人体的元素

为了科学地考察生物体特别是人体中的元素组成，英国地球化学家哈密尔顿在1979年发表了重要论文《人体组织中的金属元素和环境因素的关系》，介绍了他的研究组从20世纪60年代以来，用当时最新的火花源质谱法测定了220例英国人体组织中从氢到铀的各种元素的含量，获得了上万个数据。当他把人体各组织（如肝、肾、心脏、脑、脾、尿、肌肉及血液等）中的元素含量与人类从古到今的生活环境（如海洋、大气、土壤、岩石及各种食物）中的元素分布对比时，观察到人体血液中60多种化学元素的平均含量与地壳元素的分布明显有关。除人体原生质的主要成分元素碳、氢、氧、氮以及地壳中的主要成分元素硅以外，其他元素在人体与地壳中的分布趋势是一致的，即两者的丰度曲线相当吻合，也就是说，它们的相关性好。这个关系被称为丰度效应。这是首次对人体微量元素进行系统的宏观研究得到的重要结果。
　　
　　对这个丰度效应还有些不好理解，人类是从海洋里出来的，怎么会和地壳也就是和土壤及岩石相关呢？不错，海洋孕育了生命，但人类离开自己的诞生地（海洋）已很久了。严格有序的遗传基因把生物的化学组成一代一代传下来。人的体液组成仍和原始海水相似。我们的先民从海洋中出来后进入森林里，后来又从树上下来，长久地生活在陆地上。当人在地球上转移时，就会出现一些不适的生理反应，叫做“水上不服”。在克服这些病变的过程中，人类就要调整自己选择元素的功能，来适应大地母亲的怀抱。而血液以其不息的流动，澎湃的活力，直接吸收了扎根于大地的粮食、果蔬和其他动、植物中的元素，由消化道转运，从而和土壤、岩石联系起来。
　　
　　丰度效应对人乃至对其他生物特别是动物都有明显的现实意义，例如，为保证体液与海水组成的相似性，也就是保证钠的丰度，人必需食用足够的盐。许多地方病就是某些元素的丰度失调引起的，为此，必须保证它足够的供应，这方面甲状腺肿与碘的缺乏就是名例。动物体的元素特别是微量元素的含量也与丰度效应有关。
　　
　　1950年就报道过，碱性土壤中的铁为难溶的氢氧化物，不易被吸收，例如美国的佛罗里达州发现过家畜缺铁引起的病变，消瘦、食欲不振、腹泻等，当地人称为盐病；而富含铁的岩石露头处，常有家畜去舔食，以使唾液溶解铁，从而补充铁的不足。可以预料，在弄清各类元素特别是微量元素的利弊和作用机制后，喂饲适合的元素添加剂，将会推进人类以及动物的进化和发育。