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1、第四章 人类自身与化学,从物理学的研究观点看，人是有生命和思维活动的物体；从 化学的研究观点看，人则是有生命和思维活动的物质。,化学与生命科学相结合已成为现代化学发展的一大趋势。化学 是在原子、分子水平上研究物质的运动。生命运动的基础是生物 体内物质分子的运动，这种运动最重要的就是化学反应。,第一节 人体与化学,一、人体中的化学元素,目前，已知自然界的一百多种化学元素中，已有60多种在 人体内发现。生命科学研究表明其中有25种元素是人体必需的,1、必需元素：,常量元素：C、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Cl、Mg十一 种，占人体重量的95%。,微量元素：Fe、Zn、Cu、I、Mn、Se、
2、Co、Mo、Cr、Si、Ni、 V、Sn、F十四种,人体中除碳、氢、氧几种元素以水、糖类、油脂、蛋白质和维生素的形式存在外，其余的元素都主要以无机盐的形式存在。,常量元素：在人体中含量超过0.01% 如钙、磷、钾等；,微量元素：含量在0.01%以下的 如铁、锌、硒、碘等；,2、可能必需的微量元素（有报道它是必需的微量元素，但没 有得到国际的公认）,Ge、Br、Li,3、非必需微量元素（在人体内确有一定的生物学作用。但不 构成组织或细胞的特定成分）,B、Al、Sr（锶）,4、有害微量元素,铅、汞、镉、铊、铝,常见有毒的元素毒害作用： 砷：砷进入人体后将破坏细胞的正常新陈代谢，损 坏人体神经系统和
3、消化系统 汞：汞中毒主要影响中枢神经系统等疾病 铅：铅能损害人体神经、造血和生殖系统， 对儿童青少年危害很大，影响儿童生长发育和 智力发展。 镉：长期吸入镉尘可损害肾或肺功能,微量元素在特定浓度范围内可使组织的结构与功能的完整 性得到维持，对生长、健康状态、生死功能等的维持都是必 要的。,当低于体内需要的浓度，组织的功能会减弱和不健全；如缺 乏，组织和机体就会受到损害并处于不健康状态中；若浓度高 于特定范围，可能导致不同程度的毒性反应以致中毒。如果这 一毒性继续增加，可能引起机体死亡。如Se每天摄入量以100 mg为宜，低于50mg可能引起心机损害和贫血；摄入过多可能 造成恶心、腹泻和神经中毒
4、。 例如缺铁，造成造血功能障碍，贫血。,二、人体中微量元素重要功能（六方面）,1、作为体内重要物质的原料： 碘是甲状腺的原料，Co是维生素B12的原料，Fe、Cu、Zn、 Mn、Mo是酶和其它活性蛋白质的原料。,2、参与激素的生理活动： 激素是生物体中内源产生的作用于器官组织的分化和调节 代谢功能的微量有机 物质。激素在促进发育、调节生理活性与 物质代谢方面起着决定性的作用。而微量元素能促进激素发生 这样的作用。锰能激活脱核糖核酸酶，锌能激活肽酶。,3、参与酶系的各种功能 酶的种类很多，已知有1300多种。酶在生命现象的化学过程 起着催化剂的作用，在物质代谢中起十分重要作用。 金属元素参与形成
5、活化催化中心；控制酶活性。,4、运载作用 在很多的生物氧化还原反应中，酶的金属组分起着传递电 子的运载作用，是能量转换中不可缺少的物质，血红蛋白具有 携带氧的功能。,5、维持核酸的正常代谢 核酸是遗传信息的携带者，它含有Zn、Co、Cr、Fe、Mn、 Cu、Ni等，对稳定核酸的构型和性质及DNA的正常复制起作 用。,6、抑癌和抗癌作用 Se能抑制多种癌，具有抗癌、防癌作用 Mo可中断亚硝胺在体内的生成，也有抗癌作用,人体中含量较多的化学元素,三、重点介绍几种微量元素,1、钼被誉为微量元素的明星 是高熔点稀有元素，主要存在于矿物质中，还普遍存在于 自然界水体、岩石和动植物体内。近年来研究发现，钼
6、是大脑必 须的七种（Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、I、Se）之一。钼具有高度的 生理化功能，首先它是固氮明星，在由空气中的氮转化为氨的固 氮作用及由硝态氮转化为氨态氮的过程中，必须有钼存在，含钼 的固氮酶与硝酸盐还原酶起了神奇的催化作用，就是这些钼酶推 动着自然界周而复始的氮循环，保持着生态平衡，使生命得以延 续。其次钼在人体内分布很广，以肝中含量最高肾其次，通过尿、 毛发排出。若人体缺钼，会导致神经异常，智力发育迟缓，影响 骨骼生长。更为严重的是，在一些低钼地区食管癌发病率高，补 钼后能降低食管癌的发病率，是一种抗癌元素。,2、锌被誉为“生命火花”的元素 已经证实锌缺乏可以引起多种疾病，甚至
7、危及生命，锌缺 乏引起的主要症状有：生长缓慢，味觉及嗅觉改变。国外有 人报道，锌缺乏的至关重要的损伤是使信使DNA代谢异常， 从而致使DNA和蛋白质合成减少，细胞分裂能力下降。锌对 人体的镉中毒有保护作用，锌还能对抗感染，发挥杀菌和免 疫功能，治愈很多疑难杂症。,锌,锌会影响人体发育，缺锌最常见的病因是膳食不平衡。锌缺乏的特征是食欲减退，生长发育迟缓，皮肤粗糙、干裂，味觉失去灵敏度，毛发色素变淡，指甲上有白斑，创伤愈合较慢等；孕妇缺锌甚至可能出现胎儿畸形。,3、锗被誉为“神通广大”的元素 锗的生物学效应主要表现在对细胞生长和代谢的促进作用、 免疫调节作用、自由基清除作用、抗突变作用、氧富集作用
8、 等，而有机锗是一类毒性低且具有抗癌、调节免役功能、抗 衰老等广泛生物活性的物质，它能增加人体免疫功能，防止 多种疾病，促进生理功能的正常化。 应当注意，锗与其他元素一样，适量摄入对人体有益，过多 摄入则反而有害，服用无机锗会导致锗中毒。,4、硒,硒有防癌、抗癌作用。硒缺乏是引起克山病的一个重要病因。缺硒会诱发肝坏死，缺硒会诱发心血管疾病。人轻度或中度缺硒，征兆和症状不明显。摄入过量的硒将引起硒中毒，其症状为：胃肠障碍、腹水、贫血、毛发脱落、指甲及皮肤变形、肝脏受损。正常人如摄入超过生理需要量50倍的硒有产生中毒的危险。,5、碘被公认为人类的“智慧元素” 碘几乎 是人人皆知的元素，常温常压下，
9、单质碘为紫黑色的 有金属光泽的固体，微溶于水，易溶于有机溶剂。现代医学科 学探明，碘缺乏是目前世界上已知导致智力障碍的主要原因。 碘在人体内含量极少，健康的成年人体内含碘约50毫克，甲 状腺是人体内含碘最多的组织。甲状腺中的碘及甲状腺从血液 中摄取的无机碘与氨酸结合成甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸， 通过血液循环，调节体内新陈代谢，促进发育，维持生长，保 持健康。,若人体内长期缺碘就产生甲状腺肿，俗称“大脖子病”这种主要分布在内陆长期吃不到加碘盐和土壤、饮水中缺乏碘的地区，所以由缺碘而产生的甲状腺肿又称“地方性甲状腺肿”简称“地方病”。如果孕妇长期缺碘，可导致流产，先天畸形生长缓慢，最主要的危害是
10、缺乏碘影响胎儿的脑发育，造成儿童智力低下，变成痴呆，并伴有面部粗糙、发肿、腹部凸出、皮肤干燥有皱纹、舌厚等症状。,6、铁与生命 铁是生物体必需元素之一，又称生命金属或生物金属。人体中铁约65%70%存在于红细胞的血红蛋白中，5%的铁构成肌红蛋白及含铁的酶类。 与铁作用后的人体血红蛋白具有固定氧气并输送氧气的功能，人体缺铁就会引起贫血症。缺铁性贫血的病人宜吃含铁质比较丰富的食物，如菠菜、大豆、柑橘、草莓、樱桃、鱼、肉及动物内脏等，另外还需注意吃含维生素C的食物或将植物性食物与肉类一起进食，这样均有利于铁的吸收，而含大量磷的食物则干扰铁的吸收。,铁,铁是血红蛋白的成分，能帮助氧气的运输，缺铁会引起
11、贫血。铁缺乏可引起缺铁性贫血，使人的体质虚弱，皮肤苍白、易疲劳、头晕、对寒冷过敏、气促、甲状腺功能减退。 摄入过量的铁（将产生慢性或急性铁中毒，慢性中度症状为：肝脏含有大量的铁将导致肝硬化、胰腺纤维化等。急性铁中毒使胃肠道上皮发生严重而广泛的坏死，最终导致死亡。,7、铜与健康 二价铜离子具有杀死细菌保护人体健康的作用，人和动物 体内缺少它，就会引起恶性贫血、关节炎和许多骨科疾病。 应多食新鲜蔬菜、水果以及牛肉、牛肝等富含铜的食品。,8、氟,氟是人体中的一种必需微量元素。在人体必需元素中，人体对氟含量最为敏感，从满足人体对氟的需要到由于氟过多而导致中毒的量之间相差不多，因此氟对人体的安全范围比其
12、他微量元素窄得多。所以要更加注意自然界、饮水及食物中氟含量对人体健康的影响。 氟在人体中主要分布在骨胳、牙齿、指甲和毛发中,尤以牙釉质中含量多,氟的摄入量或多或少也最先表现在牙齿上。当人体缺氟时,会患龋齿,氟多了又会患斑釉齿，如果再多，会患氟骨症等系列病症。,四、常量元素功能介绍,钠,钠参于水的代谢，保证体内水的平衡，维持体内酸和碱的平衡，是胰汁、胆汁、汗和泪水的组成成分。钠缺乏症可造成生长缓慢、食欲减退、由于失水体重减轻、哺乳期的母亲奶水减少、肌肉痉挛、恶心、腹泻和头痛。 膳食中长期摄入过多的钠将导致高血压，如果误将食盐当作食糖给婴幼儿食用，有可能导致死亡。,钾,钾的大部分生理功能都是在与钠
13、协同作用中发挥的，因此维持体内钾、钠离子的平衡，对生命活动有重要意义。钾能够调节细胞内适宜的渗透压，调节体液的酸碱平衡，参于细胞内糖和蛋白质的代谢，维持正常的神经兴奋性和心肌运动，在摄入高钠而导致高血压时，钾具有降血压作用。 钾缺乏可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱和烦躁，最后导致心搏停止。,钙,钙使得骨骼和牙齿具有坚硬的结构支架。幼儿及青少年缺钙会得佝偻病和发育不良，老年人缺钙会发生骨质疏松，容易骨折。,几种元素的食物来源,第二节 保健品与化学,一、增强青少年体质健康的保健食品,1、蛋白质： 使判断力、感受力更敏锐 来源鱼（深海）、肉、禽、蛋、牛奶、豆及豆制品,2、卵磷脂： 有助于
14、提高记忆力，增强智力 来源动物肝、蛋黄、贝类、坚果类、金针菜,3、糖： 促进大脑灵敏，夜间睡眠良好 来源食糖，各类中淀粉也可转化为大脑中所需的葡萄糖,4、钙： 提高记忆力，使注意力高度集中 来源虾皮、海米、牛奶、豆浆、小干鱼、海带、紫菜、,5、维生素A： 促进大脑发育，防夜盲症 来源动物肝脏、蛋黄、膳鱼、胡萝卜、韭菜、南瓜及西瓜,6、VC 提高智力、抗自由基 来源辣椒、西红柿、卷心菜、马铃薯、地瓜、山楂、草莓、 猕猴桃、柠檬、桔子、芒果,7、VE 维持大脑活动、抗自由基 来源糖、大豆、青豆、豌豆、花生、芝麻、鸡蛋、牛奶,8、VB 调节神经，解除精神压力 来源谷类、鱼类、肉类、动物肝、芝麻、核桃
15、仁、香菇、 水果,二、延缓皮肤衰老的保健食物,1、保证足够饮水量 专家建议成年女性每天至少喝810杯约1000至1500毫升的 白开水。,2、常食富含维生素的食物 菜子油、鸡肝、卷心菜、胡萝卜、茄子、葵花子油、鱼肝油、 鱼卵、牛奶、奶油、禽蛋、橙红色果蔬 VE抑制衰老过程 缺VA皮肤变得干燥，有鳞屑，皮肤粗糙 缺B2会出现口角乳白、口唇皮肤裂开，下唇微肿，脱屑及色 素沉着。,3、多吃核酸食物 核酸在蛋白质合成中起重要作用，且能有效延缓衰老。 鱼类、虾类、肝脏、酵母、蘑菇、木耳、花粉,4、适时吃些含软骨素硫酸的食物 皮肤分为表皮、真皮和皮下组织。软骨素硫酸是构成弹性 纤维最重要物质，适时吃些鸡皮
16、、鱼翅、鲑鱼的头、鸡和墨鱼 的软骨等富含软骨素硫酸的食物,5、注意碱性食物的摄入 日常生活中所吃的鱼、肉、禽、蛋、粮均为生理酸性，苹 果、梨、牛奶、杏仁、栗子、土豆、山芋是碱性食物,6、增加胶原蛋白和弹性蛋白的摄入量 猪、蹄、动物筋腱和肉皮等食物,7、含铁、锌食物不能少 铁：蛋黄、肝脏、海带、紫菜、血豆腐、莴苣 锌：鱼、瘦肉、肝、肾、蛋及奶制品，贝壳类、核桃、 花生、栗子、发酵食物、发芽豆制品,每天一种海产品； 每周一次动物肝； 每周一、二次小红豆、绿豆、大豆为正餐的配菜； 每天吃一种青菜，如笋、胡萝卜、洋葱、韭菜、菠菜、芹菜； 每天一杯以上菜汁、果汁； 每天四杯水。,第三节 医 药与化学,一、中药的化学成分及作用机理,据说，防止H5N1禽流感的药物达菲（瑞士罗氏 ）即是用中国出口的草药提炼的。因为这种中国人普遍用作佐料的小果实被发现了另一种伟大功能是治疗禽流感药物达菲(Tamiflu)的主要成分。若干天前,八角的价格还低得可怜,转眼间就有报道称,八角的批发价猛涨了许多,而从中提炼出的莽草酸更是身价不菲。,中药有5000多种，
