從細胞學角度分析營養(yǎng)對健康的重要性課件

從細胞學角度分析從細胞學角度分析1一、關于細胞學發(fā)展及細胞生物學研究方向自從1665年胡克首次提出“細胞”一詞以來，三百多年來，尤其是上個世紀30年代細胞學說創(chuàng)立以來，對于細胞的研究取得了眾多重大成果。著名生物學家威爾遜早在20世紀20年代就提出“一切生物學關鍵問題必須在細胞中的找尋”。細胞是一切生命活動結(jié)構(gòu)與功能，細胞生物學是研究細胞生命活動基本規(guī)律的科學。一、關于細胞學發(fā)展及細胞生物學研究方向自從1665年2細胞生物學的研究范圍廣泛，其核心可歸結(jié)為遺傳和發(fā)育問題。遺傳是在發(fā)育中實現(xiàn)的，而發(fā)育又要以遺傳為基礎。當前細胞生物學的主要發(fā)展趨勢是用分子生物及物理、化學方法，深入研究真核細胞基因組的結(jié)構(gòu)及其表達的調(diào)節(jié)和控制，以期從根本上揭示遺傳和發(fā)育的關系，以及細胞衰老、死亡和癌變的原因等基本生物問題，并為把遺傳工程技術應用到高等生物，改變其遺傳性提供理論依據(jù)。20世紀90年代以來，分子生物學取得很大進展，這些進展促進了細胞結(jié)構(gòu)和功能調(diào)控在分子水平上的研究。細胞生物學的研究范圍廣泛，其核心可歸結(jié)為遺傳和發(fā)育問3目前對細胞研究在方法學上的特點是高度綜合性，使用分子遺傳學手段，對新的結(jié)構(gòu)成分、信號或調(diào)節(jié)因子的基因分離、克隆和測序，經(jīng)改造和重組后，將基因（或蛋白質(zhì)產(chǎn)物）導入細胞內(nèi)，再用細胞生物學方法，如激光共聚焦顯微鏡、電鏡、免疫細胞學和原位雜交等，研究這些基因表達情況或蛋白質(zhì)在活細胞或離體系統(tǒng)內(nèi)的作用。目前對細胞研究在方法學上的特點是高度綜合性，使用分子4分子遺傳學方法和細胞生物學的形態(tài)定位方法緊密結(jié)合，已成為當代細胞生物學研究方法學上的特點。另一方面，用分子遺化學和基因工程方法，如重組DNA技術、PCR、同源重組和轉(zhuǎn)基因動植物等，對高等生物發(fā)育的研究也取得出乎意料的驚人進展。對高等生物發(fā)育過程，從卵子發(fā)生、成熟、模式形成和形態(tài)發(fā)生等方面，在基因水平的研究正全面展開并取得巨大進展。分子遺傳學方法和細胞生物學的形態(tài)定位方法緊密結(jié)合，已5自從“人類基因組計劃”實施以來，取得了出乎意料的迅速進展。2000年6月，國際人類基因組計劃發(fā)布了“人類基因組工作框架圖”，可稱之為“人類基因草圖”，這個草圖實際上涵蓋了人類基因組97%以上的信息。從“人類基因組工作框架圖”中我們可以知道這部“天書”是怎樣寫的和用什么符號寫的。自從“人類基因組計劃”實施以來，取得了出乎意料的迅速62001年2月，包括中國在內(nèi)的六國科學家發(fā)布人類基因組圖譜的“基本信息”，這說明人類現(xiàn)在不僅知道這部“天書”是用什么符號寫的，而且已經(jīng)基本讀懂了這部“天書”。其他典型生物的基因組研究有的正在進行。在對從低等到高等的不同生物門類的基因組、調(diào)控基因群，以及發(fā)育調(diào)控模式比較研究的基礎上，已開始對發(fā)育和進化的關系進行探索。在基因和細胞水平，對遺傳、發(fā)育和進化關系的探索已展現(xiàn)出樂觀的前景。2001年2月，包括中國在內(nèi)的六國科學家發(fā)布人類基因7“后基因時代”的生物學任務是基因組功能的研究，即對細胞基因表達譜和蛋白質(zhì)譜的研究，這些都將從根本上影響未來細胞生物學的發(fā)展趨向。正如過去各種生命現(xiàn)象的奧秘都要從細胞結(jié)構(gòu)和功能活動中尋求解答一樣，目前對細胞的結(jié)構(gòu)和功能，也要從基因組的結(jié)構(gòu)和功能活動中尋求解答?；?、細胞和發(fā)育將是貫穿細胞生物學研究的主線?！昂蠡驎r代”的生物學任務是基因組功能的研究，即對細8真核細胞基因組結(jié)構(gòu)及其功能調(diào)節(jié)器控，是未來細胞生物學研究的核心問題。另一方面是基因產(chǎn)物如何構(gòu)建細胞結(jié)構(gòu)，以及如何調(diào)節(jié)和行使細胞功能。細胞生物學和分子生物學將在對這兩方面的研究中結(jié)合在一起，構(gòu)成新世紀細胞學研究的主要內(nèi)容——分子細胞生物學。真核細胞基因組結(jié)構(gòu)及其功能調(diào)節(jié)器控，是未來細胞生物學9二、人體生命起始于一個單細胞

——受精卵生命始于一個單細胞——受精卵。受精卵經(jīng)過很多次分裂，細胞數(shù)目急劇增多，這些細胞漸漸長大成熟，在適當?shù)臅r間變成適當?shù)募毎愋?，形成了體內(nèi)的各種組織器官，這是器官發(fā)育過程。二、人體生命起始于一個單細胞

——受精卵生命始于一個10在這一過程中，與細胞生長緊密相隨的是細胞的死亡，細胞死亡在個體發(fā)育中也是必不可少的，它使得一些細胞在完成自己的使命后自然淘汰消失，細胞這種正常的主動死亡過程稱為程序性細胞死亡。當個體發(fā)育成熟后，這種細胞生長及死亡的動態(tài)平衡也同樣存在于機體中，使機體內(nèi)各種組織的細胞數(shù)目維持在一個恒定水平，從而保證了機體各種生理能正常進行。在這一過程中，與細胞生長緊密相隨的是細胞的死亡，細胞11細胞是一個統(tǒng)一的整體，只有保持完整性，才能維持正常生命活動。細胞壁分布：植物細胞特有成分：纖維素、果膠功能：支持和保護細胞細胞膜結(jié)構(gòu)：雙層磷脂為基本骨架，蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿或覆蓋其內(nèi)外兩側(cè)結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性功能：保護、控制物質(zhì)進出細胞；細胞識別；分泌、排泄、免疫等功能特性：選擇透過性細胞質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)含物細胞器（細胞質(zhì)中，具有一定結(jié)構(gòu)和特殊生理功能的“小器官”）功能：活細胞新陳代謝的主要場所細胞核結(jié)構(gòu)核膜：雙層；有核孔，是大分子物質(zhì)出入細胞核的通道功能：遺傳物質(zhì)貯存和復制的場所核液核仁：與DNA合成有關染色質(zhì)：同DNA和蛋白質(zhì)組成，與染色體是同一物質(zhì)不同時期的兩種形態(tài)細胞是一個統(tǒng)一的整體，只有保持完整性，才能維持正12四、一切疾病的根源

——細胞出問題長期以來，我們關注的焦點都是疾病之間的因果聯(lián)系。比如，某人是心臟病患者，膽固醇偏高，還有高血壓等，我們似乎總要為發(fā)生的一切事情給出某種簡單的解釋。說到人的身體，我們忽略了這樣一個簡單的事實：細胞才是“一切事情”發(fā)生的根據(jù)。身體任何重大疾病的出現(xiàn)，都始于單個的細胞。一切疾病根源——細胞出問題！四、一切疾病的根源

——細胞出問題長期以來，我們關注13五、細胞因素對人體健康的重要性細胞和工廠具有很強的類比性。工廠的大門朝向公路，卡車可由此進入工廠，開到卸貨區(qū)域，將加工的原材料運到相應的車間，工人們用各種機器再將它們加工成產(chǎn)品。當然，工廠需要持續(xù)穩(wěn)定的電力供應。工廠還要有堅固的圍墻用以防洪、防盜。五、細胞因素對人體健康的重要性細胞和工廠具有很強的類14以老板為首的管理小組在各自的辦公室里辦公，不斷地給工人發(fā)出指令；質(zhì)量控制小組也有辦公室，進行各項產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控；衛(wèi)生與安全監(jiān)督小組同保衛(wèi)部門一道維護職工的健康，確保員工、財產(chǎn)和產(chǎn)品的安全；清潔養(yǎng)護小組確保工廠的一塵不染，將廢物運出工廠，運到遠離廠區(qū)的地方加以處理；管理小組還要不斷地組織物品運進工廠，確保原材料供應正常，使原材料不會堆積過多也不會供應不足，以獲得最佳效益。以老板為首的管理小組在各自的辦公室里辦公，不斷地給工15許多工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品雖各不相同，但大同小異。同一國家的各個城市、同一城市的各個區(qū)域、同一區(qū)域的各個片區(qū)、同一片區(qū)的各個工廠之間有著暢通的交通網(wǎng)絡。人類向大自然學到的智慧如此之多，令人驚詫不已。我們這個社會的運轉(zhuǎn)方式，同人的肌體乃至細胞的運轉(zhuǎn)方式毫無二致。許多工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品雖各不相同，但大同小異。同一國家的16

肌體里的道路就是血管。通過血管運送到細胞的產(chǎn)品，既有常量營養(yǎng)素（脂肪、糖、蛋白質(zhì)），也有微量營養(yǎng)素（維生素、礦物質(zhì)、微量元素）。如果這些產(chǎn)品不能正常供應，細胞就不能有效地運轉(zhuǎn)，很快就會產(chǎn)生某種疾病。肌體里的道路就是血管。通過血管運送到細胞的產(chǎn)17氧對肌體細胞來說是至關重要的，它由血紅蛋白里的紅細胞輸送，透過細胞膜進入細胞，到達生成能量的線粒體。線粒體燃燒氧，分解脂肪、糖以及少量的蛋白質(zhì)（主要燃料），生產(chǎn)出能量的主要發(fā)生器三磷酸腺苷（ATP）。請不要著急，我講的這些內(nèi)容是很重要的。氧對肌體細胞來說是至關重要的，它由血紅蛋白里的紅細胞18細胞壁（細胞膜）75%的物質(zhì)是脂肪，主要是磷脂。這些脂肪要由各種有益脂肪組成，包括ω-3和ω-6基本脂肪酸，以及大量的飽和脂肪和膽固醇。如果細胞膜功能失常，那么各種營養(yǎng)物質(zhì)（運送的產(chǎn)品）就很難正常地進入細胞，為細胞提供養(yǎng)料。如果細胞膜里這兩種基本脂肪酸的含量不正常，它就無法將適量的營養(yǎng)物質(zhì)輸送到細胞的各個區(qū)域進行正常加工。細胞壁（細胞膜）75%的物質(zhì)是脂肪，主要是磷脂。這些19肝臟具有很多種功能，是肌體的主要工廠。一個人的肝臟被取掉后，24小時內(nèi)就會死亡。將營養(yǎng)物質(zhì)和其他物持輸送到身體各個部位的各種蛋白質(zhì)，也都由肝臟合成。缺少了水溶性的白蛋白，許多物質(zhì)將“整裝待發(fā)，卻無路可去?！备闻K不但能夠合成大量的從物質(zhì)輸送到血液凝結(jié)的多種蛋白質(zhì)，而且也是通過膽汁清除物質(zhì)的重要部位。許多人通宵狂飲烈酒后，會一連幾天感到極度不適，這是因為肝臟功能受到了極大影響，過量酒精附帶產(chǎn)生的物質(zhì)還沒有被清除干凈。肝臟具有很多種功能，是肌體的主要工廠。一個人的肝臟20肌肉的功能當然是運動。肌肉細胞能夠產(chǎn)生一系列的蛋白質(zhì)，使肌肉在身體需要的時候伸縮自如。這些蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，需要不斷地供應氨基酸（蛋白質(zhì)的分解物）。有些氨基酸可以在體內(nèi)合成，而有些氨基酸只能從飲食中獲得。細胞核控制著蛋白質(zhì)的生產(chǎn)、細胞分裂等活動，也控制著細胞的DNA生產(chǎn)和細胞分裂的時間。肌肉的功能當然是運動。肌肉細胞能夠產(chǎn)生一系列的蛋白質(zhì)21幾乎所有的肌體細胞都有控制室，即細胞核。這是管理小組工作的地方。沒有了細胞核，細胞將喪失所有功能。氧氣、二氧化碳等物質(zhì)可以自行進出細胞。二氧化碳是細胞生產(chǎn)能量時生成的主要副產(chǎn)品。它必須由失氧的紅細胞運回肺里，通過呼吸排出體外。葡萄糖等物質(zhì)需要借助能量才能進入細胞，它附著在細胞表面像鎖一樣的受體上，然后由受體運到生產(chǎn)車間——細胞質(zhì)。幾乎所有的肌體細胞都有控制室，即細胞核。這是管理小組22由各種白細胞及其產(chǎn)生的化學物質(zhì)組成的免疫系統(tǒng)，是細胞的保鏢和衛(wèi)生安全官，它清除體內(nèi)各種副產(chǎn)物，確保沒有外表物質(zhì)攻擊細胞。同體內(nèi)其他細胞一樣，白細胞也能制造蛋白質(zhì)，保持自身的健康。白細胞的組成成分T（淋巴）細胞和B（淋巴）細胞是移動的神經(jīng)系統(tǒng)。它們有獨特的思維程序，有容量極大記憶庫，記錄了幾個世紀以來人類感染過的多種病菌，能生成新的殺傷機制，摧毀侵入的細菌、病毒及其他外來物質(zhì)。由各種白細胞及其產(chǎn)生的化學物質(zhì)組成的免疫系統(tǒng)，是細23T（淋巴）細胞產(chǎn)生的化學物質(zhì)能摧毀多種病毒和腫瘤，而B（淋巴）細胞更適合于生產(chǎn)各種抗體。其他許多白細胞也有多種功能，有些是針對急性細菌感染的，有些則是針對各種過敏反應的。合成脂肪和合成糖類進入身體系統(tǒng)后，就會出現(xiàn)嚴重的問題。細胞膜無法辨別合成脂肪和天然脂肪。合成脂肪以轉(zhuǎn)脂酸的形式進入肌體后，細胞膜吸收的就是這些轉(zhuǎn)脂酸而不是天然脂肪，因而擾亂了細胞膜的功能，使細胞膜變硬，營養(yǎng)物質(zhì)無法滲過細胞膜。T（淋巴）細胞產(chǎn)生的化學物質(zhì)能摧毀多種病毒和腫瘤，而24細胞內(nèi)部就會缺乏營養(yǎng)，無法正常發(fā)揮作用。因此，細胞缺乏能量，我們的肌體也就缺乏能量。我們感到疲勞，就是細胞缺乏能量所致。最常見也最快速的能量來源是什么呢？那就是糖類。如果細胞膜的功能受到擾亂，沒有營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞，那么，肌體就需要整天不斷地補充糖分來克服細胞慢性營養(yǎng)不良，于是我們就對碳水化合物（糖類）上癮了。如果細胞膜功能失常，那么位于細胞表面，容許糖類、脂肪和蛋白質(zhì)進入細胞的蛋白質(zhì)受體，也就不能正常發(fā)揮作用了。細胞內(nèi)部就會缺乏營養(yǎng)，無法正常發(fā)揮作用。因此，細胞缺25胰島素是主要的門衛(wèi)，它容許糖類進入細胞，也容許少量的脂肪和蛋白質(zhì)進入細胞。當細胞的功能受到擾亂后，我們的肌體做出的反應是產(chǎn)生更多的胰島素。于是肌體就對胰島素不生耐受性，血流中的胰島素水平就升高。過多的胰島素帶來的主要后果是脂肪的儲積。無法進入細胞的糖分以脂肪的形式儲存在脂肪細胞里，我們的身體也就發(fā)胖。胰島素是主要的門衛(wèi)，它容許糖類進入細胞，也容許少量的26你們可以看到這樣一個模式：疲勞、嗜好糖類、從飲食中攝入過量的碳水化合物、進入細胞的葡萄糖缺乏而使胰島素水平上升，這些都會引起肥胖、疲勞，最終導致糖尿病的發(fā)生。胰島素也會產(chǎn)生過量的甘油三酸酯，細胞膜功能紊亂也會使膽固醇甘油三酸酯水平上升。另外，細胞膜功能紊亂還會引起血壓升高。你們可以看到這樣一個模式：疲勞、嗜好糖類、從飲食中攝27糖類、蛋白質(zhì)和脂肪無法進入細胞，它們就以糖、蛋白質(zhì)、脂肪性的斑塊（也叫“糖基化成品”）的形成儲存起來，它們在糖尿病患者身上更為明顯，但是非糖尿病人的體內(nèi)也會出現(xiàn)。細胞缺乏營養(yǎng)就破壞了ＤＮＡ的正常功能，于是細胞核就將錯誤的信息輸入細胞，導致細胞癌變。糖類、蛋白質(zhì)和脂肪無法進入細胞，它們就以糖、蛋白質(zhì)、28健康細胞的新陳代謝狀況：蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪蛋白質(zhì)血管細胞核細胞膜（75％脂肪）受體細胞葡萄糖健康細胞的新陳代謝狀況：蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪蛋白質(zhì)血管細胞核細胞29非健康細胞（受損于形成蛋白質(zhì)、糖、脂肪性斑塊的合成脂肪）狀況：葡萄糖蛋白質(zhì)脂肪胰島素轉(zhuǎn)脂酸（合成脂肪）非健康細胞（受損于形成蛋白質(zhì)、糖、脂肪性斑塊的合成脂肪）狀況30人體由細胞組成，細胞構(gòu)成組織，組織構(gòu)成器官，器官構(gòu)成人體系統(tǒng)。細胞的健康決定了人的健康。構(gòu)成細胞的物質(zhì)來自于我們所攝取的食物中的營養(yǎng)物質(zhì)，它以被人體利用，滋養(yǎng)我們體內(nèi)的細胞。