
生物无机化学的产生不仅推动了人们对生命现象的认识步伐,而且也为无机化学开辟了一个新的研究领域。一、我国生物无机化学研究的现状我国生物无机化学在过去20多年里,经过我国老一辈生物无机化学家的持续努力,在内源性含金属生物功能分子的结构与作用机理、金属物种与生命大分子(蛋白质、核酸、多糖、类脂等)和分子功能聚集体的互相作用、细胞无机化学、医药学中的无机物、生物矿化等领域取得了突出成绩。吸引更多优秀中青年学者研究生物无机化学,以促进我国在生物无机化学学科的发展和研究繁荣,仍将是未来相当长时间的一个任务。生物无机化学是研究无机物质与具有生物特性的物质11/7页间的相互作用的学科。这是一个相当广阔的领域,这些无机物质不仅对于维持生物大分子的结构至关重要,而且广泛参与各种生命过程,在物质输送、信息传递、生物催化和能量转换中都起着十分关键的作用。二、我国生物无机化学学科研究的未来发展方向细胞无机化学主要研究无机物种与细胞的相互作用及其导致细胞功能改变,细胞周期改变和细胞增殖、分化和凋亡的机理。具体内容包括:无机物种在细胞膜上的结合和膜结构和功能改变以及引起的细胞结构和功能改变,无机物种跨细胞膜和跨细胞层的转运机理,无机物对细胞器和信号系统作用、干预和影响的机理,过渡金属离子与活性氧物种生成、转化的互动过程,以及由此引起的细胞的氧化性损伤和后续过程和细胞—无机物固相的相互作用过程。金属酶和金属蛋白(包括含硒蛋白)的结构与作用机理及其功能关系包括:金属酶和金属蛋白的基因表达;通过基因表达合成新的金属酶;金属离子在蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质相互识别、构象变化和缔合中的作用等;某些重要金属酶的功能模拟及其应用探索;金属物种对于特定酶的激活和抑制机理,酶激活剂或抑制剂的设计、合成和功能研究;金属酶的分子改造及其结构与功能间的关系。环境中的无机物与生物相互作用的化学机理包括:金属物种调控微生物的生物合成和细胞的代谢途径及其应用22/7页探索;金属酶在环境治理中的应用及其机理。无机物小分子与生物大分子的相互作用和引起的结构功能变化研究这方面的研究是生物无机化学研究的基础,应该结合实际问题做深入研究。如研究有选择性调控生物大分子功能的无机物与生物大分子的作用及其作用机理;金属离子与某些蛋白质作用中的结合识别、分子折叠和选择性聚集;设计合成对应大分子的探针、选择性切割剂等;无机化合物对生物大分子或基因组的识别及其作为大分子或基因组结构探针的研究;离子和电子在一系列生物大分子内或生物分子间的传递规律。创造新的研究方法学包括实验方法和理论分析、计算机模拟、设计和预测;生物无机光谱学与生物无机量子化学等。特别注意吸收生物学实验方法并扩大其研究功能使其成为生物无机化学的研究方法。
临床生物化学检验,作为一种能够通过使用特定仪器和 方法 ,对疾病发生过程中的生物变化进行检测,从而为后续的治疗提供指导意义的手段。下面是我为大家整理的浅谈生物化学检验论文,供大家参考。
《 临床生物化学和生物化学检验教学改革的探讨 》
【关键词】 临床生物化学;教学改革
临床生物化学和生物化学检验是一门集基础 理论 与专业技术紧密相结合的 应用 性专业学科,在该学科的教学过程中,如何抓住重点,深化教学改革,提高教学质量,使学生精医术、懂人文、有理想、能创新,下得去、用得上、留得住、有作为,体现民族学院的大医精诚,把学生培养成高素质的检验人才,我们结合我校情况和临床生化检验教学特点,通过一系列的新模式教学改革,收到了很好的效果。具体 内容 和实施 方法 如下。
1 临床生物化学和生物化学检验教学的现状
1.1 临床生物化学和生物化学检验基础要求高 临床生物化学和生物化学检验是建立在 分析 化学、生物化学等基础上的专门学科,它要求医学生必须熟练地掌握临床生物化学和生物化学检验的基本理论和基本技能,熟悉人体器官、组织、体液的化学组成和进行着的生化过程以及疾病、药物对这些过程的 影响 ,了解疾病诊断、病情监测、药物疗效、预后判断和疾病预防等内容,才有助于对临床生物化学和生物化学检验知识的深刻理解。根据医学院校的课程要求,分析相关的教学内容,对比国内外有关的教材并 参考 其他医学院校的教学要求,重点要强调知识更新,以最新的教材为主,使用周新教授主编的《临床生物化学和生物化学检验》第三版教材,融合其他参考书对教学内容加以扩充,同时通过阅读国内外专业期刊、杂志,浏览专业网站,将国内外的最新相关 研究 成果和技术及时地介绍给学生,使教学内容更加充实,弥补了教材中某些内容的滞后性,加大了课堂教学的信息量。这样,教材内容丰富、新颖、重点突出、实用,既利于教也利于学。
1.2 临床生物化学和生物化学检验教学内容多、抽象、难以理解 临床生物化学和生物化学检验由于涉及生物化学的基础理论知识,理解起来显得困难,而且随着学科的不断 发展 ,新疾病、新技术、新理论的出现,需要教学的内容增多。这给教学带来很多难题,长期以来,临床生物化学和生物化学检验是学生较难掌握的理论课程之一。加上学校教学改革的深入,教学时间的缩短,造成了教学内容与时间的矛盾。同时院系合一的工作特点,给老师带来教与学协调困难,几乎没有多余的时间给学生讲解临床最新仪器检测项目的原理、方法、检测范围、注意事项以及质量控制方面的有关内容。而学生对这些临床常用的检测项目的原理、方法、检测范围等知之甚少,对全面质量控制体系的运作、项目的校准、实验室误差的来源及如何纠正等十分关键的内容了解不多,期望通过实践加深对书本内容的理解未能实现,因此普遍觉得书本知识与实习内容难以相互联系及转化。然而,要加强临床生物化学和生物化学检验教学与临床实践的联系,使学生看到临床生物化学和生物化学检验在以后的 学习 和工作中的用途。在提高理论教学质量的前提下,通过改革实验 教学方法 ,这既是提高教学效果的有效 措施 ,又是对老师新的挑战。
1.3 临床生物化学和生物化学检验实践性强和操作性强 临床生物化学和生物化学检验是检验专业的一门重要学科,也是一门高度综合性的应用 科学 ,近年来随着 计算 机、生物化学、分子生物学、生物医学工程学和 电子 技术等学科的发展,临床生物化学和生物化学检验又吸收引进了大量的其他学科的先进技术,使临床生化检验工作在分析检测的速度和灵敏度上有了很大的提高,检测的方法学也有了很大的发展。为适应 时代 的需要,我们应该在现有的理论教学基础上,不断对我们所开展的实验课进行更新、调整,实验课是临床生物化学和生物化学检验 教育 过程中不可缺少的一部分,是一种实践性教学方式,是对理论教学的辅助,是对将来实习、工作的铺垫。它不仅可验证基础知识,巩固课堂所学的理论,更重要的是对学生进行基本技能训练,初步培养实践能力与独立工作能力。 目前 检验仪器不断地向自动化、智能化方向发展,检测项目由原来的单一项目检测到多项联合检测,检测内容由简单的的基本定性或半定量到微量、超微量检测,近几年来基因工程技术、酶工程技术、细胞生物工程技术、分子生物学工程技术等在临床上已广泛应用,因此,对检验人员的知识结构提出了更高的要求。
1.4 课程设置和教学内容无法适应时代发展要求 随着医学技术的发展,临床生物化学和生物化学检验在医学中的地位越来越重要。在新的形势下,我校检验专业主要培养面向 农村 、面向基层、面向社区的实用型检验人才。目前我院的临床生物化学和生物化学检验课程设置,理论课时是40学时,实验课时是55学时,而教学大纲要求理论课一般在54~60课时之间,实验课为70课时左右,如此少的理论和实验课时,难以完成教材内容,更何谈联系临床。再加上目前我们院校的课程教学内容体系仍然没有突破传统的以学科为中心的模式,课程之间独立性较大,学科界线明显,课程内容重复;虽然重视基本知识和技能的教学,又忽略对医学生职业态度和伦理、沟通技能、信息管理、批判性思维等方面的培养,无法适应 现代 医学专业人才全面发展的需求。通过对临床生物化学和生物化学检验教学的改革,我们认为,只有改革教学内容,改进教学方法,重视实验操作的基本功训练,加强实验技能考核,同时狠抓医德医风、职业道德规范教育,才能提高学生的基础理论水平和实验技能,培养出优秀的检验工作者。
2 如何实施临床生物化学和生物化学检验教学改革
2.1 加强师资队伍的培养,注重人力资源整合 具有一支高水平的教师队伍,是培养高质量人才的保证。目前我院临床生物化学教研室设有9名教师,其中博士、硕士各1人,教授1人,副教授2人,年青教师占大多数,是一支既具有扎实坚固的专业知识又有相当丰富临床 经验 的检验人员。应根据实际情况,派送没有受过专业训练的老师进行医学检验专业的单科进修,或参加有关专题的短期培训,或与教学经验丰富的老教师共同切磋授课经验,集体备课等等。通过专业学习,加深教师对专业知识的理解和运用。要鼓励教学经验丰富,专业知识广搏和科研能力较强的教师指导,同时要加强青年教师的培养,培养一支既精通专业理论,又熟悉实验操作、科研能力较强的“双师型”师资队伍。教师只有充分掌握本学科广搏的专业理论,先进的技术方法,了解本学科发展趋势和动态,才能给教学改革和创新活动提供较高的起点,才有利于培养学生发现 问题 、分析问题和解决问题的能力;有利于培养学生创造性思维和科研能力。
2.2 借鉴国际标准,推进医学院校本科临床生物化学和生物化学检验教学改革的创新 美国临床化学协会提议,医学检验人才必须具备:医学基础理论知识、临床 医学知识 、实际操作技能和临床实验室质量管理技能等四方面的知识和技能[1]。我院作为一所综合性医学院校,要对办学宗旨和目标进行合理定位,明确宗旨和目标的关键是进行科学定位。办学定位从大的范围来讲,主要是指学校是研究型、教学研究型或教学型、应用型。定位不一样,体现在对人才培养规格的要求上有所不同。根据我国的国情,重点医科大学主要培养研究性初级医生,地方性非重点医学院校主要培养应用性初级医生。不同的定位形成不同类型院校不一样的办学理念、宗旨和目标,对教学过程产生不一样的影响,也就 自然 形成不一样的办学特色[2]。因此,临床生物化学和生物化学检验教学质量在医学检验系学生的培养中,有着举足轻重的地位。然而要保证每一个学生有机会早期接触病人,参与病人医疗工作,在临床生物化学和生物化学检验教学中面临新的竞争,新的挑战,为解决这一面临问题,学院要成立一个大的模拟 医院 ,势在必行。旨在让学生对人体健康和患病时的化学状态进行研究以及掌握用于诊断、 治疗 和预防疾病的化学试验方法。通过人才培养目标定位,使培养的人才既符合国情需要又能与国际接轨。
2.3 临床生物化学和生物化学检验教学 内容 和教学 方法 的改革
2.3.1 选择规划教材,完善教学内容,制定教学大纲,优化教学组合 应采用与临床检验相适应的《临床生物化学和生物化学检验》第三版新教材。新教材的使用还需要各教师根据各自院校的专业层次,培养目标,教学时数的不同,对教材内容作适当的侧重,同时要注重癌基因与抑癌基因、肿瘤标志物、 治疗 药物浓度监测等内容的教学,以利于学生对当今 科技 水平 发展 的了解。在本课程的教学过程中,要求主要以临床常见疾病及其生化检验指标为主线,突出疾病的生化机制和生化检验技术两个方面,力求将生化检验与疾病诊断,病情监测和预后判断结合起来,从 现代 检验医学的高度开拓临床医学的新视野。在系统讲授 理论 知识的同时,开展讲课方法多样化:讲座式教学、 问题 讨论式教学、举例论证式教学、对比归纳式教学及双语教学,同时加强病例讨论,生动有趣地启发思维,培养学生建立正确的实验诊断思维和 应用 知识的能力,促进学生自主性 学习 、 研究 性学习和个性发展。
2.3.2 采用多媒体教学,提高教学质量,教学联系临床,提高学生兴趣 多媒体教学手段的应用可使一些抽象难懂的概念变为具体的可观察的画面,具有直观、生动、形象的特点,易于吸引学生注意力,激发学生的学习兴趣;有助于生化概念的理解和方法的掌握,增强学生对教学内容的理解和应用;此外,还可化繁为简,便于记忆,提高学生信息处理和运用的能力,使学生产生求知欲和兴趣,开阔视野,更好的引导学生,达到学而有效之目的。多媒体教学还可帮助学生学习和探究知识的教学过程,从而引导学生用 科学 的方法去学习和研究,有效地弥补教学时数的不足,缓解有限的教学时间和不断增加的教学内容之间的矛盾。多媒体教学过程本身教会学生如何利用多媒体提高学习的效率。课件是多媒体教学的一个最重要的组成部分,制作好坏直接 影响 教学效果。所以,课件制作过程中应当注意文字与图片、图像的有机结合,文字简洁、图片清晰,使学生一目了然又不过分花俏,以免分散学生注意力,起不到应用效果。
2.4 开放实验室,为学生提供第二课堂 实验教学是教学体系的重要组成部分。生化及生化检验是一门实验性学科,只有通过不断的开发新技术、新实验,才能完成理论验证的教学任务。学生通过亲自动手操作,增强对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中解决实际问题,是学生加深对生化理论的理解,发展学生创造力、培养学生独立思考和独立工作能力的良好途径。实验室对学生全天开放,由学生自己独立完成实验,教师只做辅导。实验后,老师做全面 总结 ,把学生在实验过程中存在的问题、需要注意的事项等,作详细的答疑与讨论。通过定期开放实验室,巩固实验操作基本技能训练及相关知识介绍,不断培养学生动手能力、创新意识和创新能力,开放实验室已得到学生的认可和好评。
3 临床生物化学和生物化学检验教学改革效果评价
3.1 教学目标明确 在教学管理中,实行“主讲教师负责制”、“教案规范化”,加强教师的责任感。在教学模式上,实行开放式教学体系,使学生学习方式多维化。让学生慢慢树立了这样的认识:理论都是以实验为基础的,理论知识是对实验的总结和提炼。在理论与实验教学中,目标明确、重点突出,课堂教学效果大大提高。
3.2 有利于培养学生科研素质 创新能力是一个国家或民族发展的决定性推动力,因此培养学生的创新意识,激发创新热情和精神,发展创新能力是大学教学中的重要任务。创造力不仅是一种能力的培养,更重要的是一种精神、一种素质的培养[3]。强化和拓展专业技能,奠定学生科研工作的基础,注重学生科研能力的培养,十年来,在临床生物化学教研室老师的指导下,每个学生都撰写一篇 毕业 论文,其中70%左右的毕业论文在各级专业杂志上公开发表。开展学生科研工作是促进教师队伍素质提高的有效方法,教学相长,互相促进,与学生共同完成毕业论文的选题、开题、实施、总结、撰写过程,无疑对指导教师自身素质和能力提出了更高的要求,迫使教师加强学习,了解和掌握本学科的新进展及相关学科的知识,不断提高自已的带教能力和教学水平。
3.3 有利于提高教师的教学和科研水平 教师在完成理论多元化教学的同时,注重设计性实验课更加必要,教师必须精心备课,对各种方法都要了解,掌握涉及到的理论知识、临床知识、专业知识,要广泛查阅 文献 ,比较综合;还要求具备较强的实验动手能力,一定的实验 分析 问题、解决问题的能力。在提高教师综合教学能力的同时,还极大促进了教师科研意识和能力的提高。真正做到教学相长。
【 参考 文献】
[1] 郑铁生,姜旭淦,徐顺高,等.临床生物化学及检验教学改革初探[J].检验医学 教育 ,2005,12(3):25-26.
[2] 孔祥清,张一飞,严世荣,等.地方性非重点医学院校本科医学教育与国际标准接轨的思考[J].郧阳医学院学报,2005,24(6):380-381.
[3] 冯文莉,涂植光,康格非,等.对 目前 高等医学检验教育培养目标的思考[J]. 中国 高等医学教育,2002(1):5-7.
《 生物化学检验实验 报告 书写综述 》
【摘 要】书写实验报告是生物化学检验实验教学中的重要环节之一。就实验报告书写的重要性、存在的问题及提升实验报告书写质量的策略进行了综述,旨在引起教师、学生对实验报告书写的重视,更好地提升实验教学质量。
【关键词】实验教学;实验报告;质量
生物化学检验是医学检验专业的主干课程之一,具有较强的实践性,有一半的学时是在实验室完成的。为了让学生能够更好地适应临床,满足行业的用人需求,对学生进行临床实践的训练至关重要。训练的初期主要是在相关实验课中进行,以后在进入临床实习来加强。因此,在重视理论教学的同时,来加强实验教学环节是充分体现学科的特点、提高教学质量的关键,也为进入临床打下牢固的基础。而实验报告书写是实验教学过程中重要的环节之一,是实验效果的重要衡量依据,也能够综合反映学生分析问题、研究问题、解决问题和撰写科技论文的能力。但在实验教学中却发现,学生虽然能够及时上交实验报告,但撰写的质量并不高,存在着很多的问题。提升学生实验报告书写质量显得格外重要。许多学者经多年的教学经验,提出了学生书写实验报告的重要性、存在的问题及提升实验报告书写质量的策略,现归纳如下:
1 实验报告书写的重要性
实验报告的书写能够培养学生严谨的科学态度;促进了学生主管能动性的发挥;培养了学生的创新精神、团队意识和竞争精神;促进了学生的观察能力、综合分析能力、逻辑推理归纳能力、发现问题及解决问题的能力等综合能力的提高;有助于巩固学生的理论知识,加强理论联系实践;也加强了学生的文字表达能力和写作水平,为今后科研论文的撰写打下了坚定的基础。通过学生实验报告的反馈,有助于教师重新审视自己的能力水平,更好地完善教学方式,提高教学质量,同时对教学改革也起到很好的推动作用[1-2]。
2 学生书写实验报告存在的普遍问题
不重视实验前的预习,书写时不加思考,互相抄袭,实验报告内容雷同;态度不严谨,不是按照实际操作书写,而是照抄实验指导,使实验报告书写一直流于形式;大多数学生在综合能力方面存在不足,当实验结果出现异常时,就无从下手,不知原因出在哪里,不能客观全面地对实验现象或结果进行分析讨论;内容方面,书写不完整,往往缺少实验方法评价、分析讨论、结果应用、注意事项等重要内容[3-5]。
3 如何提升实验报告书写质量
如何改变这一现状,通过加强学生实验报告书写,促进实验教学提出以下几点建议:
3.1 提高认识
首先加强教师对实验报告的重视度,来提高学生对实验报告书写重要性的认识[6]。
3.2 加强实验课前的预习
重视学生对实验课的预习,教师应将实验课预习的重要性传递给学生,要求学生提前预习;明确预习提纲和预习内容,强调实验的重点和难点;要求学生通过预习知晓实验目的、实验原理、操作步骤、注意事项等内容,并做好预习报告;通过提问的方式检查学生是否预习或预习的效果[7-8]。
3.3 加强教师对学生实验报告的指导、批阅
教师应以饱满的工作热情和严谨的科学态度来指导学生书写实验报告,并指导书写什么内容,解决哪些问题,引导学生分析问题,提高学生解决问题的能力;要求学生认真完成报告中的每一项内容,并将分析结果写入实验报告;批阅学生的实验报告时,要善于发现报告书写中的闪光点,做到及时讲评、积极肯定,以此来提高学生写好实验报告的积极性[9-10]。
3.4 打破传统、推陈出新
实验报告的写作不应拘泥于一种形式,应在满足实验报告的学术性、科学性、理论性、规范性、创新性和探索性的基础上[11],勇于创新。
3.4.1 反思 式实验报告
传统实验报告的书写存在很多弊端,学生书写实验报告不思考、不归纳、不总结、存在千篇一律的抄书现象。王晓冰等人提出将反思 日记 融于实验报告,要求学生书写反思式实验报告的想法。实践证明,相比传统实验报告的书写,书写反思式实验报告虽存在一些问题,但这种书写方式更能促使学生对整个实验过程进行回顾,更好地做到理论与实际的结合,使学生的理论知识得以巩固,从而也提高了对操作技能的掌握水平,与此同时,也有助于加强教师和学生的互动,对教师的成长和实验教学的改进有很好地促进作用[12]。
3.4.2 论文式实验报告
姚青、李江滨等对论文式实验报告的书写在实验教学中的应用进行了探讨,指出此举使学生的科研理念得到培养;学生对实验指导的抄袭得以杜绝;教师的评分标准发生转变,使之学生不再单单注重实验结果正常与否,而是更注重对结果的分析是否合理, 学习态度 得以纠正;于此同时,论文式实验报告的书写有助于提高学生自主获取知识的能力,查阅文献的能力以及 创新思维 能力,从而提高了论文撰写能力,为今后毕业论文和科研论文的撰写奠定了良好的基础[13-14]。
3.4.3 利用现代科学技术来强化实验报告的书写
杜斌等对利用现代科学技术来强化实验报告的书写进行了探索,虽然此举也存在一些不足,但收获还是颇丰的。他们发现利用现代科学技术来书写实验报告更能促使教师对实验报告书写指导的重视;使学生的学习兴趣得到激发,学生的学习积极性和团队合作精神也被很好地调动起来, 人际交往 能力也有很大提高;学生的学习态度更加严谨、科学[15]。
总之,实验教学是高等医学教育的重要组成部分,尤其是对生物化学检验课程,而书写实验报告是实验教学过程中不可或缺的环节[16]。所有的生化检验任课教师和学生都应当重视实验报告的书写,勤思考、多总结、在前人的基础上勇于创新,为提高实验报告的书写质量不断努力。
【参考文献】
[1]周湖京.护理学基础教学中书写实验报告的效果评价[J].卫生职业教育,2005,(19):89-90.
[2]陈建珍,林乃祥.护生生理学实验报告存在的问题及对策[J].齐齐哈尔医学院学报,2012,33(8):1062-1064.
[3]王元国.论实验报告的写作方法[J].铜仁职业教育学院学报,2005,3(4):63-65.
[4]何丹.浅谈医学检验专业学生书写实验报告的问题及解决方法[J].卫生职业教育,2013,31|(2):58-59.
[5]毕小云.临床生化检验实验教学的评估[J].西北医学教育,2013,21(4):766-768.
[6]朱海龙,张根葆.机能学实验报告中的问题分析[J].山西医科大学学报,2010,12(4):408-410.
[7]刘莉萍.书写生理学实验报告存在的问题及对策[J].综合医学,2014(7):390-391.
[8]齐鑫,魏冬梅.浅谈动物生物学实验报告撰写中存在的问题[J].网络财富,2010,182转184.
[9]南瑛,相里伟.生理学实验报告书写存在的问题与对策[J].医学信息,2008,21(7):1094-1095.
[10]陶伦.实验教学中要重视写好实验报告[J].中国科教创新导刊,2011(5):120.
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6. 有关生物化学论文
1. 现代精加工食品 火车上,拥挤的车厢走廊里,一位中年妇女模样的列车售货员,摇摇晃晃地推着她的售货车走了过来,货车上堆满了现代精加工食品,超香的辣条,超甜的饮料,超咸的腊肠,还有啤酒和白酒,香辣可口的食品一下子就打开了很多人的味蕾。 我看着她那满车的食品,除了矿泉水之外挑不出一件可以入口的食物。 我老婆想吃一包超辣的辣条,我翻开辣条的营养成分表发现:每一百克辣条的钠含量高达5366mg!是每天推荐摄入量的268%,真的是够有味! 我建议老婆不要吃这个。 中年妇女像看穷鬼一样鄙视了我一眼,推着货车摇摇晃晃的离开了! 老婆又开始抱怨我,这个不让吃,那个不能吃,好吃的都不让吃! 今天,我们生活在人类文明高度发达的社会里,我们的食物充足,我们享受着社会的便利,面对各种各样是食物,我们真的知道我们该吃什么才是在给我们的健康加油,吃什么又让我们在走向死亡的道路上加快了脚步?作为现代人,我们是否应该了解食物的营养和健康,知晓我们入口的每一嘴食物到底包含了怎样的营养成分呢? 我闭眼默默地想,今天我们所有正规的精加工食物都标注着营养成分表,但是有多少人会去仔细阅读和关注营养成分表,有多少人会去想自己一口下肚的食物到底是什么东西?和生活在远古时代的我们的祖先一口吞下了一条烧焦的泥鳅有多大的区别?我们生活的时代发生了翻天覆地的变化,我们的认知有没有跟着成长起来? 2. 我们的祖先 人类文明之初,我们的祖先并不知道什么更有营养,什么更健康,他们不知道什么是化学物质,什么是营养成分,他们也不需要去考虑这些,因为任何的意外和疾病随时都有可能夺走他们并不怎么宝贵的生命。 那时候人们过着狩猎采集式的生活,人类吃什么取决于猎到了什么样的猎物,采集到什么样的食物。 经过几万年的进化,今天的人类已经进化成了高度发达的杂食性动物,在人类远古时期,人类的饮食习惯和结构与人类所处的地域以及环境有很大的关系,比如赤道附近的人类会以植物性食物为主,而生活在高纬度的人类会以肉食为主。 那时的人类以填饱肚子为第一宗旨。填饱肚子,获取充足的能量才能将生命延续下去。我们的祖先并不完全懂得什么能吃,什么不能吃,他们凭借代代相传的经验和刻写在基因里的记忆,以及食物的色相、气味和味道来判断食物的好坏,看着好、闻着香、嚼着有味就是判断食物好坏的标准,现代人美其名曰色香味俱全。 靠着个人喜好的口感选择食物,这种选择食物的方法似乎刻写在人类的DNA上,一直延续到了今天,好多人在饮食上还是以口感为第一位,香、甜、咸、辣、酸刺激起我们的味蕾,勾引起我们的食欲,让我们无法抗拒美食的诱惑,至于那些无法刺激我们味觉的粗茶淡饭、索然无味的果蔬全谷会被我们拒之门外。 文明高度发达,但刻写在我们基因深处简陋的选择方法却不知悔改。 3. 人类文明之初 公元前2500年,古巴比伦王国的石碑上就刻写着这样的忠告:内脏疼痛的人应该三天不吃洋葱!这是人类最早的关于健康和饮食相关的文字记载。 公元前1500年,古埃及就在莎草纸上就有关于坏血症的相关记载,虽然那个时候人们不知道到底是什么引起了坏血症。 公元前二世纪,圣经启示录The Book of Danial(丹尼尔书)中第一次提到了关于食物营养的对比试验。丹尼尔和他的朋友被古巴比伦国王抓住,他们拒绝食用巴比伦王国赐给他们的食物,而坚持自己的饮食习惯,后来人们发现丹尼尔和他朋友的饮食比实用巴比伦王国食物的人更加健康。书中第一次通过“对照实验”讲述了饮食和健康的关系的故事。 公元前五世纪古希腊医生阿尔克莽就注意到人应该懂得进入人体的食物与排除粪便的平衡,如果不能平衡人就会发生肥胖和瘦弱等疾病,那时候人们就意识到把人体当做一个系统来看待。 公元前400年,被尊称为现代医学之父的古希腊医师希波克拉底就主张: 让食物成为药物,让药物成为食物 。他认识到了食物对人体健康的治疗作用和效果,现代人美其名曰 食疗 !希波克拉底的对人类健康和疾病的认知是远超当时社会的,所以在其死后很长的一段时间内,医学发展都没有能跟上他的步伐。 中国可以追溯到的较早的关于饮食和健康的记录当属《黄帝内经》,《皇帝内经》就记载说: 五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充,气味合而服之,以补养精气。 《黄帝内经》当时提出的饮食标准就算放在现代社会也不过时,全谷、水果、蔬菜、肉类已经营养比较均衡。 中国人讲阴阳五行之说,比如《黄帝内经》中又写道: 天食人以五气,地食人以五味。五气入鼻,藏于心肺,上使五色修明,音声能彰;五味入口,藏于肠胃,味有所藏,以养五气,气和而生,津液相成,神乃自生。 将天地、阴阳合在一起的思想会让有些人觉得高深莫测,却让另外一些人觉得阴阳怪气。 自人类文明之初,人类就试图了解食物营养和人体健康之间的关系,试图解密食物营养对人体健康的作用。虽然那个时候人们并不知道什么是能量,什么是卡路里,什么是蛋白质,什么又是碳水化合物。 在人类漫长的发展历程中,没有科学的突破进展人类的认知一直都是肤浅于表层,无法透过现象看本质。 4. 英国航海与坏血症 经过15世纪到16世纪的大航海时代,18世纪,欧洲列强相继开始海上扩张,航海事业得到进一步的发展。 1739年,大英帝国与西班牙爆发了詹金斯的耳朵战争。 1740年,英国皇家海军环球航行舰长、海军上将乔治安森率领由6只舰船组成的舰队开往太平洋,旨在摧毁西班牙军队在太平洋上的财产。1744年结束了为期4年的全球航行回到英国,这次大航行以俘获了西班牙巨大的马尼拉大帆船而闻名,但也因为船上船员由出发时的1857人,到归来时仅剩的188人而震惊了整个欧洲,这就是著名的安森环球航行灾难。 1900名船员,死亡1400名,其中大部分人死于一种叫做坏血症的疾病。据说当年英国船员因坏血症死亡的人数都超过了法国和西班牙海军人数。 其实此前世界各地,包括18世纪的英国都一直有用柑橘类水果来预防坏血症的说法,但是这种做法并没有被普及推广。 直到1747年英国皇家海军上校詹姆斯·林德的通过系统实验第一次向人们证实了:柑橘类水果可以预防甚至治疗坏血症。这是人类有史以来,有记载的最早的对照临床试验之一,詹姆斯·林德设置了对照实验是非常难能可贵的! 詹姆斯·林德的实验室成功的,他通过柑橘类的水果来预防和治疗坏血症的发生,但是他并不知道为什么柑橘类的水果会有这样的效果。 人类进一步认识到食物对健康的重要性,虽然这个阶段人们依旧不明白食物中到底含有怎样的营养元素,但是人们逐渐明白,人类并非只要吃饱了就能生存,如果人体缺乏某种食物就有可能生病。 而此时的中国正在经历着闭关锁国的康乾盛世,迷迷糊糊地做着大清帝国的春秋大梦。 5. 日本航海与脚气病 1849年,日本鹿儿岛的一名木匠之家诞生了一名男婴,取名藤四郎,后改名高木兼宽。 高木兼宽从小家境贫寒、地位卑微,但他自幼聪明好学、喜读擅记,为了出人头地,藤四郎从小立志要当一名医生。 高木兼宽刻苦求学,寄人篱下,汲水扫庭、悬梁刺股,晨旦更深,经过刻苦努力的求学阶段,终学有所成。1867年,高木兼宽被任命为随军医生开赴京都,圆了他当了一名医生梦想。 然而梦想与现实的差距将高木兼宽一巴掌打醒,1868年日本国内爆发了长达九个月的战争,“庆应”改元为“明治”、“江户”改称“东京”,这是日本历史上极为重要转折点。面对现代化的枪炮战争,高木兼宽先所学的汉方医学开始捉襟见肘,经过深思熟虑他扔掉了自己手上的“万病无忧膏”,找到了中村敬助先生,并对他说:我要学西洋医学! 1880年12月,高木兼宽被任命为海军病院院长。为改变日本医学界落后的局面,与有志之士共同筹建“成医会”,设立讲习所,开始在在日本医学界传播西方医学知识。 当时脚气病(注意不是脚气)一直是困扰日本海军的一个难题,就像当年英国海军的坏血症一样。于是,高木兼宽下定决心准备调查研究脚气病。 高木发现,日本海军中只有士兵会得脚气病,军官却不会得,而英国船员一般也不会得这种病。 通过调查研究,高木认为脚气病是因为日本士兵饮食结构存在的问题引起的,严重的营养不良。他发现英国船员的饮食结构中蛋白质和碳水化合物摄入量比值为1:15,而日本士兵的比值高达1:28,所以他认为是饮食结构中碳水化合物摄入量过高导致了脚气病的发生。 于是高木提出要通过改良海军士兵的饮食结构来预防日本海军的脚气病。 提出改良兵食方案之后的高木兼宽亚里山大,因为高木的改良运动给提高了士兵的饮食结构,花费了大量额外的军费。一旦这个改良兵食运动没有成效,他就面临着被判处浪费军粮军费的罪名。改良运动期间,高木兼宽始终忐忑不安。 最终,抵达夏威夷日本海军的“筑波”号发来报告:“脚气一例未有,请安心。”高木兼宽高兴地手舞足蹈,可见这次兵粮改良运动是成功的。 高木成功了,但这个成功仅仅是个巧合而已。 我们现在知道在预防日本海军士兵脚气病中其关键作用的并非蛋白质,而是维生素B1,一般蛋白质含量高的食物中会有较多的维生素B1,高木歪打正着的成功的实现了对日本海军脚气病的防治工作。 但这一切都是晕晕乎乎的,人类并不能看清问题的本质。 而与此相隔不久,荷兰生理学家艾克曼以军医的身份到巴塔维亚调查当地的脚气病发病原因,他的调查结果是脚气病的发生原因是饮食中缺乏米糠中存在的少量营养物质所导致的。 高木兼宽和艾尔曼都对脚气病的研究做出了大量的贡献,并且都通过自己的结论能够对脚气病进行预防和控制,但他们得到了不同的结论。这不是他们的过错,他们受到当时科学认知水平的限制,他们仅仅看到了问题的表层现象,而没有深刻的认识到事物的本质原因。他们的研究都为维生素B的发现奠定了基础。 二十世纪之前,人类对食物营养的的认识还非常肤浅,人们认识到食物中含有人类生命所必须的营养,并逐步的开始认识到水果蔬菜以及糙米麸皮等同样是人类健康饮食中所必需的,但这一切都是通过实验观察得到的结论,人们并不知道治疗他们疾病的并不是这些食物本身,而是这些食物中所包含的那些营养物质,但那个时候,人类对此类营养物质一无所知! 6. 20世纪人类对营养的全新认知 1906年霍普斯金发表了著名演讲,他提到我们的食物中除了卡路里、蛋白质和矿物质之外还有其他的一些位置元素在影响着我们的健康和疾病。人们越来越开始意识到,除了这些主要的营养之外,还有一些我们不知道的附加物质,对我们的健康起着至关重要的作用。 直到1912年, 波兰生物化学家卡西米尔·冯克才提出了Vitamin(维生素)的概念, 而之后人来才逐渐的发现了越来越多的维生素——这些人体需求很少,却又是维持人体健康至关重要的营养物质。 1913年美国科学家埃尔默•麦科勒姆首先发现了脂溶性维生素A以及水溶性维生素B,并命名那种能够预防败血症的未知物质为维生素C。而一直到1928年匈牙利生理学家圣捷尔吉·阿尔伯特分离出了抗坏血酸,1932年他进一步证明了补充维生素C可以预防坏血病的发生。 随着越来越多的维生素被发现,人们才逐渐的解开了之前的很多迷惑,英国海员的坏血症,日本海员的脚气病。 1935年, William Cumming Rose提出了人类所必须的氨基酸,这些氨基酸没有办法在人体内合成,而又是人体所必须的氨基酸。 20世纪科学技术突飞猛进,人类对自己千百年来所吃的食物有了前所未有的全新认知,我们重新认识了所有的营养物质,我们定义了人类所必须的七大营养元素: 蛋白质、碳水化合物、脂肪、纤维素、维生素、矿物质和水,并将其按人体需求量分为两大类:常量营养素(蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素和水)和微量营养素(维生素和矿物质) 。 借助科学的力量,我们人类终于站在了高山顶端去俯视这些营养物质,当我们对这些营养物质认识的越来越深刻的同时,我们才斗胆敢去创建所谓的健康食谱,健康饮食指南,来知道人类健康饮食习惯。 7. 现代饮食指南 1974年瑞典科学家首先发表了关于食物营养金字塔的学术报告。1992年美国农业部推出了Food Guide Pyramid(食物指南金字塔),食物指南金字塔是一个三角图形,其中描述每天从基本食物中获取的最佳营养成分推荐指南。这个食物金字塔描述人每天营养摄入及其比例,以碳水化合物为基础、水果蔬菜辅之,蛋奶肉类次之,以及金字塔顶端的微量营养素做点缀,勾勒出了人类健康饮食结构。 但这样的饮食结构并非一沉不变,随着人类认知的改变也在不断的发生变化。上图是1992年到2005年美国农业部给出的食物指南金字塔。 而从2005年到2011年之后金字塔被改为如下形式,命名为MyPyramid(我的金字塔),我的金字塔是对食物指南金字塔的更新。 而到2011年之后,美国农业部又进一步的更新食物指南金字塔为Myplate(我的餐盘)如下图所示: 从这个盘子来看,它提示我们每天要吃蔬菜、全谷、蛋白质和水果以及奶制品,这样的饮食结构才够健康,并且要按照一定的比例。 对于这份最新的食物推荐饮食的解读:我们一天的饮食分为四大类,30%的全谷,40%的蔬菜,10%的水果和20%的蛋白质。并且配合一定的奶制品。同时还应该记住限制钠盐和糖类的摄入量不要超标,谷类中至少一半是全谷,蛋白质的选择也尽量多样化。 哈佛大学在Myplate的基础上提出了他们自己的健康饮食标准,叫做哈佛健康饮食餐盘: 哈佛大学给出的健康饮食指南是在Myplate的基础上进行了一些修改,添加了一些细节,比如推荐健康油类,限制奶油等的摄入量,在饮水上建议喝白开水、茶或咖啡,限制奶类饮品和果汁饮品,拒绝加糖饮料!另外还建议加强体育锻炼。全谷类产品中,应该尽量增加全谷种类,尽量避免精加工类的全谷物。 2018年12月,美国农业部再次计划对Myplate进行修改,将限制奶类和钠盐的摄入量,限制学校早餐和午餐的选择。 回头我们发现,2000年以后,美国农业部借助现代科学制定的饮食指南和2000年前我们祖先写下的《黄帝内经》中所说的:五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充,竟然那么的相似,让人感叹。 人类对饮食和健康关系的认知一路升级改变,就在现在,每时每刻都会有最新的研究报道发表在顶级科学期刊上,每一个重要学术论文的发表都代表着人类对这个世界认知的进步,在若干年后都有可能改变我们对世界的认知,我们对人类自身的认知。 8. 钠盐—人类食物的调味剂 在古代,钠盐是一种非常珍贵的商品。制盐初期,耗时耗力而产量低下,所以盐的价格就会很贵,从盐诞生之初,国家就立有盐法,在周朝掌管盐政之人称为“盐人”。 《汉书》曰:“ 吴煮东海之水为盐,以致富,国用饶足。 ”可见盐在古代是非常重要的商品。 公元前1世纪,罗马帝国横扫欧亚大陆,所向披靡战无不胜,当时军队的每个士兵随身携带一个皮制口袋,里面装着配发给每人的特殊军饷—食盐。 中国有俗语,吃遍天下盐好,走遍天下娘好。一切好的味道都离不开食盐调味。 所以你随便找一个现代食品的包装袋看看营养成分表,很少有食物中不含有钠盐,盐不愧为百味之王。往往口味越重的食物钠盐含量就会相应的越高,我们看到辣条的含钠量为5366mg也不足为奇。 随着社会发展,人类对饮食健康了解的越来越多之后人们开始认识到钠盐在对人体的伤害。过度摄入钠盐可能诱发高血压、心脏病等心脑血管疾病,这是目前对人类健康最大的杀手之一。 1996年英国建立了Consensus Action on Salt and Health( 盐与健康的共识行动 ),促使人们去正视食盐对人类健康的危害! 2004年英国食物标准局开展了一场发起了一场公共卫生健康运动“Salt-Watch it”( 小心食盐 ),建议人们平均每天摄入的食盐量不超过6克。2007年,英国食品标准局再次发起活动,口号响亮“Salt. Is your food full of it?”( 看看你吃的食物里是不是全都是盐? ) 同时位于南半球的澳大利亚也发起了类似的运动:“Drop the Salt! Campaign”( 限盐运动! )他们的目标是通过五年时间让澳大利亚人每天摄盐量减少到6g的目标。 2010年美国纽约州启动了全民减盐倡议! 从欧洲到美洲,从北半球到南半球,全世界的有识之士都认识到了过度摄入钠盐对人类健康的危害,于是我们齐声呐喊: 限制钠盐摄入量每天不超过6g(钠含量大约2100mg) ! 减盐运动在全世界范围发展起来,于是有了低钠盐的出现,最常见的低钠盐就是用氯化钾替代食盐中的氯化钠,限制钠盐的同时也增加钾盐的摄入量,世界卫生组织建议每天摄入钾量不低于3510mg,钾盐摄入过多也会对身体造成危害,在服用特种药物的时候慎用(含钾离子的)低钠盐。 于是就有这样的说法: The two most prominent dietary risks for death and disability in the world are not eating enough fruit and eating too much salt. 世界上最突出的两个导致死亡和残疾的两个饮食习惯:吃的水果不够,吃的钠盐过多! 9. 不停的改变 今天,我们对于食物的认知已经远远超过了我们祖先的认知,同时我们应该清楚,人类的认知将会不断的更新,不断的改变,唯一永远不改变就是不停的改变。 另外我们还应该清楚,人类的认知水平不代表每一个人类个体的认知水平。就目前的科学研究发现,人类整体的对营养健康和饮食的认知水平堪忧,人类的饮食习惯中存在着很多的问题。 2019年4月3日在顶级医学期刊《柳叶刀》上发表了论文:Health effects of dietary risks in 195 countries, 1990–2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017.( 1990年到2017年,195个国家饮食危害对健康的影响评价:2017全球疾病负担研究系统分析 ) 从1990年到2017年将近三十年,跨越全球195个国家的研究数据统计,论文的结论中写道: In 2017, 11 million deaths and 255 million DALYs were attributable to dietary risk factors. High intake of sodium , low intake of whole grains , and low intake of fruits were the leading dietary risk factors for deaths and DALYs globally and in many countries. 2017年,1100万人口死亡和2亿5千5百万伤残调整寿命年要归咎于不健康饮食因素。钠盐摄入量高,全谷物摄入量不足,以及水果类摄入量不足是全球很多国家不健康饮食的最主要因素。 论文最后总结道: In summary, we found that poor dietary habits are associated with a range of chronic diseases and can potentially be a major contributor to NCD mortality in all countries worldwide. This finding highlights the urgent need for coordinated global efforts to improve the quality of human diet. 总之,我们的研究发现,不良的饮食习惯和很多慢性疾病都有关系,是所有国家非传染性疾病的主要致死原因。此项研究发现强调了全球协调努力提高人们饮食质量的紧迫性。 同时发表的还有一篇评论文章:Global diet and health: old questions, fresh evidence, and new horizons.( 全球饮食和健康:老问题,新证据以及新视野 ) 文中把国际疾病负担研究发现归纳为以下几点。 (1)全球不良饮食习惯最突出的问题在于:坚果、种子、牛奶、全谷物等摄入不足,而同时甜品饮料、钠盐、精加工食物、红肉摄入量过多。世界范围内, 人们平均摄入坚果、种子类的食物只有推荐值的12%,而人们摄入的甜品饮料却是每日推荐量的10倍之多,人们平均每天摄入的奶制品是只有推荐量的16%,每天多摄入90%推荐量的精加工肉制品,平均每天多摄入推荐量86%的钠盐 。 (2)饮食结构对人类的健康的影响是巨大的。 (3)超过一半以上的与饮食相关造成的死亡以及三分之二以上的与饮食相关的伤残调整寿命可以归纳为三点:钠盐摄入量过高,全谷物摄入量不足,以及水果类食物摄入量不足。 (4)改善饮食结构除了需要提高人们的认知水平之外,还需要考虑经济因素,改善饮食结构需要花费更多的钱! 今天或许我们不会像我们的祖先们那样忍饥挨饿,或者说最起码我们不用忍受机体发出的饥饿信号的折磨,我们凭借口感喜好选出来的食物并不能完全保证机体需求,我们学着我们祖先的样子在现代超市里打猎采集。 如果有时光机器,我们的祖先穿越到现在,跟我们相比,他们在超市里会不会猎获到更健康的食物?会吗? 突然惊醒,我看见火车里那些吃着辣条,喝着可乐的年轻人,觉得我们的祖先完全有可能战胜现代的我们!
中国有自己的现代生物化学是本世纪20 年代的事。最初是个别医学院(北京协和医学院、济南齐鲁大学医学院)开始讲授生物化学。1924 年吴宪主持协和医学院生物化学系后,才开始有生物化学的研究。随后各医学院(上海医学院、同济大学医学院、中央大学医学院、湘雅医学院、华西医学院)亦先后开设生物化学课程并从事研究,少数农学院亦开始讲授生物化学或营养学。此外,个别研究单位如上海雷斯德研究所、中央研究院化学研究所、南京中国科学社生物研究所等分别设置了生物化学研究室。1945 年内迁成都的中央大学医学院创设了中国教育史上第一个生物化学研究所,正式招收攻读硕士学位的研究生。1949 年后,生物化学教学在国内全面展开。各医学院校都开设生物化学课程,不少综合性大学(如北京大学、南京大学、复旦大学)都相继设立了生物化学专业,中国科学院成立了专门从事科研的生物化学研究所,中国医学科学院也设立了生物化学研究室,还有几个大学设立了生物化学或分子生物化学研究室。在这里,我们要特别指出,王应睐是1949 年后把生物化学作为一门独立的边缘学科建立起来的主要奠基人之一。他在亲自参加实验室工作的同时,以更大的精力从事培养人才、组织队伍、制定规划,以发展我国的生物化学事业。1949 年以前,中国的生物化学研究,主要在血液和营养分析研究上。从国际上看,生物化学在三四十年代发展很快,尤其在酶、中间代谢、蛋白质和核酸的研究方面有很大进展。50 年代,核酸、DNA 双螺旋结构的发现,蛋白质晶体衍射的进展,使生物化学研究处于一个大飞跃的时期。从国内情况来看,各方面的基础十分薄弱,不仅人才少,仪器设备也十分缺乏。王应睐感到,要迅速扭转这种状况,仅仅依靠个人的努力是不行的,必须组织一支有实力的队伍,要有一个坚强的集体。因此,王应睐首先争取一批在国外工作的学者回国,以他们为骨干,逐步组织和培养一支自己的生物化学专业队伍。王应睐设法与国外的老同学、老朋友取得联系。第一位是邹承鲁,邹承鲁和王应睐是同学,王应睐曾介绍邹承鲁到他的导师凯林教授实验室当研究生。1951 年,邹承鲁回国,立即在王应睐任副所长的上海生理生化研究所开辟了酶化学研究工作。经过邹承鲁的介绍,王应睐又认识了曹天钦。1952 年,曹天钦也从英国回来,在王应睐的所里开展了蛋白质研究工作。王德宝和王应睐在中央大学共事过,王德宝去美国后,两人还经常保持联系。1954 年,王德宝历经曲折回到祖国,王应睐立即让他组织力量,开展了核酸的研究工作。接着钮经义、周光宇等科学家也陆续到上海生理生化研究所工作。这样,在上海生理生化研究所逐渐形成了一个包括酶、蛋白质、核酸、代谢等方面的研究体系,并培养了如彭加木和伍钦荣等一批年轻专家。1958 年中国科学院上海生物化学研究所成立,王应睐任所长。从此,生物化学获得了长足的发展,中国先后于1965 年和1981 年在世界上首次成功地完成了具有生物活性的人工合成牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸两项重大的基础理论研究工作(王应睐分别担任这两个协作组的组长),使中国人工合成生物大分子的水平保持着世界领先地位,受到了国际同行的高度评价。这两项研究成果分别获1982 年国家自然科学一等奖和1989 年国家自然科学一等奖。王应睐积极参加并主持制订了全国历次科技规划中生物化学和分子生物学部分的规划,并主动承担任务。他所领导的生物化学学会、学报积极开展学术活动,对组织推动全国的生物化学研究工作起了重要作用。
生物化学是一门边缘学科,研究的是生命的化学,所以与其它有关的生物学科必然有或多或少的关系.生物学科总是互相为用,互相渗透的.生物体不只一种,因此生物化学有研究动物(包括昆虫)方面的,也有研究植物方面的,还有研究微生物方面的.它们之间有差异、也有共同之处.生物化学在医药、卫生、农业及工业等方面都有应用,是一门基础医学学科,也是一门基础农学学科,而在工业上,如食品加工、酿造、制药、生物制剂制备、以及制革等上,都有应用. (一)生物化学是从有机化学及生理学发展起来的 一直到现在,它与有机化学及生理学之间,仍然关系密切.了解生物分子的结构及性质,并将其合成,乃是有机化学和生物化学的共同课题;在分子水平上弄清生理功能,显然是生理学和生物化学的一个共同目的.从现在的趋向来看,生理学是在更多地采用生物化学的方法,使用生物化学的指标,以解释许多生理现象. (二)微生物学及免疫学 在研究病原微生物的代谢、病毒的化学本质,以及防治措施等,无不应用生物化学的知识和技术.就免疫学而言,不论是体液免疫,还是细胞免疫,都必须在分子水平上,才能阐明机理问题,近来一些生物化学家常以微生物,尤其是细菌为研究材料;这样,一方面可验证在动物体内得到的结果,另一方面由于细菌繁殖生长极其迅速,为在分子水平上研究遗传,提供有利条件;于是应运而生出生化遗传学,又称分子遗传学,进而又派生出遗传工程学.由此不难看出,生物化学与微生物学、免疫学及遗传学之间的关系是何等密切. (三)生物物理学是从生物化学发展起来的 主要应用物理学的理论和方法来研究生物体内各种生物分子的性质和结构,能量的转变,以及生物体内发生的一些过程,如生物发电及发光.生物物理学与生物化学总是相辅相成的.随着量子化学的发展,生物体内化学反应的机理,特别是酶促反应的机理,将来必定要应用生物分子内及作用物分子内电子结构的改变来加以说明. (四)近代药理学往往以酶的活性、激素的作用及代谢的途径等为其发展的依据,于是出现了生化药理学及分子药理学等.病理生理学也注重运用生物化学的原理及方法来研究生理功能的失调及代谢途径的紊乱.甚至,组织学、病理解剖学及寄生虫学等学科,也开始应用生物化学的知识和方法,以探讨和解决它们的问题.这些学科的名称之前,现在多冠以“分子”字样,就是这方面的一个证明. (五)生物化学称为医学学科的基础,在医药卫生的各学科中广泛应用,是理所当然的.事实也是如此.临床医学及卫生保健,在分子水平上,探讨病因,作出论断,寻求防治,增进健康,莫不运用生物化学的知识和技术.镰状细胞性贫血已被证明是血红蛋白β链N未端第六位上的谷氨酸为缬氨酸所取代的结果.关于许多疾病的防治方面,免疫化学无疑是医务工作者所熟知的一种重要的预防、治疗及诊断手段.肿瘤的治疗,不论是放射疗法,抑或是化学疗法,都是使肿瘤细胞中重要的生物分子,如DNA、RNA、蛋白质等分子,改变或破坏其结构,或抑制其生物合成.放射疗法主要是对DNA起作用.而抗肿瘤药物,如抗代谢物、烷化剂、有丝分裂抑制剂及抗生素等,有的在DNA生物合成中起作用,有的在RNA生物合成中起作用,还有的在蛋白质生物合成中起作用,当然不能除外有的药物能抑制不只一种生物合成过程.只要这三种生物分子中任何一种的生物合成有阻碍,都会使肿瘤细胞遭到不同程度的打击,其最致命的要算是破坏DNA的生物合成了,至于用生物化学的方法及指标作为诊断的手段,最为人们所熟知的莫若肝炎诊断中的血液谷丙转氨酶了.总之,生物化学在临床医学及卫生保建上的应用的例子是很多的. (一)物质组成及生物分子 生物体是由一定的物质成分按严格的规律和方式组织而成的.人体约含水55-67%,蛋白质 15~18%,脂类 10~15%,无机盐3~4% 及糖类1~2%等.从这个分析来看,人体的组成除水及无机盐之外,主要就是蛋白质、脂类及糖类三类有机物质.其实,除此三大类之外,还有核酸及多种有生物学活性的小分子化合物,如维生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核苷酸等.若从分子种类来看,那就更复杂了.以蛋白质为例,人体内的蛋白质分子,据估计不下100000种.这些蛋白质分子中,极少与其它生物体内的相同.每一类生物都各有其一套特有的蛋白质;它们都是些大而复杂的分子.其它大而复杂的分子,还有核酸、糖类、脂类等;它们的分子种类虽然不如蛋白质多,但也是相当可观的.这些大而复杂的分子称为“生物分子”.生物体不仅由各种生物分子组成,也由各种各样有生物学活性的小分子所组成,足见生物体在组成上的多样性和复杂性. 大而复杂的生物分子在体内也可降解到非常简单的程度.当生物分子被水解时,即可发现构成它们的基本单位,如蛋白质中的氨基酸,核酸中的核苷酸,脂类中脂肪酸及糖类中的单糖等.这些小而简单的分子可以看作生物分子的构件,或称作“构件分子”.它们的种类为数不多,在每一种生物体内基本上都是一样的.实际上,生物体内的生物分子仅仅是由不多几种构件分子借共价键连接而成的.由于组成一个生物分子的构件分子的数目多,它的分子就大;因为构件分子不只一种,而且其排列顺序又可以是各种各样,由此而形成的生物分子的结构,当然就复杂.不仅如此,某些生物分子在不同情况下,还会具有不同的立体结构.生物分子的种类是非常多的.自然界约一百三十余万种生物体中,据估计总大约有1010~ 1012种蛋白质及1010种核酸;它们都是由一些构件分子所组成.构件分子在生物体内的新陈代谢中,按一定的组织规律,互相连接,依次逐步形成生物分子、亚细胞结构、细胞组织或器官,最后在神经及体液的沟通和联系下,形成一个有生命的整体. (二)物质代谢 生物体内有许多化学反应,按一定规律,继续不断地进行着.如果其中一个反应进行过多或过少,都将表现为异常,甚至疾病.一旦这些反应停止,生命即告终结. 生物体内参加各种化学反应的分子和离子,不仅有生物分子,而更多和更主要的还是小的分子及离子.有人认为,没有小分子及离子的参加,不能移动或移动不便的生物分子便不能产生各种生命攸关的生物化学反应.没有二磷酸腺苷(ADP)及三磷酸腺苷(ATP)这样的小分子作为能量接受、储备、转运及供应的媒介,则体内分解代谢放出的能,将会散发为热而被浪费掉,以致一切生理活动及合成代谢无法进行.再者,如果没有Mg2+、Mn2+、Ca2+、K+等离子的存在,体内许多化学反应也不会发生,凭借各种化反应,生物体才能将环境中的物质(营养素)及能量加以转变、吸收和利用.营养素进人体内后,总是与体内原有的混合起来,参加化学反应.在合成反应中,作为原料,使体内的各种结构能够生长、发育、修补、替换及繁殖.在分解反应中,主要作为能源物质,经生物氧化作用,放出能量,供生命活动的需要,同时产生废物,经由各排泄途径排出体外,交回环境,这就是生物体与其外环境的物质交换过程,一般称为物质代谢或新陈代谢.据估计一个人在其一生中(按60岁计算),通过物质代谢与其体外环境交换的物质约相当于60000kg水,10000kg糖类,1600kg蛋白及1000kg脂类. (三)物质代谢的调节控制 物质代谢的调节控制是生物体维持生命的一个重要方面.物质代谢中绝大部分化学反应是在细胞内由酶促成,而且具有高度自动调节控制能力.这是生物的重要特点之一.一个小小的活细胞内,几近两千种酶,在同一时间内,催化各种不同代谢中各自特有的化学反应.这些化学反应互不妨碍,互不干扰,各自有条不紊地以惊人的速度进行着,而且还互相配合.结果,不论是合成代谢还是分解代谢,总是同时进行到恰到好处.以蛋白质为例,用人工合成,即使有众多高深造诣的化学家,在设备完善的实验室里,也需要数月以至数年,或能合成一种蛋白质.然而在一个活细胞里,在37℃及近于中性的环境中,一个蛋白质分子只需几秒钟,即能合成,而且有成百上千个不相同的蛋白质分子,几乎象在同一个反应瓶中那样,同时在进行合成,而且合成的速度和量,都正好合乎生物体的需要.这表明,生物体内的物质代谢必定有尽善尽美的安排和一个调节控制系统.根据现有的知识,酶的严格特异性、多酶体系及酶分布的区域化等的存在,可能是各种不同代谢能同时在一个细胞内有秩序地进行的一个解释.在调节控制方面,动物体内,除神经体液发挥着重要作用之外,作用物的供应及输送、产物的需要及反馈抑制,基因对酶的合成的调控,酶活性受酶结构的改变及辅助因子的丰富与缺乏的影响等因素,亦不可忽视. (四)结构与功能 组成生物体的每一部分都具有其特殊的生理功能.从生物化学的角度,则必须深入探讨细胞、亚细胞结构及生物分子的功能.功能来自结构.欲知细胞的功能,必先了解其亚细胞结构;同理,要知道一种亚细胞结构的功能,也必先弄清构成它的生物分子.关于生物分子的结构与其功能有密切关系的知识,已略有所知.例如,细胞内许多有生物催化剂作用的蛋白质——酶;它们的催化活性与其分子的活性中心的结构有着密切关系,同时,其特异性与其作用物的结构密切相关;而一种变构酶的活性,在某种情况下,还与其所催化的代谢途径的终末产物的结构有关.又如,胞核中脱氧核糖核酸的结构与其在遗传中的作用息息相关;简而言之,DNA中核苷酸排列顺序的不同,表现为遗传中的不同信息,实际是不同的基因.生物化学近年来在这方面的发展极为迅速,有人将这部分内容叫作分子生物学. 在生物化学中,有关结构与功能关系的研究,才仅仅开始;尚待大力研究的问题很多,其中重大的,有亚细胞结构中生物分子间的结合,同类细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原性、抗原与抗体的作用、激素、神经介质及药物等的受体等. (五)繁殖与遗传 生物体有别干无生物的另一突出特点是具有繁殖能力及遗传特性.一切生物体都能自身复制;复制品与原样几无差别,且能代代相传,这就是生物体的遗传特性.遗传的特点是忠实性和稳定性,三十多年前,对遗传的了解,还不够深入.基因还只是一个神秘莫测的术语.近年来,随着生物化学的发展,已经证实,基因只不过是DNA分子中核苷酸残基的种种排列顺序而已.现在DNA分子的结构已不难测得,遗传信息也可以知晓,传递遗传信息过程中的各种核糖核酸也已基本弄清,不但能在分子水平上研究遗传,而且还有可能改变遗传,从而派生出遗传工程学.如果能将所需要的基因提出或合成,再将其转移到适当的生物体内去,以改变遗传、控制遗传,这不但能解除人们一些疾患,而且还可以改良动、植物的品种,甚至还可能使一些生物,尤其是微生物,更好为人类服务,可以预见在不远的将来,这一发展将为人类的幸福作出巨大的贡献. 生物化学是一门较年轻的学科,在欧洲约在160年前开始,逐渐发展,一直到1903年才引进“生物化学”这个名词而成为一门独立的学科,但在我国,其发展可追溯到远古.我国古代劳动人民在饮食、营养、医、药等方面都有不少创造和发明,生物化学的发展可分为:叙述生物化学、动态生物化学及机能生物化学三个阶段. (一)叙述生物化学阶段 1.饮食方面:公元前21世纪,我国人民已能造酒,相传夏人仪狄作酒,禹饮而甘之,作酒必用曲,故称曲为酒母,又叫做酶,与媒通,是促进谷物中主要成分的淀粉转化为酒的媒介物.现在我国生物化学工作者将促进生物体内化学反应的媒介物(即生物催化剂)统称为酶,从《周礼》的记载来推测,公元前12世纪以前,已能制饴,饴即今之麦芽糖,是大麦芽中的淀粉酶水解谷物中淀粉的产物.《周礼》称饴为五味之一.不但如此,在这同时,还能将酒发酵成醋.醋亦为五味之一.《周礼》上已有五味的描述.可见我国在上古时期,已使用生物体内一类很重要的有生物学活性的物质——酶,为饮食制作及加工的一种工具.这显然是酶学的萌芽时期. 2.营养方面:《黄帝内经·素问》的“藏气法时论”篇记载有“五谷为养,五畜为益,五果为助,五菜为充”,将食物分为四大类,并以“养”、“益”、“助”、“充”表明在营养上的价值.这在近代营养学中,也是配制完全膳食的一个好原则.谷类含淀粉较多,蛋白质亦不少,宜为人类主食,是生长、发育以及养生所需食物中之最主要者;动物食品含蛋白质,质优且丰富,但含脂肪较多,不宜过多食用,可用以增进谷类主食的营养价值而有益于健康,果品及蔬菜中无机盐类及维生素较为丰富,且属于粗纤维,有利食物消化及废物的排出;如果膳食能得到果品的辅助,蔬菜的充实,营养上显然是一个无可争辩的完全膳食.膳食疗法早在周秦时代即已开始应用,到唐代已有专书出现.盂诜(公元7世纪)著《食疗本草》及昝殷(约公元8世纪)著《食医必鉴》等二书,是我国最早的膳食疗法书籍.宋朝的《圣济总录》(公元前12世纪)是阐明食治的.元朝忽思慧(公元14世纪)针对不同疾患,提出应用的食物及其烹调方法,并编写成《饮膳正要》.由此可看出我国古代医务工作者应用营养方面的原理,试图治疗疾患的一些端倪. 3.医药方面:我国古代医学对某些营养缺乏病的治疗,也有所认识,如地方性甲状腺肿古称“瘿病”,主要是饮食中缺碘所致,有用含碘丰富的海带、海藻、紫菜等海产品防治.公元 4世纪,葛洪著《肘后百一方》中载有用海藻酒治疗瘿病的方法.唐·王焘(公元8世纪)的《外台秘要》中载有疗瘿方36种,其中27种为含碘植物.而在欧洲直到公元1170年才有用海藻及海绵的灰分治疗此病者.脚气病是缺乏维生素B1的病.孙思邈(公元581~682年)早有详细研究,认为是一种食米区的疾病,分为“肿”、“不肿”及“脚气入心”三种,可用含有维生素B1的车前子、防风、杏仁、大豆、槟榔等治疗.酿酒用的曲及中药中的神曲(可生用)均含维生素B1较丰富,且具有水解糖类的酶,可用以补充维生素B1的不足,亦常用以治疗胃肠疾患.夜盲症古称“雀目”,是一种缺乏维主素A的病症.孙思邈首先用含维生素A较丰富的猪肝治疗.我国最早的眼科专著《龙木论》记载用苍术、地肤子、细辛、决明子等治疗雀目.这些药物都是含有维生素A原的植物. 我国研究药物最早者据传为神农.神衣后世又称炎帝,是始作方书,以疗民疾者.《越绝书》上有神农尝百草的记载.自此以后,我国人民开始用天然产品治疗疾病,如用羊靥(包括甲状腺的头部肌肉)治甲状腺肿,紫河车(胎盘)作强壮剂,蟾酥(蟾蜍皮肤疣的分泌物)治创伤,羚羊角治中风,鸡内金止遗尿及消食健胃等.而最值得一提的是秋石.秋石是从男性尿中沉淀出的物质,用以治病者.其制取确实是最早从尿中分离类固醇激素的方法,其原理颇与近代有所相同.近代的方法为Windaus等在本世纪30年代所创,而我国的方法则出自11世纪沈括(号存中)著的《沈存中良方》中,现仍可在《苏沈良方》中寻着.其详细制法,在《本草纲目》上亦有记载,可概括为用皂角汁将类固醇激素,主要为睾酮,从男性尿中沉淀出来,反复熬煎制成结晶,名为秋石.皂角汁中含有皂角苷,是常用以提炼固醇类物质的试剂.这样看来,人类利用动物产品,调节生理功能,治疗疾病是从10世纪开始,实为内分泌学的萌芽. 明代李时珍(公元1522~1596年)撰著《本草纲目》,凡52卷,共载药物1800余种,其中除植物药物外,尚载鱼类63种,兽类123种,昆虫百余种,鸟类77种及介类45种.书中还详述人体的代谢物、分泌物及排泄物等,如人中黄(即粪)、淋石(即尿)、乳汁、月水、血液及精液等.这一巨著不但集药物之大成,对生物化学的发展也不无贡献. 这样看来,中国古代在生物化学的发展上,是有一定贡献的.但是由于历代封建王朝的尊经崇儒,斥科学为异端,所以近代生物化学的发展,欧洲就处于领先地位.18世纪中叶, Scheele研究生物体(植物及动物)各种组织的化学组成,一般认为这是奠定现代生物化学基础的工作.随后,voisier于1785年证明,在呼吸过程中,吸进的氧气被消耗,呼出二氧化碳,同时放出热能,这意味着呼吸过程包含有氧化作用,这是生物氧化及能代谢研究的开端.接着,Beaumont(1833年)及Bernard(1877年)在消化基础上,Pasteur(1822~1895年)在发酵上,以及Liebig(1803~1873年)在生物物质的定量分析上,都作出显著的贡献.1828年Wohler在实验室里将氰酸铵转变成尿素,氰酸铵是一种普通的无机化合物,而尿素是哺乳动物尿中含氮物质代谢的一种主要产物,人工合成尿素的成功,不但为有机化学扫清了障碍,也为生物化学发展开辟了广阔的道路.自此直到20世纪初叶,对生物体内的物质,如脂类、糖类及氨基酸的研究,核质及核酸的发现,多肽的合成等,而更有意义的则是在1897年Buchner制备的无细胞酵母提取液,在催化糖类发酵上获得成功,开辟了发酵过程在化学上的研究道路,奠定了酶学的基础.9年之后,Harden与Young又发现发酵辅酶的存在,使酶学的发展更向前推进一步. 以上包括我国古代及欧洲的发明创造、研究发现,均可算是生物化学的萌芽时期,虽然也有生物体内的一些化学过程的发现和研究,但总的说来,还是以分析和研究组成生物体的成分及生物体的分泌物和排泄物为主,所以这一时期可以看作叙述生物化学阶段. (二)动态生物化学阶段 从20世纪开始,生物化学进入了一个蓬蓬勃勃的发展时期.在营养方面,研究了人体对蛋白质的需要及需要量,并发现了必需氨基酸、必需脂肪酸、多种维生素及一些不可或缺的微量元素等.在内分泌方面,发现了各种激素.许多维生素及激素不但被提纯,而且还被合成.在酶学方面Sumner于1926年分离出尿酶,并成功地将其做成结晶.接着,胃蛋白酶及胰蛋白酶也相继做成结晶.这样,酶的蛋白质性质就得到了肯定,对其性质及功能才能有详尽的了解,使体内新陈代谢的研究易于推进.在这一时期,我国生物化学家吴宪等在血液分析方面创立了血滤液的制备及血糖的测定等方法,至今还为人们所采用;在蛋白质的研究中,提出了蛋白质变性学说;在免疫化学上,首先使用定量分析方法,研究抗原抗体反应的机制;在营养方面,比较荤膳与素膳的营养价值,并发现动物的消化道可因膳食中营养素价值的不同及丰富与否而发生一定的改变;食素膳者与食荤膳者相比,胃稍大而肠较长.自此以后,生物化学工作者逐渐具备了一些先进手段,如放射性核素示踪法,能够深入探讨各种物质在生物体内的化学变化,故对各种物质代谢途径及其中心环节的三羧酸循环,已有了一定的了解.第二次世界大战后,特别从50年代开始,生物化学的进展突飞猛进;对体内各种主要物质的代谢途径均已基本搞清楚,所以,这个时期可以看作动态生物化学阶段. (三)机能生物化学阶段 近20多年来,除早已在研究代谢途径时所使用的放射性核素示踪法之外,还建立了许多先进技术及方法.例如,在分离和鉴定各种化合物时,有各种各样敏感而特异的电泳法及层析法,还有特别适用于分离生物大分子的超速离心法;在测定物质的化学组成时,可使用自动分析仪,如氨基酸自动分析仪等;甚至在测定氨基酸在蛋白质分子中的排列顺序时,也有可供使用的自动顺序分析仪.还有不少近代的物理方法和仪器(如红外、紫外、X线等各种仪器),用以测定生物分子的性质和结构.在知道生物分子的结构之后,就有可能了解其功能,还有可能用人工方法合成.1965年我国的生物化学工作者和有机化学工作者首先人工合成了有生物学活性的胰岛素,开阔了人工合成生物分子的途径.除此之外,生物化学家也常常采用人工培养的细胞及繁殖迅速的细菌,作为研究材料,并用现代的先进手段,不但把糖类、脂类及蛋白质的分解代谢途径弄得更清楚,而且还将糖类、脂类、蛋白质、核酸、胆固醇、某些固醇类激素、血红素等的生物合成基本上己搞明白;不但测出了某些有生物学活性的重要蛋白质的结构(包括一、二、三及四级结构),尤其是一些酶的活性部位,而且还测出了一些脱氧核糖核酸(DNA)及核糖核酸(RNA〕的结构,从而确定了它们在蛋白质生物合成及遗传中的作用.体内构成各种器官及组织的组成成分都有其特殊的功能,而功能则来源于各种组成的分子结构;有特殊机能的器官和组织,无疑是由具有特殊结构的生物分子所构成.探索结构与功能之间的关系正是现时期的任务.所以,可以认为生物化学已进入机能生物化学阶段.
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