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人体微生态与健康研究进展论文

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人体微生态与健康研究进展论文

晕死 这怎么找凑合看这个 是不是你要的2月5日,《美国国家科学院院刊》(《PNAS》)网络版发表了中英两国5个机构联合完成的有关人类元基因组与健康的研究成果,在国际上引起较大反响,美国合众国际社及国内多家媒体纷纷进行了报道。人类元基因组其实是人类微生物组的另一种说法。近年来,对该领域研究的逐渐升温——包括人类元基因组计划的酝酿启动、有关元基因组重要研究论文的陆续发表,促使更多科研人员给予关注。日前,记者就相关问题采访了参加“人类微生物组国际研究联盟(IHMC)”筹备工作的上海交通大学系统生物医学研究院赵立平教授。▲作用重要的“小不点儿”“人体内共生的微生物多达1000多种,它们的基因总和叫‘微生物组’,也被称为‘人类元基因组’。”赵立平教授如数家珍地告诉记者:“人们一直认为,一个生物,不管是单细胞细菌还是像人类这样的高等生物,都是由基因信息控制其生老病死。”但是,越来越多的研究表明,人体的生理代谢和生长发育除受自身基因控制外,人体里共生的大量微生物的遗传信息也发挥着重要作用,它们所编码的基因数量是人体自身基因数量的50~100倍,相当于人体的“第二个基因组”。正是这些共生在人体内、肉眼不可见的“小不点儿”们,对人体的免疫、营养和代谢等起着至关重要的作用。一方面,人体的健康状况发生变化,体内共生微生物的组成就会发生变化;反之,体内微生物组成的变化,也会导致人体健康状况的改变。因此,人体共生微生物的组成可以真实而准确地反映人体的健康状况。鉴于了解到人类元基因组对人体健康的重要性,科学界积极开展了相关研究。如欧盟、美国和日本的科研人员相继启动了人类元基因组研究计划。赵立平教授特别提到,去年12月9~10日,英、美、法、中等国科学家在美酝酿成立“人类微生物组国际研究联盟(IHMC)”,计划今年4月联合启动“人类元基因组计划”,开始对人类元基因组的全面研究。这项被称为“第二人类基因组计划”的项目将对人体内所有共生的微生物群落进行测序和功能分析,其序列测定工作量至少相当于10个人类基因组计划,并有可能发现超过100万个新的基因,最终在新药研发、药物毒性控制和个体化用药等方面实现突破性进展。▲关注慢性全身性代谢性疾病去年12月美国《科学》杂志预测:人类共生微生物的研究将可能是国际科学研究在2008年取得突破的7个重要领域之一。赵立平教授谈到,当前对人类元基因组研究发现,肠道菌群结构的改变与失衡除会导致肠道疾病外,还与很多慢性全身性的代谢性疾病,如糖尿病、肥胖,甚至是癌症的发生有着密切关系。过去一些找不到确切病原菌的肠道疾病,即非感染性肠道疾病(如肠易激综合征等),现在研究认为,肠道内微生物群落结构失调可能与其发生有重大关系。因而在治疗上,就可以选择一些改善肠道菌群失调的微生态制剂。糖尿病原来仅仅被认为是糖代谢异常,现在研究却发现,菌群失调可能是造成糖尿病发生的一个影响因素。赵立平教授领导的研究小组发现,糖尿病模型动物肠道中的一些特定菌的数量有所变化——两种乳酸菌数量明显下降。国外也有研究报道,补充乳酸菌制剂能缓解模型动物的糖尿病症状。这“一减一加”的事实说明,肠道内某些种类的乳酸菌可能参与了糖尿病的发生发展过程。菌群的变化不仅是糖尿病的后果,也可能是糖尿病的诱因。尽管肥胖受一定的遗传因素影响,但环境因素也对其产生重要作用。赵立平教授强调,菌群就是其中之一,即饮食结构改变产生的菌群结构异常可导致肥胖。美国学者Gordon及其同事近年来在肥胖与菌群关系的一系列研究上取得了突破性进展。他们发现,遗传性肥胖小鼠和瘦型小鼠肠道菌群的组成有明显差异,且肥胖表型可以随菌群在不同个体间发生转移;他们对人体的研究也获得了相似的结果。更令人兴奋的发现是,肠道菌群可以直接调节宿主脂肪存储组织的基因表达活性,使宿主增加脂肪的积累。这些研究有力地支持了肠道菌群在人类这样的“超级生物体”生理代谢中的地位。这从另一个角度证明,肥胖是人的基因和微生物基因共同作用的结果,甚至在某种程度上,后者的作用可能更大。▲“中国舞”应能独领风骚在世界各国对人类元基因组研究相继加大研究力度的同时,我国学者也不甘示弱。目前,围绕肠道菌群与感染性疾病的关系,由浙江大学第一附属医院牵头的国家“973”计划项目已经启动;在科技部和上海市的支持下,由上海交通大学系统生物医学研究院、中科院营养科学研究所和国家人类基因组南方中心等单位承担的中法肠道元基因组国际合作项目也已顺利启动;在上海市疾病控制中心(CDC)、闸北区CDC和卢湾区CDC的大力配合下,已经完成了1000多人的上海常住居民“营养、菌群与肥胖的病例对照研究”的现场体检和血液、尿液和粪便样品的采集工作,这是目前国际上规模最大的人类元基因组人群研究项目,备受国际同行关注。但从整体来讲,我国的人类元基因组研究还处于起步阶段。如何充分利用我国的特有优势参与国际竞争,加快人类元基因组研究步伐,是需要我们认真思考的问题。在采访中,赵立平教授多次强调,我国目前具有多方面的优势,如果组织得当,在国际人类元基因组研究的大舞台上,应该能跳出一支支漂亮的“中国舞”。

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微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调,就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。 以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展。 农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策 据资料统计,全球每年因病害导致的农作物减产可高达20%,其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外,似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究,认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。 经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物,例如:胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案,可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类,除了杀虫剂能阻断其生活周期以外,只能通过遗传学研究找到毒力相关因子,寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。 环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物 在全面推进经济发展的同时,滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化,提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大,微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物;还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质,并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究,在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下,有选择性的加以利用,例如找到不同污染物降解的关键基因,将其在某一菌株中组合,构建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同时降解不同的环境污染物质,极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究,以期找到其降解有机物的关键基因,为开发及利用确定目标。 极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大 在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物,又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性,极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性,加深对生命本质的认识。 有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限,建立新的技术手段,使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶,可在极端环境下行使功能,将极大地拓展酶的应用空间,是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础,例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径,其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。 【【【希望对你有帮助哈】】】

微生物与人类健康论文

微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调,就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。 以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展。 农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策 据资料统计,全球每年因病害导致的农作物减产可高达20%,其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外,似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究,认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。 经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物,例如:胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案,可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类,除了杀虫剂能阻断其生活周期以外,只能通过遗传学研究找到毒力相关因子,寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。 环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物 在全面推进经济发展的同时,滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化,提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大,微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物;还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质,并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究,在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下,有选择性的加以利用,例如找到不同污染物降解的关键基因,将其在某一菌株中组合,构建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同时降解不同的环境污染物质,极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究,以期找到其降解有机物的关键基因,为开发及利用确定目标。 极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大 在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物,又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性,极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性,加深对生命本质的认识。 有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限,建立新的技术手段,使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶,可在极端环境下行使功能,将极大地拓展酶的应用空间,是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础,例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径,其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。 【【【希望对你有帮助哈】】】

浅谈微生物与人类的关系摘要:我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去,但只要我们充分认识到我们所处的环境,认识到生态平衡对人类的好处,不要为了发展而牺牲环境,而坚持可持续发展战略,那么,人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去。关键字:微生物、人类,祸、福在说明微生物与人类之前,我们首先明确一下什么是微生物。不了解何为微生物又从何谈微生物与我们人类的关系呢?微生物主要是由一群肉眼看不见的单细胞生物所构成的,其种类之繁多,数目之庞大,超乎我们的相像。目前,微生物大致分类为细菌、真菌(包含酵母菌和微菌)、藻类和俗称为寄生虫的原虫和蠕虫。病毒是一种只能在活的生物细胞中复制的简单有机体,严格说来并不能视为一种生物,不过,也被归属于微生物。我们生活中的世界,其实是到处布满微生物的世界,从远古时期起人类就和微生物在地球上共处,人类在适应了微生物的同时,又不断遭遇微生物所引起的各种疫病,因此人类与微生物之间就了战争。1929年,英国细菌学家弗莱明,在研究培养葡萄球菌时,偶然发现了青霉素,这是人类历史上第一个抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成,使菌体的新陈代谢失调,达到抑菌和杀菌的效用。之后又出现了很多抗菌素类药物,如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。一时间,人们就觉得在人类与微生物的斗争中,人类已经领先了,因为如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒、淋病和其他细菌性传染病慢慢被征服了。但是,正是由于这些抗菌素类药物有抑菌和杀菌的效用,人们大多数认为,不管患了什么病,总是认为多吃点抗菌素药物好,这就导致了以下问题:在多数情况下,抗菌素的作用只是抑制或削弱病原菌的活动,人最终还得靠机体本身来彻底战胜病原菌。长期使用某种抗菌素,不但起不到应有的作用,相反,还会使病原菌产生"抗药性"变异品种,从而使抗菌素失去它特有的效用。细菌的确很聪明的,一个细菌可在24小时内留下约l60多万个后代,然后成群地更有效地带着抗药性来危害人类。因此,人类和细菌这场无宵烟的战争又开始了,一场领先者不断变化的比赛就这样持续下去。正因为细菌有这种抗药性,科学家们正在研究各种策略。例如,使抗药性的细菌产生带有影响其生存能力的基因,使它更难忍受温度和酸度,使有抗药性的细菌在与同类细菌的竞争中,总处于劣势,这样就可以有效地抑制抗药性细菌的蔓延。即使这样,与微生物的斗争中,人类并不能说完全领先,因为到目前为止,有些疾病依然严重威胁着人类,如艾滋病,还有一些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。为了防除这些疾病,全世界虽然已经花费了成千上万的美圆,但这些疾病的罪魁祸首却仍然没有被征服,甚至艾滋病还在每年呈指数增长。这不能不引起人们的高度重视。鼠疫,艾滋病(AIDS),癌症,肺结核、虐疾、霍乱“卷土重来”,埃博拉病毒,疯牛病,还有近一段时间又出现了引起人们恐慌的新疾病SARS,禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致,那鼠疫来说吧,1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersiniapestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲,有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难,在此后的80年间,这种疾病一再肆虐,实际上消灭了大约75%的欧洲人口,一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫,死亡率极高。而且还证实,这些病毒还在变异,这就更加增加了对这些疾病研究的困难。而这些疾病的出现,又是跟人们的行为有关,由于发展的需要,人们对环境进行破坏,造成生态的不平衡,生态环境越来越严重,造成病毒能够接触到人们的机会大大增加,而且加快了它们变异的能力。这些无不是人类自身所种的恶果。但这些祸只是由一极少部分的微生物所致,只有这一少数微生物也是人类的敌人。但并不是说一切的微生物对人类都有危害的,如果是这样,人类或许早就灭亡了,因为上面已经讲了,人类是生活在微生物的世界。那现在就谈谈微生物对人类有好处的一面。微生物无处不在,我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤,土壤中的细菌总重量估计为:10034×1012吨;每张纸币带细菌:900万个人体体表及体内存在大量的微生物:皮肤表面:平均10万个细菌/平方厘米口腔:细菌种类超过500种肠道:微生物总量达100万亿粪便干重的1/3是细菌,每克粪便的细菌总数为:1000亿个;每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌。时时刻刻与微生物“共舞”是祸?是福?微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友!微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作用,例如:面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产.体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证;帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障是人类生存环境中必不可少的成员,有了它们才使得地球上的物质进行循环.因为这样,现在有不少的国家正投资把优先发展微生物经济作为发展生物产业的“火车头”,这可是内有乾坤的。发展微生物经济可以充分发挥比较优势,投入少、产出多、见效快、应用广,可以把其他生物产业带动起来,催生大批高新产业,形成巨大的技术经济优势,占领世界生物领域的制高点。具体地用微生物经济带动生物产业,也需要贯彻“有所为、有所不为”的方针,集中力量攻破难关,并与国内外大市场密切结合,利用强大的需求拉动产业的兴起和扩张,使得自主创新与加快转化形成互动机制。1、大力推广已经成熟的微生物技术,尽快形成单独产业,如抗生素、各种人畜疫苗、生物药品、生物农药、生物肥料等应当大力扶持,以优化质量为主线,提高核心竞争力,迅速占领市场、引导市场。2、组织技术集成,使用微生物技术成为重要环节,同发展循环经济的大趋势结合起来。循环经济的一个重要支柱,就是微生物技术。如果在循环经济中的微生物技术有重大突破,那就会带出一批新型绿色产业。较低层次的有把作物秸秆制成沼气、残渣再制成肥料;污物、污水处理中制取再生用水和其他有用物质,更能保护环境。其高端层次,则可获得新的资源和产品,进一步开拓防治微生物污染的领域。3、开展技术创新,利用微生物研究和开发新的生物技术,取得技术突破,获得自主知识产权,打破国外对某些关键性产业的垄断。特别是同中医中药结合,对预防医治人类的疑难病症如癌症、艾滋病、恶性传染病有所突破,就会形成产业。生物能源也应当作为一个重点,集中力量加以攻关。4、在支持性软硬环境方面,应考虑多培养一些应用微生物技术人才,充实微生物研究机构,广泛开展多种形式的产学研结合,国家、社会和企业给予的投入,鼓励发展应用微生物的研发企业。微生物对人类的好处,除了制造食物和生产有用的物质外,环境中的微生物,其实是地球上所有生物所构成的食物链中极重要的一环。若不是微生物所扮演的分解者,忠心地把死亡的生物体不断分解成活生物体成长所需的营养物质,地球上的生物很快就会面临食物短缺而停止繁衍。此外,人类所制造的垃圾和各类毒性物质对环境造成的污染,如果不是靠著微生物的分解,对人类的危害将不只是现今的千百倍而已。人类既然生活在微生物的世界里,那么一些和我们紧密生活在一起的微生物通常对人体无害,甚至可以帮助我们消化食物和产生人体所需的物质,如维生素等。更重要的是,当有致病性微生物入侵的时候,人体往往还得靠这些共生菌一起将它们驱逐出去。只是当人体的免疫力因先天或后天的种种因素而变差时,有些共生菌就会立刻翻脸,露出狰狞的面目,进一步侵入宿主体内的组织和器官,造成致命的感染。因此,保持身体健康有一部分也意味着维持人体和共生菌之间的微妙平衡,而达到一种互利的关系。我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去,但只要我们充分认识到我们所处的环境,认识到生态平衡对人类的好处,不要为了发展而牺牲环境,而坚持可持续发展战略,那么,人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去

1 、微生物的作用 微生物在物质循环中的作用 在生物圈内的物质循环过程中,以异样型微生物为主的分解者,在有机物的矿质化过程中有着不可替代的作用,它于生产者一起共同推动着生物内的物质循环,使生态系统保持平衡。例如,在碳素循环中,地球上 90% 的 co 2 是由微生物的生命活动产生的;在氮素循环中,固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活动;在磷和硫的循环中同样也需要各种微生物的活动。 微生物与污水处理 工业迅猛发展的同时也给人们带来了一定的环境污染。在众多的污水、废水处理方法中,生物学的处理方法因具有经济方便、效果好的突出优点而被广泛应用。在污水的生物学处理过程中,微生物起着特别重要的作用,它们能将水体中的含碳有机物分解成 CO 2 、 H 2 s 、 CH 4 等气体;将含氮有机物分解成氨、硝酸、亚硝酸和氮;能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化,以便于回收或除去,使许多病原性寄生生物常因与环境不适而死去。 有益于人体健康 人体肠道中含有很多种微生物,其中主要有大肠杆菌、产气杆菌、变形菌、粪产碱菌、产气荚膜梭菌、乳酸杆菌和螺旋体等。人体为这些微生物提供了良好的栖息场所,而这些细菌生活在肠道中能合成核黄素、维生素 B12 维生素 K 等多种维生素以及氨基酸以供人体吸收利用。 2 、微生物的污染 工业产品中的微生物 各种工业器材,如金属、仪表、电讯器材、绝缘材料和纺织品等,它们或含有一些可被微生物利用的成分,或因种种原因沾染了或多或少的有机物质,因此,都会受到微生物的侵蚀,使之老化变质。 铝及其合金制品受到微生物的侵蚀。例如,曾发生过飞机的油槽因受到牙枝霉、铜绿色假单胞菌和弧菌等的腐蚀而漏油。飞机机翼的内铝壁也受到上述微生物的侵蚀。钢铁及其制品因长期与水或土壤接触,受到铁细菌、硫细菌、硫酸还原细菌等的作用而腐蚀。电子设备、集成电路、绝缘材料等均可受到霉菌的侵蚀,由于霉菌的菌丝能导电,因此常能引起有关设备的失灵。 羊毛、棉纱、尼龙、聚制脂及其制品,也常受到微生物的侵蚀。污染漾奶、毛的微生物主要有铜绿色假单胞杆菌、微球菌、枯草杆菌、曲霉、青霉等。污染棉织品的主要是纤维素分解菌群的微生物。污染尼龙的有球二孢和红曲霉等。微生物不仅能使纤维及其制品变质,而且与人体健康密切相关。例如,微球菌能使人的头部生白斑,铜绿假单胞菌与支气管炎、咽炎和耳、鼻、眼的炎症有关。 玻璃及其制品和显微镜、望远镜及照相机等器材的光学部分在温暖潮湿的条件下,都会由于曲霉、青霉等的生长繁殖而受腐蚀。 农业产品中的微生物 粮、油原料极其制品,含有丰富的养分,它们是微生物的天然营养基地,如果其他条件适宜,霉菌、细菌、酵母菌等微生物就会迅速地繁殖起来。 肉、蛋、奶、水果和蔬菜等食品的表面都生活着很多的微生物,如果保存不当,常引起食品的变质和腐败。 罐头是人们保存食品的方法之一,但肉类罐头中存在着枯草杆菌、梭菌等菌群。由于芽孢的抗热性很强,在罐头制作过程中虽然经过了高温处理,而在一些肉类罐头中仍能检测出嗜热脂肪芽孢杆菌、耐热厌气性的腐败梭菌等,它们是造成罐头腐败的主要原因。 3 、防止微生物污染的措施 防止贮粮霉变和真菌霉素污染的措施是:入仓前应降低粮食的含水量,除去破损、色变和霉变的籽粒;入仓后应创设干燥、低温和缺氧的环境,使霉菌失去生长繁殖的条件。 工业器材的防腐问题,日益受到人们的重视。目前分别采用对人和动物安全性高的高效杀菌剂,选用抗微生物腐蚀性的材料及含抗菌物质的材料做成涂膜,使器材和微生物隔离,以防止微生物的危害。

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微量元素与人体健康姓名单位 地址 邮编 摘要:古往今来,探索生命之谜,保护人体健康、延年益寿已成为人类梦寐以求的美好愿望。目前已发现许多元素在人体内含量不足人体体重的万分之一,总量之和还不足人体体重的千分之一,故取名为微量元素。微量元素是人体中酶、激素、维生素等活性物质的核心成份,对人体的正常代谢和健康起着重要作用。现代医学证明,人体所含微量元素的多少与癌症、心血管疾病及人类的寿命有着密切的关系。本文旨在探索微量元素与人体健康之间的关系。关键词:微量元素 人体含量 人体健康 目前被确定对人体有益且必需摄取的微量元素有14种,包括:铁、铜、锌、锰、铬、钴、钒、锡、镍、钼、碘、氟、锡、硅。当体内进行各种生理活动或者人们参加外界运动时,它们都起到了不同的作用,并且对维护人体的健康至关重要。一、微量元素的种类及在人体中的含量所谓微量元素是针对大量元素而言的。人体内的大量元素又称为主要元素,共有11种,按需要量多少的顺序排列为:氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁。其中氧、碳、氢、氮占人体质量的95%,其余约4%,而微量元素约占1%。在生命必需的元素中,金属元素共有14种,其中钾、钠、钙、镁的含量占人体内金属元素总量的99%以上,其余10种元素的含量很少。习惯上把含量高于的元素,称为常量元素,低于此值的元素,称为微量元素。人体若缺乏某种主要元素,会引起人体机能失调,但这种情况很少发生,一般的饮食含有绰绰有余的宏量元素。微量元素虽然在体内含量很少,但它们在生命过程中的作用不可低估。没有这些必需的微量元素,酶的活性就会降低或完全丧失,激素、蛋白质、维生素的合成和代谢也就会发生障碍,人类生命过程就难以继续进行图表 1微量元素在人体中的含量和日需量微量元素铁 锰 氟 铬 锌 铜 钴 钼 碘 硒 钒 人体含量mg/g60 37 33 日需量mg13 3 3 13 5 13从上表中可以看出微量元素在人体中含量很低,但又不可或缺。这些微量元素必须在每天的饮食中具有一定的量。 另有两种可能必须的微量元素,为镍和 砷,体内含量各为。 微量元素在人体中的主要功能是: 1.运载常量元素,把大量元素带到各组织中去。 2.充当生物体内各种酶的活性中心,促进新陈代谢。酶在生物体内是许多化学反应必不可少的催化剂,而许多微量元素却是酶的组成部分或激活剂。例如锌与200多种酶的活性或结构有关。 参与体内各种激素的作用。如 锌可以促进性激素的功能,铬可促进胰岛的作用等。 二、微量元素具体介绍 目前,对于某些微量元素的功能尚不完全清楚,下面只作一简要介绍。1.碘 碘在食物中主要以无机碘化物形式存在,其他形态的无机碘首先被吸收,然后被还原成碘化物。消化器官中的碘迅速地几乎完全被吸收。碘在人体内的含量约为25mg,其中一半分布在甲状腺内。甲状腺的作用是合成、分泌出一种甲状腺激素,它是促进人体生长发育和新陈代谢的重要激素,特别是对脑细胞的发育起决定作用。因此碘有“智力元素”之誉称。 2.铁 铁在周期表中属d区第Ⅷ族过渡金属,最常见的氧化态是Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)。Fe(Ⅲ)的电子构型是3d5,顺磁性;Fe(Ⅱ)的电子构型是3d6,其高自旋态有顺磁性,低自旋态是逆磁性的。Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)都是较强的路易斯酸,易形成立体构型为八面体的配合物。 一般成年人体内含铁约3~5g,相当于一枚小铁钉的重量,主要存在血液当中。这些铁主要是以络离子的形式存在,可与血红素、蛋白质等形成血红蛋白和肌红蛋白,起到运输和贮存氧的作用。当人体缺铁时会影响血红蛋白和肌红蛋白的形成,从而使血液中的红细胞数量或血红蛋白含量降低,影响载氧量,引起整个肌体的生理紊乱,这就是贫血。据世界卫生组织调查,缺铁性贫血是世界通病,婴幼儿贫血的根源在于缺铁。许多儿童呈“豆芽菜”体型,缺铁也是一个重要原因。防止人体缺铁最方便的方法是通过饮食调节,多食用含铁质较多的动物肝脏和其它内脏,其次是瘦肉、蛋黄。在一些蔬菜和水果中也含有较多的铁质。另外使用铁锅炒菜也能补充人体铁质。在酸性条件下人体肠胃有利于铁的吸收,因此在食物中含有带酸性的维生素C有利于铁的吸收和利用3.锌 锌位于元素周期表ⅡB族。在化合物中锌以+2价氧化态存在,它具有一个充满的3d电子壳层,故稳定性强。锌能在许多生物学过程中被利用。它是一个强路易斯酸。 锌是人体中约200种的组成成份,亦是许多的催化剂。缺锌後各种含锌的活性降低,DNA、RNA和蛋白质的合成减少,氨基酸的代谢紊乱。由於锌与很多、核酸及蛋白质的合成密切相关,通过DNA和RNA聚合的作用,促进蛋白质的吸收和合成、细胞的分裂生长和再生。所以锌对婴幼儿和青少年的生长发育有重要的营养意义。 4.铜 铜是人体必需的微量元素之一,在成年正常人体内含量约为60~120mg,分布在身体各部分,在肝、脑、心脏及肾内浓度较高。在血液中铜主要存在于红细胞和血清中。与铁相似,铜也参与人体内的造血过程,催化血红蛋白的合成,同时又是人体内的一些金属酶的组成成分。 5.氟 氟是卤族元素,价电子构型是2s22p5,电负性最高(),是最活泼的非金属。在水溶液中以F-离子形式存在。单质氟(F2)是淡黄绿色气体,有强烈的刺激性。其典型的化学性质是强氧化性:常温下能同多种物质反应,高温下几乎能同所有的物质作用。 现代医学已确认氟是人体必需的微量元素,对牙齿、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟约在,在牙齿中氟的含量约在。微量的氟在人体中有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积,可加速骨骼的形成,增加骨骼的硬度,并能刺激成骨细胞增生。微量的氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附,形成坚硬质密的保护层,从而抑制喜酸细菌的活性,对牙齿起到保护作用。当饮用水中含氟量降低时就会患龋齿,不仅危害牙齿,还可导致其他口脑疾病的产生。世界卫生组织已把龋齿列为继心血管病和癌症之后的第三大疾病。为了预防龋齿,可采取增氧措施,如饮用水加氟、使用含氟牙膏,食用含氟食品及饮料如贝类、海蛰、葡萄酒、茶饮料等。 6.钼 钼是周期系中d区ⅥB族第二过渡系元素。Mo的价电子构型为4d55s1,有从-2到+6的多种氧化态,其低氧化态不稳定,常见的氧化态是+4、+5、+6。形成多酸型配合物是高氧化态钼的特征。 微量元素钼在人体内分布很广,成年人体内含钼总量约9mg,在体内分布以肝内含量最高,肾其次。7.钒 正常成年人体内共含钒约25mg,血液中钒含量甚微,人体内钒多集中在骨骼和牙齿中。钒能刺激人体的造血功能,使血红蛋白及红细胞均增多,促进人体的造血功能得以改善。钒还能抑制胆固醇的合成,减轻诱发动脉硬化的程度。8.硒 在周期表中,Se是ⅥA族元素,与氧、硫同族。Se的价电子构型是4s24p4,有多种氧化态(-2,0,+4,+6),其高氧化态常以含氧酸根形式存在,-2价的低氧化态为H2Se或-SeH。这些存在形式与同族元素S相应氧化态的化合物极相似。 硒是人体必需的微量元素之一,与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高,它对心肌起到保护作用。 9.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。铬可协助胰岛素发挥作用,防止动脉硬化,促进蛋白质代谢合成,促进生长发育。但当铬含量增高,如长期吸入铬酸盐粉,可诱发肺癌。 10.钴 在周期表中,钴和铁相邻,属d区第Ⅷ族过渡金属。价电子构型3d74s2。有多种氧化态,常见的重要氧化态是Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)。在通常情况下,Co2+离子稳定,Co3+离子氧化性强。它们皆有较强的配位能力,能与多种配体形成配合物,其立体几何构型以八面体为主。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。钴对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用,并可扩张血管,降低血压。 11.锰 锰参与许多酶催化反应,是一切生物离不开的。三、微量元素的缺失对人体的影响随着社会工业化的发展及人们生活方式的改变也影响到人体内微量元素的平衡并导致许多疾病。缺碘对人体会造成巨大损害,特别是对儿童、婴儿和孕妇。如果婴幼儿时期严重缺碘,其骨骼生长和大脑的发育将会受到严重影响,患呆小症,表现为身材矮小、行动迟缓、食欲不振、智力低下。另外,近年来医学研究表明,人体缺碘还能诱发乳腺癌、卵巢癌、子宫癌及甲状腺癌等。防治碘缺乏症最方便又经济的方法是食盐加碘,同时可经常食用含碘丰富的海产品如海虾、带鱼、海带、紫菜等。缺锌可发生缺锌侏儒,补锌可消除缺锌侏儒。锌通过乙氨基酸的媒介,增进食欲和消化机能。还通过唾液内含锌蛋白━味觉素作介质影响味觉和食欲。人和动物缺锌後味觉和食欲减退,补锌即可以改善。现已将食欲降低、偏骼的硬度,食、异食癖等列为婴幼儿缺锌的早期表现。有人认为妊娠初期味觉、嗅觉异常也与缺锌有关。缺锌损害免疫功能、生殖功能等。 缺铜则神经、肌肉及肝脏等组织中的氧化代谢就无法得到调节,人体就会出现动作失调、神经失常等症状。若在婴幼儿时期严重缺铜,会导致发育迟缓、肝脾肿大、厌食等疾病。若成年人严重缺铜则会出现血管破裂、内出血及骨骼变脆等疾病。当人体缺乏铜时,在膳食方面可多食肉类、蛋类、豆类、粗粮、蔬菜等含铜丰富的食品或服用铜制剂药物。 缺钼可导致神经异常,智力发育迟缓,影响骨骼生长。更为严重的是人体内含钼量降低可提高食管癌的发病率。众所周知,亚硝胺类致癌物是诱发食管癌的重要因素,亚硝胺类的前体是亚硝酸盐和胺类,它们在适当的酸碱条件下合成亚硝胺。亚硝酸盐主要来自环境中的NO3-,因此降低NO3-的来源是阻断食管癌高发的有效措施。钼是一重有实用意义的抗癌元素,它能有效降低亚硝胺前体NO3-和NO2-,抑制亚硝胺类致癌物的产生。钼的摄入量与饮食有关,动物肝肾、谷物、豆类物质含钼丰富,实为补钼佳品。缺钒导致骨骼发育不正常,生长缓慢,生殖功能受损。另外,牙釉质和牙本质都属于羟磷灰石,钒可以置换到羟磷灰石中,起到预防龋齿的作用。日本学者研究表明,糖尿病患者与体内钒含量的降低有一定的关系。缺硒机体细胞就会缺乏自我保护功能,所以全身的组织、脏器功能缺乏。在心脑血管方面表现尤为突出:脑内动脉硬化加重,脑血栓、脑栓塞的发生也会增多,而且脑动脉硬化及脑血栓、脑栓塞通常治疗效果不好;在肝脏的急、慢性炎症期,由于硒的缺乏,肝脏也会缺乏自我保护功能;在消化系统方面,由于缺硒,可出现消化性溃疡、原因不明的乳糜样腹泻。同时,缺硒后全身免疫系统的免疫功能低下,抗感染能力下降,甚至可以导致癌症的发生。食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食,一般可以满足身体对硒的需要。 缺钴过量可引起红细胞过多症,还可引起胃肠功能紊乱,耳聋、心肌缺血。 四、总结 微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关,仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。根据科学研究,到目前为止,已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种,即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小,但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素,人体就会出现疾病,甚至危及生命。国外曾有报道:机体内含铁、铜、锌总量减少,均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量),降低抗病能力,助长细菌感染,而且感染后的死亡率亦较高。微量元素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。 参考资料: 1.作者:柴之芳 祝汉民《微量元素化学概论》 原子能出版社(1994) 2.作者:陈清 卢国《微量元素与健康》 北京大学出版社(1989) 3.作者:(日)山县登 《微量元素》 人民卫生出版社(1983)4.作者:迟锡增《微量元素与人体健康》 化学工业出版社(1997) 5.作者:沈敦瑜 郭顺勤《生物无机化学》 成都科技大学出版社(1993)

微量元素 在人体内的含量真是微乎其微,如锌只占人体总重量的百万分之三十三。微量元素缺少对人体是有影响的。那么你知道微量元素为什么会缺少吗?下面,我来为你介绍人体缺少微量元素的原因。

1:锌是“智能元素”。缺锌不仅厌食、异食,而且发育迟缓,智力低下;缺锌导致免疫功能下降,易 感冒 、 腹泻 ,甚至患软 骨病 和龋齿;缺锌还影响视力和 记忆力 。锌对胰腺、性腺、脑下垂体正常发育有重要作用,日需用量8毫克

2:铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素的主要成分。缺铁可导致缺铁性 贫血 ,发生率达,农村 儿童 甚至高达,日需要量10毫克

3:锰是多种酶的辅助因子。缺锰可使骨骼畸形,内耳室发育不良, 大脑 功能受损,缺锰可导致患类 癫痫 病和惊厥性 疾病

4:钙是骨骼和牙齿的主要成分。钙在维持肌肉 神经 兴奋,血凝过程,酶的激活中起重要作用,缺钙将导致佝偻病,神经紧张,脾气急躁,腿部痉挛等疾病,日需要量800毫克

5:镁能激活许多酶,对维护心脑功能至关重要。缺镁易急躁,易患 肺炎 ,日需要量200毫克

6:铅是有害元素,过量将导致贫血、缺钙性心肌损伤、铅性脑病、生长发育迟缓、智力低下等

7:铜是维持正常生血功能的元素之一。缺铜可影响血红蛋白的合成,缺铜时骨骼、血管和皮肤不能维持正常,铜可保护中枢神经系统 健康 ,保持毛发色素和结构的正常,日需要量毫克

(一)微量元素的来源、吸收和排泄人体内的微量元素主要来源于食物和饮水,一部分来源于污染的环境(工厂三废污染大气和饮水)或工业上职业性接触。

(二)大多数微量元素在 动物 性食品中的含量高于 植物 性食品,但植物性食物中锰等含量较高。鱼和其他海产食物,特别如牡蛎等贝壳类,含有多种微量元素。牛奶是锌的很好来源。但含铁、碘、铜等则较少。米、麦所含微量元素主要在胚芽和麸糠皮层中,加工精制后含量明显减少。

(三)微量元素进入人体的途径,大多是通过胃肠道随同食物和饮水进人体内,但也有不少通过 呼吸 道或皮肤(大气或工业上接触),特别是工业上职业性接触,目前已成为越来越重要的劳动卫生课题。

膳食均衡是预防孩子微量元素缺乏最有效方法之一,同时也是最安全的方法。如果孩子缺乏某种微量元素,可以通过食物进行补充。比如,缺铁可多吃动物肝脏、血制品及肉类;补锌可多吃一些动物肝脏及贝壳类海产品;补碘可通过食用碘盐、海带等补充。而且,补充微量元素并不是说吸收很快,或者说补完马上就能升上来,需要一个长期的过程。

钠 (Na) 正常情况:135~145mmol/L。

钾 (K) 正常情况: 新生儿 ~ 婴儿~ 儿童~ 成人~。

钙 (Ca) 正常情况:婴儿 ~ 成年 ~。

镁 (Mg) 正常情况:~。

锌 (Zn) 正常情况:~μmol/L。

铜 (Cu) 正常情况:新生儿~μmol/L 3~10岁~μmol/L 成人 男~μmol/L 女~μmol/L。

铁 (Fe) 正常情况:儿童~μmol/L 成人 男~μmol/L 女~μmol/L 老年人~μmol/L。

氯化物 (Cl) 正常情况:以氯计 96~108mmol/L。

磷 (Pi) 正常情况:儿童~ 成人~ >60岁 男~ 女~。

铅 (Pb) 正常情况:儿童<μmol/L 成人<μmol/L 中毒≤μmol/L。

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微生物与人类的关系 ———姓名.所在单位. 摘要: 小到肉眼看不见的微生物对人类却起着难以想象的巨大作用。有时危害人类,给我们带来灾难。但在某些方面,它又是我们人类的好朋友,帮助我们解决问题和灾难。 关键词:微生物,应用,危害,人类. The relation between microorganism and mankind --Zhang Jingjing (20044274) living creature engineering of the life science college of the University of Heilongjiang 3 class Abstract: I am small to arrive the naked eye unseen microorganism to the mankind but have the huge function of hard endanger mankind, bring us a in some aspects, it is our mankind's good friend again, helping us to solve problem with disaster. Keywords: Microorganism, applied, endanger, mankind. 什么是微生物?微生物是泛指肉眼看不到或看不清楚的微小生物。它们体积微小,结构简单。它与人类关系密切,它既能造福于人类,也能给人类带来毁灭性的灾难。 微生物学在解决当代重大社会问题中起着重要作用。例如微生物采油技术中,它发挥令人难以想象的巨大作用。它可降低原油的黏度,增加原油的流动性,从而大大提高了原油的采收率。此种技术成本低,设备简单,不伤害地层,不污染环境,而且效益显著。1995~2000 年,斯诺克尔石油技术公司实施该技术且获得很好的效益[1]。而日本则把光合菌、乳酸菌、酵母菌、发酵丝状菌、放线菌等功能各异的80 多种微生物组成的一种活菌制剂。这些微生物组合在一个统一体中,互相促进,共同构成一个复杂而稳定的具有多元功能的微生态系统,可抑制有害微生物,尤其是病原菌和腐败细菌的活动,促进植物生长。该技术在自然农法中广泛应用。随着国民经济的发展,微生物的应用也越来越广泛。在生物制药、能源、环保、食品、工业等方面,微生物都扮演着重要的角色。 然而,微生物在给人类提供诸多好处的同时,也带来了许多不可忽视的负面影响。我们用的化妆品含有多种营养成分,为微生物的生长提供了适宜的环境,在生产、储藏和使用过程中极易受到微生物的污染。化妆品中常见细菌主要以芽胞杆菌属、假单胞菌属、葡萄球菌属为主,这几个属的细菌在自然界分布广泛,对环境抵抗力较强,污染机会较多[2]。真菌主要有木霉属、曲霉属、根霉属、脉孢菌属、短梗霉属、假丝酵母属和红酵母属等,这些菌也是自然环境中常见的霉菌和酵母[3]。受到微生物污染的化妆品不但产品腐败变质,更重要的是致病微生物污染会对人体健康产生危害。别外饮水机污染也已成为不可忽视的卫生问题,有的饮水水质量已经远远达不到合格饮用水的卫生质量,所谓的纯净水、矿泉水等已不能直接饮用,主要是被大肠杆菌等微生物污染。这种状况很可能加重夏秋季肠道病的流行。研究人员还指出,室内空气也存在着微生物污染,它可引起人体出现眼刺激感、哮喘、过敏性皮炎、过敏性肺炎和传染性疾病,重者甚至因感染而死亡。室内建筑材料和家用电器是室内空气的主要污染源,它不仅能释放出对人体有害的化学物质,同时也为微生物的孳生提供了有利的条件。 由此可见,微生物与人类的关系非常密切,它不仅造福与人类,也会伤害人类。因此我们应该正确地认识微生物,并利用它保护环境、造福人类,这是我们的期望也是我们每个人义不容辞的责任。

渺望浩瀚宇宙,探寻过去与未来,我们从单细胞生物逐渐向类人猿,人类演变。我们不是世界唯一的主宰,从目前的记载来看,早在公元前亿年 公元前6500万年,是陆地上最大的生物恐龙统治世界,而后探寻到我们人类的生存痕迹,曾经我们认为自己在统治世界,或者说我们与其它动物统治自然界,但如今看来,世界的主人并不是“我们”!

世界的主宰是谁?恐龙?人类?未来可能是老鼠吗?其实,我们忽略了它——微生物,微小,但威力却很强大!地球最早的生命起源微生物化石,最早可追溯到亿年前,相比于人类的繁衍 历史 ,微生物在地球的生存时间比我们要久远许多。由此,“细菌主宰人类”的理论也逐渐得到推崇,你的饮食、情绪、疾病等无一不与微生物有关。微生物它们“有思想,有头脑”,它们繁殖能力比任何一个生物都要强,人体的微生态宇宙平衡的关键不是细胞,而是细菌!

细菌华丽地生活在我们身边

如果说人体是一个宇宙,除了父母给我们的完美躯体外,还有一个更加庞大的微生物群。人体的10%是细胞,90%都是细菌。也可以这样说,一个人大约有1万亿个细胞,而体内的细菌数量却高达10万亿个,也就是说我们在大街上看到的大多数都是细菌!它们无处不在,与我们人体共生共存,可以寄生在我们的皮肤、口腔、眼结膜、阴道、尿道中。它们是“寄生虫”吗?并非如此。

人体与微生物是互帮互助的关系:身体是微生物的宿主,它们依赖宿主存活;同样,它们维护宿主的 健康 ,共生共存,互惠互利。长时间以来,人体与微生物达成了合作共识。人体作为微生物生活繁衍的重要栖息地,微生物作为回报帮助人体分解营养物质,在漫长的进化过程,向微生物“借基因”是我们不断进化获得新技能的重要步骤。

“世界上没有两片完全相同的叶子”,同样世界上没有两个拥有相同微生物菌群的人。每个人都会形成独特的细菌群落,即使是同卵双胞胎,他们的微生物组之间也有差异。这甚至影响到了遗传基因,换句话来说,人类发展到今天,细菌“功不可没”。

然而在过去的很长一段时间里,“细菌”却被我们视为天敌。从过去的宣导中我们不难看出:使用香皂消除细菌,用抗生素抑制细菌,消毒液杀菌。在某种意义上来说,这些消杀品帮我们对抗有害菌,但同时也与有益菌隔绝开来。 写到这里,我总会想起美国自然医学专家乔希·阿克斯在《吃土》曾经提及过:土壤中蕴藏着丰富的微生物,500毫克的土壤,其中的微生物数量就超过地球人口总和。但现代的生活方式却让我们远离了土壤,当孩子在花园里玩泥巴,总会被大人斥责“太脏了”;超市里买的萝卜总是干干净净,不带泥土;手上沾了一点泥土,人们就用含杀菌剂的洗手液反复地清洗......人们远离了土壤,拒绝与细菌“亲密接触”后,同样也付出了沉重的代价——肥胖、过敏、炎症性肠病、抑郁、失眠、自闭症甚至癌症。 所以,这位医学博士,建议我们“吃土”——去和大自然多接触,去改变传统精细的生活方式。

我们为何能与细菌和平共处?

其实,一直以来我们都在与细菌和平共处。但我们还在母亲的子宫里时,我们是无菌的。而第一次菌群定殖是发生在我们从母亲产道分离的那一刻,我们收获了来自母亲的第一份礼物——来自产道的微生物组的菌群。而通过剖腹产出生的婴儿,具有的是类似于皮肤表面微生物组的菌群,多数是潜在的有害菌群——葡萄球菌,与此同时也表明,剖腹产方式出生的婴儿可能在以后的生活中对于多种疾病都有较高的患病风险。

随着婴儿逐渐长大,逐步会形成自己独特的微生物组菌群。虽然人体90%都是细菌,但我们与细菌相处的方式是和平发展的。在人类的 历史 上,有几次大的传染病灾难。比如十九世纪末的鼠疫还有近代的霍乱,最后人类不再受疾病困扰,是我们打败了病毒了吗?如果病毒一直存在,那么为什么人类至今没有灭亡呢?你不必为此忧心,我可以告诉你的是,甚至于冰川下的古老病毒一直存在,我们人类并没有打败这些有害菌,而是“驯化”了它们,与之和平共处。而且除了有害菌的肆虐,人体内的有益菌在其中也发挥着重要作用,这里要提到一个概念“共生菌”。那么,这种“共生菌”是不是越多越好呢?其实,不然。从肠道菌群来说,肠道内有益菌占20%,有害菌占10%, 条件致病菌占70%。各种细菌之间,其实也存在着微妙的平衡关系,这种人体微生态平衡维持着人体 健康 发展。

微生物对人体的影响

微生物组在过去的200万年间,发生了翻天覆地的变化,我们与这些微生物寄居者进化出了亲密的共生关系。在人类出现开始,微生物早在这个地球上生存了数十亿年,随后它们参与到我们的进化过程当中来,甚至一定程度上我们体内的细胞基因表达也受到了它们的影响。

微生物的重要性相信也是不言而喻的,美国国立卫生研究院在2008年就启动了人类微生物组计划,作为人类基因组计划的延伸。现在不可否认的是,肠道菌群参与着多种生理作用,包括营养物质的分解、炎症、维生素生成,以及当微生态菌群稳态失衡,可能引发的一系列免疫系统疾病,比如过敏、哮喘、抑郁症、痴呆症、糖尿病等,甚至是情绪、代谢、免疫、生命力,它也会影响我们对这个世界的看法和思考能力。

或许在21世纪的今天,我们需要重新看待世界,从另一角度去解读。微生物对于我们的意义,并不仅仅是共存,而是对 健康 、生活、精神等更深远层面的影响,也可以说“未来,将是微生物的时代”。

参考文献:

[1] 乔希·阿克斯. 吃土

[2] 戴维·铂尔马特. 菌群大脑

[3] 藤田紘一郎. 菌语

[J] 细菌:人体宇宙中的共生世界:我们=10%人+90%细菌

浅谈微生物与人类的关系摘要:我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去,但只要我们充分认识到我们所处的环境,认识到生态平衡对人类的好处,不要为了发展而牺牲环境,而坚持可持续发展战略,那么,人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去。关键字:微生物、人类,祸、福在说明微生物与人类之前,我们首先明确一下什么是微生物。不了解何为微生物又从何谈微生物与我们人类的关系呢?微生物主要是由一群肉眼看不见的单细胞生物所构成的,其种类之繁多,数目之庞大,超乎我们的相像。目前,微生物大致分类为细菌、真菌(包含酵母菌和微菌)、藻类和俗称为寄生虫的原虫和蠕虫。病毒是一种只能在活的生物细胞中复制的简单有机体,严格说来并不能视为一种生物,不过,也被归属于微生物。我们生活中的世界,其实是到处布满微生物的世界,从远古时期起人类就和微生物在地球上共处,人类在适应了微生物的同时,又不断遭遇微生物所引起的各种疫病,因此人类与微生物之间就了战争。1929年,英国细菌学家弗莱明,在研究培养葡萄球菌时,偶然发现了青霉素,这是人类历史上第一个抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成,使菌体的新陈代谢失调,达到抑菌和杀菌的效用。之后又出现了很多抗菌素类药物,如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。一时间,人们就觉得在人类与微生物的斗争中,人类已经领先了,因为如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒、淋病和其他细菌性传染病慢慢被征服了。但是,正是由于这些抗菌素类药物有抑菌和杀菌的效用,人们大多数认为,不管患了什么病,总是认为多吃点抗菌素药物好,这就导致了以下问题:在多数情况下,抗菌素的作用只是抑制或削弱病原菌的活动,人最终还得靠机体本身来彻底战胜病原菌。长期使用某种抗菌素,不但起不到应有的作用,相反,还会使病原菌产生"抗药性"变异品种,从而使抗菌素失去它特有的效用。细菌的确很聪明的,一个细菌可在24小时内留下约l60多万个后代,然后成群地更有效地带着抗药性来危害人类。因此,人类和细菌这场无宵烟的战争又开始了,一场领先者不断变化的比赛就这样持续下去。正因为细菌有这种抗药性,科学家们正在研究各种策略。例如,使抗药性的细菌产生带有影响其生存能力的基因,使它更难忍受温度和酸度,使有抗药性的细菌在与同类细菌的竞争中,总处于劣势,这样就可以有效地抑制抗药性细菌的蔓延。即使这样,与微生物的斗争中,人类并不能说完全领先,因为到目前为止,有些疾病依然严重威胁着人类,如艾滋病,还有一些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。为了防除这些疾病,全世界虽然已经花费了成千上万的美圆,但这些疾病的罪魁祸首却仍然没有被征服,甚至艾滋病还在每年呈指数增长。这不能不引起人们的高度重视。鼠疫,艾滋病(AIDS),癌症,肺结核、虐疾、霍乱“卷土重来”,埃博拉病毒,疯牛病,还有近一段时间又出现了引起人们恐慌的新疾病SARS,禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致,那鼠疫来说吧,1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersiniapestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲,有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难,在此后的80年间,这种疾病一再肆虐,实际上消灭了大约75%的欧洲人口,一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫,死亡率极高。而且还证实,这些病毒还在变异,这就更加增加了对这些疾病研究的困难。而这些疾病的出现,又是跟人们的行为有关,由于发展的需要,人们对环境进行破坏,造成生态的不平衡,生态环境越来越严重,造成病毒能够接触到人们的机会大大增加,而且加快了它们变异的能力。这些无不是人类自身所种的恶果。但这些祸只是由一极少部分的微生物所致,只有这一少数微生物也是人类的敌人。但并不是说一切的微生物对人类都有危害的,如果是这样,人类或许早就灭亡了,因为上面已经讲了,人类是生活在微生物的世界。那现在就谈谈微生物对人类有好处的一面。微生物无处不在,我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤,土壤中的细菌总重量估计为:10034×1012吨;每张纸币带细菌:900万个人体体表及体内存在大量的微生物:皮肤表面:平均10万个细菌/平方厘米口腔:细菌种类超过500种肠道:微生物总量达100万亿粪便干重的1/3是细菌,每克粪便的细菌总数为:1000亿个;每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌。时时刻刻与微生物“共舞”是祸?是福?微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友!微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作用,例如:面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产.体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证;帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障是人类生存环境中必不可少的成员,有了它们才使得地球上的物质进行循环.因为这样,现在有不少的国家正投资把优先发展微生物经济作为发展生物产业的“火车头”,这可是内有乾坤的。发展微生物经济可以充分发挥比较优势,投入少、产出多、见效快、应用广,可以把其他生物产业带动起来,催生大批高新产业,形成巨大的技术经济优势,占领世界生物领域的制高点。具体地用微生物经济带动生物产业,也需要贯彻“有所为、有所不为”的方针,集中力量攻破难关,并与国内外大市场密切结合,利用强大的需求拉动产业的兴起和扩张,使得自主创新与加快转化形成互动机制。1、大力推广已经成熟的微生物技术,尽快形成单独产业,如抗生素、各种人畜疫苗、生物药品、生物农药、生物肥料等应当大力扶持,以优化质量为主线,提高核心竞争力,迅速占领市场、引导市场。2、组织技术集成,使用微生物技术成为重要环节,同发展循环经济的大趋势结合起来。循环经济的一个重要支柱,就是微生物技术。如果在循环经济中的微生物技术有重大突破,那就会带出一批新型绿色产业。较低层次的有把作物秸秆制成沼气、残渣再制成肥料;污物、污水处理中制取再生用水和其他有用物质,更能保护环境。其高端层次,则可获得新的资源和产品,进一步开拓防治微生物污染的领域。3、开展技术创新,利用微生物研究和开发新的生物技术,取得技术突破,获得自主知识产权,打破国外对某些关键性产业的垄断。特别是同中医中药结合,对预防医治人类的疑难病症如癌症、艾滋病、恶性传染病有所突破,就会形成产业。生物能源也应当作为一个重点,集中力量加以攻关。4、在支持性软硬环境方面,应考虑多培养一些应用微生物技术人才,充实微生物研究机构,广泛开展多种形式的产学研结合,国家、社会和企业给予的投入,鼓励发展应用微生物的研发企业。微生物对人类的好处,除了制造食物和生产有用的物质外,环境中的微生物,其实是地球上所有生物所构成的食物链中极重要的一环。若不是微生物所扮演的分解者,忠心地把死亡的生物体不断分解成活生物体成长所需的营养物质,地球上的生物很快就会面临食物短缺而停止繁衍。此外,人类所制造的垃圾和各类毒性物质对环境造成的污染,如果不是靠著微生物的分解,对人类的危害将不只是现今的千百倍而已。人类既然生活在微生物的世界里,那么一些和我们紧密生活在一起的微生物通常对人体无害,甚至可以帮助我们消化食物和产生人体所需的物质,如维生素等。更重要的是,当有致病性微生物入侵的时候,人体往往还得靠这些共生菌一起将它们驱逐出去。只是当人体的免疫力因先天或后天的种种因素而变差时,有些共生菌就会立刻翻脸,露出狰狞的面目,进一步侵入宿主体内的组织和器官,造成致命的感染。因此,保持身体健康有一部分也意味着维持人体和共生菌之间的微妙平衡,而达到一种互利的关系。我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去,但只要我们充分认识到我们所处的环境,认识到生态平衡对人类的好处,不要为了发展而牺牲环境,而坚持可持续发展战略,那么,人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去

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