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动物生物化学的定义范文1
生物化学是高职护理专业的基础课程之一,不仅内容复杂、概念抽象,知识论述枯燥乏味,而且在一定程度上制约了学生的兴趣,使学生对这门科目产生了一定的怠倦情绪,觉得这么难懂的学科,在加上教师依然按照传统的教学模式,使得学生的兴趣更为低落,面对这种情况,教师及时采取补救措施,采用一些有效的新型模式,刺激学习的学习兴趣,逐步的实现生物化学的科学有效性。
二、笔者多年工作经验研究下的护理教学心得
(一)让学生了解和把握学科性质,深入浅出介绍生物化学定义
虽然《生物化学》在教材的书面意思上比较抽象,这就需要我们在介绍给学生时横向结合书面知识与日常生活中相关的现象与其结合,进行分析和讲解,使学生更进一步的了解和掌握学科的真实意义。比如,在讲到人体组织构成的问题是,先由基本构造层次使学生依次了解人体、系统、器官、组织、细胞等之间的联系,在进一步的讲解分子水平上的认知和探讨分析。其实《生物化学》与人们的生活是息息相关的,比如,有些女性追求时尚盲目节食而造成一定的头晕、出汗甚至休克的情况,这其实是因为大量出汗体内血糖浓度过低引起的症状,在比如,人们经常把头发烫变形,这是因为把毛发中的蛋白质进行了一定的化学反应的作用等,以及名噪一时的核酸广告宣传的营养价值没有理论依据等等;这些民生问题都是与生物化学息息相关互相联系的。只有不断的通过对相关生物化学知识的了解和学习在结合更多民生的实际情况对其进行分析与探讨,才能从中不断的激发学生的学习兴趣,使其对这门学科的科学性有一定层次的认识,自发的原意去学,希望学好的热情。
(二)串并联讲解生物化学发展史,培养学生的学习兴趣和爱国热情
《生物化学》这门学科,不仅有悠久的发展历史,并且我国人民为其发展做出了十分杰出的贡献,再加上近几年来频频与诺贝尔奖发生渊源,先后又有了重大的突破和发展。因此教师们在对其内容的讲解中可以充分的结合国别的线索,以时间为中心轴,为大家讲解学科发展史,是学生更加深刻的了解这门学科。比如,我国的老农人们早在四千多年前就已经学会了用粮食酿酒(当时的原料就是现今的酶)、李时珍的《本草纲目》中记载了近500种动物代谢产物和分泌物,为医学的研究做出十分重大的贡献、“药王”孙思邈已探究中草药治疗维生素缺乏疾病等、还有近代留美生物化学家吴宪对于国际生物化学贡献斐然,面对多国的热情邀请全然不顾,终身保留中国国籍,为国贡献满腔热血等等。这些不仅仅是体现的中国人民的智慧,同时也展现了现代科学家们的满腔爱国热情,作为青少年一代的我们,更应该向这些前辈们虚心学习,用知识不断的充实自己,以饱满积极的热情和心态投入到工作和学习当中,为祖国贡献自己的光和热。
三、项目教学法在护理专业生物化学教学中的应用
(一)加强与临床实践与理论基础的紧密结合,精心设计教学项目
通常人们的学习离不开接受知识、消化知识、和运用知识这三个方面,而教学项目的选取也是以培养基本技能为目的的验证性内容为辅,以运用理论知识和基本技能解决问题为目的的综合性实验为主的相互结合和互补,从而使学生更好地在接受完知识后把所学知识进行彻底的消化与吸收,最后结合实践完全的展现出来,服务大众。
(二)建立合理完善的教学评价体系
不断的改革考核机制,建立完善的教学评价体系,使学生成绩在一个公平、公正、严格的环境机制,激发各个小组的学习积极性和创新性,由完成项目的效果决定最终通过的评定审核成绩,最后由教师对每个任务的成果进行验收,最终成绩由各个项目的成绩累积而成。
动物生物化学的定义范文2
人教版高中生物教材必修1中“降低化学反应活化能的酶”的内容主要包括酶的作用和本质两部分,潜在的知识和能力要求比较高。酶的知识贯穿在整个生物学,是生物学的筋络之一;通过对实验的分析、探究,帮助学生建立“单一变量”的思想,领悟对照实验、变量分析能力和生物学研究思想。
2 教学目标
知识目标:说明酶在代谢中的作用和本质。
能力目标:进行“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验和探索,正确完成相关的实验操作,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化以及设置对照组和重复实验。
情感、态度和价值目标:客观评价自己的实验结果;参与交流,听取别人的正确意见;通过分析“有关酶本质的探索”的资料,认同科学在不断地探索和争论中前进。
3 教学重、难点及解决方法
3.1 教学重点
酶的作用和本质。
3.2 教学难点
①酶降低化学反应活化能的原理;②控制变量的科学方法。解决方法:利用教材上形象、直观的图解和文字说明,让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能。通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,使学生感悟酶作为催化剂的特点及控制变量的方法。
关于控制变量的内容,本节教材介绍了控制变量的系列名词,但对刚刚接触高中生物实验的学生是一个难点。
4 教学策略的选择
本节课的设计理念是“问题引导――科学探究”教学方式来学习科学研究的方法。符合《基础教育课程改革纲要(试行)》的要求。学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”,“问题引导――科学探究”发现式教学法就是在这种理念下应运而生的,该教学法以问题解决为中心。在问题的推动下、在教师的引导下,学生学得主动,学得积极,真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。
5 课程准备
教具准备:制PPT幻灯片、实验材料、器材。
6 教学过程设计
6.1 创设与现实生活相联系的教学情境,导入主题
教师首先复习:物质跨膜运输中的主动运输需要的条件。
师生共同活动:
绿色植物能把太阳能转化为自身生命活动所需的能量,而动物不具有该能力,其生命活动所需的能量来源于那儿呢?
鸟类的消化系统的组成?消化分为几类及其主要场所在哪里?
学生活动:回忆初中知识。
PPT展示斯帕兰札尼的实验并提出问题:
这个实验要解决什么问题?
是什么物质使肉块消失了?
与外界的化学反应相比,生物体内的化学反应有什么特点?
在学习化学知识中,为了让一些化学反应更容易地进行,会使用催化剂,那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上、效率上有什么区别?
学生活动:阅读问题,探讨内容,进行相关的讨论思考教师提出的问题。学生回答,学生评价、讨论、归纳、总结。
教师归纳:在化学课上,有些化学反应容易进行,有些化学反应需要添加某种物质之后并且可能需要在特定的环境中才能进行。这种能够促进化学反应进行的物质,叫催化剂。正如二氧化锰在氧气的制作中起重要的催化作用。
细胞中的化学反应比起化学课上所学的反应要复杂得多,而且有些反应在细胞外,单纯用化学的手段是无法进行的,而在细胞内却可以快速顺利地进行。这是为什么?
对于生物体来说要进行的生理活动非常之多,构成生物体的每一个细胞物质需要不断的合成和分解,不断地处于自我更新的状态,这种自我更新完全依赖于细胞内发生的生物化学反应,每一个化学反应都伴随能量变化。
6.2 创设情境,设疑过渡
教师活动:细胞内的环境是一个常温常压下的状态,在这种环境下化学反应却能高效有序地发生,即细胞代谢。而细胞代谢应该有适合的生物催化剂――酶。教师引导学生产生疑问:酶在细胞代谢中起了什么作用?究竟是怎样起作用的?
6.3 巧妙利用典型实验,引导学生进行探究式学习
教师指导学生阅读,设计实验观察表格,分组完成实验。
学生活动:阅读相关的课文内容,设计表格;
学生进行分组实验。
师生共同分析总结:表格的设计;记录实验结果。
教师用PPT展示问题:
2号管发生了什么现象,说明了什么?
3、4号管中,FeCl3和过氧化氢酶起了什么作用。(说明催化剂并没有并没有提高分子的能量,而是把发生反应所需要的活化能降低了)
3、4号管中,哪个反应速度快?说明什么问题?(说明酶具有高效性)
这个实验的结论是什么?
通过实验你还能提出什么问题?
学生可能提出以下的问题:
①该实验的原理是什么?
②这个实验为什么要选用新鲜的肝脏?
③为什么要将肝脏制成研磨液?
④滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用一个吸管?为什么?
⑤实验的关键是什么?判断依据是什么?
学生展开讨论,并回答问题。完成探究活动,教师引导并进行交流和表达,可采取同伴互助的形式,一学生提出问题,由其他学生解答。
6.4 学会控制变量,体验科学探究的思想
教师引导学生分析教材P79相关内容,让学生了解实验设计的原则。
学生活动:指出“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组。知识难点采取小组合作学习方式,利于难点突破。
教师用PPT展示下列问题:
自变量中FeCl3如果改成滴加8滴则实验结果如何?是否违背对照实验设计原则?
自变量、无关变量能否发生转变?
学生活动:进行求异思维训练。
6.5 体验科学发现历程,感悟研究探索的奥秘
教师组织学生阅读“关于酶本质的思考”,并要求学生思考以下几个问题:
①巴斯德的观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕希的呢?
②从毕希纳实验示意图中可得出什么结论?为什么当时只能推测酶是蛋白质,而不能证明酶是蛋白质?
③根据酶本质的探索历程,生物学实验研究一般思想是什么?
④用自己的话给酶下个定义。酶的本质是什么?
教师结合酶学研究简史的介绍,组织学生归纳研究过程和生物学实验研究一般方法、思想(即现象到结构,然后是物质,最后对物质进行分离、提纯和鉴定)。
6.6 设疑归纳得概念,巧用概念图构网络
概念图的理论基础是奥节伯尔的学习理论。知识的构建是通过已有的概念对事物的观察和认识开始的。学习就是建立一个概念网络,不断地向网络增添新内容,为了使学习有意义,学习者个体必须把新知识和学过的概念联系起来。
教师活动:引导学生分析,“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,2号试管产生气泡较多是因为加热所致,加热使H2O2分子得到了能量,从常态转变为容易分解的活跃状态。生物学上把分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
教师用PPT展示H2O2分子由常态形成活跃状态并要求学生思考下列问题:
汽油在常温下会自发地起火?为什么?
为什么铁和过氧化氢酶能提高过氧化氢的分解反应的速率呢?
表1是在20℃测得的不同条件下过氧化氢分解的活化能,从中你能得出什么结论?
请将教科书图5-2在坐标中绘制出来。
动物生物化学的定义范文3
关键词:运动营养补剂;运动营养;系统生物学;人体代谢
中图分类号:G804.32文献标识码:A文章编 号:1007-3612(2011)03-0079-04
Research Trend of the Sports Nutrition Supplements
HE Li qun, XU Qi
(Beijing Sport University, Beijing 100084, China)
Abstract: The sport nutrition supplements have wide applications. However,in China,spor ts nutritional supplements are applied mostly according to experiences and the f unctions of their compositions. Scientific demonstrations of transforming nutri tional supplements in the body are lack. It is difficult to adapt to the requir ement of sports training and bodybuilding. By analyzing and studying new materi als concerning sports nutritional supplements in China, it puts forward that th e study of sports nutritional supplements must integrate with the field of syste ms biology, that is to say, the study sports nutritional supplements from theaspects of genomics, proteomics and metabolomics. It hopes that it will be co nducive to the improvement of the scientific level and application effects of sp orts nutritional supplements.
Key words: sports nutrition supplements;sports nutrition; systems biol ogy;body metabolism
2009年在我国青岛举办的国际奥委会队医培训班(东亚国家/地区)上,伊木清[1]指 出,“运动补剂在男女运动员中广泛应用,但是这些营养品很少是可靠的研究基地提供的, 并且一些营养品可能对运动员有害”。这个提法,基本上反映了当前我国运动营养补品的研 发与应用状况,这与当前我国要从体育大国向体育强国迈进的形势很不适应,因此,有必要 对当前运动营养补剂的研究水平、使用的要求等进行调查研究和分析,提出建议,希望有助 于运动营养补剂在全民健身和竞技体育中的科学应用。
1 运动营养补剂的概念
运动营养补剂的命名目前还不统一,有称运动补剂、运动员营养补品、运动功能食品等 ,各种命名法都有一定依据,我们认为采用运动营养补剂这一命名法,保持和国家体育总局 有关文件名称一致[3]。
1.1 因运动需要增加营养补充运动时能量物质消耗比安静时增加,物质代谢加强,就要求增加营养的补充,如一个人在中等强度时,能量消耗要占总量消耗的15%~30%,我国专 业运动员能量消耗每日约为3 500~4 400 Kcal,有些项目可能达5 500 Kcal或更多。因此 ,在 增加糖类、脂类、蛋白质、水、维生素和无机盐等基本营养素的基础上,要根据运动需要补充相应的营养品,如力量性训练要求增加适应肌肉力量发展的蛋白质、氨基酸和肌酸;超长 距离跑或大运动量训练期间,要补充提高身体对负荷的适应的代谢调节和提高免疫力的营养品,如药食两用且不含兴奋剂的中药制剂及磷脂、辅酶Q等,这些运动营养补品已被经证 明可以加速恢复过程和提高运动能力,故运动员都要在每天的基本营养中合理增加营养补剂 (图1)。
1.2 运动营养补剂的命名
1.2.1 中药补剂在我国传统饮食文化、养生和中医药中,讲究药食两用、药食同源而制成的众多补剂,都是 根据中医理论及多年应用而流传下来的,存在辨证施用,会吃才有效的问题,如过去有运动 员用地黄丸、参芪煲鸡等,都属中药补剂。
1.2.2 功能性食品具有特定保健功能的食品,适用于特定人群食用,具有调节机体 功能,而不以治疗为目的。这类食品主要对象是由于当前社会的发展,生活节奏快、心理压 力大,饮食不合理等造成的亚健康状态或高血糖、高脂血症、肥胖症和高血压等人群。功能 性保健食品有严格的管理
要求和审批办法,如1996年6月1 日卫生部公布的《保健食品管理办 法》,但没有规定要不含有运动员禁用药物的声称;1997年,为了更进一步规范保健食品的 评审和卫生监督管理工作,又颁发了《保健(功能)食品通用标准(16740-1977)》中, 补充要求兴奋剂和激素需“按相应的国家、行业标准规定的方法,或权威机构认可的方法测 定”,但还存在行业规定标准和权威机构认定还不明确,功能食品研制时功能评价方法落后 ,市场上的保健食品还不规范,所以这类食品要进入运动员市场时,国家体育总局只好规定 要有由中国反兴奋剂中心的检测不含运动员禁用药物的报告,才准运动员使用,说明这类食 品还不是专门为运动员或为健康而运动的人群研制的。
1.2.3 运动营养补剂在1993年我国《运动员使用运动营养补品管理暂行办法》中明 确指出:“运动营养补品的管理范围包括对增强体质、提高运动能力、促进机体较快消除疲 劳、补充营养有明显作用,并经卫生、医药、食品部门正式批准生产的营养补剂、中成药、 药品以及凡添加中、西药成分的饮料和其他营养制品”;并且“严格禁止使用含有国际奥委 会确定的禁用药物成分的运动营养补品,以保护运动员的身体健康,提高运动技术水平”。 对运动营养补品进行管理至今仍按这原则,并且按每年世界反兴奋剂机构(简称WADA)公布 的禁用药物及成分,对不同批号的同一种营养补品,如果组成配方发生变化,须分别经过兴 奋剂检测中心的检测(图2)。
1995年5月,美国的《膳食补充品,健康与教育法案》(Dietary Supplements Health a nd Education Act)被总统批准,膳食补充品的定义为:可加到膳食中的一种产品,这些产 品可分别为维生素、矿物质、草药、植物性物质、氨基酸及其它可补充到膳食中的膳食物质 或浓缩物、代谢产物、组成物、提取物或上述物质的混合物(不包括烟草)。膳食补充品这 个定义比较宽松、灵活,例如把草药、植物性物质和代谢产物作为膳食补充品,也即是说许 多中药都可以视为膳食补充品。因此,我们没有采用膳食补充品这个名称,而用运动营养补 剂,为了说明是在膳食补充品的基础上,经过兴奋剂检测中心的检测不含任何运动员违禁药 物,专供运动员及参加运动人群用的、安全性好、符合健康要求的食品。
2 当前国内外运动营养补剂的研究现状
采用药食两用的营养补剂是中国人的传统养生文化,经过说明可用于促进健康、增强体质和 提高运动能力的研究后才成为营养补剂。目前研究的基本特点基本上可归纳为:
2.1 从成份看功效根据基本七大营养素的功能而合理应用,例如糖类食品中的淀粉、 糊精、低聚糖、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖等在运动前、中和后应如何补充,才能更有效 地被利用和提高运动能力并加速恢复,20世纪60年代提出了“糖原填充法”。现在市售的 运动营养补剂,如抗自由基类、肌酸等,基本都是以功能成份或其代谢分解成份(如蛋白质 分解为氨基酸)的功能,作为说明或声称这种运动营养补剂的功能。
2.2 从身体机能指标改善评定功效 目前我国评定某一特定运动 营养补剂功能时,大多 研究报告采用服补剂后常用的身体机能评定指标:如血红蛋白、血乳酸、血尿素、肌酸激酶 等,这些指标虽能反映身体机能改善,但对评定特定营养品功能就显得针对性不强;也有从 某一营养素成份(抗过氧化)来选定特定指标的,但都没有考虑到这一营养品摄入后在吸收 、分布、代谢动力学和排泄等过程,故这些研究成果科学性不强。
2.3 用代谢指标来评价功效 在2004年,杨则宜[4]就提出了“运动营养生物化学 是 运用营养学和生物化学的手段来研究和评估运动人体的代谢和体能状况,并提供营养学强力 和恢复手段的科学”的方向,并在他领导的实验中对大豆蛋白肽、肌酸等代谢与营养功效方 面做了大量工作。王香生等[5]近年来对血糖指数(Glycemic Index, 简称GI)和运 动员 膳食进行了研究,GI 的概念是1981年Jenkins DJA等[6]首次提出,按进食糖类食物 后2 h 机体血糖反应的大小排列食物的一种方法。GI初期用于糖尿病饮食疗法和控制肥胖的临床实 践,后发现对运动员补糖有重要意义,因为GI 可反映出各种糖类食物的消化吸收速度和食 物的加工及烹调程度、淀粉中支链淀粉与直链淀粉的比例、是否含果糖、乳糖(两者GI 较低 ) 等因素。从而将糖类食物分为高、中、低血糖指数高血糖指数食物,如以进食葡萄糖为10 0,>70者为高血糖指数(HGI),运动饮料为95,白面包为70、米饭(低直链淀粉)为88;血 糖指在55~70的称中血糖指数,如米饭(高直链淀粉)为59;当血糖指数在
3 运动营养补剂的今后研究方向
在国外,运动营养品研究的历程基本上与国内相同,但从20世纪末已进入运动营养补剂 代谢动力学研究的领域,例如,对高糖膳食与脂肪膳食量合理搭配以提高耐力的研究,从20 纪60-90年代初就一直强调耐力运动员采用高糖膳食[8],认为运动员膳食含糖类占 总能量的60%~70%才能满足体内糖原再贮备和训练的要求,但在运动员膳食中糖类一般只占 40%~60%;长期糖类食入过多会减少蛋白质和脂肪的摄入,反而影响体力和健康,Muo io.DM等(1994)对6名长跑运动员7 d训练期间膳食补充脂肪为38%时,耐力提高比食用24%脂 肪的多。这些材料说明运动员在采用某一特殊营养手段时,要从人体运动整体出发,故在本 世纪初国外的运动营养及其补品,进入了系统的生物学研究领域,值得我们注意。
2002年,第一届国际营养基因组学会议在荷兰召开,讨论从分子水平上对人类膳食营养 与基因的相互作用及其对人类健康的影响,并将致力于建立基于个体基因组织结构特征上的 膳食干预和营养保健手段,提出更个性化的营养政策,从而使营养学研究更有效地促进人类 健康和预防疾病。
2005年,美国Metaics (麦金妮斯)公司的运动营养品的开发研究采用系统生物学的营养 研究模式,这是当前先进的研究开发方向。本文将在此作一简介。
(引自Metataics,本文作了中文注解) 2009年6月11~12日,在北京,我国香山科学会议召开了“营养科学发展与国民健康”为 主题的第352次学术讨论会上提出要“发展有我国特色的营养科学,应整合全国营养科学领 域的优势力量,将现代生命科学技术与流行病学和传统营养科学相结合,采用生物化学、分 子生物学、细胞生物学以及最近涌现的基因组学、蛋白质组学、代谢组学等新兴生命科学技 术方法,在分子、细胞、动物和人群多个层面开展研究工作”,可见,运动营养学、尤其运 动营养补剂的研究都不能脱离这个方向。
3.1 营养基因组学(Nutrigenomics或Nutritional genomics) Heck.AL等在《人体运动能力的基因―营养相互作用及运动应答》一文中[9],提出 营养素能直接或间接改变基因表达或结构对人类基因组的作用;其关系如图4所示。
3.1.1 人体运动能力的基因(Genes for human performance) 基因的活动是分子水平的 生命活动核心,这里只介绍与运动能力有关的研究成果,本世纪以来,国内外越来越多研究 成果证明基因转录水平和运动能力有关,陈吉棣系统介绍了这方面的研究成果[10],指出 运动适应可诱导基因的差异表达,导致代谢物、酶和激素等诱导分子的信号形成,使细胞内 基因转录、翻译和调节产生运动适应性变化。如肥胖人群,近40%身体脂肪变异是遗传因素 ,儿茶酚胺可测刺激脂肪分解代谢,β2-肾上腺素受体(BAR2)是人脂肪细胞水解的受体,在 编码BAR2的基因序列中有作用的GLN27GLU多态性与肥胖有关,在妇女中GLN27纯合子个体平 均脂肪量比对照组高20 kg,大脂肪细胞高50%;但具有GLN27GLU基因型肥胖妇女进行科学的 体力活动可减体重,起到定向预防肥胖作用。常芸[11]、Heck.A.L等[9]在综述了运动对血管紧张素转换酶(ACE)、特异性肌酸激酶(CKMM)、线粒体(mtDNA)基 因、一磷酸腺苷激动蛋白激酶(AMPK)基因等表达增加,从而有助于提高运动能力。
3.1.2 运动导致基因作用改变(Exercise-induced alterations in gene action) 运 动可使身体在基因变异、转录/蛋白质转录水平上发生应答性改变。目前这方面研究日益增 多,这里只举几例:
1)1 h自行车功量计运动时,脂肪酸转运体(FAT/CD36)或肉碱棕榈酸转移酶Ⅰ(CPTⅠ) 基因表达没有增加,但连续9 d同样运动后,过氧化酶体增生激活受体γ(PPARG) 的基因表 达明显减少。说明坚持运动可改善贮存体脂的应用和抑制脂肪组织的增生。
2)一名运动员在自行车功量计上以73%±4%最大摄氧量强度运动3 h后骨骼肌的葡萄糖 转运体4(GLUT4)的基因在其后3 h内都明显升高,有利于肌糖原恢复;
3)骨骼肌的“能量敏感酶” 一磷酸腺苷激动蛋白激酶(AMPK)有两种异构型,即AMPKα1和AM PKα2,当运动员在中等强度运动时(40%~70%最大摄氧量强度),可引起AMPKα2型基因表 达增加,而在最大冲刺速度训练时,AMPKα1型表达增加,训练适应和机能提高基因表达和 修饰存在专一性。
3.1.3 营养导致的基因作用改变 (Nutrition-induced alterations in gene action )当人只进食糖类、脂肪或蛋白质其中一种时,即会引起相应的代谢和基因调节应答,如 只食入脂肪酸则会导致αP2基因表达,从脂肪细胞刺激磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)mRN A在脂肪细胞中3T3f442A生成,导致PEPCK基因成比例增多,使甘油三酯在脂肪组织也成比例 地增加,这方面例子在肥胖机理研究中不少。
3.1.4 运动能力与基因营养的作用(Gene-Nutrition in exercise performance) Pi legard H等(2002)为证明运动能力、基因和营养作用的关系,对自行车运动者专门组织一个 研究,让运动者在2 d中每人吃入500 g糖类食物,然后让受试者一条腿在自行车上运动至力 竭,在运动前两腿的丙酮酸激酸脱氢酶4(PKD4)、已糖激酶Ⅱ(HKⅡ)和脂蛋白酯酶(LPL)的 基因转录相似,在力竭运动后,运动至力竭的低糖原腿中PKD4、HKⅡ、LPL的mRNA水平明显 升高,从而导致肌细胞中糖原增加。
上述这些例子,说明运动、营养和基因组学水平存在相互联系和影响,从这方面开展对 运动补剂的研究将大有前途。
3.2 营养蛋白质组学(nutriproteomics 或 nutritional proteomics) 20世纪90年代,人类基因组测序草图谱完成。但很快就发现,人的基因只有3~ 4万个, 但能表达的蛋白质却多达几十万个,每个细胞蛋白质多达万种。显然,基因虽是遗传信息的 源头,而功能性蛋白是基因功能的执行者,故在1994年,Wilkins.M 提出蛋白质组学的 研究概念:一个基因组、一个细胞、一个组织或一生物体所表达的全部蛋白质,探索其在生 物体中作用模式、功能机制、调节和调控以及蛋白质组群内的相互作用。也就是说蛋白质组 学的中心任务就是阐明功能基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质其表达的规律和 功能。上面论及运动和基因及营养存在相互影响的关系,故必然影响到蛋白质的表达,我国 史绍蓉等进行了一系列运动对心肌蛋白组学研究,如发现右心室肌蛋白组学在分子量为50~ 70 kDa,等电点7~9范围内10种蛋白(多为能量代谢酶)发生变化[11]。Nufer.P D [12]认为 耐力运动主要提高线粒体中酶系统活性,糖类在运动时可调节转录因子sp1和其相关家族成 员,如葡萄糖通过增加磷酸化酶-1蛋白活性,增加乙酰COA羧化酶1(ACC)、瘦素、脂肪酸合 成酶和三磷酸腺苷柠檬酸酶等活性,可见,一个营养素的作用在运动时基因表达上会转录产 生多种由蛋白质组成的酶,且具有生物活性。当前蛋白质组学的研究技术日趋成,并广泛用 于生物科学和医药学领域[13]。可以预期,在运动中,营养、蛋白质组学的研究会 有大 的发展,尤其是蛋白质、氨基酸营养与肌肉蛋白和力量增长的关系是体能训练的重要问题。
3.3 营养代谢组学(nutritionalmetabonomics 或 nutritionalmetabolomics)代谢组学是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性 和定量分析的一门新学科,他可用以评价体液、组织液、及组织,如尿液、血液、血浆、唾 液、脑脊液及组织的代谢物变化,从而推论出机体状态;代谢组学一词早在20世纪中叶由英 国Nicholson.J提出,2005年11月6日,我国上海系统生物医学研究中心在上海成立,经过 不 到三年研究,于2008年2月5日在PNAS网站发表,题为《共生微生物可以改变人体的代谢表型 》, 说明中药很可能是通过影响人体内共生微生物的基因组来发挥作用的。Nicholson也认 为,中草药大多数是口服的,首先与其发生互作的可能就是肠道细菌的基因组,肠道细菌对 中草药的反应如何影响中草药的药效和毒性,成为一个十分重要的问题。在运动营养中使用 中药很多,也是我国特色。因此,研究运动员在合理营养基础上补充运动营养补品后,在运 动训练或比赛期中身体内营养与各种体液或细胞代谢物间变化的规律,从而监控运动员身体 对训练的适应状态,应当更具科学性和将有更大突破。李江华等[14]通过对参加20 06年多 哈亚运会短距离游泳比赛的部分男运动员的尿液中化学组分的分析发现,决赛运动员们尿液 中甲基尼克酰胺的相对含量明显高于非决赛运动员(P
4 总 结
从20世纪末基因组学概念提出以后,以“组学”(-omics)命名的增加约有二百余种,系统 生物学(systems biology)是在这背景下诞生的,系统生物学是在细胞、组织、器官和生物 体整体水平上研究 (结构和功能各异的) 各种分子及其相互作用。并通过计算 生物学定量描述和预测生物功能、表型和行为。系统生物学中研究成果目前主要来源于基因 组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学。基因组学研究反映了什么是可以发生的,转录组 学则反映将要发生的,蛋白质组学指出的是赖以发生的,而只有代谢组学才真正反映出业已 发生的。[16]目前,国内外运动营养研究已经开始进入系统生物学之门,目前我国 已具 备这方面条件,希望能早日将系统生物学引入运动营养补品的研究领域,以引领运动营养补 品进入预测性、个性化时代,并与人体运动能力与体质健康提高的复杂系统――适应、代偿 ――提高结合起来,更好地为人类健康和运动竞技服务。
参考文献:
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动物生物化学的定义范文4
盖景超先生于1994年起投身于预防医学研究,主攻营养保健。十几年的辛勤耕耘取得了成功,使他成为国内最早推广遗传营养学,普及核酸营养新概念的人士之一,并组织翻译了6本最新遗传营养学核酸科普专著,同时向社会免费赠送3万多册。
为了进一步推广营养健康科普知识,1998年他投资中央电视台《走进科学》栏目,拍摄了中国第一部核酸科教片《核酸――生命的动力资源》。
从1999年始,他又在开始推广几丁聚糖――生命的第6要素的科普工作。
2005年10月,他被中国保健专家委员会聘为中国保健专家委员会副主任。
十几年来,他在报刊杂志撰写科普文章1000多篇,举办专题科普讲座800多场,并在国内最早提出“预防疾病,从细胞健康开始”的新概念。
前言
人人都渴望健康。可是我们过去对健康观念有诸多错觉,比如“得了病才去治病”, 因而失去了许多治疗的最佳良机。实践证明:“得了病才去治”是违背科学的。正确的理念,就是在“未病先防”上下功夫。
最近我看到了一则故事叫《扁鹊治病》很受启发。
该文说,一天魏文王问名医扁鹊:“你家兄弟三人,都精于医术,到底哪一位医术最好呢?”
扁鹊答道∶“长兄最好,中兄次之,我最差。”文王再问∶“那么为什么你最出名呢?”扁鹊答说∶“我长兄治病,是治病情发作之前。由于一般人不知道他事先能铲除病因,所以他的名气无法传出去,只有我们家的人才知道。我中兄治病,是治病情初起之时。一般人以为他只能治轻微的小病,所以他的名气只及于本乡里。而我治病,是治病于病情严重之时。一般人都看到我在经脉上穿针管来放血、在皮肤上敷药等一些大手术,所以才以为我的医术高明。”
通过这则故事,我们可从中得到一些启示,以前人们普遍认为有病才去治,而无病预防的观念人们普遍很薄弱,其实治病关键在于防患于未然。
人生病了,我们首先要搞清楚它发病的原因,寻找它的根源。那么我们如何去寻找呢?世界卫生组织对疾病有了一个最新的定义:“治愈疾病的最根本的途径就是修复细胞,改善细胞代谢,激活细胞。”我所讲的“未病先防”的理念,就是要使我们的细胞健康,细胞健康了意味着人也就健康了;细胞出故障了,人就生病了;人体的构造是这样的:细胞器官组织 系统人体。细胞是决定人体健康的基本要素。使细胞健康的要素有六①空气(充足的氧气)、②足够的水分,2000~2500CC/天/人;③适当的休息与运动;④稳定的情绪;⑤充足且均衡的营养;⑥排除毒素。然而,使细胞健康的基本要素主要有2个方面:一方面是给细胞提供充足的营养;另一方面是排除危害细胞的毒素。细胞需要的,就是营养,细胞不需要的,就是毒素。营养充足,没有了毒素了,细胞功能就正常了,人的身体就会健康。
西医之父希波克拉底曾讲:“大自然为患者治病是真正的主体,而医生只是助手。”“大自然治病”讲的就是这个细胞的自然自愈力,细胞有自我修复的功能,而在这方面我们恰恰忽略了这个问题,错误地认为,治病靠的是药物、是医生。实际上如果细胞没有自然自愈力这个功能,你再好的灵丹妙药对疾病也是无济于事。所以我们要顺应大自然的规律,按大自然的规律保护自己,认真地研究细胞、呵护细胞。
那么,我们怎样呵护细胞,使细胞健康呢?首先我们要给细胞注入营养。概括地说,人吃所有的食物,按现代营养学划分,不外乎碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质等。在近20~30年世界新发现的食物中含有诸多营养物质,它们会使细胞得到健康,那么这些营养物质是什么呢?这些营养主要有:几丁聚糖、核酸、酵素等。这方面的知识,很多人还不知道,或者听说过却还没有深入了解,没有引起重视,这就是我们与发达国家认识之间的差距。
一、细胞与几丁聚糖
1.几丁聚糖:几丁聚糖(chitosan)是几丁质糖基上进行水解或酶解生成的多糖。
2.几丁聚糖的由来:1811年法国的科学家布拉克诺(Braconno)首次从蘑菇中发现了几丁聚糖。
3.它在细胞中的位置:它广泛存在于虾、蟹、昆虫等的壳内和蘑菇、真菌、细菌等细胞膜内。
4.特点:是宇宙间唯一带正电荷的动物纤维素。
5.评价:1977年,因英国剑桥大学的一批科学家的倡议,故而其成为全世界的科研焦点之一。然而日本人却发现了这个商机,并制定了10年开发计划,委托了13所大学联合攻关,投资60亿日元。经过600万次人体试验,首先实现了科研的商品化,使其这项技术的推广走在了世界的前列。1991年,世界上的很多医学家、营养学家把几丁聚糖确认为继碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质之后的人类第6大生命要素。1993年,人们把几丁聚糖比喻为“人体的环保剂”、“清道夫”。美国人说的最形象、更准确,把几丁聚糖称为“生态素”。
6.来源:几丁聚糖,人体自身不能合成,它唯一的来源就是人体通过饮食来完成,如从粮食、蔬菜、瓜果中来获取。到了上世纪70年代以后,生态食物链由于人类滥用化肥、农药、杀虫剂等有害药物而遭到了破坏,使人类摄入几丁聚糖的量不断的减少。所以有的日本科学家向社会呼吁“人类已进入几丁聚糖缺乏的时代,需要每天补充。”
7.缺乏几丁聚糖,细胞出现什么障碍?几丁聚糖的缺乏,主要是使人体的生态环境发生变化,如体液偏酸、免疫功能下降、血脂异常、肠道菌群失调、有害的毒素和重金属排不出体外等,久而久之,就会在人体产生病源,导致人体出现疾病。细胞缺少了几丁聚糖,乙酰葡萄糖和氨基葡萄糖在细胞中就会减少或者消失。例如,为什么中老年人患骨关节疾病的人比较多,它与氨基葡萄糖(氨糖)的缺乏有关。
二、细胞与核酸
1869年,瑞士科学家米歇尔用胃蛋白酶分解细胞蛋白质时,发现一种由该酶所不能分解的物质,而把它命名为核素。20年以后,发现它有较强的酸性,故而改名为核酸。
细胞每天需要的核酸是均衡的。它的来源有2个方面,一是细胞内自身的合成,另一个是人体从细胞外中的食物里得到补充。科学表明,人在20岁以前,核酸是以自身合成为主,食物补充为辅;人到20岁以后,自身合成核酸能力下降,逐渐以食物补充为主,这样才能保持细胞生命的平衡。哪些食物当中富含核酸?我们每天吃进去的食物,无论是动物、植物,只要是由细胞构成的就有核酸,例如,洋葱、蘑菇、豆类、韭菜、小鱼、小虾等等。不是细胞构成的,就没有核酸,例如,牛奶中就不含核酸。但食物当中,细胞所需要的核酸必需是碱基平衡时才能被细胞吸收。
核酸在细胞当中的位置:核酸是由脱氧核糖核酸(英文简称DNA)和核糖核酸(英文简称RNA)组成。核酸 = DNA + RNA ,DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中。
缺少核酸细胞会出现什么障碍?细胞从生到老支配的物质是核酸,它主宰着细胞的生命,没有核酸也就没有细胞。如果细胞当中的DNA缺乏,就会出现2个严重的后果:一个是细胞核中的基因受损,不能及时修复,这是造成细胞障碍的根本原因,例如DNA受损,正常的细胞就会出现癌变;另一个不良后果是细胞分裂速度会减慢,细胞会出现严重的障碍,使细胞加速老化,提前死亡。如果细胞当中的RNA缺乏,会出现细胞在信息传递上发生障碍,使人体的记忆力下降,发生老年痴呆的机会增多。
核酸与细胞当中其它营养素的关系:健康的细胞营养需要碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质、几丁聚糖,在健康营养的大军当中,DNA核酸担任着主要的角色,RNA担任次要角色。
核酸代谢疗法与细胞营养的关系:补充核酸营养会代谢出许多助于细胞健康的营养物质,例如,三磷酸腺苷(ATP),它是生物体新陈代谢所需能量的直接来源。
细胞中的自然自愈力与核酸营养的关系。细胞为什么能自我修复,为什么有自然自愈力,它与核酸中的DNA有关,身体中DNA核酸量越充足,细胞的修复能力越强,自然自愈力则会越高。
细胞里的基因与核酸的关系。每一个细胞核中的DNA,像一个线团一样,在细胞核中缠绕着,如果把DNA从细胞核中拉出来,约1.8米长,把1.8米分成35000份,每一份就相当于一个基因。DNA就是基因的集合体。唯一荣获1987年诺贝尔生理学及医学奖获得者,日本的利川根进说:“除了烫伤以外,人类所有疾病都与基因受损有关。”21世纪预防医学研究的重点就是细胞的自我修复,当细胞不能修复时,就得转换基因,换基因那就是治疗医学领域的事了。
世界上谁第一个称核酸为营养物质?美国的开业医生、医学博士弗兰克,他经过20多年临床实践,1977年写出人类第一部核酸营养专著《核酸营养学和代谢疗法》,之后又写了另一部名著《不衰老食谱》,被美国加州大学基础科学部主任、著名的生物化学家,核酸研究的权威人士之一,亨德勒博士称之为“营养学史上的一个重要的里程碑”。从此人类进入核酸保健时代。
中国核酸营养的认识与世界发达国家的差距
虽然美国是核酸营养学理论的故乡,可在世界上核酸营养普及最快,应用最好的国家还属日本。当我们的一些主流媒体还在争论核酸要不要补充,是不是具有营养时,人家日本用了5年时间早已在全日本普及了其理论而且在实践中也取得了相当的成功。其中仅一个公司的核酸产品每年销售额就在几百亿日元。核酸营养在日本家喻户晓,妇孺皆知,在饮食中,没有核酸的食物很多人则不食用。《核酸营养学》、《神奇的核酸》、《DNA核酸健康法》、《从生到老支配的物质――核酸》等等一大批科普专著纷纷出版,日本的医学家、营养学家现在称核酸为生命的第7要素。日本核酸专家说:“核酸是上个世纪末发现的营养素,也是人类最终的营养素。”而我们现在对核酸营养的研究和对大众的核酸营养的普及,与世界上发达国家有很大的差距,我们必须迎头赶上。
三、细胞与酵素(酶)
1.什么是酵素:酵素就是生物化学的触媒剂。
2.酵素的来源:主要是细胞本身产生和细胞外食物的补充。
3.细胞营养与酵素的关系:细胞的生命活动,主要分为2个方面:一个是营养的吸收;一个是细胞的代谢。细胞营养的吸收和代谢,由于酵素的参与,它才能完成。那么,消化酵素少了,细胞的功能就会出现细胞吸收功能的障碍,无论什么营养的物质,细胞都吸收不了;代谢酵素少了,细胞功能就会出现代谢障碍,各种代谢疾病就会出现。用一个简单的比喻来解释这种情况。如果你想盖房子,你就得把所有要用的材料拿来:木头、钉子、水泥、砖、砂浆,绝缘材料、电线,屋顶用的材料,等等。但是,仅仅把所有这些材料放在一起并不能使房子建好,除非建筑工人把这些材料组装起来,房子才能建好。不管材料有多么丰富,也不管材料的质量有多好,没有建筑工人,房子是盖不起来的。代谢酵素就是你体内的“建筑工人”,没有它们,细胞也起不了应起的作用。
4.酵素(酶)决定细胞寿命和老化:细胞中的酵素(酶)就像汽车中使用的电瓶,用一点少一点,需要每天补充。打个比方,你出生之际,你得到了一个银行账户,里面有你整个一生所需要的一定数量的钱,你可以从里面取钱,但不能往里存钱。你可以谨慎地使用那笔钱,并尽量使它维持足够长的时间;你也可以大肆挥霍它,并尽快用完它。代谢酵素也是如此,这是一个极为简单的等式。你索取和消化的代谢酵素越多,你就越不健康,你的寿命也就越短。你索取和消耗的代谢酵素越少,你就越健康,你的寿命也就越长。
5.怎样补充酵素和减少酵素的消耗:补充酵素,就是提倡食补,食物尽量生吃。生的食物是有生命的;熟的食物加热到48℃以上,酵素都被破坏了,就没有生命了。美国有一个最著名的“波廷杰的猫”试验,最能说明这个问题。弗朗西斯・波廷杰博士小心翼翼地对900只猫进行了整整十年的控制饮食试验,他只用生熟两类食物来喂养这些猫,结果证明活的、未烹调过的食物比烹调过的食物具有绝对的优势。那些只吃活的、新鲜食物的猫每年都产下健康的小猫,它们非常健康,从不生病,而且没有过早死亡情况的发生,那些死去的猫都是因为年龄太大而正常死亡的。然而,那些吃同样的、只不过是烹调过的食物的猫,却患上了诸如人类所患的各类现代病――心脏病、癌症、肾病、甲状腺疾病、肺炎、瘫痪、掉牙、关节炎、减退、腹泻、易怒、肝损伤以及骨质疏松症等。这些猫的粪便毒性很大,以致于在用过它们施肥的土壤里甚至连杂草都长不出来。而在只吃活的、新鲜食物的猫排粪便的地方,杂草生长茂盛。该试验得出了如下重要结论:只吃熟食的猫产下的第一代小猫不仅有病,而且行为不正常;第二代小猫往往一出生就患病或死亡;到第三代时母猫已经无法生育了。波廷杰博士对小白鼠做了同样的试验,试验结果与在猫身上得出的结果惊人地一致。我们提倡生食,并不是让我们回到原始状态,也没有那个必要,现代科学已经解决了这个问题。就是直接补充经过萃取的酵素营养物质。
6.酵素对细胞的好处:如果把细胞比喻成灯泡,那么酵素就是电流,没有通电的灯泡不会发光,同样没有酵素的细胞,就没有生命。
健康的细胞需要碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质、几丁聚糖、核酸,还有酵素。它们是细胞的生命要素,如果把细胞比喻成生命的大厦,那么,它们就是支撑大厦的基石,任何元素的缺失或损害,细胞大厦就不会稳固,缺失了任何一个,“大厦”都会倒塌,所以营养是健康的基石,是我们生命当中的不可或缺的。
四、 细胞与益生菌(乳酸菌、双歧乳酸杆菌)
细胞需要的是重要营养素,其能提供充足均衡的营养,细胞功能才能得到发挥,这虽然极其重要,但是还不够,健康的细胞需要一个良好的生态环境,才能充分发挥细胞的健康作用,所以我们要认识细胞的另外一个朋友――益生菌。
过去人类没有这个健康概念,认为细菌都是敌人,所以见菌就杀。抗菌素的出现,使许多传染病消失,功不可没。可是抗菌素出现50年以后,抗菌效果越来越弱了,反而使细菌的耐药性越来越强,药物的毒副作用也日益显露出来。上个世纪60年代人们才发现,细菌中不都是坏人,还有使我们健康的乳酸菌、双歧杆乳酸菌,它们是我们健康的朋友,可是我们滥杀无辜,把它们也消灭了,这造成人们免疫力下降。更大菌群的失调,破坏了人体的生态环境。
健康的生态环境应是在细胞里益生菌占99%,有害菌占1%,细胞的数量是60兆。而细菌的数量是100兆,要是把这么多的细菌排成一列,就会长达10万公里,足以绕地球两周。目前已知细菌的种类至少在100种以上,而这么多细菌主要分布在皮肤、口腔、肠道、泌尿系统的黏膜上,这也是构成我们的免疫系统的第一道防线。
为什么新的预防医学理论说人的健康始于肠道?因为细菌80%是分布在肠道上,如果益生菌占上风,人就健康;如果有害菌占上风,我们的身体就得病,因为益生菌会分泌许多对我们健康有益的东西:如酵素、B族维生素、抑菌素。而有害菌也能分泌许多对我们身体有害的毒素,污染我们的血液,以至于会造成我们得的许多疾病。所以我们要认识益生菌,了解益生菌。
五、细胞健康的管理者是我们自己