人體對微量元素的接觸、吸收、排泄以及蓄積

人體是一個開放係統，無時無刻不暴露於生物圈的環境介質之中。接觸環境中微量元素的途徑主要是消化道和呼吸道的粘膜以及皮膚。人體對某微量元素接觸的特征應包括所接觸元素的理化狀態和數量、接觸頻度和接觸途徑。它取決於地區的地球化學環境、人為的汙染環境以及個人行為特征及健康狀況。

微量元素在機體內的吸收、分布和排泄的過程為生物運轉過程，是一個複雜的、通過各種類型細胞膜屏障的過程。這種通過能力決定了它們在體內轉歸和生物學作用的特點，並取決於元素的理化性質和細胞膜的通透性，後者又與膜的結構有關。

人體主要是通過消化道、其次是呼吸道吸收微量元素，經皮膚和其他部位的粘膜或組織吸收較少。

消化道吸收

整個消化道均可吸收溶解性微量元素化合物，但各部位的吸收速度不同。主要在小腸中段吸收。回腸末端雖吸收慢，但由於食糜在此停留時間較長，腸壁的分節運動使食糜與絨毛密切接觸，因此也有一定的吸收量。

元素的化學形式決定它們的脂溶性及水溶性、粒徑大小、粒子的電荷等，從而直接影響吸收程度，因此不同元素以及同一元素的不同化學形式在腸內的吸收率有很大差別。微量元素的有機化合物因具脂溶性，一般易於吸收，如鉛、汞、錫的無機鹽的吸收率均很低；但四乙基鉛、錫的烷基衍生物和甲基汞則極易被吸收。

呼吸道吸收

金屬多以氣溶膠、粉塵或蒸氣的形式被吸入體內。金屬的蒸氣通常不易溶於水，故可直達肺泡，透過氣血屏障進入血液。顆粒物的吸收與肺內沉著、絨毛清除和肺泡廓清活動有關。小於0．1微米的亞微粒子可經肺泡上皮擴散至淋巴管，最終進入血液。沉著於肺泡內的微粒大部分經巨噬細胞的吞噬作用被清除，進入淋巴係統，或存留於附近淋巴結內，或被轉運至肝、胃腸道。沉著於上、下呼吸道粘膜上較大的不溶性顆粒；則可經粘液纖毛清除作用隨痰排出。其中一部分可被咽下進入消化道，據估計，吸入顆粒經消化道吸收的部分占沉著於呼吸道部分的5％。沉著於無纖毛的肺泡囊內的金屬化合物的微小顆粒，能溶解於體液者，可隨血液進入體內循環。長期沉著於肺內的不溶解性化合物可造成局部損傷，如鐵肺、鋇肺、鋁肺、鈹肺等。

皮膚吸收

經皮膚吸收是微量元素穿透皮膚進入皮下組織而被真皮層內的血管—淋巴管吸收的過程。正常皮膚的屏障作用主要在角質層，其次為下麵的透明層和顆粒層，經皮吸收為被動擴散過程，主要通過表皮，其次為毛囊、皮脂腺及汗腺。表皮吸收需經3種屏障：(1)皮層角質層，角質細胞間的間隙極小，一般分子量大於300的物質不易通過完整的皮膚；(2)連接角質層，能阻止水液、電解質和某些水溶性不解離物質，但脂溶性物質可通過；(3)表皮與真皮連接處的基膜。大多數物質通過表皮後，可自由地經乳突毛細血管進入血循環。毛囊、皮脂腺是化學物質較易通過的結構，因此經皮吸收過程開始是經擴散係數大的毛囊、皮脂、汗腺滲透吸收占優勢；以後是有效麵積大的角質層吸收占優勢。

影響吸收的因素

影響經皮膚吸收的主要因素有：(1)微量元素或其化合物的理化特性。化合物穿透表皮層的能力和速度取決於其脂溶性大小。而到達真皮層後，透過毛細血管壁吸收入血液的擴散速度則取決於其水溶性。油/水分配係數接近1的化合物最易經皮膚吸收；分子態比離子態易吸收，水溶態較易通過毛囊、皮脂腺。能經皮膚吸收引起皮膚不良反應的微量元素有銀、砷、金、硼、鈹、鉍、溴、鈷、鉻、銅、鐵、汞、碘、鎳、鉛、鉈、鋅及其化合物；(2)皮膚的性狀及其完整性。人的皮膚屏障作用較其他動物強。人體以頭、麵和耳廓部皮膚最易穿透；腋窩、膕窩；頸、背、腹股溝皮膚次之；手掌、足跟、足蹠、膝和臀部皮膚不易穿透。表皮破損皮膚易吸收；(3)環境因素。主要是溫度和濕度的影響。一般認為，室溫在(20～25)℃範圍內，每升高10℃，穿透率增加(1～2)倍。濕度上升，穿透率也提高。當評價微量元素總吸收時，應當考慮各種可能途徑的吸收量。

微量元素吸收後隨血液輸送到全身各器官組織中，元素的分布有明顯的器官選擇性。了解元素的分布規律，對理解其生物學作用十分重要。血清中可擴散型元素組分的多少，決定了元素向器官組織的擴散率。器官灌流率愈大，血液愈豐富，元素的分布量就愈多。元素在體內的代謝速度包括生物轉換率和排泄速率、細胞膜的性質和壽命。對血清中以特定化學態存在的元素的通透性以及元素與器官組織的親和力大小等，均可影響其在體內的分布。元素在器官中分布不均勻性的另一個重要因素是體內某些部位具有特殊的膜結構，對外源性化學物質的透過有明顯的屏障作用，如血—腦屏障、血—胎盤屏障，血一罩丸屏障等，它們是機體的重要保護機構。但這種屏障作用是有限的，許多微量元素化合物可選擇性地通過。

微量元素經消化道、腎髒、呼吸道和皮膚從機體排出。由於微量元素攝入量及化學形態不同，其主要排泄途徑也不同。有些未能排出的微量元素，則蓄積於體內的器官組織中。蓄積性強的元素對機體產生危害的可能性要大些，典型的有害重金屬(如鎘、鉛、汞等)都是具有較長生物半減期的強蓄積性元素。