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酸体乃百病之源第一章——生命与代谢概论

酸碱平衡理论 admin 163浏览 0评论

我们在田间散步,展现在眼前的是大自然那 最佳的倩影。青青河边草,小鸟在啾鸣,蝴蝶在起 舞,鹿群在柳树间悠闲地吃草,一只兔子从草丛中 冒出,随即闪电般地俯冲下苍鹰身负猎物呼啸而 去,在黄雀的唠叨鸣叫中大自然又恢复了宁静。这就是一幅自然的生命之曲。

生命是什么?这是一个非常神秘而又复杂的问 题。说它复杂,是因为生命包含了大量状态很不相 同的现象。比如人是生命,人肠道里的细菌也是生 命,肆虐一时变化多端的“非典”与禽流感病毒亦 是生命。正因为如此,许多生物学家恰巧视复杂状 态和形形色色为有生命者的基本特征之一。

有人说,这有什么不好定义的?生命就是活 着的物质。这样说虽然看似有理,但实际上却不那 么尽然。因为有生命者和无生命者不是那么泾渭分 明地容易分清的。比如,单个病毒能在适当的环境 中——利用寄生机体的新陈代谢——繁殖,其增生 的急剧程度会造成整个被它寄生的有机体走向死 亡。病毒具有惟有咋生物身上能找到的特征,其存 在始终与环境性质息息相关。但另一方面,病毒不 过是一定成分和形态的由化学元素组成的颗粒。与矿物质相似,甚至可以结晶。在这个意义上讲,病 毒好似又摆脱了任何关于“活着”这一概念的定 义。但是病毒颗粒还能毫无困难地分解为单个的分 子,并把后者(在丧失原有个性的情况下)随时合 成为传染性的单位。就此而言,生与死在此失去了 其惯常的意义。

我们的前辈,百岁生物化学营养学家郑集教授 对生命现象有自己的独到见解。他认为生命这个名 词含义抽象,可以从生命物体的特征方面下定义, 即凡具有生命特征的个体都是生命的机体或称生 物。

生命机体的特征是什么呢?主要有代谢、生 长、生殖和敏感性、遗传等几种,其中最重要的是 代谢。也可以说,凡具有代谢特征的物体皆有生 命。一个生物由生到死的过程中所呈现的一切现 象,即为该生物的生命现象。

早在百年之前,恩格斯为生命定义为:“生命 是蛋白体存在的形式。”这一精辟的论断为以下章 节中讨论酸碱平衡对代i射病影响的核心是生物催化 剂酶和各种功能的蛋白质指引了大方向。

一个生物的生命发源于细胞。低等生物由一个细胞直接分裂成新的个体。高等生物则由同一”h 受精卵细胞分裂、发育成为新个体。故髙等生物的 生命实源自受精卵,以后再经细胞分裂、分化等过 程,聚细胞而成组织,聚组织而成器官,聚器官而 成个体,由细胞、组织和器官的协调作用而产生个 体的生命现象。

每个真核细胞中都有细胞核,每个细胞核中 都有自己独特的基因。基因就是可以传递遗传信息 的脱氧核糖核酸(DNA)。运用限制性内切核酸酶 及DNA链接酶可将基因插入到病毒DNA或质粒(大 肠杆菌)中去,构成DNA的重组分子。这些重组的 DNA分子在适宜的宿主细胞中可以复制与表达,以及基因无性繁殖(cloning)——– 克隆(clone)。“克隆”是当前广泛流行的一个时尚名词,尤其是在生 命科学领域中引起时代的突破和新的生命观念,这 使得基因组分析也得到了很好的发展基础,以至可 能使用这些手段制出转基因动物、转基因植物,以 提供人类新的营养源、新的食物,甚至可能克隆人 类本身。生命的概念面临着突破性的挑战。

代谢在机体特征中起着重要作用,是因为生物 的代谢是在细胞的原生质中进行的。有生命的原生质是复杂而有组织的胶态体系,其中多种化学、物 理变化有条理地同时进行。胶态是活原生质的必需 条件。胶态一经破坏(如凝固),细胞的生命即行 终止而致死亡。一个组织的细胞全死了,则该组织 即坏死。一个器官的组织如果都死了,则该器官的 生命即终止。一个机体的主要器官如果已死,则个 体的生命即告终止而导致死亡。实际上,这种死亡 的造成是原生质停止了代谢的结果。归根到底仍是 蛋白质为主导因素。

“新陈代i射是一种重要的生物进化能力系统。 我们知道,生命系统中,一切细胞都有物质代谢, 或者说得更确切为新陈代谢——因为首要须视(自 由)能量的基础代谢,这是每类生命的必要前提。 惟有通过自由能量的持续基础代谢,系统才能不断 更新并防止下降至热动力平衡状态,即埃尔文•施 勒丁格尔确切地所指的死亡状态。”

现在学术界通常把新陈代谢、再现和遗传变异 视为生命结构形成的三大先决条件。但是,对生物 学反应系统动力的一种定量理论处理表明,并非每 种再现和遗传变异都会导致无限地形成有进化能力 的-统,惟有新陈代谢是必不可少的先决条件。

 

新陈代谢是一种物质代谢,它是与能量代谢相 伴而行的。根据生物利用什么样的物质作为碳源和能源,可将生物分为异养生物和自养生物两大类。人、动 物和某些微生物属于异养生物,它们都需要从环境 中摄取有机物质作为养料提供碳源和能源。摄取的 养料在体内经过一系列化学变化,变为机体本身所 特有的物质,这个过程称为同化作用。同时,体内 原有的物质又不断地分解,变为机体所不需要的废 物排出体外,这个过程为异化作用。生物体借助于 同化作用和异化作用,不断地与外界环境进行物质 交换。从大自然生物中,我们可以明显地看到这种 区别:人体和动物机体从环境中取得氧气、水和食 物,又把代i射产生的二氧化碳、水和其他排泄物排 到环境中去。

 

绿色植物从环境中取得二氧化碳和水,并利用 太阳光能,通过光合作用,合成机体的糖类物质, 并发出氧气。绿色植物同样要进行呼吸作用,消 耗氧和有机物,并产生植物体生理活动所需要的能量‘単微生物的生活方式是多种多样的,有的自养, 有的异样,同时和它们周围的环境进行不断的物质 交换。

生物的这种物质交换过程称为物质代谢。实际 上,机体内的所有成分都是通过物质代谢不断除旧 更新的,所以物质代谢又叫做新陈代谢。

在生物机体内的各种化学变化过程中,凡是 由较小分子转变为较大分子的物质代谢过程都称为 合成代谢;反之,由大分子转变为小分子的物质代 谢过程称为分解代谢。一般说来,物质代谢中的同 化作用主要是合成代谢,异化作用主要是分解代谢 (但这也不是绝对的,同化作用中也有分解代谢, 异化作用中也有合成代谢)。无论是合成代谢还是 分解代谢,都要逐步进行的,是有许多中间反应组 成的。这一连串的中间反应过程称为中间代谢。在 物质代i射过程中,总伴随着能量的变化,即能量代 谢。物质代谢和能量代谢是密切联系在一起的,同 化作用和异化作用这对矛盾的两方面也存在一定的 联系。正是因为同化作用和异化作用的对立统一过 程,组成了生物机体的新陈代谢过程。

机体内的各种物质都具有合成代谢和分解代谢。这是无论哪一种生物都要做的事。代谢需要催 化动力。生物机体中各种代i射反应都是由酶来促进的。各种酶的催化作用各有不同。而酶的活性,即 它们促进代谢的力量又受到许多因素(例如某些金 属离子、光热、维生素和代i射产物等)的控制,这些 因素在一定条件下会对某一种酶起到激活或抑制作 用。酶的本质是蛋白质,各种因素也就影响蛋白质 的存在形式,因而影响生命现象。尤其酸碱失去平 衡,使人体偏离了正常的弱碱性,将百病丛生。在 正常情况下,各种代谢调节因素都能恰如其分地满 足机体的需要,使机体中复杂的代i射有条不紊地按 一定途径进行,而且彼此相互协调,相互制约,以 维持正常生命现象。有关代谢的化学控制机理是很 复杂的,本书将另设章节进一步探讨。

人体的代谢是一个极其复杂的化学过程与物 质转换过程,而且正常的代i射作用都是由多种蛋白 质自动调节的。因此,正常人的体温为37°C,血液 的pH值为7.36〜7.44,血糖为3.61〜6.1111111〇1/1^。这些 生理常数之所以能维持稳定是各有原因的^血糖水 平是由胰岛素和肾上腺素两种激素维持的,血糖高 了,胰岛素就促进血中葡萄糖变为肝糖原储存起来;血糖低了,肾上腺素就促进肝糖转变为血糖。 由于这两种激素分泌的协调,故血糖含量能保持正 常数值。血液的pH值的恒定则只要依靠血液中所含 的多种缓冲剂的调节作用,肾脏与肝脏亦有辅助调 节作用,但是pH值的主要调节因素是摄入的酸碱性 食物经消化道消化吸收后经组织细胞代谢的最终产 物。气体代谢则由肺调节。

膳食是人体代谢的物质基础,决定一种膳食是 否适合营养学原理而有利于代谢,第一当视其所含 之各种人体必需的营养物质如碳水化合物、脂肪、 蛋白质、矿物质及维生素等是否充足,如果摄入适 当,则身体不至于缺乏营养;第二当视各种食物之 配合及烹调方法是否适宜,若进餐方式适当,则可 保证在最低经济条件下得到比较合适营养之食物; 第三就是在摄入食物时应当注意酸碱性食物之适当 搭配,以保持血液的PH值的正常范围,即偏碱体质。

人体每天要吃进各种各样的食物,既有酸性食 物又有碱性食物,通过代谢,人体体液中产生了脱 氢氧化与加氢还原的氧化还原过程,释放出的氢可 能形成水,每形成一个水分子,产生3个三磷酸腺苷(ATP)能量以维持生命的活动。经过不断的产 生和排出,代i射过程维持着相对的平衡,使体液的 pH值经常保持弱碱性。此外,体液中的蛋白质、氨 基酸,呼吸系统和泌尿系统形成的缓冲系统也参与 调节酸碱平衡的过程。当酸性或碱性物质进入人体 或因代i射过程产生酸性或碱性代i射产物而影响酸碱 度时,血液缓冲系统首先发生化学反应,继而由呼 吸系统调节将碳酸分解成二氧化碳而排出,肾脏则 调节酸碱类物质(保钾排钠)以达到酸碱平衡。在 酸碱平衡的情况下,人体各组织中酶的活动和生化 活动才能正常,以保持各脏器的生理功能。

但是,由于种种原因,人体体液中的酸碱度超 出了缓冲和调节能力,就会产生平衡障碍,这时就 必须由饮食源头上适当调理,以改变失衡状态,这 是最合理、最自然,也是最经济的。因此,食物不 仅供给人体代谢所需原料进行物质代谢,产生人体 活动所需的各种能量,提供营养成分,而且还有调节人体体液的作用。

活的机体是由本质上属于无生命的分子所构 成的,无生命的物质也由无生命的分子所构成。为 什么在组成上相似而生物体与非生物体有根本的区别呢?为了回答这个问题,曾有过很多种说法,甚 至是迷信的说法。到现代,科学上给出了正确的说 法。生物体与非生物体的区别在于:生命活机体内1 的分子不仅遵循那些支配所有各种分子运动的一般 物理和化学原理,而且生物机体还按照另外一套原 理而相互作用,我们将这一套原理称为生命状态中 的分子逻辑。这在非生物界是绝对没有的。在这里 我们是从分子水平上来断定生命的特征,比前面宏观的观念更深一层。由这里看“生命是蛋白体存在的形式”,就是通过蛋白质的结构与功能的相互作 用、相互关系去探寻其分子逻辑,体现生命现象, 这就是本书的主线和特色。

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