宏量元素(常量元素)指含量占生物體總質(zhì)量0.01%以上的元素。如氧、碳、氫、氮、磷、硫、氯、鉀、鈉、鈣和鎂，這些元素在人體中的含量均在0.03%~62.5%之間，這11種元素共占人體總質(zhì)量的99.95%。

微量元素指占生物體總質(zhì)量0.01%以下的元素。如鐵、硅、鋅、銅、溴、錫、錳等。這些微量元素占人體總質(zhì)量的0.05%左右。這些微量元素在體內(nèi)的含量雖小，但在生命活動(dòng)過(guò)程中的作用是十分重要的。必需微量元已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有18種，即有鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼、銣、砷等。

(一)組成生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和核糖核酸的提供基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)單元，也是組成地球上生命的基礎(chǔ)。這些元素包括碳、氫、氧、氮、硫、磷。

(二)鈉、鉀和氯離子的主要功能是調(diào)節(jié)體液的滲透壓，電解質(zhì)的平衡和酸堿平衡，通過(guò)鈉-鉀泵，將鉀離子、葡萄糖和氨基酸輸入細(xì)胞內(nèi)部，維持核糖體的最大活性，以便有效地合成蛋白質(zhì)。鉀離子也是穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)酶結(jié)構(gòu)的重要輔因子。同時(shí)，鈉離子、鉀離子還參與神經(jīng)信息的傳遞。

(三)鈣和氟是骨骼、牙齒和細(xì)胞壁形成時(shí)的必要結(jié)構(gòu)成分(如磷灰石、碳酸鈣等)，鈣離子還在傳送激素影響、觸發(fā)肌肉收縮和神經(jīng)信號(hào)、誘發(fā)血液凝結(jié)和穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。

(四)鎂離子參與體內(nèi)糖代謝及呼吸酶的活性，是糖代謝和呼吸不可缺少的輔因子，與乙酰輔酶A的形成有關(guān)，還與脂肪酸的代謝有關(guān)。參與蛋白質(zhì)合成時(shí)起催化作用。與鉀離子、鈣離子、鈉離子協(xié)同作用共同維持肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，維持心肌的正常結(jié)構(gòu)和功能。另一個(gè)有鎂參與的重要生物過(guò)程是光合作用，在此過(guò)程中含鎂的葉綠素捕獲光子，并利用此能量固定二氧化碳而放出氧。

(五)鐵(II，III)的主要功能是作為機(jī)體內(nèi)運(yùn)載氧分子的呼吸色素。例如，哺乳動(dòng)物血液中的血紅蛋白和肌肉組織中的肌紅蛋白的活性部位都由鐵(II)和卟啉組成。其次，含鐵蛋白(如細(xì)胞色素、鐵硫蛋白)是生物氧化還原反應(yīng)中的主要電子載體，它是所有生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換反應(yīng)中不可缺少的物質(zhì)。

(六)銅(I、II)的主要功能與鐵相似，起著載氧色素(如血藍(lán)蛋白)和電子載體(如銅藍(lán)蛋白)的作用。另外，銅對(duì)調(diào)節(jié)體內(nèi)鐵的吸收、血紅蛋白的合成以及形成皮膚黑色素、影響結(jié)締組織、彈性組織的結(jié)構(gòu)和解毒作用都有關(guān)系。

(七)鋅離子是許多酶的輔基或酶的擊活劑。維持維生素A的正常代謝功能及對(duì)黑暗環(huán)境的適應(yīng)能力，維持正常的味覺(jué)功能和食欲，維持機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育特別是對(duì)促進(jìn)兒童的生長(zhǎng)和智力發(fā)育具有重要的作用。

(八)錳(II、III)是水解酶和呼吸酶的輔因子。沒(méi)有含錳酶就不可能進(jìn)行專(zhuān)一的代謝過(guò)程，如尿的形成。錳也是植物光合作用過(guò)程中光解水的反應(yīng)中心。此外，錳還與骨骼的形成和維生素C的合成有關(guān)。

(九)鉬是固氮酶和某些氧化還原酶的活性組分，參與氮分子的活化和黃嘌呤、硝酸鹽以及亞硫酸鹽的代謝。阻止致癌物亞硝胺的形成，抑制食管和腎對(duì)亞硝胺的吸收，從而防止食道癌和胃癌的發(fā)生。

(十)鈷是體內(nèi)重要維生素B-12的組分。維生素B-12參與體內(nèi)很多重要的生化反應(yīng)，主要包括脫氧核糖核酸(DNA)和血紅蛋白的合成，氨基酸的代謝和甲基的轉(zhuǎn)移反應(yīng)等，

(十一)鉻(III)是胰島激素的輔因子，也是胃蛋白酶的重要組分，還經(jīng)常與核糖核酸(RNA)共存。它的主要功能是調(diào)節(jié)血糖代謝，幫助維持體內(nèi)所允許的正常葡萄糖含量，并和核酸脂類(lèi)、膽固醇的合成以及氨基酸的利用有關(guān)。

(十二)釩、錫、鎳是人體有益元素，釩能降低血液中膽固醇的含量。釩還具有胰島素的作用，對(duì)糖尿病人有一定的好處。錫可能與蛋白質(zhì)的生物合成有關(guān)。鎳能促進(jìn)體內(nèi)鐵的吸收、紅細(xì)胞的增長(zhǎng)和氨基酸的合成等。

(十三)硅是骨骼、軟骨形成的初期階段所必需的組分。同時(shí)，能使上皮組織和結(jié)締組織保持必需的強(qiáng)度和彈性，保持皮膚的良好的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性以及血管壁的通透性，還能排除機(jī)體內(nèi)鋁的毒害作用。

(十四)硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的必要構(gòu)成部分，具有保護(hù)血紅蛋白免受過(guò)氧化氫和過(guò)氧化物損害的功能，同時(shí)具有抗衰老和抗癌的生理作用。

(十五)碘參與甲狀腺素的構(gòu)成。溴以有機(jī)溴化物的形式存在于人和高等動(dòng)物的組織和血液中。生物功能有待進(jìn)一步確證。

(十六)砷是合成血紅蛋白的必需成分。

(十七)硼對(duì)植物生長(zhǎng)是必需的，尚未確證為人體必需的營(yíng)養(yǎng)成分。

污染元素是指存在于生物體內(nèi)會(huì)阻礙生物機(jī)體正常代謝過(guò)程和影響生理功能的微量元素。根據(jù)資料報(bào)道，人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的元素有70多種，遠(yuǎn)比生命必需的元素多得多,這是因?yàn)殡S著自然資源的開(kāi)發(fā)利用和現(xiàn)代大工業(yè)的發(fā)展,人類(lèi)對(duì)自然環(huán)境施加的影響越來(lái)越大,環(huán)境污染問(wèn)題變得十分突出。某些元素(如汞、鉛、鎘等)通過(guò)大氣、水源和食物等途徑侵入人體，在體內(nèi)積累而成為人體中的污染元素。

即使是生命必需的元素，它們?cè)隗w內(nèi)的含量都有一個(gè)最佳的濃度范圍，超過(guò)或低于這個(gè)范圍，對(duì)健康也產(chǎn)生不利影響。例如，硒是重要的生命必需元素，成人每天攝取量以100μg左右為宜，若長(zhǎng)期低于50μg可能引起癌癥、心肌損害等;若過(guò)量攝入，又可能造成腹瀉，神經(jīng)官能癥及缺鐵性貧血等中毒反應(yīng)，甚至死亡。同時(shí)，生命必需元素的存在形式對(duì)人體健康也直接有關(guān)，如鐵在生物體內(nèi)不能以游離態(tài)存在，只有存在在特定的生物大分子結(jié)構(gòu)(如蛋白質(zhì))包圍的封閉狀態(tài)之中，才能擔(dān)負(fù)正常的生理功能，鐵一旦成為自由鐵離子就會(huì)催化過(guò)氧化反應(yīng)產(chǎn)生過(guò)氧化氫和一些自由基，干擾細(xì)胞的代謝和分裂，導(dǎo)致病變。