书城科普读物探究式科普丛书-生命的基本单位:细胞
7722800000005

第5章 元素之语——细胞的化学成分(2)

免疫细胞和免疫蛋白:有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时,这个部队就很强,在需要时数小时内可以增加100倍。所以蛋白质充足,人体免疫力就会比较强。

(5)构成人体必需的催化和调节功能的各种酶

人体有数千种酶,每一种只能参与一种生化反应。

人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足,反应就会顺利、快捷地进行,人们就会精力充沛,不易生病;否则,反应就变慢或者被阻断。

(6)激素的主要原料

具有调节体内各器官的生理活性。现代医学上常见的激素有很多种、针对不同的病情和体能所使用的激素也不同,例如:胰岛素是由51个氨基酸分子合成。

生长素是由191个氨基酸分子合成。

(7)构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等

维持神经系统的正常功能:味觉、视觉和记忆。

胶原蛋白:为什么有的人皮肤弹性特别好?保健医生会说皮肤弹性要靠胶原蛋白来保护。占身体蛋白质的1/3,生成结缔组织,构成身体骨架,如骨骼、血管、韧带等,决定了皮肤的弹性,并起到保护大脑(在大脑脑细胞中,很大一部分是胶原细胞,并且形成血脑屏障保护大脑)的作用。

4.富含蛋白质的食物

我们常吃的食物中哪些富含蛋白质呢?

蛋白质的食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。植物蛋白质中,谷类含蛋白质10%左右,蛋白质含量不算高,但由于是人们的主食,所以仍然是膳食蛋白质的主要来源。豆类含有丰富的蛋白质,特别是大豆含蛋白质高达36%~40%,氨基酸组成也比较合理,在体内的利用率较高,是植物蛋白质中非常好的蛋白质来源。

蛋类含蛋白质11%~14%,是优质蛋白质的重要来源。

奶类(牛奶)一般含蛋白质3.0%~3.5%,是婴幼儿蛋白质的最佳来源。肉类包括禽、畜和鱼的肌肉。新鲜肌肉含蛋白质15%~22%,肌肉蛋白质营养价值优于植物蛋白质,是人体蛋白质的重要来源。

含蛋白质多的食物包括:牲畜的奶,如牛奶、羊奶、马奶等;畜肉,如牛、羊、猪肉等;禽肉,如鸡、鸭、鹅、鹌鹑、鸵鸟等;蛋类,如鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋等;还有鱼、虾、蟹等;大豆类,包括黄豆、大青豆和黑豆等,其中以黄豆的营养价值最高,它是婴幼儿食品中优质的蛋白质来源;此外像芝麻、瓜子、核桃、杏仁、松子等干果类的蛋白质的含量均较高。

由于各种食物中氨基酸的含量、所含氨基酸的种类各异,且其他营养素(脂肪、糖、矿物质、维生素等)含量也不相同,因此,给婴儿添加辅食时,以上食品都是可供选择的,还可以根据当地的特产,因地制宜地为小儿提供蛋白质高的食物。蛋白质食品价格均较昂贵,家长可以利用几种廉价的食物混合在一起,提高蛋白质在身体里的利用率,例如,单纯食用玉米的生物价值为60%、小麦为67%、黄豆为64%,若把这三种食物按比例混合后食用,则蛋白质的利用率可达77%。

5.有机物糖类

甘甜可口的糖果每个人都爱吃,但是本文所说的糖类和我们平常吃的糖果略有不同,这里的糖类是一种化学成分,比如葡萄糖。

糖是人体的三大主要营养素之一,我们每天的食物中80%以上是糖类。比如北方人爱吃的馒头中就含有大量的淀粉,而这些淀粉进入口中以后,会被分解成麦芽糖等。南方常吃的米饭中也有大量的淀粉。

这就是为什么我们咀嚼食物时,会有甜丝丝的感觉的原因。

糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物,是生物体主要的组成成分之一,也是细胞的主要功能物质。

细胞中的糖类既有单糖,也有多糖。细胞中的单糖是作为能源以及与糖有关的化合物的原料存在。重要的单糖为五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖)。

其中最主要的五碳糖为核糖,最重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖,而且是构成多糖的主要单体。

多糖在细胞结构成分中占有主要的地位。细胞中的多糖基本上可分为两类:一类是营养储备多糖;另一类是结构多糖。作为食物储备的多糖主要有两种,在植物细胞中为淀粉,在动物细胞中为糖原。在真核细胞中结构多糖主要有纤维素和几丁质。

6.糖对人体的功能

糖的主要功能是提供热能。每克葡萄糖在人体内氧化产生4千卡能量,人体所需要的70%左右的能量由糖提供。此外,糖还是构成组织和保护肝脏功能的重要物质,在肝脏中的肝素有抗凝血的作用。

7.双刃之剑——脂质

脂质又称脂类,是脂肪及类脂的总称。这是一类不溶于水而易溶于脂肪溶剂(醇、醚、氯仿、苯)等非极性有机溶剂,并能为机体利用的重要有机化合物。脂质包括的范围广泛,其分类方法亦有多种。

根据作用不同,一般将其分为储存脂类(脂肪)、功能脂类(胆固醇)和结构脂类(磷脂)三种。现在肥胖问题越来越严重,少吃油脂类食物对身体健康有很大的好处。

储存脂类(脂肪)是生物体内的储能物质,高等动物和人体内的脂肪还有减少身体热量散失、维持体温恒定、减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用。

一般把常温下是液体的称做油,而把常温下是固体的称做脂肪。

脂肪所含的化学元素主要是C、H、O。脂肪是重要的营养物质,是食物的一个基本构成部分。摄入过多的饱和脂肪酸容易诱发心脑血管病,会导致肥胖症,还将诱发高血压、糖尿病等。对于以植物油作为食用油的人,一般不会出现脂肪缺乏症。

只要在膳食中补充一定量的ω-3不饱和脂肪酸,可以预防高血脂症和老年痴呆症。在婴幼儿、儿童及青少年的饮食中补充适量的ω-3不饱和脂肪酸,可提高智商和记忆力。

功能脂类主要包括胆固醇、性激素和维生素D等。

这些物质对于生物体维持正常的新陈代谢和生殖过程起着重要的作用。

胆固醇又称胆甾醇,是一种环戊烷多氢菲的衍生物。早在18世纪人们已从胆石中发现了胆固醇,1816年化学家本歇尔将这种具脂类性质的物质命名为胆固醇。胆固醇广泛存在于动物体内,尤以脑及神经组织中最为丰富,在肾、脾、皮肤、肝和胆汁中含量也高。其溶解性与脂肪类似,不溶于水,易溶于乙醚、氯仿等溶剂。胆固醇是动物组织细胞所不可缺少的重要物质,它不仅参与形成细胞膜,而且是合成胆汁酸、维生素D以及甾体激素的原料。

胆固醇又分为高密度胆固醇和低密度胆固醇两种。前者对心血管有保护作用,通常称之为“好胆固醇”;后者偏高,冠心病的危险性就会增加,通常称之为“坏胆固醇”。血液中胆固醇含量每单位在140毫克~199毫克之间,是比较正常的胆固醇水平。

胆固醇是由留体部分和一条长的侧链组成。人体中胆固醇的总量大约占体重的0.2%,骨质约含10毫克,骨骼肌约含100毫克,内脏多在150毫克~250毫克之间;肝脏和皮肤含量稍高,约为300毫克;脑和神经组织中含量最高,每100克组织约含2克,其总量约占全身总量的1/4。

胆固醇有以下作用功能:

(1)形成胆酸。在我们胆囊中往往存在大量的胆汁,经释放进入小肠与被消化的脂肪混合。胆汁的功能是将大颗粒的脂肪变成小颗粒,使其易于与小肠中的酶作用。在小肠尾部,85%~95%的胆汁被重新吸收入血,肝脏重新吸收胆酸使之不断循环,剩余的胆汁(5%~15%)随粪便排出体外。肝脏需产生新的胆酸来弥补这5%~15%的损失,此时就需要胆固醇。

(2)构成细胞膜。胆固醇是构成细胞膜的重要组成成分,细胞膜包围在人体每一细胞外,胆固醇为它的基本组成成分。有人曾发现给动物喂食缺乏胆固醇的食物,结果这些动物的红细胞脆性增加,容易引起细胞的破裂。因此,可以想象,要是没有胆固醇,细胞就无法维持正常的生理功能,生命也将终止。

(3)合成激素。激素是协调多细胞机体中不同细胞代谢作用的化学信使,参与机体内各种物质的代谢,包括糖、蛋白质、脂肪、水、电解质和矿物质等的代谢,对维持人体正常的生理功能十分重要。人体的肾上腺皮质和性腺所释放的各种激素,如皮质醇、醛固酮、睾丸酮、雌二醇以及维生素D都属于类固醇激素,其前体物质就是胆固醇。

8.遗传信息的携带者——核酸

核酸是亲代与子代之间传递遗传信息的物质,是生物遗传信息的载体分子,所有生物均含有核酸。

不同的生物体所具有的核酸的序列是不同的,也就是说,它们携带的遗传信息不一样。它们对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有着极其重要的作用。

核酸广泛存在于所有动物、植物细胞、微生物内。

生物体内核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。不同的核酸,其化学组成、核苷酸排列顺序都不同。根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸,简称RNA和脱氧核糖核酸,简称DNA。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础。RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用。其中转移核糖核酸,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;核糖体的核糖核酸,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主要场所。核酸不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置,因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。