人間にとって必須の化学元素 20種類の化学元素が構造的および機能的な役割を果たすことで人間の生化学的プロセスを支えるために必要 であることが知られており、さらにいくつかの元素の存在を示す証拠がある。[ 1 ] [ 9 ]
酸素、水素、炭素、窒素は重量比で最も豊富な元素であり、人体の重量の約96%を占めています。カルシウムは成人の体重の920～1200グラムを占め、その99%は骨と歯に含まれています。これは体重の約1.5%です。[ 2 ] [ 10 ] 硫黄 、マグネシウム）は、体重の約0.85%を占めるにすぎません。これら11の化学元素（H、C、N、O、Ca、P、K、Na、Cl、S、Mg）を合わせると、体の99.85%を占めます。残りの約18の超微量ミネラルは 、体のわずか0.15%、平均的な人では合計で約100グラムを占めます。この段落における合計分数は、人体の化学組成 に関する記事からのパーセンテージを合計した値です。
同じデータに基づいても、ヒト（および他の哺乳類）におけるさまざまな超微量元素の必須性については意見の相違が存在する。たとえば、クロム がヒトにとって必須かどうかは議論の的となっている。クロムを含む生化学物質は精製されていない。米国と日本はクロムを必須栄養素に指定しているが[ 11 ] [ 12 ] 、欧州連合を代表する欧州食品安全機関 （EFSA）は2014年にこの問題を検討し、同意していない[ 13 ] 。
既知および提案されているミネラル栄養素のほとんどは、比較的原子量 が低く、陸上では比較的豊富に存在し、ナトリウムとヨウ素は海洋にも豊富に存在します。また、生理的pH範囲で可溶性化合物を持つ傾向があります。このような可溶性化合物を持たない元素は、必須ではない（Al）か、せいぜい微量しか必要とされない（Si）傾向があります。[ 1 ]
生物学的プロセスにおける役割 RDA =推奨栄養所要量 、AI = 十分摂取量、UL =耐容上限摂取量 、表示されている数値は、妊娠中または授乳中の女性ではない、31～50歳の成人（男女問わず）を対象としています。
* 海藻1食分は、米国が定めるUL 1100 μgを超えているが、日本が定めるUL 3000 μgには達していない。[ 39 ]
食事栄養 栄養士は 、ミネラルを摂取する最良の方法として、目的とする化学元素を豊富に含む特定の食品を摂取することを推奨する場合があります。これらの元素は、食品中に天然に存在するもの（例：牛乳中のカルシウム）や、食品に添加されるもの（例：カルシウム強化オレンジジュース、 ヨウ素 強化ヨウ素塩 ）などがあります。栄養補助食品は、複数の異なる化学元素（化合物として）、 ビタミン やその他の化学化合物の組み合わせ、あるいは単一の元素（化合物または化合物の混合物として）を含むように配合することができます。例えば、カルシウム （炭酸カルシウム 、クエン酸カルシウム ） 、マグネシウム （酸化マグネシウム ）、鉄（硫酸第一鉄 、ビスグリシン酸鉄）などが挙げられます。
化学元素に重点を置いた食事は、代謝 の生化学反応を 必要な元素成分でサポートすることへの関心から来ています。[ 40 ]
植物 植物の酸素発生部位のMn4O5Caコアの構造は、微量ミネラルであるマンガンの多くの役割の1つを示し ている。 [ 41 ] 植物に必要なミネラルのリストは、動物に必要なミネラルのリストと似ています。両者とも非常に似た酵素を利用しますが、違いも存在します。例えば、マメ科植物はモリブデンを含む窒素固定酵素 を持っていますが、動物は持っていません。多くの動物は酸素輸送にヘモグロビン（鉄）を利用しますが、植物は利用しません。肥料は、特定の土壌におけるミネラル欠乏に対処するために調整されることがよくあります。例えば、モリブデン欠乏 、マンガン欠乏 、亜鉛欠乏 などが挙げられます。
安全性 推奨される1日摂取量と安全上限値 （UL）との差は小さい場合があります。たとえば、カルシウムの場合、米国食品医薬品局は 70歳以上の成人の推奨摂取量を1,200 mg/日、ULを2,000 mg/日としています。[ 19 ] [ 20 ] [ 39 ] mg/日（女性は350 mg/日）ですが、ULは推奨値よりも低い350 mgです。 ULは 、一度に350mg以上のマグネシウムをサプリメントの形で摂取した場合に下痢を引き起こす可能性があるため、特定の摂取量に設定されている。マグネシウムを豊富に含む食品ではこの問題は発生しない。[ 42 ]
人間にとって必須である可能性が考えられるが、確認されていない元素 多くの超微量元素が 必須元素であると示唆されてきたが、そのような主張は通常確認されていない。有効性の決定的な証拠は、識別可能でテスト可能な機能を持つ元素を含む生体分子の特性評価から得られる。[ 5 ] ケイ素 とニッケル ）、欠乏症を再現することが困難であるため、有効性の証明が不足していることである。[ 40 ] [ 5 ] ヒ素は 哺乳類にとっておそらく必須元素であると考えられていたが、[ 43 ] [ 6 ] クロムは げっ歯類モデルに基づいて長い間必須微量元素と考えられており、グルコース と脂質の 代謝に関与していると提案されていたが、[ 44 ] [ 45 ] [ 6 ] ホウ素は 植物にとって必須ですが、[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 6 ] [ 49 ]
必須元素と化学的に類似している場合、非必須元素が体内に現れることがある（例えば、Na + の代わりに Rb + や Cs + が 現れるなど）。そのため、必須であることと生物系による取り込みは同じことではない。[ 1 ]
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