微量元素指占生物體總質量0.01%以下,且為生物體所必需的一些元素。如鐵、硅、鋅、銅、碘、溴、硒、錳等。微量元素為植物體必需但需求量很少的一些元素。這些元素在土壤中缺少或不能被植物利用時,植物生長不良,過多又容易引起中毒。在農業中,常以微量元素作種子處理、根外追肥來提高作物產量。目前多數科學家比較一致的看法,認為生命必需的元素共有28種,在28種生命元素中,按體內含量的高低可分為宏量元素(或常量元素)和微量元素。微量元素占人體總質量的0.03%左右。這些微量元素在體內的含量雖小,但在生命活動過程中的作用是十分重要的。

微量元素指占生物體總質量0.01%以下,且為生物體所必需的一些元素。如鐵、硅、鋅、銅、碘、溴、硒、錳等。

微量元素為植物體必需但需求量很少的一些元素。這些元素在土壤中缺少或不能被植物利用時,植物生長不良,過多又容易引起中毒。在農業中,常以微量元素作種子處理、根外追肥來提高作物產量。

目前多數科學家比較一致的看法,認為生命必需的元素共有28種,在28種生命元素中,按體內含量的高低可分為宏量元素(或常量元素)和微量元素。微量元素占人體總質量的0.03%左右。這些微量元素在體內的含量雖小,但在生命活動過程中的作用是十分重要的。

非生物體中的微量元素

巖石中微量元素基于地球化學行為可分為：

稀土元素（REE）：原子序數57-71的鑭系元素以及與鑭系相關密切的鈧和釔共17種元素在地球化學上又稱之為稀土元素,包括：La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc,Y。

鉑族元素（PGE,原子序數從44至46以及76至78）,如果包括金也稱之為貴金屬元素,包括：Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,(Au)。

過渡金屬元素（原子序數從21至30）,包括：Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn

高場強元素（HFSE）包括鑭系元素,Sc和Y,以及Th,U,Pb,Zr,Hf,Ti,Nb,Ta

低場強元素（LFSE）又稱大離子親石元素(LILE),包括：Cs,Rb,K,Ba,Sr,二價Eu和二價Pb

生物體中的微量元素

植物體

植物體除需要鉀、磷、氮等元素作為養料外,還需要吸收極少量的鐵、硼、砷、錳、銅、鈷、鉬等元素作為養料,這些需要量極少的,但是又是生命活動所必須的元素,叫做微量元素。

人體

人體是由60多種元素所組成。根據元素在人體內的含量不同,可分為宏量元素和微量元素兩大類。凡是占人體總重量的萬分之一以上的元素,如碳、氫、氧、氮、鈣、磷、鎂、鈉等,稱為常量元素；凡是占人體總重量的萬分之一以下的元素,如鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等,稱為微量元素（鐵又稱半微量元素）。微量元素在人體內的含量真是微乎其微,如鋅只占人體總重量的百萬分之三十三。鐵也只有百萬分之六十。

微量元素雖然在人體內的含量不多,但與人的生存和健康息息相關,對人的生命起至關重要的作用。它們的攝入過量、不足、不平衡或缺乏都會不同程度地引起人體生理的異常或發生疾病。微量元素最突出的作用是與生命活力密切相關,僅僅像火柴頭那樣大小或更少的量就能發揮巨大的生理作用。值得注意的是這些微量元素通常情況下必須直接或間接由土壤供給,但大部分人往往不能通過飲食獲得足夠的微量元素。根據科學研究,到目前為止,已被確認與人體健康和生命有關的必需微量元素有18種,即有鐵、銅、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、鎳、氟、鉬、釩、錫、硅、鍶、硼、銣、砷等。這每種微量元素都有其特殊的生理功能。盡管它們在人體內含量極小,但它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素,人體就會出現疾病,甚至危及生命。目前,比較明確的是約30%的疾病直接是微量元素缺乏或不平衡所致。如缺鋅可引起口、眼、肛門或外陰部紅腫、丘疹、濕疹。又如鐵是構成血紅蛋白的主要成分之一,缺鐵可引起缺鐵性貧血。國外曾有報道：機體內含鐵、銅、鋅總量減少,均可減弱免疫機制(抵抗疾病力量),降低抗病能力,助長細菌感染,而且感染后的死亡率亦較高。微量元素在抗病、防癌、延年益壽等方面都還起著非常重要的作用。

幾種微量元素

鉻

鉻是人體必需的微量元素之一,十八世紀末由法國化學家Louis Vauquelin首次發現并命名,在機體的糖代謝和脂代謝中發揮特殊作用。但在隨后的100多年中,這種礦物質元素被認為是一種有害元素,甚至是致癌物質,其應用也局限于印染、制革、化工等行業。直至1957年,Schwarz 和Mertz觀察到鉻在糖代謝中的作用,提出葡萄糖耐量因子假說,并通過實驗逐步證實,Cr3 是啤酒酵母中葡萄糖耐量因子(Glucose Tolerance Factor,GTF)的活性組成部分。隨后用鼠和人進行的大量研究表明：三價鉻主要通過GTF協同 。

鉻元素膠囊和增強胰島素的作用,從而影響糖類、脂類、蛋白質和核酸等的代謝,影響動物的生長、繁殖、產品品質及抗應激、抗病能力,并認為鉻(Cr3 )是人和動物機體必需的微量元素。后來,Mertz證實了GTF是以尼克酸－三價鉻－尼克酸為軸心,谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸為配體的物質。他還證實了鉻的生物化學作用主要是作為胰島素的增強劑,通過胰島素影響糖、蛋白質、脂肪和核酸的代謝。從而證明了鉻是人和動物的必需微量元素之一。此后,許多學者對鉻的代謝、生物學功能及在養殖業中應用作了大量的研究,取得了一些積極的成果和可喜的發現。

人體內鉻幾乎都是3價的,它很穩定,人體內約含鉻6mg,它廣泛地存在于人體骨骼、肌肉、頭發、皮膚、皮下組織、主要器官(肺除外) 和體液之中。人體對無機鉻的吸收利用率極低,不到1%；人體對有機鉻的利用率可達10～25%[王文君. 飼料博覽,2000,(10) : 12～13]。正常成人需求量20～50μg /d,兒童、孕婦和老人為50～110μg /d,糖尿病患者和肥胖人群為50～200μg /d。鉻在天然食品中的含量較低、均以三價的形式存在。啤酒酵母、廢糖蜜、干酪、蛋、肝、蘋果皮、香蕉、牛肉、面粉、雞以及馬鈴薯等為鉻的主要來源。人們主要從食物、飲水和空氣攝取一小部分鉻。

鉻與脂類代謝

鉻與脂類代謝的關系,國內外都做過廣泛的研究：補鉻可通過調節各種脂蛋白含量和膽固醇的代謝而對機體的脂類代謝產生有益的調節和改善作用；動物日糧補鉻可降低血清甘油三酯和總膽固醇的含量,并提高高密度脂蛋白（HDL）的含量。鉻可能通過兩種機制調節脂類代謝,一是日糧補鉻可提高胰島素活性（缺鉻時活性降低,并通過糖代謝誘發脂類代謝紊亂）,調節脂類代謝、改善機體血脂狀況,因而和人類冠心病、高脂血癥及動脈硬化等的發生有關；二是鉻可加強脂蛋白酶（LPL）和卵磷脂膽固醇酰基轉移酶（LCAT）的活性,LPL和LCAT對于合成HDL有重要作用,機體缺鉻則HDL的合成減少,含量下降。

一些證據表明,鉻能增加膽固醇的分解和排泄。Abraham等（198糖尿病人的鉻性化營養0）證明鉻不僅能降低兔主動脈上膽固醇的沉積,而且能清除沉積于主動脈上的膽固醇。Page（1993）在生長肥育豬日糧中添加不同水平的吡啶羧酸鉻（PicolinateChromium）,豬血清中膽固醇水平顯著降低。Lein（1996）在生長豬飼糧中添加200ppb的鉻（GrPic）,血清甘油三脂和低密度脂蛋白膽固醇顯著下降（P<0．05）,肌酸肝和高密度脂蛋白（HDL）顯著提高（P<0．05）。Pahe等（1991）報道在產蛋雞日糧中添加200pp吡啶羧酸鉻,血液中膽固醇減少,但蛋黃中膽固醇未發生變化。綜合有關研究結果,鉻可能通過兩個途徑調節脂類代謝,一方面當動物體缺鉻時,胰島素的生物學活性降低,糖耐量受損,且通過糖代謝引發脂類代謝紊亂,補鉻后胰島素活性增強,降低主動脈上膽固醇的沉積,調節脂類代謝,從而改善血脂狀況；另一方面,鉻能夠增強脂蛋白酶和卵磷脂膽固醇酰基轉移酶的活性,從而增強了高密度脂蛋白的合成,動物體缺鉻時,上述兩種酶的活性降低,高密度脂蛋白合成減少,導致血液中高密度脂蛋白下降。老年人缺鉻時易患糖尿病和動脈粥樣硬化,還可引起高血脂病、動脈粥狀硬化,生長遲緩以及縮短壽命等。補鉻有逆轉上述現象的作用。

氟

氟與疾病和健康的研究已有近百年的歷史,氟以少量且不同濃度存在與土壤、水及動植物中,所有食物均含有氟,但吸收率有所不同,人體中的氟主要來源于飲水。氟是一種必需但非常敏感的元素,多了少了多會致病,它對人體的安全范圍比其他微量元素要窄得多。成年人體內含氟約為2.9克,比鋅略多,僅次于硅和鐵。

分子生物學的研究揭示,微量元素通過與蛋白質和其他有機基團結合,形成了酶、激素、維生素等生物大分子,發揮著重要的生理生化功能。微量元素首先構成了體內重要的載體與電子傳遞系統。鐵存在于血紅蛋白與肌紅蛋白之中,在它們執行載氧與貯氧的過程中,鐵扮演了十分重要的角色。

酶是生命的催化劑,迄今體內發現的1000余種酶中,約有50%到70%需要微量元素參加或激活,它們在細胞酶系統中功能相當廣泛：從弱離子效應到構成高度特殊的化合物——金屬酶與非金屬酶。谷胱甘肽過氧化物酶是典型的非金屬酶,它具有抑制自由基生成。清除過氧化物。保護細胞膜完整性等作用。該酶分子中含有4個硒原子。鋅不僅是碳酸酚酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等幾十種酶的必需成分,而且同近百種酶的活性有關。錳作為離子性較強的微量元素則是有效的激活劑,可催化金屬活化酶。

微量元素還參與了激素與維生素的合成。眾所周知,碘為甲狀腺激素的生物合成所必需的；而鋅在維持胰島素的主體結構中亦不可缺少,每個胰島素分子結合2個鋅原子。

維生素B12是胸腺嘧啶核糖核苷酸合成以及最終DNA生物合成與轉錄所必需的甲基轉移的輔酶。該分子中鰲合有一個鈷原子的環狀結構部分,含有它的化合物——類咕琳輔酶是已知最有效的生物催化劑之一,在許多酶中起著不尋常的分子重排作用。

核酸是遺傳信息的攜帶者。微量元素對核酸的物理、化學性質均可產生影響。多種RNA聚合酶中含有鋅,而核昔酸還原酶的作用則依賴于鐵。

巖石中微量元素基于地球化學行為可分為：

微量元素稀土元素（REE）：原子序數57-71的鑭系元素以及與鑭系相關密切的鈧和釔共17種元素在地球化學上又稱之為稀土元素,包括：La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc,Y。

鉑族元素（PGE,原子序數從44至46以及76至78）,如果包括金也稱之為貴金屬元素,包括：Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,(Au)。

過渡金屬元素（原子序數從21至30）,包括：Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn

高場強元素（HFSE）包括鑭系元素,Sc和Y,以及Th,U,Pb,Zr,Hf,Ti,Nb,Ta

低場強元素（LFSE）又稱大離子親石元素(LILE),包括：Cs,Rb,K,Ba,Sr,二價Eu和二價Pb