微量营养素包括维生素和矿物质，是人体维持各种生理功能所需的微量必需营养素。与宏量营养素（碳水化合物、蛋白质和脂肪）不同，微量营养素不提供能量，但对能量生成、免疫功能、血液凝固和其他重要生理过程至关重要。本文深入探讨了维生素和矿物质对身体功能和体能的重要性，并探讨了电解质在水合作用和肌肉功能中的作用。
微量营养素在维持健康和支持生理功能方面发挥着不可或缺的作用。这些营养素的缺乏或过量都可能导致一系列健康问题，因此，均衡饮食以满足身体的微量营养素需求至关重要。了解维生素、矿物质和电解质的作用对于优化健康、运动表现和整体幸福感至关重要。
维生素和矿物质：对身体功能和体能的重要性
维生素
维生素是维持正常生长和营养所必需的有机化合物。由于人体自身无法合成足够的维生素，因此饮食中需要的维生素量很少。
脂溶性维生素
脂溶性维生素会与膳食脂肪一起被吸收，并储存在人体的脂肪组织和肝脏中。脂溶性维生素包括维生素 A、D、E 和 K。
维生素A
- 功能：对视觉、免疫功能、生殖和细胞通讯至关重要。
- 来源：肝脏、鱼油、牛奶、鸡蛋以及富含β-胡萝卜素的蔬菜，如胡萝卜和菠菜。
维生素D
- 功能：促进钙的吸收、骨骼的生长和重塑、免疫功能和消炎。
- 来源：脂肪鱼、强化乳制品、阳光照射。
维生素E
- 功能：作为抗氧化剂，保护细胞免受氧化损伤；支持免疫功能。
- 来源：植物油、坚果、种子、绿叶蔬菜。
维生素K
- 功能：对血液凝固和骨骼代谢至关重要。
- 来源：绿叶蔬菜，如羽衣甘蓝、菠菜、西兰花、抱子甘蓝。
水溶性维生素
水溶性维生素不会储存在体内，需要定期补充。这类维生素包括B族维生素和维生素C。
B族维生素
- 硫胺素（维生素B1）：能量代谢、神经功能。
- 核黄素（维生素B2）：能量产生、细胞功能、生长和发育。
- 烟酸（维生素B3）：DNA修复、类固醇激素合成、能量代谢。
- 泛酸（B5）：辅酶A的合成，能量的产生。
- 吡哆醇（B6）：氨基酸代谢，神经递质合成。
- 生物素（B7）：脂肪、碳水化合物和蛋白质的代谢。
- 叶酸（B9）：DNA合成与修复，红细胞形成。
- 钴胺素（B12）：神经功能，红细胞形成。
维生素C
- 功能：抗氧化，胶原蛋白合成，免疫功能，增强铁的吸收。
- 来源：柑橘类水果、浆果、西红柿、辣椒、西兰花。
维生素对身体功能和体能的重要性
- 能源生产：B族维生素是能量代谢途径中的辅酶。
- 抗氧化保护：维生素 C 和 E 可保护细胞免受氧化应激，从而增强恢复和性能。
- 免疫功能：维生素 A、C、D 和 E 在维持健康的免疫系统中发挥作用。
- 骨骼健康：维生素 D 和 K 对骨骼矿化和健康至关重要。
- 血液健康：叶酸和维生素B12对于红细胞的形成和预防贫血至关重要。
矿物质
矿物质是无机元素，在人体功能中发挥各种作用。矿物质分为常量矿物质和微量矿物质。
常量矿物质
需要大量。
钙
- 功能：骨骼和牙齿的形成、肌肉收缩、神经传递、血液凝固。
- 来源：乳制品、强化植物奶、绿叶蔬菜。
磷
- 功能：骨骼和牙齿的形成、能量代谢（ATP）、酸碱平衡。
- 来源：肉类、家禽、鱼类、奶制品、坚果、豆类。
镁
- 功能：肌肉和神经功能、能量产生、蛋白质合成、血糖控制。
- 来源：绿叶蔬菜、坚果、种子、全谷物。
钠、钾、氯化物
- 功能：电解质参与体液平衡、神经传递、肌肉功能。
微量矿物质
需要的量较少。
铁
- 功能：血红蛋白和肌红蛋白的成分，输送氧气，进行能量代谢。
- 来源：红肉、家禽、鱼类、豆类、强化谷物。
锌
- 功能：免疫功能、蛋白质合成、伤口愈合、DNA合成。
- 来源：肉类、贝类、豆类、种子、坚果。
铜
- 功能：铁代谢、抗氧化防御、结缔组织形成。
- 来源：内脏、贝类、坚果、种子。
硒
- 功能：抗氧化防御，甲状腺激素代谢。
- 来源：巴西坚果、海鲜、粗粮。
矿物质对身体功能和性能的重要性
- 骨骼健康：钙、磷和镁对于强健骨骼和牙齿至关重要。
- 氧气运输：铁对于血红蛋白的形成至关重要，有助于将氧气输送到组织。
- 酶的功能：许多矿物质作为参与代谢和其他生理过程的酶的辅助因子。
- 电解质平衡：钠、钾和氯化物维持体液平衡，对神经和肌肉功能至关重要。
- 免疫功能：锌和硒支持免疫反应和抗氧化防御。
电解质：在水合作用和肌肉功能中的作用
电解质的定义
电解质是体液中携带电荷的矿物质。它们对于各种生理功能至关重要，包括维持体液平衡、传递神经冲动和肌肉收缩。
关键电解质及其功能
钠（Na⁺)
- 功能：维持细胞外液平衡、神经传递、肌肉收缩。
- 来源：食盐、加工食品。
钾（K⁺)
- 功能：调节细胞内液平衡、神经冲动、肌肉收缩、心脏功能。
- 来源：香蕉、土豆、豆类、菠菜。
钙（Ca²⁺)
- 功能：肌肉收缩、神经信号传导、血液凝固、骨骼健康。
镁（Mg²⁺)
- 功能：肌肉和神经功能、能量产生、调节心跳。
氯化物（Cl⁻)
- 功能：维持体液平衡，胃酸成分（HCl），酸碱平衡。
- 来源：食盐、海藻、西红柿、橄榄。
在水合作用中的作用
- 体液平衡：电解质调节体液的渗透压，确保细胞适当补水。
- 水运动：钠和钾梯度控制水在细胞膜上的运动。
- 脱水和过度水合：失衡会导致脱水（体液和电解质流失）或低钠血症（低钠水平），影响细胞功能。
在肌肉功能中的作用
- 肌肉收缩：电解质促进肌纤维的兴奋-收缩耦合。
- 钙：通过促进肌动蛋白和肌球蛋白相互作用来触发肌肉收缩。
- 钾和钠：产生动作电位以传输神经信号。
- 预防抽筋：充足的电解质水平有助于防止体力活动期间出现肌肉痉挛和疲劳。
电解质失衡
- 低钠血症：低钠水平会导致头痛、精神错乱、癫痫。
- 高钾血症/低钾血症：钾水平异常会导致心律失常。
- 脱水：出汗造成的体液和电解质流失会影响运动表现和健康。
维持电解质平衡
- 膳食摄入量：均衡饮食，包括水果、蔬菜和全谷物，可以提供必需的电解质。
- 补水策略：
- 水：摄入足够的液体至关重要。
- 运动饮料：含有电解质和碳水化合物，有利于长时间运动。
- 监控损失：运动员应注意汗液中电解质的流失，并进行相应补充。
微量营养素，包括维生素、矿物质和电解质，是维持健康和最佳身体机能的基础。维生素和矿物质参与能量产生、免疫功能、骨骼健康以及许多其他生理过程。电解质对于维持水分、神经传递和肌肉功能至关重要。通过均衡饮食确保摄入足够的微量营养素对于整体健康、运动表现和疾病预防至关重要。
参考
注意：所有参考文献均来自信誉良好的来源，包括同行评审期刊、权威教科书和官方卫生组织指南，以确保所提供信息的准确性和可信度。
- Ross, AC 等人（2014 年）。 现代健康与疾病营养 (第 11 版)。Lippincott Williams & Wilkins。
- Holick, MF (2007).维生素 D 缺乏症。 新英格兰医学杂志，357（3），266–281。
- Traber, MG, & Atkinson, J. (2007).维生素 E、抗氧化剂，仅此而已。 自由基生物学和医学，43（1），4-15。
- Shearer, MJ, & Newman, P. (2008).维生素K的代谢和细胞生物学。 血栓与止血，100（4），530–547。
- Lonsdale, D. (2006). 硫胺素及其衍生物的生物化学、代谢和临床益处综述。 循证补充和替代医学，3（1），49–59。
- Powers, HJ (2003).核黄素（维生素B-2）与健康。 美国临床营养学杂志，77（6），1352–1360。
- Langlais, MR, et al. (2009).烟酸缺乏大鼠脂肪生成酶乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合酶表达的变化。 营养生物化学杂志，20（12），1027–1032。
- Leonardi, R. 等人 (2005)。辅酶 A：重新发挥作用。 脂质研究进展，44（2–3），125–153。
- Dakshinamurti, K. (1990).维生素B6在代谢和神经系统功能中的作用。 维生素和激素，45，455–492。
- 泽普莱尼，J.，等人。 （2009）。生物素和生物素酶缺乏。 内分泌与代谢专家评论，4（4），385–395。
- Bailey, LB, & Gregory, JF (1999).叶酸代谢和需求。 营养学杂志，129（4），779–782。
- O'Leary, F., & Samman, S. (2010).维生素B12与健康与疾病的关系。 营养素，2（3），299–316。
- Carr, AC, & Maggini, S. (2017).维生素C和免疫功能。 营养素，9(11)，1211。
- Rivlin, RS（2007）。核黄素代谢。 新英格兰医学杂志，356（25），2669–2670。
- Evans, WJ (2000).维生素E、维生素C和运动。 美国临床营养学杂志，72（2 增刊），647S–652S。
- Calder, PC (2013).滋养免疫系统。 营养学会会刊，72（3），299–309。
- Cashman, KD (2007).维生素D及其在母婴免疫系统中的作用。 营养学会会刊，66（4），389–404。
- Allen, LH (2008).维生素B12和叶酸缺乏的原因。 食品与营养公报，29（2 增刊），S20–S34。
- Weaver, CM 和 Heaney, RP (2006)。 钙与人体健康. Humana 出版社。
- Berner, LA, et al. (2014).磷摄入量及食物来源趋势。 今日营养，49（3），98–104。
- Gröber, U., et al. (2015).镁在预防和治疗中的作用。 营养素，7(9), 8199–8226。
- 弗吉尼亚州科斯特尤克和人工智能波塔波维奇 (2009)。神经肌肉相互作用和电磁场。 老年学进展，22（1），30-39。
- Abbaspour, N., Hurrell, R., & Kelishadi, R. (2014).《铁及其对人类健康的重要性》评论。 医学科学研究杂志，19（2），164–174。
- Roohani, N. 等人 (2013)。锌及其对人类健康的重要性：综合评论。 医学科学研究杂志，18(2)，144–157。
- Olivares, M., & Uauy, R. (1996).铜作为必需营养素。 美国临床营养学杂志，63（5），791S–796S。
- Rayman, MP (2012).硒与人类健康。 《柳叶刀》，379（9822），1256–1268。
- 膳食补充剂办公室。（2020 年）。 健康专业人士钙质信息单张. 美国国立卫生研究院。
- Beard, JL (2001).铁在免疫功能、肌肉代谢和神经功能中的生物学作用。 营养学杂志，131（2S-2），568S–579S。
- Maret, W. (2013).遗传性和获得性锌缺乏症。 《遗传代谢病杂志》，36（4），541–552。
- Gropper，SS，& Smith，JL（2013）。 高级营养与人体新陈代谢 （第 6 版）。Cengage Learning。
- Prasad, AS (2008).锌与人体健康：锌对免疫细胞的影响。 分子医学，14（5–6），353–357。
- Schrier，RW（2010）。 体液、电解质及酸碱失衡. 利平科特威廉姆斯威尔金斯。
- Farquhar, WB 等人（2015 年）。膳食钠与健康：不仅仅是血压。 美国心脏病学会杂志，65（10），1042–1050。
- Palmer, BF, & Clegg, DJ (2016).钾稳态的生理学和病理生理学。 生理学教育进展，40（4），480–490。
- 克拉彭，DE (2007)。钙信号传导。 细胞，131（6），1047–1058。
- de Baaij、JHF、Hoenderop、JGJ 和 Bindels、RJM (2015)。人体中的镁：对健康和疾病的影响。 生理学评论，95（1），1-46。
- Kurtz，I.（2011）。 神经元中的氯离子通道和转运体. 斯普林格。
- Verbalis, JG (2003).体内水分平衡紊乱。 最佳实践与研究临床内分泌与代谢，17(4)，471–503。
- WF 硼和 EL 布尔帕普 (2016)。 医学生理学 （第 3 版）。爱思唯尔。
- Hew-Butler, T. 等 (2015).第二届国际运动相关性低钠血症共识发展会议声明。 运动医学临床杂志，25（4），303–320。
- Berridge, MJ (2016).肌醇三磷酸/钙信号通路与健康及疾病的关系。 生理学评论，96（4），1261–1296。
- Schwellnus, MP 等 (2008). 血清电解质浓度和水合状态与长跑运动员的运动相关肌肉痉挛 (EAMC) 无关。 英国运动医学杂志，42（10），835–841。
- Ayus, JC, et al. (2000).低钠血症与神经损伤：分子和细胞基础。 神经病学，15（4），183–188。
- Weiner, ID, & Wingo, CS (1998).低钾血症——后果、原因及纠正。 美国肾脏病学会杂志，9（4），799–806。
- Sawka, MN, et al. (2007).美国运动医学院立场：运动与液体补充。 运动医学与科学，39（2），377–390。
- Shirreffs, SM, & Sawka, MN (2011).训练、比赛和恢复中的液体和电解质需求。 运动科学杂志，29（S1），S39–S46。