無機(jī)化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用范文

時(shí)間:2024-01-06 10:29:41

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無機(jī)化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

篇1

生物無機(jī)化學(xué)是由無機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、臨床化學(xué)和醫(yī)學(xué)交叉融合而發(fā)展起來的一門新型邊緣學(xué)科,在分子水平甚至量子水平上,研究和闡明生物體內(nèi)生物大分子配體與無機(jī)元素有關(guān)的各種相互作用的學(xué)科[1]。它包括兩個(gè)主要部分:一是研究生物體中天然存在的無機(jī)元素,二是把金屬引入生物體系中作為探針和藥物。

1 藥學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)中滲透生物無機(jī)化學(xué)的重要性

在我國很多醫(yī)藥院校的藥學(xué)專業(yè)中,藥學(xué)教育的模式一直是化學(xué)模式。由于,無機(jī)化學(xué)的理論學(xué)習(xí)中要求記憶的東西很多,較枯燥,導(dǎo)致了很大一部分同學(xué)在學(xué)不到一半的時(shí)候就放松了學(xué)習(xí),明顯影響學(xué)習(xí)效果。如果能夠在教學(xué)過程中有意識地引進(jìn)一些生物無機(jī)化學(xué)的新知識、研究的前沿和熱點(diǎn)問題,及相關(guān)的人文科學(xué)知識,將大大提高藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)的興趣,為提高其綜合素質(zhì)和培養(yǎng)其創(chuàng)新能力提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在我國的一些院校的化學(xué)系開設(shè)了生物無機(jī)化學(xué)的選修課程。但是對于藥學(xué)專業(yè)進(jìn)行生物無機(jī)化學(xué)教學(xué)受到學(xué)制短、化學(xué)課課時(shí)少及化學(xué)和生物化學(xué)基礎(chǔ)知識差等客觀條件的限制。為解決這個(gè)問題,可以在學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)的過程中有意識地滲透一些生物無機(jī)化學(xué)方面的知識,以達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等的效果。

2 在藥學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)中滲透生物無機(jī)化學(xué)的內(nèi)容

在藥學(xué)專業(yè)使用的無機(jī)化學(xué)教材中,隱含著豐富的生物無機(jī)化學(xué)教育內(nèi)容[2](圖1),教師要有計(jì)劃地把這些知識滲透到教學(xué)過程中去,使學(xué)生在學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)知識的同時(shí),獲得更多與藥學(xué)相關(guān)的知識。因此在備課時(shí),教師需要熟讀教材,找準(zhǔn)無機(jī)學(xué)化各章節(jié)中滲透生物無機(jī)化學(xué)知識的結(jié)合點(diǎn)。

2.1 緒論部分

無機(jī)化學(xué)是一門理論性較強(qiáng)、較抽象的課程。在緒論課時(shí),教師適當(dāng)?shù)臐B透一些無機(jī)藥物方面的知識(表1),將對提本文由收集整理高學(xué)生學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)的興趣起到事半功倍的效果。

2.2常見非金屬元素及其化合物

非金屬元素的生物無機(jī)化學(xué)的內(nèi)容相對偏少,但也還是存在足夠的可講的知識點(diǎn)。如,三位科學(xué)家由于發(fā)現(xiàn)一氧化氮作為人體中一種重要的信號分子而于1998年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。一氧化氮是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的氣體信號分子。一氧化氮是隨血液存在于人體各處,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮參與的生命活動非常廣泛,在神經(jīng)、免疫、呼吸等系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。人的機(jī)體內(nèi)有很多信號系統(tǒng),它們可以調(diào)節(jié)全身的血管網(wǎng)絡(luò),一氧化氮可以使微循環(huán)暢通,保證含氧血運(yùn)送到人體各組織和器官當(dāng)中,讓人體血壓保持在適當(dāng)水平。人體內(nèi)生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何細(xì)胞,到達(dá)任何組織,使信息從人體某一部分,傳至其他部分,行使著傳輸信號的功能。這樣使血管擴(kuò)張,幫助控制血液流向人體的各個(gè)部位,以起到保持血管清潔、預(yù)防中風(fēng)、維持正常血壓的作用,有效減輕心臟負(fù)擔(dān),從而達(dá)到預(yù)防心臟病的效果。這就是一氧化氮作為信號分子的作用。

2.3 常見金屬及其化合物

人們對于微量元素的作用遠(yuǎn)不如對維生素那樣熟悉。然而,微量元素對于生命的作用要比維生素重要得多,生物體本身無法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成為一個(gè)十分嚴(yán)重的問題。現(xiàn)代研究表明,生物體內(nèi)必需的微量化元素至少有十六七種。而人體內(nèi)有1/4~1/3的酶需要金屬離子參與才能發(fā)揮催功能,這些金屬離子包括fe2+、zn2+、mn2+、cu2+、co2+、mg2+、ca2+等。人們逐漸認(rèn)識到生命活動無不與金屬離子有著千絲萬縷的關(guān)系,即沒有金屬離子就沒有生命。缺乏這些元素,生物體就要發(fā)生各種病變。人體的許多疾病,包括一些地方流行病,往往與微量元素的缺乏或過量有關(guān)(表2)。

2.4 配位化合物

在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中無機(jī)藥物的使用已經(jīng)非常普遍。從生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在醫(yī)學(xué)上占有一席之地,而且涉及多種疾病的診斷和治療。有些具有治療作用的金屬因其毒性大、刺激性強(qiáng)、難吸收等特點(diǎn)而不能直接在臨床上應(yīng)用,若把它們變成配合物就能在一定程度上增強(qiáng)藥效同時(shí)降低其毒性[3-5]。由于形成金屬有機(jī)絡(luò)合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于藥物分子選擇性地進(jìn)入體內(nèi)的一定位置。

本部分可以重點(diǎn)地介紹治療藥物如鉑類抗腫瘤藥物和鉍類抗?jié)兯幬颷6-7],診斷藥物如核磁共振造影劑、放射診斷藥物以及中藥研發(fā)方面遇到的實(shí)際問題。

2.4.1 鉑類配合物作為抗癌藥物的應(yīng)用 20世紀(jì)70年代以來,鉑配合物抗癌功能的研究在國內(nèi)外引起了極大的重視[8-10]。鉑配合物的抗癌活性是基于其對癌細(xì)胞的毒性[8]。現(xiàn)已確定具有順式結(jié)構(gòu)的均顯示抑瘤活性,其中順式二氯·二胺合鉑,簡稱順鉑抗癌活性最高。它不僅能強(qiáng)烈抑制實(shí)驗(yàn)動物腫瘤,而且對人體生殖泌尿系統(tǒng)、頭頸部及其他軟組織的惡性腫瘤有顯著療效,與其他抗癌藥聯(lián)合使用時(shí)具有明顯的協(xié)同作用。目前,我國已生產(chǎn)“順鉑”供應(yīng)市場。由于“順鉑”尚有緩解期短、毒性較大、水溶性較小等缺點(diǎn),經(jīng)過化學(xué)家們的不懈努力,現(xiàn)已制出了與順鉑抗癌活性相近而毒副作用較小的第二代、第三代抗癌金屬配合物藥物[11]。

2.4.2 釓類配合物作為核磁共振造景劑的應(yīng)用 核磁共振造影技術(shù)已成為當(dāng)今臨床診斷中最為有力和安全的檢測手段之一。它對疾病的診斷是通過使用外來的順磁試劑或造影劑而使得正常組織和疾病組織的1h(主要是水)的共振信號產(chǎn)生差別。核磁共振造影劑使得質(zhì)子的弛豫時(shí)間縮短,從而達(dá)到改善組織成像的效果。多數(shù)的核磁造影劑均為gd(ⅲ)、mn(ⅱ)和fe(ⅲ)離子,因?yàn)樗鼈兙哂凶疃嗟奈闯蓪﹄娮雍洼^長的電子自旋弛豫時(shí)間。目前臨床診斷使用的化合物主要有四種,全部是三價(jià)釓的配合物。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上大約每年要進(jìn)行500萬次核磁共振診斷,而其中20%必須使用造影劑,造影劑研究及應(yīng)用的重要性不言而喻。

2.4.3 絡(luò)合作用與中藥的研發(fā) 在天然藥物研究開發(fā)過程中,往往藥物的粗提物具有明顯的生理活性,但是隨著純度的提高,其藥理活性逐漸下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等無機(jī)成分。由于中藥中含有微量金屬元素和氨基酸、皂苷類、黃酮類、多糖類、生物堿等有機(jī)組分。而這些有機(jī)組分含有多個(gè)配位原子,能與微量金屬元素通過多種鍵合作用形成各種復(fù)雜的配合物。它們具有較高的穩(wěn)定性,這對于藥物在體內(nèi)的生物化學(xué)作用具有重要的意義,使之表現(xiàn)出長效、低毒和藥性溫和。

實(shí)際上,中藥的藥理作用是中藥中的有機(jī)組分和無機(jī)組分的共同表現(xiàn),它們的絡(luò)合物往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的藥理活性。例如,博來霉素最早由鏈霉屬真菌中以銅配合物的形式提取出來,只有人們改變了發(fā)酵條件得到了一系列類似物。博來霉素作為抗生素類抗腫瘤藥物在頭頸癌、卵巢癌等的臨床治療中廣泛應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn),博來霉素需要有金屬離子才能產(chǎn)生活性,鐵、鈷、錳、銅等離子的存在使得博來霉素能夠?qū)na進(jìn)行裂解。目前較公認(rèn)的機(jī)制是:博來霉素首先與金屬離子如fe3+結(jié)合,金屬離子結(jié)合的博來霉素發(fā)生構(gòu)型的變化,然后與活化分子氧生成活化態(tài),后者對dna進(jìn)行切割并阻止其復(fù)制。

3 在藥學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)中滲透生物無機(jī)化學(xué)的途徑

3.1 制訂計(jì)劃

在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中滲透生物無機(jī)化學(xué)教育,必須有周密的計(jì)劃,這一方面是為了在有限的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),另一方面也避免了盲目性和隨意性。制訂計(jì)劃力求全、準(zhǔn)確、具體、可行。

3.2 注重滲透方法

擯棄“滿堂灌”的教學(xué)方法,開展啟發(fā)式、自學(xué)式和討論式教學(xué)。在課堂上注重以多媒體授課的優(yōu)勢,充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用和教師的主導(dǎo)作用,講重點(diǎn)、難點(diǎn),給出一些專題,課后學(xué)生廣泛查閱文獻(xiàn),根據(jù)自己的興趣,寫出相關(guān)小綜述,課程結(jié)束時(shí),在課堂上做專題發(fā)言,互相交流,共同提高。這樣,在學(xué)生不僅學(xué)到了知識,更重要的是培養(yǎng)了他們自己獲取知識、分析問題與綜合問題及表達(dá)能力。

3.2.1 講授法 講授法是目前教師采取的主要方法之一,也是最傳統(tǒng)的教學(xué)方法。在化學(xué)教學(xué)過程中,滲透生物無機(jī)化學(xué)教育就是在講授無機(jī)化學(xué)基本知識的同時(shí),把與之相關(guān)的藥學(xué)及生物學(xué)相關(guān)的知識傳授給學(xué)生。

3.2.2多媒體課件展示法 利用多媒體課件,向?qū)W生展示生物無機(jī)化學(xué)相關(guān)的知識。在課件的制作上,采用圖、文、表并茂的方式并盡可能地增加動畫效果,以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性,更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物無機(jī)化學(xué)課程的積極性。如,講解葉綠素的結(jié)構(gòu)及其在生物的光合作用中的作用時(shí)。通過生動形象的動畫效果,讓學(xué)生形象地感受生命中的化學(xué)過程。

篇2

關(guān)鍵詞:醫(yī)用化學(xué) 教學(xué)改革 高職醫(yī)學(xué)

化學(xué)是一門研究物質(zhì)構(gòu)成、性質(zhì)變化規(guī)律的學(xué)科?;瘜W(xué)的應(yīng)用非常廣泛,是培養(yǎng)技術(shù)人才的一門基礎(chǔ)課。高職醫(yī)院學(xué)校的化學(xué)教學(xué)不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識奠定基礎(chǔ),更要培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。從這個(gè)角度出發(fā),高職醫(yī)學(xué)院校的化學(xué)課程應(yīng)該以實(shí)用性化學(xué)知識為切入點(diǎn),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的能力,培養(yǎng)具有較強(qiáng)職業(yè)素養(yǎng)的復(fù)合型人才和應(yīng)用型人才,體現(xiàn)醫(yī)學(xué)院校的人才培養(yǎng)需求。

高職醫(yī)學(xué)院校的《醫(yī)用化學(xué)》主要教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化規(guī)律在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。本課程為醫(yī)學(xué)院校學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程,但是醫(yī)用化學(xué)內(nèi)容繁雜,對學(xué)生而言較難掌握。并且,由于醫(yī)學(xué)院校的特殊性,醫(yī)用化學(xué)面臨課時(shí)縮減、知識猛增的雙重困境。教師在教學(xué)過程中如果陷入照本宣科、死記硬背的泥潭,學(xué)生更不能很好地掌握知識,教師教得痛苦、學(xué)生學(xué)得痛苦。如何在課時(shí)縮減的狀況下,在有限的學(xué)時(shí)之內(nèi),使學(xué)生掌握最基本的醫(yī)用化學(xué)知識,提高他們的創(chuàng)新能力,是當(dāng)前醫(yī)用化學(xué)教學(xué)改革所要解決的首要問題。我們教研室在教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)之上,從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)四個(gè)方面入手,進(jìn)行了有針對性的教學(xué)改革。

一、教學(xué)體系的改革

高職學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱,對于化學(xué)理論知識掌握一般,很多化學(xué)知識處于空白狀態(tài)。如果教師在講課之初直接引入化學(xué)的基本原理和理論,學(xué)生很難接受和掌握,甚至?xí)种疲罱K產(chǎn)生厭學(xué)心理。在充分了解高職醫(yī)學(xué)院?!夺t(yī)用化學(xué)》教學(xué)基本要求和培養(yǎng)目標(biāo)基礎(chǔ)之上,我們對《醫(yī)用化學(xué)》教學(xué)體系做了相應(yīng)的整合。我們的改革理念是建立以“基礎(chǔ)化學(xué)”為先導(dǎo)的課程體系,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革和重組,將基礎(chǔ)化學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行打通和整合。比如,在教學(xué)中打破無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的界限,在上課過程中一邊講授基礎(chǔ)知識,一邊穿插簡單實(shí)用的藥物化學(xué)知識,進(jìn)而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)知識的科學(xué)性和系統(tǒng)性,使學(xué)生自發(fā)認(rèn)識到各學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系,以及醫(yī)用化學(xué)對于各學(xué)科的意義。一些過難的知識,教師要敢于刪減,刪除陳舊的,減少重復(fù)的,在適應(yīng)課時(shí)縮減的同時(shí)使教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)突出,反映前沿知識,提高學(xué)生能力,強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)水平。

二、教學(xué)內(nèi)容的整合

以往我校醫(yī)學(xué)專業(yè)《醫(yī)用化學(xué)》的計(jì)劃學(xué)時(shí)所占比例很大,但是隨著醫(yī)學(xué)專業(yè)的發(fā)展,課時(shí)不斷減少。為了確保知識的完整和夠用,如何在教學(xué)中整合教學(xué)內(nèi)容成為教學(xué)改革的難點(diǎn)。為了更好地對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,本教研室仔細(xì)研究教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)。高職醫(yī)學(xué)院校主要任務(wù)就是培養(yǎng)面向基層的醫(yī)學(xué)應(yīng)用型人才,在這種定位指導(dǎo)下,我們勇敢地摒棄了原來本科院校的壓縮型內(nèi)容體系,大膽地刪除了和本專業(yè)聯(lián)系不密切的內(nèi)容,同時(shí)有選擇地增加了反映近代藥物化學(xué)發(fā)展的新內(nèi)容,增加了和社會發(fā)展較為密切的專業(yè)知識介紹,學(xué)生對此表示歡迎。教學(xué)內(nèi)容的整合打破了書本單一而枯燥的理論教學(xué),便于學(xué)生更好地理解和掌握以及運(yùn)用醫(yī)用化學(xué)基本知識去解答醫(yī)學(xué)專業(yè)課上的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)問題,還能進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)計(jì)算。

為了使教學(xué)內(nèi)容更具有針對性,我們下工夫進(jìn)行了學(xué)情分析,根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和接受能力,選擇難易適中、適用實(shí)用的教學(xué)內(nèi)容。就教學(xué)效果而言,我們?nèi)〉昧顺醪降某晒Αat(yī)用化學(xué)包括有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)兩部分,這兩部分內(nèi)容繁雜。無機(jī)化學(xué)方面,我們側(cè)重物質(zhì)的構(gòu)成和性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、堿金屬、電解質(zhì)和緩沖溶液;有機(jī)化學(xué)方面,我們側(cè)重油脂、維生素、糖類及氨基酸,以適應(yīng)醫(yī)學(xué)的需求。對于空間異構(gòu)等較難的知識則直接忽略。針對醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的要求,我們教研室在授課過程中補(bǔ)充了一些學(xué)科交叉的內(nèi)容,比如食品安全、化學(xué)能源以及合理營養(yǎng)等。對于學(xué)科交叉的知識,我們常以講座的形式進(jìn)行呈現(xiàn),或者布置專題作業(yè),給予學(xué)生自由發(fā)揮的空間。

三、教學(xué)方法的改進(jìn)

化學(xué)教師不得不承認(rèn),當(dāng)前的教育方式和教學(xué)方法相對于社會發(fā)展存在滯后的問題。教師普遍反映學(xué)生不好教,而學(xué)生又普遍認(rèn)為教師教學(xué)方法不具有吸引力。如何使雙方都得到滿足呢?學(xué)生看重能力的培養(yǎng),教師在教學(xué)改進(jìn)方面應(yīng)該正確處理知識和能力之間的關(guān)系。教師應(yīng)該使學(xué)生在掌握醫(yī)用化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識之上,掌握科學(xué)的思維方法,提高思考能力。教學(xué)方法多種多樣,不論哪種教學(xué)方法,最終目的都是能讓學(xué)生掌握基本的知識和提升自身能力。那么什么樣的教學(xué)方法最佳呢?本教研室進(jìn)行了多種教學(xué)方法實(shí)踐,認(rèn)為適合學(xué)生的教學(xué)方法就是最佳的教學(xué)方法。教無定法,了解學(xué)生所需、清楚教學(xué)目標(biāo),能夠?qū)⒍咄昝澜Y(jié)合的教學(xué)方法就是最好的教學(xué)方法。

以下三種教學(xué)方法較為適合醫(yī)學(xué)化學(xué)課程使用。一是直觀教學(xué)方法?;瘜W(xué)過于抽象,如果教師能將抽象的事物直觀化,則更易于學(xué)生理解和掌握。二是啟發(fā)式教學(xué)法,可以有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。三是靈活運(yùn)用教學(xué)手段。多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要與時(shí)俱進(jìn)地引入課堂,使教學(xué)活動煥然一新。任何教學(xué)方法的實(shí)現(xiàn)都需要學(xué)生的密切配合,教師也要用自己的個(gè)人魅力征服學(xué)生,用自己的端正態(tài)度感染學(xué)生,只有自己成為學(xué)生的表率,才能使學(xué)生自愿配合教學(xué)。

四、加大實(shí)踐教學(xué)比例

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生鞏固所學(xué)知識的重要環(huán)節(jié),對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力具有非常重要的意義。高職醫(yī)學(xué)院校尤其需要提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。醫(yī)用化學(xué)本身就是依據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)展起來的科學(xué),理應(yīng)回歸實(shí)踐。本教研室適時(shí)加大實(shí)踐教學(xué)的比例,爭取使學(xué)生更多地動手操作,從實(shí)驗(yàn)中收獲知識,提高能力。就現(xiàn)在的改革成果而言,我們每一章節(jié)都設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué),在教學(xué)考核中,學(xué)生動手實(shí)踐的科目得分更高。

篇3

[關(guān)鍵詞] 鐵;鋅;碘;硒;氟;人體健康;相關(guān)性

[中圖分類號] R59 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1674-4721(2013)02(c)-0183-02

生命必需元素按其在人體中的含量分為常量元素和微量元素,以含量0.01%為分界線,人體中含量低于0.01%的元素稱為微量元素(也稱痕量元素)[1]。人們在研究了生物體內(nèi)金屬元素存在的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)及其生物功能之后,發(fā)現(xiàn)微量元素參與了人體內(nèi)酶的組成,構(gòu)成了體內(nèi)重要的載體和電子傳遞系統(tǒng),參與某些激素和維生素的合成,并與某些疾病直接相關(guān)[2]。微量元素不能在體內(nèi)自行合成,只能來自飲食、空氣及各種外源性物質(zhì),容易產(chǎn)生缺乏或過量,從而引起疾病。因此,研究微量元素與人體健康的相關(guān)性,是醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域值得重視的課題。本文就微量元素鐵、鋅、碘、硒、氟與人體健康的相關(guān)性進(jìn)行探究,揭示它們與疾病防治的關(guān)系,促進(jìn)健康長壽。

1 鐵、鋅、碘、硒、氟缺乏

1.1 鐵(Fe)

鐵是人體內(nèi)含量最高的必需微量元素,它有參與氧的運(yùn)輸和貯存、參與合成細(xì)胞色素和多種金屬酶、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能等非常重要的生理作用[1]。鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白的組成部分,在體內(nèi)參與氧的貯存、運(yùn)輸。Fe2+也是細(xì)胞色素的組成部分,參與氧的利用。當(dāng)機(jī)體攝入鐵不足時(shí),往往導(dǎo)致缺鐵性貧血、電子傳遞、氧化還原等代謝紊亂。

1.2 鋅(Zn)

鋅主要以結(jié)合狀態(tài)(大分子配合物)存在于多種含鋅酶中,分布于人體各組織中,尤以視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜、前列腺內(nèi)含量最高。鋅對促進(jìn)機(jī)體生長發(fā)育、維持細(xì)胞功能、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫具有重要作用。缺鋅時(shí)酶的活性下降,引起有關(guān)的代謝紊亂,使人體發(fā)育和生長受阻、厭食,影響生殖、皮膚病變并發(fā)炎癥、傷口愈合差,味覺減退及胎兒畸形等。缺鋅對生長期兒童影響最大,導(dǎo)致兒童生長發(fā)育遲緩、反復(fù)呼吸道感染,性發(fā)育遲緩、注意缺陷多動障礙,甚至智力發(fā)育障礙[3-4]。

1.3 碘(I)

碘是甲狀腺素的重要成分,是維持人體生長發(fā)育所必需的。碘缺乏會出現(xiàn)甲狀腺腫大、胎兒流產(chǎn)、早產(chǎn)、死產(chǎn)、先天畸形等,還可導(dǎo)致不可逆的運(yùn)動系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙,智力低下、聾啞、生長發(fā)育遲緩、身材矮小、甲狀腺功能低下的克汀病(呆小癥)等一系列癥狀。缺碘可累及整個(gè)人群,由于嬰幼兒和兒童對缺碘比較敏感,缺碘對他們的危害最大[5]。長期服用碘鹽可以防治缺碘性疾病。碘缺乏過去長期被認(rèn)為是一種地方病,現(xiàn)在認(rèn)識到它是全世界的公共衛(wèi)生問題[2]。

1.4 硒(Se)

硒是酶的重要組成部分,其最重要的生理功能就是抗氧化。硒對心血管病的防治和降低癌癥發(fā)病率均有一定作用。人體缺硒將會導(dǎo)致因脂質(zhì)過氧化物堆積而引起心肌細(xì)胞損傷。硒有抗衰老的功能。硒與克山病和大骨節(jié)病關(guān)系密切,患者經(jīng)服用亞硒酸鈉進(jìn)行治療后發(fā)病率大幅度下降,這是我國醫(yī)學(xué)上的重大成就之一。硒是人體免疫調(diào)節(jié)素,既能激活淋巴細(xì)胞又能刺激免疫球蛋白及抗體產(chǎn)生,提高人體免疫力。癌癥患者的血硒水平比正常人低,癌癥的死亡率也與血硒水平呈負(fù)相關(guān)[6]。

1.5 氟(F)

適量的氟元素對哺乳動物的生長發(fā)育和繁殖是十分必要的。在適當(dāng)?shù)膒H條件下,氟有助于鈣、磷形成羥基磷酸石,促進(jìn)成骨過程,具有預(yù)防齲齒、保護(hù)牙齒健康的作用。急性氟中毒引起嘔吐、呼吸困難、神經(jīng)損傷及肺水腫以致死亡。地方性氟中毒(即氟斑牙及氟骨癥)患者全身疼痛,骨僵直或變形,嚴(yán)重時(shí)脊髓損傷或癱瘓。何錦等[7]通過測定阿壩州4個(gè)大骨節(jié)病縣飲用水中微量元素硒、氟的含量情況,認(rèn)為病區(qū)硒、氟元素與大骨節(jié)患病率之間有明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系,除需進(jìn)行補(bǔ)硒措施外,還應(yīng)該輔地增加水氟含量。

2 鐵、鋅、碘、硒、氟過量

微量元素雖然是人體必需的,缺乏時(shí)會導(dǎo)致各種疾病,但是,過量時(shí)又是有害的,只有適量才能使人體健康長壽。如鐵是必需微量元素,也是人體組織中含量最多的微量元素[2],對分子氧的運(yùn)送、電子傳遞等均有十分重要的意義。如果鐵的供應(yīng)或不足,滿足不了血紅蛋白的需要,將導(dǎo)致缺鐵性貧血;反之,如過量輸血,不恰當(dāng)?shù)男纬闪诉^量的血紅蛋白,導(dǎo)致鐵吸收過量,過剩的鐵聚集且不被排除體外時(shí),則鐵在體內(nèi)將催化氧自由基的產(chǎn)生,生物組織遭到損傷[8]。研究提示[9],鐵過量可能誘發(fā)一系列神經(jīng)退行性疾病,鐵過度沉積會導(dǎo)致神經(jīng)元壞死,導(dǎo)致腦萎縮。妊娠期高濃度的SF可導(dǎo)致早產(chǎn)、妊娠高血壓、先兆子癇、妊娠糖尿病、代謝綜合征和影響胎兒的生長發(fā)育[10]。長期大量補(bǔ)鋅可發(fā)生慢性中毒,導(dǎo)致貧血、免疫力下降、出現(xiàn)小細(xì)胞低色素性貧血,甚而導(dǎo)致肝鐵含量下降,發(fā)生頑固性缺鐵性貧血[11]。碘過量可導(dǎo)致甲狀腺功能減退癥、自身免疫性甲狀腺病和甲狀腺癌發(fā)病率增加[12]。體內(nèi)硒水平過高,可導(dǎo)致維生素B12和葉酸代謝紊亂,鐵代謝失常,貧血,抑制一些酶的活性,發(fā)生心、肝、腎的病變。氟過量會使牙釉質(zhì)受到損害,出現(xiàn)壓根發(fā)黑,牙面發(fā)黃、粗糙,失去光澤,牙齒變脆,還會使許多器官系統(tǒng)受損[2]。

微量元素與人體健康關(guān)系極為密切,從地方性疾病、心血管疾病、免疫功能失調(diào)、某些腫瘤以及新藥和營養(yǎng)素,從減輕病狀至增進(jìn)健康和防止衰老,無處不顯出生物微量元素的活力,合理發(fā)展和利用微量元素對預(yù)防和診斷疾病,延長人類壽命等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

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[9] 姚蕾,王曉平. 關(guān)注鐵過量與神經(jīng)退行性疾病[J]. 中國神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)病學(xué)雜志,2012,19(5):388.

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[11] 王丕玉,劉海潮. 鋅失衡與人體健康[J]. 中國食物與營養(yǎng),2007, 12(7):50.

篇4

一、生物專業(yè)分類

生物學(xué)專業(yè)是有著較長歷史的專業(yè)之一,人們在生物學(xué)的基礎(chǔ)上,通過不斷與其他學(xué)科相交又而誕生了很多新的專業(yè),比如生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程、生物化學(xué)、生物信息學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)與工程、海洋生物科學(xué)、海洋生物工程、畜牧生物等。

為了便于對這些專業(yè)進(jìn)行區(qū)分,大致把他們劃分成如下六類:

第一類生物科學(xué)專業(yè)

生物科學(xué)專業(yè)旨在培養(yǎng)具有扎實(shí)的生物科學(xué)理論基礎(chǔ),掌握本學(xué)科的基本理論和基本技能,具有一定的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新精神的生物學(xué)專門人才。

第二類生物工程專業(yè)(相近專業(yè):生物技術(shù)專業(yè)、生物工藝專業(yè))

生物工程也叫生物工藝、生物技術(shù),是以生物科學(xué)為基礎(chǔ),運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段來加工或改造生物材料。例如,基因重組技術(shù)、DNA和蛋白質(zhì)序列分析技術(shù)、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、染色體工程等工程的誕生和發(fā)展,已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等方面得到了廣泛應(yīng)用,并取得許多突破性進(jìn)展。

第三類生物信息學(xué)專業(yè)(相近專業(yè):基因信息學(xué)專業(yè))

生物信息學(xué)是近年來發(fā)展并完善起來的熱門交叉學(xué)科,最初常被稱為基因組信息學(xué)。生物學(xué)是生物信息學(xué)的核心和靈魂,數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)則是它的基本工具。廣義地說,生物信息學(xué)是用數(shù)理和信息科學(xué)的觀點(diǎn)、理論和方法去研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈現(xiàn)指數(shù)增長的生物學(xué)數(shù)據(jù)的一門學(xué)科。

第四類生物食品專業(yè)(相近專業(yè):食品科學(xué)與工程專業(yè))

生物食品專業(yè)是培養(yǎng)具有化學(xué)、生物學(xué)、食品工程和食品技術(shù)知識,能在食品領(lǐng)域內(nèi)從事食品生產(chǎn)技術(shù)管理、品質(zhì)控制、產(chǎn)品開發(fā)、科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)等方面工作的高級科學(xué)技術(shù)人才的學(xué)科。

主要專業(yè)課程:生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)、生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因芯片技術(shù)、生命系統(tǒng)建模等。

第五類生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)(相近專業(yè):醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè))

生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)學(xué)的交叉學(xué)科,也是運(yùn)用自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理與方法,研究與揭示人體的生命現(xiàn)象,并從工程角度解決人體醫(yī)療問題的一門綜合性高技術(shù)學(xué)科。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是目前國際上發(fā)展極為迅速的交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科,旨在利用現(xiàn)代工程技術(shù)的手段解決生物醫(yī)學(xué)上的檢測、診斷、治療、管理等問題以及進(jìn)一步探索生命系統(tǒng)的各種運(yùn)動形式及其規(guī)律性,是21世紀(jì)生命科學(xué)的重要支柱,共有21所高校開設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)。

主要專業(yè)課程:模擬與數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理、數(shù)字信號與處理、工程生理學(xué)、醫(yī)學(xué)成像與圖象處理、生物傳感技術(shù)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳分子生物學(xué)等。

第六類海洋生物技術(shù)專業(yè)(相近專業(yè):海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)等)

這類專業(yè)培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的現(xiàn)代海洋生物科學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)基礎(chǔ)知識和基本技能的人才。他們能在科研、生產(chǎn)及教學(xué)等部門從事海洋生物基礎(chǔ)理論研究、高新技術(shù)研究和生物制品開發(fā)及相關(guān)管理。

主要專業(yè)課程:細(xì)胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白質(zhì)工程、生物工程下游技術(shù)、生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)、生物信息學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、發(fā)酵工程設(shè)備等。

二、專業(yè)學(xué)習(xí)的苦與樂生物學(xué)是一門涉獵多種基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè),在大學(xué)期間需要學(xué)生學(xué)習(xí)多種基礎(chǔ)型學(xué)科,如:高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、物理、英語、計(jì)算機(jī)等等,幾乎涵蓋了理工科的全部基礎(chǔ)學(xué)科。

不過,大家不要被以上這些艱澀的數(shù)理化英課程嚇到,當(dāng)你接觸到生物專業(yè)課時(shí),一個(gè)色彩斑斕的趣味世界就此向你敞開。通過動物學(xué)的課程,你會感嘆造物主的神奇,從最低等的原生動物到最高級的哺乳動物,每個(gè)物種都有其獨(dú)特的適應(yīng)自然界的特點(diǎn)。學(xué)了微生物,你便了解了冬蟲夏草為何又是蟲又是草,也學(xué)會了如何在沒有冰箱的情況下保存食物。在遺傳學(xué)課堂上,你可以跟同學(xué)們熱烈探討轉(zhuǎn)基因食物到底是好是壞,先有雞還是先有蛋。等你了解了分子和細(xì)胞學(xué)之后,你便可以和朋友們侃侃而談,人為什么會生老病死。

作為一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,除了理論知識的學(xué)習(xí),生物學(xué)還要求很強(qiáng)的動手能力。化學(xué)是生物的基礎(chǔ),在一開始的各種化學(xué)試驗(yàn)中,要求大家能夠精確地配置試劑,調(diào)節(jié)pH值,在茶葉中提取咖啡因,在雜質(zhì)中提煉萃取某種純凈物……當(dāng)然,最讓其他專業(yè)同學(xué)羨慕也最受同學(xué)歡迎的是各種生物大實(shí)驗(yàn)。比如動物學(xué)實(shí)驗(yàn):同學(xué)們總是一邊內(nèi)心默默為那些為科學(xué)獻(xiàn)身的小動物們垂淚哀悼,一邊又摩拳擦掌躍躍欲試:“庖丁解?!币话愕亟馄驶认x并臨摹它的各種器官;親手淹死了一只白鴿,然后再給鴿子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊;用電流刺激破壞了腦神經(jīng)的青蛙尸體觀察反應(yīng)……植物學(xué)實(shí)驗(yàn),制作豌豆根尖的壓片標(biāo)本,再在顯微鏡給它們畫一幅寫真。除此之外,生物學(xué)專業(yè)還有為期一周左右的野外實(shí)習(xí),同學(xué)們會進(jìn)入某一個(gè)自然保護(hù)區(qū),在與大自然親密接觸的同時(shí),也不忘了利用自己的專業(yè)知識,分析當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)狀況和資源,采集制作各種動植物標(biāo)本,最后匯總成一份圖文并茂的實(shí)踐報(bào)告。

一個(gè)生物學(xué)家,一定是一個(gè)兼具動手動腦能力的博物學(xué)家。作為小小的生物學(xué)子,經(jīng)過幾年的科學(xué)訓(xùn)練,你rE--定成為了朋友圈中的Mr,Knowall。

三、就業(yè)與發(fā)展

據(jù)調(diào)查了解,生物學(xué)畢業(yè)的同學(xué)大致上可以有幾個(gè)方向去發(fā)展。

1.讀研與出國

生物學(xué)快速發(fā)展的特點(diǎn)決定了對它的研究在大學(xué)四年期間的學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此,生物專業(yè)畢業(yè)生選擇繼續(xù)深造的比例比其他專業(yè)要高出很多,這也是生物學(xué)本科就業(yè)率低的部分原因。在很多“985”院校的生命學(xué)院,保送研究生甚至保送碩博連讀的比例也相對較高。另外,生物專業(yè)也一直是最容易出國的熱門專業(yè),拿獎學(xué)金也相對容易。

2.公務(wù)員或者事業(yè)單位

在報(bào)考公務(wù)員和事業(yè)單位時(shí),生物學(xué)專業(yè)的選擇面確實(shí)相對比較窄,但仍然有一些不錯(cuò)的選擇。比如待遇較好的藥檢所和疾控中心,這兩個(gè)單位一個(gè)與藥廠發(fā)展息息相關(guān),一個(gè)主管公共衛(wèi)生事業(yè),都是國家非常重視的單位。

另外,高校和中學(xué)也是屬于事業(yè)單位,畢業(yè)后留校發(fā)展或到中學(xué)任教也是不錯(cuò)的選擇。高校內(nèi)有很多研究所,如健康工程研究院,水生所、組織免疫所、生殖中心之類,一些中小學(xué)的自然或生物老師,本

科生便可以勝任。

3.投身科學(xué)研究行業(yè)

生物專業(yè)可以到各大企業(yè)從事與生物技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā),大致有三個(gè)方向。

外企:在中國設(shè)立了研發(fā)中心的知名外企,一般是醫(yī)藥企業(yè)和日化企業(yè),比如拜耳、寶潔、高露潔等。他們的職位多是進(jìn)行高端研究的,設(shè)備精良,待遇豐厚。

國企:中糧基團(tuán)下屬的中糧研究院,有涉及轉(zhuǎn)基因研究、微生物發(fā)酵、生物能源研究這幾類:中煙工業(yè),評價(jià)煙和研究煙產(chǎn)品。中國生物技術(shù)公司。是我國歷史最為悠久的從事疫苗和血液制品研究及生產(chǎn)的專業(yè)機(jī)構(gòu),據(jù)說里面的研究掌握著中國的生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

私企:有人說,一個(gè)碩士拿著一疊自己的簡歷去廣州科學(xué)城轉(zhuǎn)一天,肯定能找到工作。這里的私人生物企業(yè)或者是合資企業(yè)數(shù)不勝數(shù),一般選擇專業(yè)對口的畢業(yè)生。其中發(fā)展迅速和規(guī)范較大的要屬華大基因,它是中國最大最先進(jìn)的基因測序公司,也為很多高校學(xué)生提供獎學(xué)金和各種實(shí)習(xí)就業(yè)機(jī)會。

4.非研發(fā)的技術(shù)支持崗位

如果你不愿意做實(shí)驗(yàn),還有很多生物技術(shù)公司的非研發(fā)崗位可供選擇。生物技術(shù)公司是專門為生物學(xué)研究服務(wù)的企業(yè),他們提供科研所需的各種高科技儀器、試劑以及其他的專業(yè)實(shí)驗(yàn)。這類公司的非研發(fā)崗位包括銷售代表、技術(shù)支持、市場專員、客服代表、工程師等。這些崗位要求從業(yè)者具備生物專業(yè)背景知識以及良好的溝通能力。

四、報(bào)考指南

開設(shè)生物類專業(yè)的院校有兩百多所,大致可以按綜合性大學(xué)、師范類院校和特色專業(yè)院校分類。

作為理學(xué)的一個(gè)重要門類,生物學(xué)在綜合性院校往往能得到較好的發(fā)展。國內(nèi)頂尖水平的國家重點(diǎn)學(xué)科數(shù)量,被當(dāng)作衡量高??茖W(xué)研究實(shí)力的最關(guān)鍵參數(shù)之一。而雄厚的財(cái)力是與科研實(shí)力成正比的,所以我國首批評選的生物學(xué)一級重點(diǎn)學(xué)科,就包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、武漢大學(xué)這幾所著名高校。另外。四川大學(xué),中山大學(xué),浙江大學(xué),上海交通大學(xué)等老牌高校也有生物學(xué)二級重點(diǎn)學(xué)科。

作為理學(xué)類的基礎(chǔ)性學(xué)科,生物學(xué)專業(yè)在師范類院校的開設(shè)比較普遍。在全國217所招收生物學(xué)碩士研究生的大學(xué)中,師范類院校占了36所。師范院校一般以培養(yǎng)生物學(xué)教師為主要目的,但隨著大學(xué)生就業(yè)市場的開放,一些實(shí)力較強(qiáng)的師范院校開始培養(yǎng)科研技術(shù)人才,其中優(yōu)勢學(xué)科單位有5所,分別是東北師范大學(xué)、北京師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、湖南師范大學(xué)和南京師范大學(xué)。

由于主要學(xué)科與生物學(xué)的聯(lián)系緊密,一些農(nóng)林、醫(yī)科、海洋等專業(yè)院校也會招收生物學(xué)專業(yè)的碩士研究生。這些院校的生物學(xué)專業(yè)極具特色,在與主要學(xué)科的交叉中獲得了良好的發(fā)展。比如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、首都醫(yī)科大學(xué)和中國海洋大學(xué),就是其中的佼佼者。

另外,國家在一些重點(diǎn)高校中還設(shè)立了生物學(xué)基地班,全國只有19個(gè),屬于國家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地。基地班實(shí)行“本―碩―博分流連讀制”,經(jīng)費(fèi)方面有專門撥款,在實(shí)驗(yàn)條件、導(dǎo)師設(shè)置和保研名額上都有政策的傾向性,所以門檻也相對較高。