碳14及人体元素

碳14在凯史科技的可乐瓶中占有重大的作用。

碳14是碳元素的一种具放射性的同位素，它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳-14原子核由6个质子和8个中子组成。其半衰期约为5,730±40年，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮-14原子。

1940年，美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾在美国劳伦斯伯克利国家实验室发现碳14，而后时任芝加哥大学教授、加州大学伯克利分校化学博士威拉得·利比应用碳14发明了碳—14年代测定法并获得1960年诺贝尔化学奖。由于在有机材料中含有碳-14 ，因此根据它可以确定考古学、地质学和水文地质学样本的大致年代，其最大测算不超过6万年（而且没有参照的情况下误差较大） 。

碳14是 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。 14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测定年代法 的一种，其他常用的还有钾-氩法测定，钾-氩法测定，热释光测定等；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在，有大约1%的碳以碳-13的形式存在，只有兆分之一（0.0000000001%）是碳-14，存在于大气中，由大气中氮与宇宙射线作用生成，其丰度基本保持不变，是生物圈中碳-14的来源。

碳14衰变为氮14

C14进行β衰变，碳核中的一个中子放出一个电子衰变为质子

按照核电荷数守恒质量数守恒，就完成了第一个核反应过程。

整个过程表示为

人体中较多元素11种：氧65%、碳18%、氢10%、氮3%、钙1.5%、磷1%、钾0.35%、硫0.25%、钠0.15%、氯0.15%、镁0.05%

人体微量元素18种：铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷

【氧】【碳】【氮】【硫】它们和磷等其他元素组成人体糖类，蛋白质，脂肪，生长因子，辅酶，激素等物质，有着重要的作用。

【钙】钙占人体重的1.7%左右，99%以羟基磷酸钙的形式存在于骨骼和牙齿中，血液中占0.1%。离子态的钙可促进凝血酶原转变为凝血酶，使伤口处的血液凝固。钙在其它多种生理过程都有重要作用，如在肌肉的伸缩运动中，它能活化ATP酶，保持肌体正常运动。缺钙少儿会患软骨病；中老年人出现骨质疏松症（骨质增生）；受伤易流血不止。钙还是很好的镇静剂，它有助于神经刺激的传达，神经的放松，它可以代替安眠药使你容易入眠，缺钙神经就会变得紧张，脾气暴躁、失眠。钙还能降低细胞膜的渗透性，防止有害细菌、病毒或过敏原等进入细胞中。钙还是良好的镇痛剂，还能帮你减少疲劳、加速体力的恢复。成人对钙的日需要量推荐值为1.0克/日以上。奶及奶制品是理想的钙源，此外海参、黄玉参、芝麻、蚕豆、虾皮、干酪、小麦、大豆、芥末、蜂蜜等也含有丰富的钙。适量的维生素D3及磷有利于钙的吸收。葡萄糖酸钙及乳酸钙易被吸收，是较理想的钙的补充片剂。

【磷】成年人体中磷的含量约为700克，80%以不溶性磷酸盐的形式沉积于骨骼和牙齿中，其余主要集中在细胞内液中。它是细胞内液中含量最多的阴离子，是构成骨质、核酸的基本成份，既是肌体内代谢过程的储能和释能物质，又是细胞内的主要缓冲剂。缺磷和摄入过量的磷都会影响钙的吸收，而缺钙也会影响磷的吸收。每天摄入的钙、磷比为Ca/P≈1～1.5最好，有利于两者的吸收。正常的膳食结构一般不会缺磷。

【镁】镁在人体中含量约为体重的0.05%，它是生物必需的营养元素之一。人体中镁50%沉积于骨骼中，其次在细胞内部，血液中只占2%，镁和钙一样具有保护神经的作用，是很好的镇静剂，严重缺镁时，会使大脑的思维混乱，丧失方向感，产生幻觉，甚至精神错乱。镁是降低血液中胆固醇的主要催化剂，又能防止动脉粥样硬化，所以摄入足量的镁，可以防治心脏病。镁又是人和哺乳类动物体内多种酶的活化剂。人体中每一个细胞都需要镁，它对于蛋白质的合成、脂肪和糖类的利用及数百组酶系统都有重要作用。因为多数酶中都含有VB6，必须与镁结合，才能被充分的吸收、利用。缺少其中一种都会出现抽筋、颤抖、失眠、肾炎等症状，因此镁和VB6配合可治疗癫痫病。镁和钙的比例得当，可帮助钙的吸收，其适当比例为Mg/Co=0.4～0.5。若缺少镁、钙会随尿液流失，若缺乏镁和VB6，则钙和磷会形成结石（胆结石、肾结石、膀光结石）是不溶性磷酸钙，这也是动脉硬化的原因。镁还是利尿剂和导泻剂。若镁大过量也会导致镁、钙、磷从粪便、尿液中大量的流失，而导致肌肉无力、眩晕、丧失方向感、反胃、心跳变慢、呕吐甚至失去知觉。因此对钙、镁、磷的摄取都要适量，符合比例，就能保证你健康长寿。镁最佳的来源是坚果、大豆和绿色蔬菜。男人比妇女更需要镁。镁尽管在人体中的含量微乎其微，可缺乏镁元素人们就会精神疲惫、面黄肌瘦、皮肤粗糙，甚至情绪不稳定，面部、四肢肌肉颤抖。少女一旦出现上述症状，就应当检查一下镁元素是否正常。如果镁元素缺乏或偏低，则可适当服用具有补镁作用的药物。据研究，无花果、香蕉、杏仁、冬瓜子、玉米、红薯、黄瓜、珍珠粉、蘑菇、柿子、黄豆、紫菜、橘子等，含有丰富的镁元素。

中国营养学会建议，成年男性每天约需镁350毫克，成年女性约为300毫克，孕妇以及喂奶期女性约为450毫克，2～3岁儿童为150毫克，3～6岁为200毫克。可耐受最高摄入量（UL）定为700mg/d。

镁缺乏在临床上主要表现为情绪不安、易激动、手足抽搐、反射亢进等，正常情况下，由于肾的调节作用，口服过量的镁一般不会发生镁中毒。当肾功能不全时，大量口服镁可引起镁中毒，表现为腹痛、腹泻、呕吐、烦渴、疲乏无力，严重者出现呼吸困难、紫绀、瞳孔散大等。

镁广泛分布于植物中，肌肉和脏器中较多，乳制品中较少。动物性食品中镁的利用率较高，达30%～40%，植物性食品中镁的利用率较低。

【钠】【钾】【氯】钠、钾、氯是人体内的宏量元素，分别占体重的0.15%、0.35%、0.15%，钾主要存在于细胞内液中，钠则存在于细胞外液中。而氯则在细胞内、外体液中都存在。这三种物质能使体液维持接近中性；决定组织中水分多寡；Na+在体内起钠泵的作用，调节渗透压，给全身输送水分，使养分从肠中进入血液，再由血液进入细胞中。它们对于内分泌也非常重要，钾有助于神经系统传达信息。氯用于形成胃酸。这三种物质每天均会随尿液、汗液排出体外，健康人每天的摄取量与排出量大致相同，保证了这三种物质在体内的含量基本不变。钾主要由蔬菜、水果、粮食、肉类供给，而钠和氯则由食盐供给。人体内的钾和钠必须彼此均衡，过多的钠会使钾随尿液流失，过多的钾也会使钠严重流失。钠会促使血压升高，因此、摄入过量的钠会患高血压症，而且具有遗传性。钾可激活多种酶，对肌肉的收缩非常重要，没有钾糖无法转化为能量或贮存在体内的肝糖中（为新陈代谢提供能量的物质）。肌肉无法伸缩，就会导致麻痹或瘫痪，此外细胞内的钾与细胞外的钠，在正常情况下能形成均衡状态，当钾不足时，钠会带着许多水分进入细胞内使细胞胀裂，形成水肿。此外缺钾还会导致血糖降低。没有充足的镁会使钾脱离细胞，排出体外，而导致细胞产生缺钾使心脏停止跳动。在美国一项调查发现50岁以下猝死于心脏病的人大多是由于心肌细胞内缺钾所致，所以建议每天钾、钠、镁、钙都应均衡摄入，才能保证有健康的身体。

【铁】铁在人体中含量约为4—5克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为72%。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。

【碘】是合成甲状腺激素的重要微量元素，甲状腺激素通过血液作用于靶器官，尤其是肝、肾、肌肉、心脏和发育中的大脑。碘缺乏与碘过量，都于健康不利。碘缺乏可影响儿童身高、体重、骨骼、肌肉的增长和性发育，其中对于胎儿和婴幼儿脑发育与神经系统发育形成的损伤不可逆转。碘过量可以引起中毒及发育不良，尤其是对于婴幼儿的影响更为明显。临床资料显示，长期摄入过量的碘，可以引起急性甲亢、甲状腺肿，严重的还可以引发甲状腺癌。尽管多数人对碘有较高的耐受性，但由于婴幼儿身体发育尚不健全，对于碘过量反应可能会灵敏。

【铁】在人体中含量约为4—5克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。其中60-70%存在于血红蛋白内。缺铁常常导致贫血，这不仅可使少女容颜逊色，还会对整个身体带来麻烦，以致发生头晕、心慌、体力下降、记忆力减退、注意力不集中、抗病能力低下等症状，失去少女健美的基础。动物血、动物肝脏、芝麻酱、黑木耳、蘑菇、海藻类、豆制品、海虾、海参、乌鱼、菠菜、黄豆等，均含有大量的铁元素，可适当增加进食量。

【铜】正常成人体内含铜100—200毫克。其主要功能是参与造血过程；增强抗病能力；参与色素的形成。铜在动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高；果汁、红糖中也有一定含量。含量在体内减少时，会影响铁的吸收，导致铁的利用障碍，最终发生缺铁性贫血。铜还与人体皮肤的弹性、润泽有密切的关系。铜缺乏时，会引起少女皮肤干燥粗糙、面色苍白、免疫力下降，甚至影响今后的生育功能。

【锌】对人体多种生理功能起着重要作用。参与多种酶的合成；加速生长发育；增强创伤组织再生能力；增强抵抗力；促进性机能。锌在鱼类、肉类、动物肝肾中含量较高。人体中最重要的微量元素之一，主要集中在肝内和肌肉、皮肤之中。当锌缺乏时，会引起少女食欲减退、免疫功能低下、眼睛呆滞无神、皮肤粗糙易感染、贫血、视力下降、毛发枯燥，甚至引起肝脾肿大，从而导致发育缓慢。部分少女颜面痤疮、粉刺较多，也与锌元素缺乏有关。锌缺乏同样可用食补。一些动物食品，诸如牡蛎、鱼类、动物肝脏、肉类、蛋中含有大量的锌元素。

【氟】是骨骼和牙齿的正常成分。可预防龋齿，防止老年人的骨质疏松。含氟量较多的食物有粮食(小麦、黑麦粉) 、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。但是,过多吃进氟元素,又会发生氟中毒,得“牙斑病”。体内含氟量过多时,还可产生氟骨病,引起自发性骨折。

【硒】成年人每天约需0.4毫克。硒具有抗氧化，保护红细胞的功用，并发现有预防癌症的作用。硒在小麦、玉米、大白菜、南瓜、大蒜和海产品中含量较丰富。

【碘】通过甲状腺素发挥生理作用，如促进蛋白质合成；活化100多种酶；调节能量转换；加速生长发育；维持中枢神经系统结构。碘海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。

【钴】是维生素B12的重要组成部分。钴对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用，并可扩张血管，降低血压。但钴过量可引起红细胞过多症，还可引起胃肠功能紊乱，耳聋、心肌缺血。

【氟】是人体骨骼和牙齿的正常成分。它可预防龋齿、防止老年人的骨质疏松。但是，过多吃进氟元素，又会发生氟中毒，得“牙斑病”。体内含氟量过多时，还可产生氟骨病，引起自发性骨折。

【铬】可协助胰岛素发挥作用，防止动脉硬化，促进蛋白质代谢合成，促进生长发育。但当铬含量增高，如长期吸入铬酸盐粉，可诱发肺癌。