1990年，联合国粮农组织（FAO）、国际原子能机构（IAEA）、世界卫生组织（WHO）联合专家委员会对“必需微量元素”重新进行了审定。联合专家委员会规定，在人体组织中的浓度小于250微克/克的元素为微量元素，并将它们归为三类：第一类为人体必需的微量元素，有铁、碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴8种，属生物化学证据确定的；第二类为人体可能必需的微量元素，有锰、硅、镍、硼、钒5种，属估计的、了解不够的或怀疑的、低需要量的；第三类为具有潜在毒性但在低剂量时可能具有人类必需功能的微量元素，有氟、砷、铅、镉、汞、铝、锂、锡8种。

第二类中的锰，原先估计的安全和适宜膳食摄入量为2.5～5.0毫克/天。Nielsen（1994）的研究表明，锰的实际需要量可能接近1.0毫克/天，因而也列入了可能必需的微量元素这一类。

1.锰

与铜一样，锰跟植物的光合作用关系十分密切，叶绿体中就含有丰富的锰。缺锰时，植物光合作用明显受到抑制。失去锰的叶绿体仅能产生少量的氧，并且光合磷酸化作用减弱，糖和纤维素的合成也随之减少。锰与绿色植物的光合作用、呼吸作用以及硝酸还原作用都有密切的关系。锰能加速植物的萌发和成熟，增加磷和钙的有效性。植物缺锰症状首先出现在幼叶上，表现为叶脉间黄化，有时出现一系列的黑褐色斑点。

动物体内锰含量一般不超过十万分之几，可红蚂蚁体内却高达万分之五。

人体内的锰总量约为12～20毫克，分布在器官和组织中。30%的锰集中于肌肉内，骨骼肌是人体内含锰量最高的部位；20%分布于肝中，可见肝中锰的浓度是很高的。大脑中的锰以大脑皮质、脑干以及神经核中含量较高。

肌肉中含锰量很高，是因为锰参与体内氧化磷酸化过程，在锰的作用下，氧化过程增强，氧耗量增加，肌肉的活动需要较多的氧耗来得到能量，所以肌肉中的含锰量高。

锰还参与造血作用。动物的胚胎中锰含量很丰富。动物试验中，给以少量锰盐或含锰蛋白，就能使贫血动物的血红蛋白、红细胞及血液总量增多。

锰是人体内少数几种酶的成分，例如精氨酸酶、脯氨酸酶、丙酮酸羧化酶、RNA多聚酶、超氧化物歧化酶等。Mn-SOD存在于高等生物的线粒体及细菌中，含有两个锰离子，几乎所有的线粒体和许多细菌（如大肠杆菌）都含有Mn-SOD。锰离子与三个组氨酸的侧链、一个天冬氨酸的侧链和一个水分子或羟基（取决于锰的氧化态）配位结合。锰还能激活人体内其他一些酶的活性，但一般来说专一性不强，所以没有锰时并不影响这些酶的活性，因为还可以有其他的金属元素来激活，例如镁。锰在1990年被世界卫生组织（WHO）等三个国际组织认定为是“可能必需的”，具体的原因可能就是锰的实际需要量很低，而且动物中含锰量大多很低，它的生理作用也并不是很清楚，人体所需的量也很少，至今未有确定的数据。

成人的摄入量为2～9毫克/日，需要量未确定。人体中未发现有缺锰的情况，而在动物中有。缺锰可能造成的影响有：

（1）缺锰可能会影响骨骼和软骨的生长发育。锰是合成黏多糖所需的元素之一；

（2）缺锰会影响生物胺的代谢，影响脑的功能。缺锰使人患惊厥，还可能使儿童患癫痫，口服锰制剂可使癫痫受到控制；

（3）缺锰会使得酶的活性降低；

（4）缺锰的动物会有生育障碍，但机理还不清楚；

（5）锰还与B族维生素及维生素C有密切关系，缺锰会使几种维生素的合成及发挥作用受到影响，并降低抗病能力。

国内一些科学工作者在研究微量元素与人体关系时，注意到了一些补肾中药如补骨脂、肉苁蓉、枸杞子、何首乌、熟地等的锰、锌含量都比较高。

各种食物中，坚果和谷类中含锰比较丰富，咖啡、茶叶等饮料中含锰量也比较高。茶叶中锰含量很高，高达数百甚至上千微克/克，因而被称为聚锰植物。由于谷类和蔬菜中锰含量高，所以一般人不会出现缺锰。海味及肉食中含锰量则很低，以动物食品为主的人则可能会缺锰。

和其他必需微量元素一样，锰吸收过多也能使人中毒而患多种疾病。主要是损伤脑、中枢神经系统、肌肉等，表现为疲乏无力、肌肉疼痛、头痛头晕，后来就会发展到动作失调、语言障碍，这大多发生在遭受工业污染时。接触锰化物过多的工人易患震颤麻痹症这种中毒症。锰能抑制酪氨酸羟化酶、多巴胺羟化酶的活性，影响多巴胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素、5-羟色胺等神经递质分泌。锰中毒开使用L-多巴来进行治疗。

慢性锰中毒还会使甲状腺摄碘能力降低，减少甲状腺素的合成，刺激垂体分泌过多的促甲状腺激素，使甲状腺内形成大空泡，腺体变大，重量增加，造成甲状腺机能亢进。

美国研究人员发现，豆奶中含有的锰是母乳的50倍，6个月以下的婴儿如吸收过多的锰会影响大脑的发育。

2.硅

硅在地壳中的含量为26%，仅次于氧，占到第二位。在人体内则仅占0.025%，近乎微乎其微，这确实是一个谜。据估计，成人体内含硅总量约为18克，是人体中含量最多的微量元素。人体每天硅需要量约5～20毫克，也有资料估计要数百毫克。

与人体相比，硅在动物和植物中占着更为重要的地位。所有的植物中都含有硅，特别是禾本科植物含硅最多，例如竹子和马尾草。单细胞植物硅藻，最大的有400～500微米长，在硅藻的细胞壁上充满了氧化硅，它们死后就变成了硅藻土。在动物中，以毛发和羽毛中含硅最多。始表现出的症状为头痛、记忆力减退、易疲劳、下肢有沉重感，继而丧失劳动能力，肌肉震颤，容易跌倒，语言障碍，表情痴呆，写字越写越小（因此又称其为“小字症”），肺炎（症状为发热和呼吸困难）。锰中毒可使多巴胺合成减少，这一点和帕金森氏症是一致的，因此，锰中毒的有些病例和帕金森氏症很难区别。它也可以

1789年，Abilgard首先从动物体内检出硅。硅对于动物生长发育是必需的，但到20世纪70年代才被认为是高等动物和人类所可能必需的微量元素。1972年，美国加利福尼亚大学的营养学家伊迪丝·卡利塞尔（E.M.Carlisle）用缺硅饲料喂养小鸡，发现小鸡生长发育缓慢，骨骼畸形；饲料中如补充百万分之30的硅，则生长正常，体重增加了35%。哺乳动物缺硅时牙釉质发育不良，并有色素沉着。

硅在人体肌腱、腱膜和眼组织中的含量高，骨及皮肤中也有较多的硅。已知硅有助于维护骨骼和皮肤的健康。硅是黏多糖的重要成分之一，与黏多糖的合成有密切关系。黏多糖又叫氨基多糖，是氨基酸与单糖或糖醛酸聚合而成的混合多糖，是结缔组织、黏液的主要成分，具有保护、黏合、减少摩擦等生理作用。由于上皮和结缔组织中黏多糖含量较高，因此这些组织含硅量也相应较高。在硫酸软骨素中也含有较多的硅。缺硅容易导致骨骼变形，皮肤失去弹性。硅也有维持血管弹性的作用，硬化的血管壁上硅含量很低，而且老年人的血管壁上硅含量低于青年人。许多种动物的主动脉、动脉与皮肤中的硅含量随着年龄的增长逐渐降低，这表明硅含量降低与衰老有关，但导致衰老的机理不明。有研究认为硅含量下降与动脉粥样硬化有关。也有研究认为，衰老过程中内分泌活性衰退是组织中硅水平下降所致。

骨骼中的硅含量随着骨质钙化程度升高而升高，当骨骼的钙化作用完成后，硅含量反而会下降。在未成熟的骨骼中，钙磷比（Ca/P）小于1，硅含量高，而在骨骼比较成熟时，钙磷比达到1.67，硅含量降低了，这也说明硅起着促进骨骼钙化成熟的作用。

硅化合物具有很高的稳定性，有助于结缔组织和膜的稳固。硅和氧还结合成互相交替的长链，可将多糖之间，以及多糖链与蛋白质之间稳固地联结起来。因此，有人把硅称为生命的“交联剂”。

国外的一些研究表明，水中缺硅的地区冠心病死亡率高。

许多植物中有着能被人体利用的含硅化合物，它们分别是单硅酸、果胶、黏多糖等，这些物质中的硅通过食物可以被人体吸收利用。蔬菜、粮食中硅含量比肉类丰富。谷类总灰分含SiO2达30%～40%或3%～4%干重，有些谷类含SiO2高达6%干重。富含纤维的谷类如燕麦比含纤维少的小麦和玉米含硅量要高。食糖中也含硅，但在精制时会损失大部，红糖中含硅量较高，而白糖中却很低。环境中的硅及其化合物可通过食物、饮水等进入人体。

目前对硅的生理作用虽有一定了解，但对它在生命中的重要性仍知之甚少。因此，它在1990年被世界卫生组织（WHO）等三个国际组织谨慎地认定为是“可能必需的”，随着生命科学研究的进展，硅的重要生理价值将会逐渐被揭示出来。

3.镍

1975年以来发现了镍对于动物的生长发育是必需的微量元素，因此推断它也为人体所必需。人体内含镍约6～10毫克，其中骨骼、大肠、肺、小肠、皮肤、肾、心中含镍量较高，血清中为1.1～4.6微克/升。

镍在低等动物中有着许多重要的生理功能，是构成多种酶的成分。目前只知道一些微生物中含有许多种含镍酶，参与催化（尿素的）水解、氢化等多种生化反应。

已发现镍在人体中具有刺激血液生成的作用，这一点和钴有类似之处。镍能促进红细胞再生。给豚鼠腹腔里注射氯化镍，可使其红细胞、巨红细胞、白细胞增多。对于长期职业接触镍及其化合物的工人，血象检查发现他们的红细胞计数偏高。在人体内缺铜的情况下，镍的生理活性发挥得更好，但镍并不影响人体内铜的生理活性。

有些学者认为，镍也是胰岛素分子的辅酶成分，具有提高胰岛素活性的作用，有助于减轻糖尿病症状。还有的学者发现，心肌梗死发作后患者血清中镍含量显著升高，以此作为心肌梗死的诊断指标，比测定血清中谷草转氨酶含量的方法更准确可靠。

总的来说，镍在高等动物和人体内的生化作用尚未清楚，还有待进一步深入研究。目前它只是被认为是“可能必需的”。

人体中含镍过多头发会变白。吸摄镍过多可使人中毒。另外有机化合物四羰基镍已被确认是一种致癌物质。镍摄入过多还会导致鼻咽癌。

食物中，豆类、丝瓜、洋葱、蘑菇、茄子中的镍含量较高。

4.硼

早在20世纪20年代就已发现硼是高等植物的必需元素。随后的研究逐渐发现它也是包括人在内的高等动物所必需的微量元素之一。硼在人体内分布于各器官，含量为0.015～0.6微克/克。

硼对高等植物的最主要贡献是促进植物体内糖的转运和代谢。生物学家们发现缺硼会造成叶中糖积累较多，而茎中不足，这是由于糖原没有及时运出而造成生长点缺糖，硼是与这种转运有关的。它影响新生组织的形成、生长和发育，并使叶片变厚、叶柄变粗、裂化。硼还起着维护叶绿体膜结构的作用并和植物的蛋白质的合成有关。缺硼的植物会大片死亡，卷心菜会因此发生腐心病。硼不是植物体内的结构成分，但它对植物的某些重要生理过程有着特殊的影响。

关于硼对人体的生理学作用尚无重要的发现，一般认为它对生长和骨髓发育产生一定影响，但无肯定结论，所以也被认为是“可能必需的”。硼摄入量不足可能导致骨质疏松症，还可能与钙、镁代谢和甲状旁腺的功能有关；能影响血红素、红细胞及血小板数；对常量元素的代谢有影响，如镁、铜等，进而影响到能量代谢。

植物食品如叶菜、豆类、苹果汁、啤酒中均含丰富的硼，通常人体不会缺乏。硼对人体的毒性较低，但误摄入过量的硼也会使人中毒致死。

5.钒

钒在地壳中的含量比较丰富，为百万分之110，比铜、锌、锡、镍的蕴藏量都高，海水中为百万分之5。生活在海水中的海洋动物海鞘、海参等从海水中摄取钒的能力很强，在它们的灰分中钒含量达15%。在海鞘血液中，钒的浓度高达14500微克/克，其血细胞因此呈绿色。人体内钒的含量为25毫克左右，分布在器官及骨骼中，每天需要量约3微克。在高等动物中，主要以＋4价和＋5价钒酸盐存在。

早在发现钒为人体所需元素之前，人们就曾用钒的化合物治疗过贫血、结核、神经衰弱、风湿等多种疾病。20世纪30年代，生物学家发现钒是某些海洋动物如海鞘的血液中氧的载体。到了70年代，一些科学家又发现，给予含钒量极低（百万分之0.01以下）的饲料喂养小鸡，致其生长发育非常缓慢，而用百万分之2偏钒酸铵饲料喂养的小鸡则发育正常。

钒的生理作用和胰岛素相类似，这也是科学家对研究钒感兴趣的主要原因之一。给动物以钒酸盐可使动物增高了的血糖、脂类等明显下降。钒对细胞的增殖和分化有多种刺激反应，与人体内脂肪代谢亦有密切关系。

钒能促进造血作用，动物摄入充足的钒可使其血红蛋白、红细胞数量增多。由于失血过多造成贫血的动物给以补充钒可提高造血机能。研究发现，钒的促进造血作用，系由于它阻碍体内氧化还原系统，引起缺氧而刺激骨髓的造血机能。

钒有抑制胆固醇合成的作用。不少研究表明，动物缺钒可引起体内胆固醇含量增加、生长迟缓等。

总的来说钒对人体的营养作用尚不很清楚，有待进一步的深入研究，因此也被认为是“可能必需的”。

在食物中，小萝卜中钒含量很高，达百万分之0.79（湿重），原糖中也很高，有百万分之0.4，海参中钒含量达百万分之150（湿重）。海鞘、蘑菇、坚果中，钒的含量也很高。一般蔬菜中含量较少。

钒的毒性较大，人体每日安全摄入量为10～100微克，过量摄入就会中毒甚至死亡。