《生命科学中的微量元素》氟和碘的生物学作用与临床.ppt

生命科学中的微量元素—— 氟和碘的生物学作用与临床 氟的生物学作用与临床 ——人体必需微量元素 ——对牙齿及骨骼的形成和结构具有重要作用 ——对钙磷的代谢具有重要作用 氟的生物学作用与临床 一、氟的含量与分布 二、氟的生物学作用与临床 三、氟的吸收、运输与排泄 四、氟的毒性与防治 氟的生物学作用与临床 一、氟的含量与分布 一、氟的含量与分布 地壳：625μg/g 空气：小于0.01μg/m3 人体：正常成人体内共含氟2.6g，占体内微量元素的第三位，仅次于硅和铁 人体几乎所有的各种器官内均含有氟，但绝大部分分布在硬组织骨骼和牙齿中，两者约占人体总含氟量的90%以上 一、氟的含量与分布 我国正常人骨骼中氟：200～300μg/g，最高可达800μg/g，高氟区居民骨骼氟含量甚至高达1000μg/g，地方性氟中毒病区成人骨氟达15000μg/g！ 人体不同部位骨骼含氟量差异很大，以长骨含氟量较高，依次是股骨＞肱骨＞掌骨＞颅骨＞腰椎骨，而且男性骨骼含氟量高于女性。 一、氟的含量与分布 头发含氟量也较高，可达14～30μg/g 软组织中含氟最多的是皮肤，约3～50μg/g，其次为肌腱（膜）、主动脉、肺、肾、心、胰、脑、脾、肝等 氟在生物体内还有一个重要的特性，即无生物降解作用，能在生物体内富集。骨骼中的含氟量具有随年龄的增长而增高的趋势 二、氟的生物学作用与临床 1、氟的生理作用 2、氟的毒理作用 1、氟的生理作用 （1）参与骨骼代谢 （2）防龋作用 （3）对神经系统的作用 （4）其他作用 （1）参与骨骼代谢 机体正常的钙、磷代谢离不开适量的氟 在一定的pH条件下，氟有助于钙和磷形成羟基磷灰石，促进成骨过程。 适量的氟，羟基磷灰石的羟基可被氟取代，形成均匀一致的氟化磷灰石, 溶解度明显降低，其热力学的稳定性明显升高，增强了骨骼的强度 （2）防龋作用 氟可以起到防龋的作用： ①直接提高牙齿的防龋能力 ②消除有关的致龋因素，改善口腔环境 （3）对神经系统的作用 氟对神经系统兴奋性的影响主要是通过对某些酶的作用而体现的 氟能抑制胆碱脂酶活性，减少乙酰胆碱分解，从而使其含量增多，提高神经的兴奋性和传导作用 氟还能抑制三磷酸腺苷酶，使体内ATP含量增多。ATP 能提高肌肉对乙酰胆碱的敏感度，因而也可提高神经肌肉接头处的兴奋传导 （4）其他作用 a.对生长发育的影响： 适量的氟对哺乳类动物的生长发育和繁殖是十分必要的 研究发现，当小鼠饲料中含氟量小于0.005mg/kg 时，动物生长发育迟缓，生殖能力降低，甚至发生不孕；补充一定量的氟后，可恢复其正常发育和生殖能力 （4）其他作用 b.对造血功能的影响： 当氟缺乏时，可引起实验动物的造血功能障碍 Wegner等发现，动物缺氟时主要表现为小细胞性贫血，补充铁剂后可以得到纠正；补以适量的氟也可以纠正铁在临界量时出现的小细胞贫血 当机体缺铁时，氟对铁的吸收、利用有促进作用。对造血机能有明显刺激作用 1966年发现氟（氟碳化合物）能替代血液携带氧气；1979 年美国首次将其作为血液代用品应用于临床，由此揭开人造血液新篇章 （4）其他作用 c.对脂代谢的影响： 机体摄入适量的氟对脂代谢有良好的影响 Suttie等发现给动物饲以高氟饲料可降低脂肪和类脂质的吸收。当十二指肠中的氟浓度为3mmol/L 时，可阻止30%类脂质的吸收，但在这种情况下葡萄糖的吸收不受影响。 Schnitzer-Polokoff 等进一步研究证实，氟不但能阻止类脂质的吸收，而且能阻止游离脂肪酸通过粘膜上皮细胞时的再脂化作用。 2、氟的毒理作用 （1）局部作用 （2）破坏钙磷的正常代谢 （3）对硬组织的毒作用 （4）抑制某些酶的活性 （5）对原生质的毒作用 （1）局部作用 氟对皮肤和黏膜可产生局部刺激、腐蚀作用 氟能迅速穿透角质层，渗入深部组织，引起组织坏死，可深达骨膜而引起骨坏死 气态氟或尘氟进入呼吸道刺激黏膜，引起上呼吸道急性中毒 氟进入胃内与盐酸反应产生氢氟酸，刺激和腐蚀胃粘膜 （2）破坏钙磷的正常代谢 氟与钙有很强的亲和力，在血内形成难溶性的氟化钙而产生一系列影响： 血钙降低，缺钙引起钙、磷代谢紊乱，阻碍正常骨质代谢 血钙降低，引起甲状旁腺功能增强，甲状旁腺分泌增多，破骨细胞增多，促进溶骨和加速骨吸收 血钙降低，使放血因子发生缺陷，对凝血机能产生影响 （3）对硬组织的毒作用 氟能影响硬组织的正常矿化过程，破坏正常骨质的晶体结构，使骨盐的羟基磷灰石变成氟磷灰石 刺激骨细胞和破骨细胞的活动以及骨膜和骨内膜的增生，破坏硬组织各种细胞的生理功能 引起骨细胞的代谢障碍，或导致变性、坏死 （4）抑制某些酶的活性 氟影响糖的代谢 影响脂肪、蛋白质的氧化功能 抑制骨磷酸化酶，影响骨中钙盐的吸收、蓄积和骨盐的形成 破坏胆碱脂酶，使