人体中的化学

人体中的化学

化学与人类的生活密切相关。众所周知，我们周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的，包括人体都是由氧、氢，碳、氮、硫、磷，钙等众多元素组成的。这些元素的组成情况，在一定程度上反应了人体的健康状况。例如，可通过测定身体中钙元素的水平来评价全身骨质的情况。而这些元素又组合形成水、蛋白质、糖、脂肪和矿物质等，这些物质在人体内发挥着各自的作用，保证了人体机能的正常运转。

生命的基础——蛋白质

蛋白质主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成。将这些元素按一定结构组成氨基酸，氨基酸是蛋白质的组成单位。自然界中的氨基酸有20多种，这20多种氨基酸以不同数目和不同顺序连接构成种类繁多，千差万别的蛋白质，发挥它们各自不同的生理功能。

蛋白质广泛存在于人体肌肉、血液、内脏、神经、骨骼、韧带、毛发、指甲和皮肤等组织内，成年人体重的16.3%都是蛋白质。蛋白质是人体生命的基础，人体许多与生命活动有关的活性物质，如酶、抗体、激素等，都是由蛋白质或蛋白质的衍生物构成。人体有几千种酶，酶虽然量很小，但缺一不可，否则人体的代谢就不能进行。

蛋白质可分为优质蛋白质和一般蛋白质，优质蛋白质除了影响健康外，还能促进生长发育；食物中的蛋白质通过消化分解为氨基酸，然后它们被吸收且通过血液分布到机体细胞中，机体细胞利用这些氨基酸重新建造机体蛋白质。必需氨基酸是人体本身不能合成的，必须从食物中摄取，而且主要从动物性蛋白质里获取。例如粮食中就不含没有必需氨基酸。

人体的主要能源——糖类

糖类又称碳水化合物，根据分子结构式分为：单糖（如葡萄糖、果糖、半乳糖等）、双糖（如蔗糖、麦芽糖、乳糖等）、多糖（如淀粉，大多数的粮食作物都属多糖类）；单糖在体内可被直接吸收进入血液，多糖和双糖则必须在葡萄糖苷酶（一种消化酶）的作用下，分解成单糖后被吸收进入血液。

糖类是人体的主要能源物质，人体所需要能量的70%以上由糖类供给。它参与人体细胞的多种代谢活动，且是构成机体组织的重要物质；糖类在体内主要以葡萄糖或糖原形式存在。在机体需要和组织供氧充足时，才能氧化分解释放全部能量，其最终代谢产物是二氧化碳和水，二氧化碳从肺中呼出，水从肾脏排出，当组织供氧不足时，释放出部分能量后生成乳酸。另外，糖类还有润滑骨关节、防止细胞间的粘着，以及赋于动物细胞表面以生物专一性等作用。

人体的燃烧物——脂类

脂类是机体内的一类有机大分子物质，它包括范围很广，由于其化学结构的差异，其生理功能也各不相同。脂类一般分为脂肪和类脂两大类。脂肪是贮存能量和供给能量的主要物质。一般情况下，脂肪贮存在脂肪组织内，当机体需要时，贮存的脂肪分解供给机体能量。另外，脂肪组织还可起到保持体温，保护内脏器官的作用。

类脂包括磷脂，糖脂和胆固醇及其酯三大类。磷脂是含有磷酸的脂类，包括由甘油构成的甘油磷脂和由鞘氨醇构成的鞘磷脂。糖脂是含有糖基的脂类。这三大类类脂是生物膜的主要组成成分，构成疏水性的“屏障”，分隔细胞水溶性成分和细胞器，维持细胞正常结构与功能。此外，胆固醇还是脂肪酸盐和维生素D₃以及类固醇激素合成的原料，对于调节机体脂类物质的吸收，尤其是脂溶性维生素（A，D，E，K）的吸收以及钙磷代谢等均起着重要作用。

人体的催化剂——维生素

“维生素”是人们司空见惯的一个名词，它有一个庞大的家庭：维生素A、B族维生素（维生素B₁、维生素B₂、泛酸、烟酸、维生素B₆、生物素、维生素B₁₂、叶酸）、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K等。这些维生素的化学结构、理化性质和生理功能虽各不相同，但都是机体新陈代谢必不可少的物质。

维生素A是维生素家族中第一个被发现的成员，多存在于哺乳动物和鱼的肝脏中、蛋类及乳品中。维生素A能维持皮肤粘膜的健康，合成视紫质，维护正常视力，防治夜盲症。它还能促进人体的生长发育，增加对传染病的抵抗力。近年来发现维生素A有一定的抗癌作用。

各种黄、绿色蔬菜如胡萝卜、菠菜、油菜、等内含有丰富的胡萝卜素，胡萝卜素可以在体内可转变为维生素A，称为维生素A原。

维生素D能调节钙和磷的代谢，增加钙、磷在体内的吸收，促进牙齿和骨骼的正常发育。维生素D不仅来源于食物，还可以通过阳光中的紫外线直射皮肤，在体内自制产生，故有“太阳维生素”的美称。

维生素E在发现之初就被应用在保健医疗上，从只用于不孕症、习惯性流产等妇产科疾患，到现在的保护心脏和血管、抗衰延寿、抵御致癌因子的侵袭、加速伤口愈合等等。维生素E逐渐成为维生素家族中一颗闪亮的明星。

维生素B₁又称为硫胺素。它主要参与碳水化合物的代谢，可刺激胃、肠收缩蠕动，增加食欲，而且对人体的生长发育有一定的促进作用。

维生素C是维生素家庭中最重要的成员之一，主要参与体内多种氧化——还原反应，参加细胞间粘合物质的形成，与红细胞生成有关；它可以增加抗病能力，促进伤口愈合；具有抗坏血病的功效，被称为“抗坏血酸”；维生素C还是“解毒剂”，能减轻砷、汞对肝脏的毒害，防止铅、苯中毒。

据一些科学家研究表明，维生素C有抗癌作用，其机理为它能阻断致癌物——亚硝胺的生成，合成“透明质酸抑制物”以防止癌细胞繁殖。并能减轻抗癌药物的副作用。

由于大部分维生素在体内不能合成或合成量很少，无法满足机体的需要，所以必须从食物中摄取。假如某种维生素长期摄入不足或损失过多，就会导致疾病，如夜盲症（维生素A缺乏症）、佝偻病（缺少维生素D、钙）、脚气病（维生素B₁缺乏症）、坏血病（维生素C缺乏症）、癞皮病（尼克酸缺乏症）。

然而由于维生素对人体健康有着重要的作用，一些人不管身体是否需要，盲目地大剂量服用，这种做法是不科学的。大量事实证明，维生素使用过多，不但无益反而有害，有的还可能发生中毒。例如，大量服用维生素A，可引起暂时性颅内压增高而发生恶心、呕吐、嗜睡、前囱隆起等急性中毒症状；服用维生素C过多，则可能引起尿酸尿、高钙血症、低钠血症。因此，维生素类药物要根据身体和病情的需要合理使用，最好在医生的指导下科学服用。

平衡生命的砝码——无机盐

无机盐是体内各种物质的组成成分，在人体内仅占体重的4%，但是却是维持人体正常生理功能所不可却少的，同时还能参与人体内的代谢活动。人体主要通过食物或饮水获得各种无机盐，如果膳食搭配不当，可以引起无机盐缺乏症。根据我国人民的饮食习惯，膳食中比较容易引起缺乏的是含钙、铁和碘的无机盐。主要介绍以下几种：

人体内缺钙会影响肌肉、神经的功能，儿童缺钙会导致佝偻病。奶类制品、蔬菜、豆类、小虾皮中含有较丰富的钙，人们应该多食用此类食物。

含铁较多的食物有动物肝脏、肉类、蛋黄、豆类等。缺铁可能会引起血细胞中血红蛋白含量减少而患贫血症。

含碘丰富的食物有海带、紫菜及各种海产品。人体内缺碘可能会引起地方性甲状腺肿病。

铁：铁是血液中交换和输送氧所必需的一种元素，生物体内许多氧化还原体系都离不开它。体内大部分铁分布在特殊的血细胞内。没有铁生物就无法生存。铁参与血红蛋白、细胞色素及各种酶的合成，激发辅酶A等多种酶的活性，能促进造血、能量代谢、生长发育和杀菌等功能。人体缺铁或利用不良时，将导致发生贫血、免疫功能障碍和新陈代谢紊乱等。

锌：锌是一种与生命攸关的元素，它在生命活动过程中起着转换物质和交流能量的“生命齿轮”作用。它是构成多种蛋白质所必需的。眼球的视觉部位含锌量高达4%，可见它具有某种特殊功能。锌普遍存在于食物中，只要不偏食，人体一般不会缺锌。锌能提高人体免疫功能，并能达到抗衰老的作用；锌可加速创伤愈合，刺激性机能；微量锌可强化记忆力，延缓脑的衰老；锌能保护心肌免遭异丙肾素导致的心肌损害；锌与利尿剂合用能加强降压作用，有利于控制高血压、冠心病的发生。对生长发育中的婴儿、儿童和青少年具有更重要的营养价值。人体缺锌，将引起锌酸活力减退而产生营养不良、嗅味觉丧失、视力下降、贫血、肝脾肿大、生殖器官发育不全等症状，同时还可引起心血管疾病。

铜：铜元素对于人体也至关重要，它是生物系统中一种独特而极为有效的催化剂。铜是30多种酶的活性成分，对人体的新陈代谢起着重要的调节作用。

据报道，冠心病与缺铜有关。铜在人体内不易保留，需经常摄入和补充。茶叶中含有微量铜，所以常喝茶是有益的。

铜在人体内尤其是心脏中主要以含铜蛋白酶和血浆细胞素存在，影响造血过程，促进铁的吸收和利用，加速细胞成熟。人体缺铜将引起心脏增大，血管变弱，心肌变性和肥厚，以及主动脉弹性组织变性，导致动脉病变，引起胆固醇增高，导致冠心病发生等。

微量元素对人类健康的作用，同样不容忽视。例如，铬：铬在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。它是人体必需的微量元素之一，具有造血、影响铁代谢、强壮骨骼、软化血管、增强防御机能等功能。

铬：铬可使胰岛素的活动性增加，防治粥样动脉硬化，促进人体生长发育。同时，还可防治糖尿病，胆固醇增高，导致心血管疾病的发生。

锰：锰参与许多酶催化反应，是一切生物离不开的，在人体内参与精氨酸酶等多种酶的合成作用，激活核米酶合成核酸，参与造血过程，并在胚胎的早期发挥作用，具有促生长发育、强壮骨骼、防治心血管疾病等功效。它可促进维生素B₁的集蓄，提高蛋白质代谢率。人体缺锰时，会发生骨骼畸形和不育症，导致贫血、动脉硬化及肿瘤。

钼：钼是某种酶的一个组分，这种酶能催化嘌呤转化为尿酸。钼也是能量交换过程所必需的。微量钼是眼色素的构成成分。在豆荚、卷心菜、大白菜中含钼较多。多吃这些蔬菜对眼睛有益。

钙：钙是组成人体骨骼的必需元素，对青少年的生长发育起着主要控制作用。钙的含量影响水的硬度，而水的硬度与心血管发病率呈现相关，常饮含钙水可增强心肌活力。

镁：镁是人体营养的必需物质，是一种催化剂，促使人体中各种酶的形成，具有强心镇静的作用。据国内外一些文献报导，缺镁可导致食道肿瘤的发生。

锶：是人体必需的微量元素，但含量甚少，它是人体骨骼及牙齿的正常组成成分。锶与心血管的功能及构造有关，锶在人体内有强壮骨骼、防治心血管疾病之功效，锶的聚集程度可以作为观察骨折愈合的情况。人体缺乏锶，将会阻碍新陈代谢、产生牙齿和骨骼发育不正常等症状。

钴：钴是人体内维生素的主要组成成分，具有治疗恶性贫血和刺激造血，改善锌的活性，促进生长发育，预防冠心病、心肌炎、贫血、动脉硬化和白内障等，还可延年益寿。人体缺钴时，可导致恶性贫血、神经系统产生广泛性神经脱鞘髓，同时也可出现舌及口腔炎症。钴是维生素B₁₂分子的一个必要组分，B₁₂是形成红细胞所必需的成分。

硒：也是人体必需的微量元素，被称为“生命的奇效元素”。硒是谷甘肽过氧化酶的必需成份，它能阻止或减慢体内脂质自动氧化过程，使细胞寿命延长，故而能益寿。硒是心肌健康的必需物质，有改善线粒体的功能，对高血压，肠、胃病有治疗作用；对高血压、心肌梗塞、肾脏损害具有重要的康复作用。

锂：锂在自然界多以化合物形式出现，它至今未列入人体必需元素。锂对中枢神经系统活动有调节作用，能安定情绪，改善造血功能，提高人体免疫机能。美国一些地区研究证明，饮水含锂高的地区，人们性格稳定，精神病患者少，当地人群中心血管疾病死亡率也较低。美国亚利桑那州－印地安人居住区饮含锂0.1mg/L水的人，胃及十二指肠溃疡发病率低。

钼：是人体黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶等的重要组成成份。参与细胞内电子的传递，影响肿瘤的发生，具有防肿瘤的作用。