自然界中的有些元素对人体来说是必需的，而有些则是非必需的，甚至是有害的。凡是人体新陈代谢或生长发育所必需的元素，称为必需元素；反之，为非必需元素。必需元素中又分常量元素与微量元素两类，成人每日需要大于100毫克的称为常量元素，也有人称为宏量元素，如钾、钙、钠、磷、镁、氯、硫等。成人每日需要小于100毫克的称为微量元素，现今认为有铁、锌、碘、硒、氟、铜、钼、锰、铬、镍、钒、锡、硅、钴等。非必需元素也分两类，一类是人体新陈代谢与生长发育并不需要，但摄入少量后不会产生严重病理现象的，如铝、铋等元素；另一种不仅人体不需要，而且摄入微量也会使人出现病态或新陈代谢严重障碍，这些元素，常称之为有害元素或有毒元素，例如汞、镉、铅等。
（第一节）必需元素的功能
必需元素种类很多、功能各异，总结起来有以下几个方面：1.构成身体的重要材料：如钙、磷等是骨胳、牙齿的重要成分。
2.保持身体的酸碱平衡：体内各种生理变化，需要有一个酸碱度稳定的内环境，溶液中呈酸性的元素有氯、硫、磷等，在肉、鱼、蛋、谷物中含量多。溶液中呈碱性的元素有钙、钠、钾、镁等，在蔬菜及水果中含量多。各种水果中的有机酸，虽然有酸味，因通常在体内经代谢分解成二氧化碳与水，并不影响体内的酸碱度。
3.保持组织、细胞的渗透压：如钾离子保持细胞内液渗透压，钠离子保持细胞外液渗透压，这样就可维持体内细胞内外渗透压的平衡。
4.构成身体许多重要生理活性物质：如碘是甲状腺激素的成分，铁是血红蛋白的成分，锌、硒、钼、铁等是很多酶的成分。
5.和神经、肌肉的兴奋、收缩等相关。
现今，我国膳食模式矿物质中以钙与铁缺乏较常见，某些地区与人群也可出现锌、碘、硒、氟等的缺乏。
（第二节）常量元素与人体健康
我们现今已知的元素有一半都能在我们身体里找到。这些元素在人体中的含量差别很大。含量最多的是氧元素，约占人体质量的65%，含量极少的钴（Co）元素还不足十亿分之一。这里说的氧元素，并不是说人体有这么多氧气，而是指存在于包括水在内的各种含氧物质中的氧。人体中的常量元素共占人体质量的99.95%，都是人体所必需的。现介绍两种重要的常量元素。
一、钙元素
1.钙的生理功能。钙是人体内含量最多的矿物元素，约占人体重量的1.5%～2%。细胞膜中的钙控制着各种营养素穿透细胞的作用，血液的凝固、神经的兴奋、肌肉的收缩都离不开钙离子。如果血液中钙离子浓度明显下降或者升高，则上述许多作用或功能，便会出现不同程度的障碍。如血浆钙离子明显下降，其结果可引起手足搐搦症与惊厥；相反，过量的钙离子升高，会引起心脏与呼吸的衰竭，以及引起昏迷。
对健康的人来说，在循环系统中，钙总是保持在一个极为恒定的水平上，一昼夜的差异仅为±3%。近年来研究发现，高血压、视力的好坏都和钙的含量也相关。骨胳是钙的储存库，当膳食缺钙时，儿童骨胳生长缓慢；成人骨钙减少，一般不会影响血钙的稳定与钙的重要功能。
2.人体骨胳中的钙。人的骨胳是在不断更新的，按钙计算，成年人每天约有700毫克的钙要更新，相当于每天有3%～5%的骨胳溶解了，又有3%～5%的新骨胳形成了。
骨胳的主要成分是磷酸钙。一般成人体内的含钙量是1000～1250克，其中99%集中在骨胳与牙齿中，其余约1%的钙，存在于细胞内、细胞外液及血液中，称混溶钙。骨胳里的钙与骨胳外的混溶钙之间，存在着一种相互转变的平衡状态。即骨胳中的钙不断溶解变为混溶钙，混溶钙又不断沉积成为骨胳。在这种一面溶解骨胳又一面生成骨胳的过程中，如果钙的溶解量与钙的沉积量相等，就称作平衡状态。如果在相同时间里，钙溶解得多，而沉积得少，就会产生骨质疏松现象。
3.钙的吸收。人体主要通过吸收食物中的钙頼补充体内的需求，许多食物都含有丰富的钙。但是，食物中的钙大部分都不能被吸收。成年人只能吸收20%左右，而80%左右的钙，仅仅是到人体内作了一次旅行，都被排泄出去了。
钙的吸收效率低下的是由多方面原因造成的。首先是维生素D的缺乏对吸收的影响。维生素D能促使小肠吸收钙与磷，使血液中钙、磷含量增高，促进骨胳的更新。当维生素D缺乏时，钙的吸收率就会降低。其次是食物中的其他成分，也能影响钙的吸收。
例如，有不少蔬菜中都含有草酸，而草酸能和钙生成难溶解的草酸钙。难溶的沉淀物是不能吸收的，只能排泄出去。常见的蔬菜中，如菠菜、苋菜都含有较多的草酸。除蔬菜外，谷类粮食中也含有较多的草酸。再其次是年龄的大小也影响钙的吸收。婴儿可以吸收食物中钙的50%以上，儿童吸收40%左右，成年人吸收约20%，40岁以上的成年人，钙的吸收率平均每10年减少5%～10%。老年人的骨质会逐渐变得疏松。另外，就人体状况而言，当机体缺钙时，钙的吸收率提高；腹泻时食物通过迅速，钙的吸收减少；体育锻炼增加血液循环，牵引刺激骨胳，可促进钙代谢，提高钙的吸收率。
4.钙的需要量及富含钙的食物。根据人体对钙的需要，世界卫生组织建议每日钙的供给量：成年人为400～500毫克，乳母、孕妇为1000～1200毫克。我国的规定稍微多一些。
在饮食方面，钙的来源以牛奶及其他奶制品为最好，不仅含量多而且吸收好。豆类制品、虾皮、蔬菜等，含钙也比较丰富。食品制作时加上些醋，可使钙较多地溶解出来。吃醋酸蛋能补钙，疗效显著。蛋壳主要是钙化合物，经醋浸泡30～48h后，蛋壳被溶化，生成醋酸钙，醋酸钙溶于水，呈弱酸性，促进了肠胃对钙离子的吸收，以补足人体正常的需钙量。
5.钙缺乏症。人体如果缺乏钙，则对机体有以下影响，导致各种疾病。
（1）佝偻病与成年人骨软化症。在佝偻病的病因中，除维生素D缺乏外，还有婴幼儿生长过快，先天在体内贮存的钙不足，以及钙的吸收利用障碍等。佝偻病是3岁以下儿童的常见病，它有许多症状，如小儿易怒、烦躁、多汗以及秃发、出牙迟等，但最明显的特征，仍是骨的钙化不足，骨胳变软。如方颅，鸡胸以及由于承受体重的缘故，而使下肢弯曲，如X形腿、O形腿等；小儿学坐后，甚至脊柱弯曲，并在长大后，成为后遗症。因而除晒太阳、补给维生素D外，从怀孕前期即要摄入较多的钙，并使钙在体内有一定积蓄。当然，在幼儿时期更不能缺钙。成年人缺钙与维生素D，还会使成熟骨胳脱钙，而出现骨软化症。由于胎儿的骨胳、牙齿的钙化速度，从第8个月起突然加速，如孕妇的供钙不足，必然要从母体牙齿与骨胳中夺取大量的钙（以及磷等），满足自己的需要，所以孕妇、乳母中，发生骨软化症的人数较多。骨软化症变化最显著的部位是盆骨与下肢，可见孕妇、乳母注意钙的补充非常重要。
（2）骨质疏松症。骨质疏松症的主要特征是骨中钙减少，骨质变脆、密度降低，从而容易发生骨折。调查显示，钙的摄入量每日少于0.5g的人，骨质疏松症的发病率明显较高，而每天钙的摄入量为1.5g的人则相反。对妇女来说，以雌激素治疗，同时又增加钙的摄入量，可以使骨钙的损失明显减缓。此外，经常接受日光照射，也可以延缓或减轻骨质疏松症的发生；如非洲人每天摄入的钙并不多，但患骨质疏松病的人也并不比一般人多。其原因，至少包括日晒能够增加人体中的维生素D，而维生素D能够促进肠道对钙的吸收。
二、镁元素
1.镁的生理功能。镁在人体的新陈代谢过程中起着十分重要的作用。它是许多酶的激活剂，如生命赖以生存的氧化磷酸化酶的代谢就必须有镁参与才能进行；镁能使钾进入细胞内，使钠钾ATP酶泵正常运转，以保证细胞的正常代谢功能，保证ATP和ADP的转换。
在人体中镁除有上述作用之外，还具有其他多种功能。例如镁对神经系统有镇静作用与加强老年人神经抑制功能。据分析，人从孩提到老年，均需要镁盐沉积在骨胳中，才能保证骨胳正常生长，特别是牙齿中含镁量更多，含量过少则会影响功能。
总之，无论从生理或生长来看，镁元素是人类必需。另据医学家研究，一个成年人每天应摄入350毫克镁，才能保证人体需要；儿童与老年人摄入量还应更多一些。
2.影响镁吸收的因素。一般说来，人们的日常饮食中镁的含量非常丰富，在肠道中的吸收情况也十分良好。但鱼、肉、蛋和虾等动物性食物中，丰富的磷化合物却阻碍了镁离子的吸收。绿色蔬菜的含镁量居食物之最，但蔬菜加工过程中，损失量却很大。机体的应激状态，可使体内镁的排泄大增，饮酒会使食物中的镁在肠道中吸收困难，并使镁的排泄增强（尿镁增多）。咖啡和茶喝得太浓太多，长期用药（有些药物可影响镁的吸收），体内细菌、病毒的感染可增加镁的消耗从而引起缺镁。居住地饮水中镁的含量低，以及偏食等都可导致体内缺镁。
3.缺镁与补镁。缺镁会导致横纹肌、平滑肌的代谢障碍，产生周身酸痛乏力，胃肠蠕动减弱，引起食欲减退与腹胀。缺镁会使大脑皮层神经冲动的产生与传递异常，导致皮层下植物性神经中枢功能平衡失调，产生所谓的“植物性神经功能紊乱”。缺镁可使冠心病人易发生严重的心律失常等现象。
现今公认，葡萄糖耐受失调等糖代谢紊乱症和镁代谢平衡的失调与肥胖病、高胰岛素血症的产生相关，并且成为高血压、冠心病、糖尿病及其致命的血管并发病的共同发病基础。如高血压、心肌梗塞患者往往有严重的缺镁现象，从而使得体内升血压物质的作用增强。缺镁使病人对胰岛素的敏感性下降，造成高胰岛素血症与糖代谢紊乱，诱发糖尿病。在患有上述疾病时，补镁可全面改善糖代谢指标，降低血管并发病症的发生率。美国糖尿病协会建议糖尿病患者常服镁剂。
许多食品都含有镁，肉类、蛋类，豆类等含镁量都较多，其中以豆芽、大豆、花生含量最高，上述食品分别含镁量为523毫克、322毫克与336毫克，因此，给儿童与老人多吃些上述食品是有好处的。
虽然镁是人体的必需元素，但是还应注意适量，一个成年人体内含镁约为20克为宜，少了不好，多了也会有害。
