的复合物,例如含铁、铜、锌、锰、硒的酶就多达数百种,在体内发挥着各种各样的独特功能。人们通过实验,发现许多需要金属离子的酶可以被锰所激活,而且在与这些酶结合时,锰常和镁竞争,促进肽水解的肽酶就属于这种类型。

锰是精氨酸酶、脯氨酸肽酶、核糖核酸多聚酶、超氧化物歧化酶(SOD)等的组成成分。1980年有人研究发现,人类及其他哺乳类动物的衰老,可能与锰—超氧化物歧化酶的减少有关。因为这种酶的减少会引起机体抗氧化作用能力的降低,从而促进了机体的衰老。近代的研究认为锰在蛋白质的合成代谢中也起着微妙的作用,而且还参与了遗传信息的传递。因为在七十年代末期,人们从脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA内检测出锰,而细胞内的脱氧核糖核酸则是生物遗传的物质基础。脱氧核糖核酸DNA在体内的合成要靠脱氧核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下才能完成,锰的巨大功勋在于能激活这种酶,使这些酶顺利地进行生物催化的作用,完成DNA的合成。细胞分裂阶段是DNA合成最旺盛的时期。DNA的含量成倍增加,随着细胞的分裂,DNA平均分配给两个子代细胞,故子代细胞中DNA的含量与亲代一样,性质也与亲代相同。现在已经知道,后代的DNA实际是亲代的“复制品”,这样就能与亲代保持相同的遗传信息。遗传特征是通过代谢类型表现出来的,由于DNA存在于细胞核内,而蛋白质的合成主要在细胞质中,所以DNA不能直接控制蛋白质的合成,它必须先把遗传信息转录给信息核糖核酸转入到细胞质后,与核微粒结合在一起,这时依据信息核糖核酸转录来的信息“翻译”成氨基酸连接顺序,以合成某种特异的蛋白质(酶)。DNA的复制、信息核糖核酸的转录和蛋白质的合成,都是一些复杂的耗能性酶的促进过程,而锰则是这些酶中某些酶的活性基因或辅助因子,也是某些酶的激活剂,因此可以说锰参与了遗传信息的传递。

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