第3章化学与健康

第3章化学与健康

恩格斯说过：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”人类的生命与化学息息相关。没有化学反应，人类就不可能维持生存和保持健康。你知道怎样营养平衡膳食吗？

这些都是健康食品吗？3.1食品中的嫌忌成分及食品污染

由于生物的、加工的、环境的及人为的原因，一些食物中常含有一些无益有害的成分，即嫌忌成分，这些嫌忌成分的含量超过一定限度即可构成对人体健康的危害。一、食品中的嫌忌成分

（一）植物性食物中的毒物（二）动物性食物中的毒物

（三）变应性食物

（四）微生物毒素

（五）加工及生产过程中形成的嫌忌成分

1.凝集素及酶抑制剂

一些豆类和谷物种子中含有毒性蛋白质物质----凝集素及蛋白酶的抑制剂

（一）植物性食物中的毒物凝集素是一种能使红血球凝集的蛋白质。蓖麻、大豆、豌豆、扁豆、菜豆、刀豆及蚕豆等籽实中都含有凝集素，生食或烹调不足会引起食者恶心，呕吐等症状，严重者甚至死亡，加热处理，可以去毒。

在豆类，谷物及马铃薯等植物性食物中还有另一类毒蛋白物质------胰蛋白酶抑制剂及淀粉酶抑制剂。生食上述食物，会引起营养吸收下降。2.毒肽

◆鹅膏菌毒素及鬼笔菌毒素是存在于蕈(xun)类中的毒素，它们都是作用于肝脏，一个重50g的毒蕈中所含的毒素足以杀死一个成年人。3.毒苷

（1）生氰苷类:存在于某些豆类，核果和仁果的种仁，木薯的块根等，在酸或酶的作用下可水解产生氰氢酸。

（2）硫苷------致甲状腺肿原

◆甘蓝、萝卜、芥菜等十字花科蔬菜及洋葱、管葱及大蒜等植物中的辛味成分是硫苷类物质，过多摄入这类物质有致甲状腺肿的生物效应。

◆油菜、芥菜、萝卜等植株的种籽中有较多致甲状腺肿原物质，在利用油菜籽饼粕开发植物蛋白新资源时，去除致甲状腺肿原物质是关键。(3)皂苷类◆广泛分布于植物界，溶于水能生成胶体溶液，搅动时会象肥皂一样产生泡沫，因而称为皂苷。有破坏红血球的溶血作用，但食物中的皂苷对人，畜口服多数无毒，少数则有剧毒（如茄苷）。◆

茄子、马铃薯等茄属植物中含有有毒的茄苷，其配基为茄碱（又叫龙葵碱）。发芽马铃薯的芽眼附近及见光变绿后的表皮层中，含量极高，当茄苷达到38-45mg/100g时，足以致人死命，茄碱即使在烹煮以后也不会受到破坏，故不宜食用发芽、变绿的马铃薯。

4.棉酚

棉酚存在于棉籽油中，它能使人体组织红肿出血，神经失常，食欲不振，影响生育力。棉酚的毒性可用湿热法或溶剂萃取除去。

5.草酸

草酸几乎存在于所有植物中，其中以菠菜，大黄，茶叶中含量较多。

食用过多的富含草酸的蔬菜，会出现口腔及消化道糜烂，胃出血，血尿，甚至惊厥。动物性食物的有毒物几乎都限于水产物，如贝类毒素及鱼类毒素（河豚鱼毒素）

（二）动物性食物中的毒物

有不少人在摄食某些蛋白质时会发生程度不等的过敏现象或称变态反应现象。导致变态反应的物质统称为变应原。常见的变应原食物有：谷物、乳、蛋、鱼、虾、蕃茄、巧克力等。

牛乳过敏在儿童中极为常见，主要症状是腹泻、肚疼及呕吐。(三)变应性食物

黄曲霉素是由一种名为黄曲霉生物体产生的一类毒素的总称在气温高而潮湿的季节里，特别是我国南方地区，在粮食、水果、饲料、木材以及生活用品上，经常发现长有白的、绿的、灰的、黑的各式各样的棉絮状、毛茸或粉末状的菌丝就是霉菌在作祟，人们常称之为“发霉”现象。(四)微生物毒素

在各类植物性食品中，花生及其制品最易受黄曲霉素的污染，其次是玉米、小麦、大麦等麦类作物与干薯也常受污染。动物试验表明，黄曲霉素可以使人急性中毒，也有很强的致癌性。许多污染食品的微生物在其生长过程中会产生对人、畜有害的毒素，其中有不少是致癌物和剧毒物。曲霉毒素、青霉菌毒素、镰刀菌毒素及霉变甘薯毒素等是存在于粮食、花生等植物性食物中的霉菌毒素。黄曲霉毒素B1就是一种强的致癌物。

(五)加工及生产过程中形成的嫌忌成分

1.硝酸盐及亚硝胺的形成

食物中的硝酸盐及亚硝酸盐的来源一是在肉制品中作为发色剂，二是施肥过度而由土壤中转移到蔬菜中。在生物化学条件下，硝酸盐很易还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐会与食物中的胺类生成致癌物亚硝胺。

●肉类腌制品中常用的发色剂是硝酸盐，它在细菌作用下能还原成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐在一定的酸性条件下生成亚硝酸。一般宰后成熟的肉因含乳酸，pH值约为5.6～5.8，在不加入酸的情况下，亚硝酸盐就可生成亚硝酸，其反应为：

NaNO2+CH3CHOHCOOH(乳酸)→HNO2+CH3CHOHCOONa

●亚硝酸（HNO2）很不稳定，即使在常温下也可生成亚硝基：3HNO2→H++NO2-+2NO+H2O

●而生成的亚硝基(-NO)会很快与肉中呈现颜色(紫红色)的主要成分—还原性肌红蛋白发生一系列反应，最后生成高铁肌红蛋白。当人和动物食用了添加硝酸盐和亚硝酸盐的食品后，上述的反应均可能在人体和动物体内发生。若生成高铁肌红蛋白的反应发生在血液里，就会使血液中的血红蛋白转变成高铁血红蛋白，致使血红蛋白失去输氧能力，引起紫绀症。●在动物试验中，已证实亚硝胺是一类很强的致癌性物质，有的甚至可通过胎盘或乳汁影响下一代，只是不同种类的亚硝胺所产生的病变部位不尽相同。三大致癌物质

多环芳烃1915年，日本人山极和市川用煤焦油涂兔子的耳朵，坚持涂了相当长的时期后，终于使兔子的耳朵产生了皮肤癌。

煤焦油的高温馏分中含有多种多环芳烃，其中3，4-苯并芘，二苯并蒽，3-甲基胆蒽等是强烈的致癌剂。◆多环芳烃存在于煤焦油、阴沟的污泥、汽车排出的废气中，在吸烟的烟雾中也发现它们的存在。因此预防大气污染对于减少癌症的发生是非常重要的。◆我国已禁止使用由萘制成的卫生球用作衣服的防虫蛀物质，因为萘是来自煤焦油的产物，做卫生球的萘并未经过很好的精制，其中可能带有致癌性的多环芳烃类化合物。

亚硝胺类

◆研究发现，不同结构亚硝胺的毒性是不同的。例如N-亚硝基二乙胺对小鼠的致癌剂量是60mg／kg体重，而亚硝基二乙醇胺对小鼠的致癌剂量是134g／kg体重，N-亚硝基二环己胺则没有毒性。◆研究发现，亚硝胺类化合物可以使DNA发生变异，使正常的DNA减少，产生一些突变的DNA。

◆亚硝胺不仅是化学工业的产物或副产物，而且广泛存在于我们日常的食品中，如熏鱼、咸肉，不少罐头食品中也有存在。亚硝酸钠作为食品防腐剂添加在一些食品中会产生亚硝胺。因此，在食品中防腐剂的加入量应有规定，不能超过限度。现在有一些食品明确注明不含任何防腐剂，是为了人食用的安全。黄曲霉素

◆粮食霉变有可能产生黄曲霉毒素，黄曲霉毒素具有强烈的致肝癌作用。◆已经分离出的黄曲霉毒素主要是两种，一种在紫外光下发出蓝色荧光，叫黄曲霉毒素B，一种在紫外光下发出绿色荧光，叫黄曲霉毒素G。它们的化学结构略有不同，在B和G中又因结构的差异分为B1、B2和G1、G2。致癌作用最强的是B1，2.瘦肉精瘦肉精是一种β2-受体激动剂，国内养猪户为了使猪肉不长肥膘，在饲料中掺入瘦肉精。猪食用后在代谢过程中促进蛋白质合成，加速脂肪的转化和分解，提高了猪肉的瘦肉率，因此称为瘦肉精。它对心脏有兴奋作用，对支气管平滑肌有较强而持久的扩张作用，急性中毒有心悸，面颈、四肢肌肉颤动，手抖甚至不能站立，头晕，乏力等。消费者购买猪肉时要拣带些肥膘（1-2cm）的肉，颜色不要太鲜红，猪内脏因瘦肉精残留量多而不宜食用。吊白块、瘦肉精不是食品添加剂☆那些引起食品污染的吊白块、瘦肉精，根本不是食品添加剂，是国家明令禁止在食品中使用的对人体有害的工业原料。☆由于对食品添加剂的知识宣传得不够，人们对食品添加剂缺乏正确认识。在很多工业化食品标识上没有注明添加剂的成分，即使有，也是一些专业性极强化学名称，这给人们造成了解食品添加剂的障碍。☆在不少人眼里，任何含添加剂的食品都是对健康有害的，这是错误的概念。为了迎合消费者对于食品添加剂不尽科学完整的认识，有些食品生产厂家明明在食品中使用了添加剂，却硬是打出“本品不含添加剂”的招牌，并把食品中不含添加剂当成一个概念来炒作，这一做法是不妥的。

3.二恶英★

二恶英，英文名为“Dioxin”，它是一种氯代三环芳烃类化合物，是目前世界已知的有毒化合物中毒性最强的，其毒性比氢化钾要毒50到100倍。它的致癌性极强，还可引起严重的皮肤病和伤及胎儿。★人体微量摄入二恶英不会立即引起病变，但摄入后却不易排出。如长期食用含二恶英的食品，这种有毒成分会蓄积，最终可能致癌或引起慢性病。★二恶英的主要污染源包括城市垃圾焚烧、含氯化学工业、食品包装材料等，９０％以上的人体二恶英接触来源于食品。

4.稠环芳烃

稠环芳烃是在煤炭、汽油及木柴等物质燃烧过程中产生的烃的热解产物，其中以苯并（a）芘的致癌性最强。食品若用烟熏、烧烤及烘焦等方法加工时，都会被苯并（a）芘污染。此外，油脂在高温下热解，也会产生苯并(a)芘，故食品最好不要直接用火焰烧烤。市售水发产品甲醛污染调查

甲醛，又名“蚁醛”，为无色气体，易溶于水、醇醚，具有强烈的刺激性气味。通常35%～40%的甲醛溶液称之为“福尔马林”，用来浸泡病理切片及人体和动物标本，具有防腐作用。

甲醛的毒性表现在对人的皮肤和呼吸器官黏膜的强烈刺激作用，对人体的中枢神经系统，尤其是视觉器官有强烈作用。

测定结果表明，绝大部分水发产品如鸭掌、牛百叶、鱼肚、鱿鱼头、蹄筋、海蛰、田螺肉、墨鱼仔等等都存在不同程度的甲醛污染，其中虾仁、海参和鱿鱼中的甲醛含量较高。一些建议：

消费者在购买水产品时，一定要用鼻子闻一闻是否有刺激性气味，在食用前要多用水浸泡、冲洗，使其中的甲醛尽可能的游离出来。

最好不要购买虾仁、鱿鱼、海参等受污染情况严重的水发产品，可以选择一些冷藏保鲜的，最好是鲜活的鱼类等海鲜等来代替。

甲醛作为一种防腐剂，其使用渗透在生活的许多方面。应该提醒人们注意的是，在室内装修时的空气中、许多材料或皮革制品中，甚至在化妆品中，都存在着一定的甲醛污染。希望大家能够警惕起来。

二、食品污染

按污染物的性质分类，食品污染可分两大类：一是生物性污染，即由致病微生物和寄生虫造成的污染；二是化学性污染，指有毒化学物质对食品污染。汞，镉，铅，砷等元素的一些化合物对食品造成的污染主要渠道是农业上施用的农药和未经处理的工业废水、废渣的排放。常用的砷酸铅、砷酸钙、亚砷酸钠、甲基汞等农药（若用量过大，或使用时间距收获期太近）会对粮食作物、蔬菜、瓜果造成直接污染。

有机化合物农药，如乐果、DDT及敌敌畏等会引起对作物的直接污染。空气、水、土壤受到农药的污染后又会间接地造成食品的污染。为此，国家对不同的农药规定了其在作物上的限制使用日期。＊食品污染是指食品在生产（包括农作物种植和动物饲养、兽医治疗）、加工、包装和贮运过程中非故意加入食品中的物质，包括环境污染和生产加工过程中产生的（如霉菌毒素）。＊其中由于化学有机污染物的慢性长期摄入造成的潜在食源性危害已成为人们关注焦点，包括农药残留、兽药残留、霉菌毒素、食品加工过程中形成的某些致癌和致突变物（如亚硝胺等）以及工业污染物，如人们所熟知的二恶英等。1．食品污染状况

近年来，我国杀虫剂、除草剂等农药使用量不断增加，无论是人工合成的还是天然合成的农药（包括代谢产物）对人类健康都有潜在危害，严重时可致人死亡。二恶英及其类似物是一种环境持久性污染物，属于环境内分泌干扰物，具有生殖毒性，可使雄性动物雌性化。此外它还具有神经毒性，对儿童智力发育影响尤为严重，可损害儿童认知功能。

案例：◆

1997年，国外科学家发现了一种体长24厘米，近400克的全白色巨蛙，这种白蛙非常脆弱，无法在无遮荫的阳光下生活，但却很凶残，只要有动物走近，它就会咬。研究发现，这是一种严重变异的青蛙。◆自19世纪末，英国科学家第一次统计刚出生的男女孩比例以来，男孩的出生率一直比女孩高10％左右，这是一种符合生态结构的比例。但从20世纪70年代起，以美洲国家为例，男孩出生的比例一直在下降。

2.有机污染物产生的危害随着研究的深入，人们发现，从20世纪60年代开始广泛应用于工、农业中的各种化学制剂、化肥、高效杀虫剂对环境的污染，导致了人类生殖力下降，这些化学物质能够干扰人类雌雄激素分子。据统计，到20世纪末的50年间，男性的精子数量减少了50％，甚至有人认为人类如果不加以控制，最后会被自己创造的化学物质所消灭。尽管这有点危言耸听，但环境中化学物质的危害应该引起高度重视。★国际上对于食品污染问题极为重视。据估计，发达国家在此方面的研究和治理已投入数亿美元。国际上2001年5月下旬在瑞典斯德哥尔摩签署了禁止和严格限制使用持久性有机污染物（POPs）的国际公约。相信国际组织和各国政府将会对其加强监督管理。★保护环境是使食品中有机污染物减少的根本途径。每一个消费者在生活中可以从减少使用可产生类雌激素物质的产品如一次性塑料袋、泡沫塑料制品开始做起，尽量用生物器具代替化学制品。3．有机污染物的治理措施

环境污染造成的食品污染物来自两方面：一方面是工业废物污染了水源、土壤和大气，最后在动植物体内富集起来；另一方面是农业中大量施用农药，因农药残留而造成食物污染。

4．环境污染造成的食品污染

多氯联苯在油墨、纸、塑料及橡胶中都作为添加剂而使用，鱼是人体摄入多氯联苯的主要来源。汞、镉、铅及砷等是对人体有害的元素。工业废水中的无机汞在自然生物过程中变成神经毒素甲基汞，它先在鱼体内积聚，再进入人体，导致感觉障碍、运动失调、神智错乱、以至死亡。铅主要损害神经系统、造血器官和肾脏，从而引起头痛、肌肉及关节酸痛、便秘及腹泻、贫血等。镉中毒的症状为严重的全身性疼痛及骨质畸形-----即日本的痛痛病。3.2人体中的化学反应一、人体中化学反应的特点

☆人体中的化学反应都是在常温常压、接近中性温和条件下进行的，大脑化学反应的速度特别快，选择性、效率很高。☆人体的体温能自动调节到37摄氏度左右。体内能量是逐步分批放出的，这样不至于突然使体温升高而损伤肌体，又可以使放出的能量得到最有效的利用。

ATP的结构简式ATP与ADP的转换

☆人体内生物氧化反应是偶联进行的，生物氧化反应放出的能量，可以通过ADP分子的磷酸化把能量吸收，并贮存在ATP分子中，当人体需要能量时，能量分子ATP通过水解变为ADP分子，同时放出能量，供人体需要。☆人体内有那么完善巧妙的机制，能使人的体温自动调节到正常的温度，并根据人体活动的需要能量分子ATP不断水解释放出热能。这类水解反应的速度很快，它是在特定的酶催化下进行反应的。二、反应介质

表面活性剂的增溶作用

◆人体化学反应是在特定的反应介质中进行的。这种介质包括有表面活性剂，它是一种既亲水又亲油的物质，在生物体液内有序排列而分割内外环境并形成胶束。◆在这样的介质中进行反应时，可以使反应物增溶，浓集，降低电离势，改变氧化还原性质，影响电离平衡，改变化学反应的途径和速率，使反应物、产物、中间产物稳定化，使电荷分散或使反应物分离，从而改变平衡状态。三、反应类型

1.催化反应

◎如果你在吃饭时，把米饭放在嘴里多嚼一会，你会发现有甜味出来。米饭中的淀粉是一种多糖，在唾液淀粉酶的作用下发生水解反应，多糖转变为麦芽糖、蔗糖等有甜味的糖，这种作用称催化作用。唾液淀粉酶使反应速度大大加快，称为多糖水解反应的催化剂。◎催化剂的另一个特点是有选择性，一种催化剂只能催化某一种化学反应。科学家已经发现人体中有两千多种酶，酶是生物催化剂，每一种酶能催化一种化学反应，因此，人体内存在一个极其复杂而饶有兴趣的催化体系，2.生物氧化反应

氧化反应人体内进行生物氧化反应需要氧气，生物体在长期的进化过程中发展了氧载体，所谓氧载体使指氧可以配位在蛋白质所含的过渡金属离子上，形成配位键，这种配位反应是可逆的。在人体中载氧的金属是铁。人体内血红蛋白含铁，血红蛋白分子的活性部分是血红素含铁辅基，氧分子可以配位在铁上，形成配位键。血红蛋白具有输送氧气的功能，人们通过呼吸把空气吸到肺部，血红素含铁辅基从肺气泡中把氧络合在铁上载走，然后输送给肌红蛋百分子和其他需要氧气的细胞和部位，此时氧分子从铁上下来，与生物有机分子发生生物氧化反应。3．酶促化学反应

酶是具有催化作用的蛋白质，主要由氨基酸组成。有些酶还需要有非蛋白质成分（即辅基）才具活性。酶是生物催化剂，其催化效率极高。酶的作用具有高度专一性，即一种酶只能作用于某种特定的物质。酶促反应一般都在温和条件下进行，在生物体的新陈代谢中发挥特殊的作用。

酶的空间结构

4．配位反应

微量元素作为配合的中心原子，起到对生理代谢和生命过程的调控作用。5．表面化学反应6．电化学反应

人体细胞总数约75万亿个，肌肉细胞和神经细胞接受，传导剂传递信息的作用，是细胞膜的原浆膜产生瞬间电化学反应的结果。目前主要涉及细胞外离子平衡机制和刺激的化学反应。氧自由基与人体健康

★所谓自由基，是指带有未成对电子的分子、原子或离子。其具有成双的趋向，因此易失去或得到电子，显示出较活泼的化学性质。★比如，在生物体内，氧分子可以通过单电子接受反应，依次转变为O2._（超氧阴离子自由基），HOOH与·OH（羟自由基）等中间产物。由于这些物质都是直接或间接地由分子氧转化而来，而且具有比分子氧更活泼的化学反应性，遂统称为活性氧，其中，O2._,·OH为氧自由基。★超氧阴离子自由基O2·－可以在铁螫合物催化下与H2O2反应产生羟自由基·OH。O2·－＋H2O2

→O2＋·OH＋OH－·OH是化学性质最活泼的氧自由基，几乎与生物体内所有物质，如糖、蛋白质、DNA、碱基、磷脂和有机酸等反应，且反应速率快，可以使非自由基反应物变成自由基。例如，·OH与细胞膜及细胞内容物中的生物大分子（用RH表示）作用：·OH+RH→H2O+R·生成的有机自由基R·又可继续起作用生成RO2·：R·+O2→RO2·这样，自由基通过上述方式传递和增殖。愈来愈多的氧自由基在细胞内出现会损伤细胞，引发各种疾病。★很多研究表明，含氧自由基关系到多种疾病，由于自由基可使细胞质和细胞核中的核酸链断裂，会导致肿瘤、炎症、衰老、血液病以及心、肝、肺、皮肤等方面病变的产生。★当活性氧在体内过多，就会对身体造成伤害，这时可以依靠SOD去消除。SOD是超氧化物歧化酶英文名称的缩写，是一种具有特定生物催化功能的蛋白质，★SOD是机体内的清除剂。有研究表明，人体的一些病变可反映在SOD与含量变化上。对SOD减少或增加的疾病可用SOD药物治疗。★如今，研究自由基与人体健康的关系已是备受关注的新兴领域。O2·－＋O2·－＋2H＋

H2O2＋O24、化学与人的精神生活4.1脑及神经的化学组成人脑及神经主要由蛋白质、脂类、水分和无机盐组成，水分占78％，蛋白质占固体含量38％-40％，脂类>54.5％，无机盐1％，糖元0.1％。脑需要能量特别多，正常情况几乎全部来自血糖氧化，因此，脑活动需要的氧占人体全部需氧量的20％，缺氧会引起神经混乱。神经系统是人体内接受和翻译刺激信息，并把冲动传递给响应器官的系统。一般认为，人体的神经系统由中枢神经系统和自主神经系统两部分组成，各部分都有自己的结构和功能。中枢神经系统由脑和脊髓组成，负责监控和控制整个神经系统，自主神经系统则支配如心跳之类的自主动作。4.2化学与人的精神生活冲动由受体接受后，沿轴索传递，并把它传递到脑细胞之间的空隙中，这种细胞间的空隙称为突触。在突触之间信息传递是通过一些化学物质实现的。这类有信息传递功能的物质称为神经递质。神经递质在突触前释放，通过突触间隙扩散，特异地作用于突触后的神经元细胞，使之感受到刺激与精神生活有关的化学物质喜、怒、哀、乐等情绪属于人的精神生活，正如人的视觉等生理现象基于化学一样，人的精神生活也以化学为基础。如当某种愿望满足时就感到愉快欣喜，这种感受主要与体内去甲肾上腺素和儿茶酚胺这两种精神递质的含量有关。我们知道的摇头丸的主要成分是苯丙胺，它是多巴胺的前体，所以食用摇头丸有兴奋之感。当人体缺乏或多余某些和精神生活有关的化学物质时，可能会造成精神生活的混乱，因此根据医嘱服用对应的药物使他们恢复到正常含量，进入正常的精神生活状态。

据世界卫生组织统计，世界人口的平均寿命从20世纪初的45岁上升到1993年的65岁，我国为70岁，日本人的平均寿命现已达到78岁的世界最高值，其主要因素是普遍应用了各种各样的药物。

在我国由于使用中草药进行防病治病已有数千年的历史，因而中药成为我国人口得以繁衍昌盛而居世界之前列的重要原因之一。所以，可以说药物的使用是人类文明的一个重要表现。3.3药物药物按来源分有天然药物和合成药物两大类＊天然药物又可分植物性药物（如麻黄、甘草）、动物性药物（如牛黄、鸡内金）和矿物性药物（如胆矾、泻盐）。＊合成药物是人们用化学方法制造的药物，如磺胺药、胃舒平等。一、药物的分类

黄连素蟾酥毒素药物还可以按它的作用分类，可分为预防性药物和治疗性药物。＊预防性药物是防止人类机体免受病菌或病毒感染的药物，一般还可分为消毒剂和杀菌剂。。＊治疗药物是指能减轻或治愈已经发生的疾病的物质。它还可分为外敷药和内服药。一、药物的分类

常用的消毒剂英文名称中文名称化学结构Iodine碘I2Sodiumhypochlorite次氯酸钠NaClOPotassiumpermanganate高锰酸钾KMnO4

Hydrogenperoxide过氧化氢(双氧水)H2O2Ethanol乙醇(酒精)CH3CH2OHQuaternarammoniumcompounds季胺盐Phenol苯酚（石炭酸）Soap肥皂R－COONaMercuricchloride氯化汞HgCl2

1．磺胺类药物

磺胺类药物是在1930年代开始应用的；最先被使用的磺胺药物是I·G·法本公司的百浪多息，由G·多（GerhardDomagk，1895—1964）开始用于治疗链球菌和葡萄球菌感染的动物试验。英国首相温斯顿·邱吉尔也是因为受到百浪多息的治疗而恢复健康的。

1939年，多马克由于自己的发明而光荣地获得了诺贝尔医学或生理学奖。

德国化学家G·多马克

2．抗菌素

1928年A·弗莱明（AlexanderFleming，1881—1955）在实验室里观察到在一只培养葡萄球菌的培养皿上生长了一种蓝色霉菌。在这种霉菌周围有一晕圈，在晕圈内，没有细菌生长。这种霉菌显然分泌出一种致死物质通过培养基向外扩散，它们所到之处细菌都被杀死。弗莱明知道了这种培养基含有抗菌物质并命名为青霉素，这种霉对实验动物不显示毒性。弗莱明第一次看到的生长有青霉菌的培养皿弗莱明发现了青霉素

抗菌素可用于动物饲养和用于禽肉、鱼肉和肉类的保鲜,因而明显地提高了食物的利用率。1945—1965年期间，青霉素开始大量使用，同时发现了头孢菌素。当时四环素、氯霉素、红霉素和氨基葡糖苷被用于治疗各种传染病。在过去20年里，人们已作出了重大努力来改进临床使用的抗菌素的作用范围、效能和安全性。抗菌素研究的许多精力都曾用在对付产生抗药性的问题上，特别是医院环境里的抗药性。不幸的是，由于长期使用此药，细菌能产生抗药性，从而使抗菌素无效。因此，目前人们正致力于半合成衍生物及新药的研究，并取得了一些进展。3．类固醇类药物

＃动物体内含量最多的类固醇是胆固醇C27H46O。人体能合成胆固醇，也很容易通过肠壁吸收食物中的胆固醇。胆固醇和生成胆石有关，它还可使动脉硬化。＃胆固醇的生化更迭和降解产生许多在人体生物化学中非常重要的类固醇。可的松和促肾上腺皮质激素（ACTH）是在1949年医药工业所生产的一种治疗风湿病和风湿性关节炎的药物。

可的松结构式

4.抗疟剂

19世纪末，抗疟疾药物得到了极大的重视。1944年伍德沃德（Woodward）和多林完成了奎宁的全合成工作。

奎宁的分子式伍德沃德（RobertBurnsWoodward）（1917～1979）

常山青蒿

☆在抗疟药物方面，中国科学工作者曾调查分析出多种抗疟中草药，其中有常山和青蒿，效力超过奎宁。1990年代中国科学院上海药物研究所新药研究国家重点实验室研究员朱大元等10位科学家在研究青蒿素及其衍生物合成中做出杰出贡献。5.影响中枢神经系统（CNS）的药物

在作用于中枢神经系统的镇痛药物中，最重要的那些都来自鸦片。广泛使用的传统镇痛药吗啡，正在被人工合成的新药所取代。20世纪70年代，科学家进行了化学鉴定和人工合成，发现了脑啡肽。对研究CNS具有深远的影响。

Try－Gly－Gly－Phe－leu

亮氨酸-脑啡肽链：一种新的镇痛药

中枢神经系统生物化学治疗的典型例子是帕金森氏病。该病的症状是抽筋和瘫痪。该病可用左旋多巴来治疗，化学家又经过进一步研究，把左旋多巴与卡比多巴合并使用，卡比多巴能防止左旋多巴在脑组织之外毫无用途地代谢，使其副作用大大减小。6．心血管病类药物

◆据卫生部门统计，中国共有心血管病人达1亿人，每年因此而死亡的人数超过了200万。心血管病（包括高血压、冠心病、脑中风）已成为危害人们生命、威胁人们健康的一大瘟疫。因此，高血压和高胆固醇也成了热门的研究课题。①高血压病

α-甲基二羟基苯丙氨酸是治疗高血压的最有效药物。Timolol和心得安也被广泛使用，它们能有效地治疗某些心脏病，减少心脏病的复发和死亡的危险。Timolol还是治疗青光眼的药物。②动脉粥样硬化

心血管病的第二个主要危险因子是高胆固醇。3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A（HMGCoA）还原酶，在肝脏中对胆固醇的形成起着重要作用。现在有一种新的能作用于HMGCoA的酶抑制剂，这就使高效治疗高胆固醇有了希望。

③心力衰竭毛地黄尽管有严重的副作用，但两个世纪以来，它一直是治疗心力衰竭的主要药物。研究者们正在寻找能改善衰竭心肌机能、而毒性又小的药物。

毛地黄

④心律失常

另一类常见心脏病是心律失常。当今两种广泛使用的抗心律失常药物是奎尼丁和毛地黄。

现已发现奎尼丁、维拉帕米（vera-pamil）、心得安、噻吗咯尔、胺碘达隆（Aminodarone）等化学药物的作用机理，这些药物构成了目前治疗心律失常的基础，并指出了合理治疗的途径。

7．癌症的化学疗法

◆癌症的特点是细胞在体内无限制的增长。令人宽慰的是，癌症研究已进入了一个富有成果的时代。现在对癌的起源，即癌的发生的认识和癌症的化学治疗这两个方面都已取得了新的进展。最先使用“化学疗法”这一名词的保罗·恩利希一个18岁的病人因癌症化疗后头发脱落◆第一个人工合成的抗癌药定名为氮芥气，现已证明大约有40种抗癌药在临床上是有用的。◆治疗上最显著的在过去30年里，化学疗法的最重要进展是在治疗儿童癌症方面取得的。在几种肿瘤类型中，受尽折磨的患儿的成活率已从不到20％提高到60％以上。◆对于更有效而毒性较低的抗癌药物，特别是治疗生长缓慢的实体瘤、肺癌和脑癌的药物，仍然是一个迫切需要解决的问题。

（一）抗生素与结构改造

♀抗生素对各种病原微生物有强力的抑制或杀灭作用，它不仅用于医疗，而且还用于农业、畜牧业和食品工业等方面。♀最著名的抗生素莫过于1929年由Flemming发现的青霉素（Penicillins）了。由青霉菌所产生的一类抗生物质总称为青霉素。二、药物设计

♀青霉素发酵液中含有5种以上天然青霉素（如青霉素F、G、X、K、F和V等），它们的差别仅在于侧链R基团的结构不同，其中青霉素G在医疗中用得最多，它的钠或钾盐为治疗革兰氏阳性菌的首选药物，对革兰氏阴性菌也有强大的抑制作用。

青霉素的结构通式可表示为

★青霉素在临床上主要用于治疗葡萄球菌传染症如脑膜炎、化脓症、骨髓炎等，溶血性链球菌传染症如腹膜炎、产褥热，以及肺炎、淋病、梅毒等。★青霉素不干扰人体的酶系统，它选择性地作用于细菌并引起溶菌作用，但几乎不损害人和动物的细胞，所以青霉素是一类比较理想的低毒性抗生素。★青霉素的问世可谓20世纪医学发展中的一个里程碑。★诺氟沙星（又名氟哌酸）和环丙沙星是一类高效低毒的新型合成抗菌药。★环丙沙星对所有细菌的抗菌活性均较诺氟沙星强2～4倍，主要用于治疗尿道感染、淋病、伤寒、败血病，以及呼吸道、皮肤、腹腔和胃肠道感染。近年来环丙沙星已成为全球畅销药，仅拜尔公司生产的环丙沙星年销售额达12亿美元（二）阿司匹林与植物药

☆经过将近100年的临床应用，证明阿司匹林为一有效的解热镇痛药，广泛用于治疗伤风、感冒、头痛、神经痛、关节痛、风湿痛等，近年来又发现它还是预防和治疗心脑血管疾病的良药。阿司匹林在它诞生一个世纪之后的今天仍然是一种生命力不减的药物，难怪有人把它称为“世纪神药”。☆除阿司匹林外，其他直接或间接来源于植物的药物还有紫杉醇、青蒿素、蒿甲醚、石杉碱甲、鬼臼乙叉甙等。紫杉醇系70年代从紫杉树皮中提取出来的、结构复杂的天然抗癌药物。☆80年代初，我国化学家从民间抗疟草药黄花蒿中发现了抗疟新药青蒿素，临床上对恶性疟疾疗效显著。后经结构改造，又得到了效果更好的半合成衍生物蒿甲醚，于1994年上市。这两个药物是我国自己创制的为数极少的化学药物之一。（三）逆转录病毒与抗艾滋病药物

目前，被称为“20世纪超级瘟疫”的艾滋病正以惊人的速度在全球蔓延。到1997年底，全球艾滋病毒携带者和艾滋病患者将达3000万，已死亡640万。1997年死于艾滋病的人数（230万）比1996年（150万）增加50％以上，其中一半是妇女，46万人是15岁以下的儿童。如果按目前的传染速度继续下去，到2000年底，全球艾滋病感染人数将增加至4000万。其中灾情最严重的一直是撒哈拉以南的非洲国家（占2／3以上）。已经证明艾滋病病毒也是一种逆转录病毒，现通称为人类免疫缺陷病毒（HIV）。为了了解艾滋病的起因以及寻找防治途径，需要深入研究这类病毒的生活周期和逆转录过程。

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到目前为止只发明了为数很少的抗HIV的有效药物，但同时它们大都有令人不满意的副作用。为此，鉴于目前艾滋病传播的三种主要形式（男女性接触、静脉注射毒品和母体遗传），许多人认为对付艾滋病真正的希望在于预防，包括杜绝性乱、禁止吸毒、不用带病毒的血液制品、严格筛选献血者、进行广泛教育、采取保护措施和开发疫苗等。艾滋病毒对热敏感，对肥皂、洗涤剂也敏感，所以与患者握手等一般接触均不致感染此症。

（四）癌基因与反义药物

癌（即恶性肿瘤）是严重危害人类健康的重大疾病之一，被公认为世界第三大死亡原因。1996年全世界有630万人死于癌症，而我国为80万人，相当于每分钟有2人死于癌症。现在各种癌症病人约有1000万。专家们估计，在今后25年里，许多国家的癌症患者将增加一倍。

通常的抗癌药物在杀灭癌细胞的同时，对正常细胞也有损害，从而表现出严重的毒副作用，使临床应用受到限制。

需要指出的是，在现有医疗条件下，癌症的药物治疗以及放射治疗和手术治疗的效果还是很有限的，而相比之下预防是很重要的。癌症预防的关键在于早期发现和早期诊断。

此外，现普遍认为饮食防癌和抗癌也是可取的。有人认为改善饮食至少可能使癌症的发病率下降35％。过多地摄入或偏食脂肪、糖类或吸烟、嗜酒，常吃熏制品等则有导致癌症的危险。

在与癌症的斗争中，尽管人类还有一段相当艰苦的路要走，但可以肯定癌症是能够根治的。3.4成瘾性化学物质烟、酒和毒品在化学上均属于成瘾性物质，吸食后会产生生理上和心理上的依赖，只不过烟酒所产生的依赖性较小，对人体身心的损害也较小。一、烟香烟

◎烟草中含有4800多种化学成分，其中有害成分1200多种，包括一氧化碳、尼古丁等生物碱、胺类、腈类、醇类、酚类、烷烃、烯烃、醛类、氮氧化物、多环芳烃、杂环族化合物、羧基化合物、重金属元素、有机农药等。◎尼古丁又名烟碱，化学式为C10H14N20。

吸烟危害健康

◎人们在吸烟时，烟草燃烧产物的20％被吸入体内，而且是逐步吸入的，在体内也有部分被解毒，一般看不出急性中毒症状。烟碱量少时，在体内起兴奋作用，使吸烟者有提神、解乏的感觉，量大时有麻痹作用。但是一支烟中的烟碱可以毒死一条公牛。烟碱对成人的致死量是50～71mg。吸烟有害健康是肯定的。

◎烟碱会促使肾上腺释放儿茶酚胺，增加血小板的粘滞度和血脂浓度，加速动脉粥样硬化和生成血栓。儿茶酚胺会使心率加速、血压升高，加重心脏负担。

◎烟草中还含有苯并芘、亚硝胺、芳香胺、砷、镉等致癌物和酚、甲醛、儿茶酚等促致癌物。苯并芘是多环芳烃，它进入人体后，一部分经氧化酶激活而变成几十种代谢产物，其中有的变成环氧化物，再变成致癌物。

◎吸烟还会影响精神系统和呼吸系统，经常吸烟的人易患咳嗽、咳痰、慢性支气管炎、肺气肿等疾病。烟不仅对吸烟者有害，陪同（或被动）吸烟者也会受到损害。

◎世界卫生组织把每年的5月31日定为世界无烟日，呼吁全世界吸烟者戒烟。很多国家禁止在公共场所吸烟，不得做烟草广告，烟盒上要有“吸烟影响健康”的警语。检测烟草中的有害成分

1.检测原理尼古丁和氯化汞溶液反应会生成白色沉淀，加水稀释溶液沉淀更为明显。反应方程式如下：

联苯胺的乙醇（丙酮）溶液中加入饱和碳酸钠和饱和亚铁氰化钠溶液后会生成白色沉淀，利用这一反应可对联苯胺进行检验。

一氧化碳使血液的鲜红色变暗：CO+Hb==Hb·CO醛类如甲醛，有强烈的刺激性，可用银镜反应进行检测。HCHO+4[Ag(NH3)2]++4OH－＝4Ag↓+8NH3+CO2+3H2O2.检测装置抽气香烟ABCD3.实验现象在具支试管A中加入10mL蒸馏水，B中加入10mL99.5%乙醇（丙酮），C中加入KMnO4溶液少许，D中加入10mL蒸馏水，滴加4-5滴加有抗凝剂的新鲜动物血液，抽气，观察A、B、C、D中的现象。取A中溶液2-3mL，银镜反应检测其中的醛类物质；可以看到C中KMnO4溶液逐渐出现棕色沉淀，证明其中含有其他还原性物质；D中血液逐渐变成暗红色，证明CO被血液吸收；分别取2-3mLB中溶液，检验其中的尼古丁和联苯胺，均可观察到沉淀。

⊕

酒是含有乙醇（酒精）的饮料。它可通过粮食发酵制得。不同的酒中，乙醇的含量各不相同，如白酒中含乙醇35～65%，啤酒中含乙醇3～5%。

二、酒

⊕酒为什么越陈越香

？⊕葡萄酒含有植物防御素、多酚类物质等多种成分，有调节血脂和脂蛋白代谢、抑制血小板凝聚、松弛血管等作用；可抑制动脉粥样硬化的形成，长期适量饮用可降低缺血性心脏病的发生率和死亡率。⊕啤酒酿造中不可避免地产生杂醇油，以异戊醇为主，其次是戊醇、正丙醇和异丁醇，高级醇与啤酒的风味具有辩证的关系。一方面，高级醇是构成啤酒风味的主要成分，适量高级醇使酒体丰满圆润、口感好；另一方面，高级醇含量过高，饮用时有异杂味，会产生较强的致醉性，饮后头痛、头晕、发坠，俗称“上头”。⊕啤酒素有“液体面包”之称。啤酒会使血液中尿酸浓度增加，易诱发痛风及肾结石等。

⊕酒精的消化，20%通过肺循环呼出，80%通过肝脏分解。

⊕人的酒量大小与体内醇脱氢酶（NADH）和醛脱氧酶NAD+多少有关，会因人的种族的不同有所差异，这种差异首先决定于每个人的先天基因，另外长期饮酒也能增加对酒的耐性。怎样判断司机酒后开车

要判断汽车司机是否酒后开车，需要检查他呼出的气体中是否含有酒精蒸气。方法较多，这里介绍一种比较简易的验酒器的化学原理。把呈黄色的酸化的三氧化铬（CrO3）载带在硅胶上，它是一种强氧化剂，而乙醇（酒精）具有还原性，两者发生以下反应：2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4==Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O

生成物硫酸铬是蓝绿色的。这一颜色变化明显，因而可据以检测酒精蒸气。科学饮酒

(1)适量饮酒有益健康。(2)严禁酒后开车。(3)酗酒有害，过量饮酒损害人的健康，特别是损害人的肝脏；对于酒精中毒者，戒酒是件困难的事情。(4)改变“闹酒、劝酒、斗酒”的不文明陋习。(5)不能饮用工业酒精勾兑酒。(6)饮酒者喝牛奶有益于健康。

⊕到目前为止已在茶叶中鉴定分析出了450余种有机成分和15种以上的无机元素。其中称作茶多酚的多酚类物质约占茶嫩梢干的20%～35%，也就是说茶多酚是茶叶中最为重要的化学物质

。⊕茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶中30多种多酚类化合物的总称。

三、茶

茶叶的功效

(1)兴奋作用（咖啡因）；

(2)利尿作用（茶碱）；

(3)抗菌、抑菌（茶多酚）；

(4)强心解痉作用；

(5)抑制动脉硬化；

(6)减肥作用；

(7)防龋齿作用；

(8)抗辐射作用。

科学饮茶

(1)服用某些药物应禁用茶。

(2)饭后和睡觉前不宜喝浓茶。

。(3)不宜喝隔夜茶。

(4)不要用沸水冲茶。

(5)不要用保温杯泡茶。

(6)不要嗜饮新茶。（一）毒品的定义

※毒品一般是指使人形成瘾癖的药物，这里的药物一词是个广义的概念，主要指吸毒者滥用的鸦片、海洛因、冰毒等，还包括具有依赖性的天然植物、烟、酒和溶剂等，与医疗用药物是不同的概念。※制毒物品是指用于制造麻醉药品和精神药品的物品。毒品，有些是可以天然获得的，如鸦片，但绝大部分毒品只能通过化学合成的方法取得。因此，制毒物品既是医药或化工原料，又是制造毒品的配剂。三、毒品（二）毒品的分类

※

毒品通常分为麻醉药品和精神药品两大类。其中最常见的主要是麻醉药品类中的大麻类、鸦片类和可卡因类。

※根据联合国公约规定，国际上管制使用的麻醉品和精神药品有200多种。目前国际国内作为毒品严厉禁止的主要有：鸦片、海洛因、吗啡、可卡因、大麻等。根据毒品的来源分为天然毒品和合成毒品，根据毒品对中枢神经系统的作用效应分为镇静类毒品、兴奋类毒品和致幻剂类毒品。这两种分类方法实际上可归纳为如下一个表：来源作用效应镇静类兴奋类致幻剂天然毒品罂粟、鸦片吗啡古柯叶仙人球毒碱海洛因可待因可卡因黑西哥致幻蕈碱蒂巴因大麻（小量）大麻（大量）大麻合成毒品美沙酮哌啶苯丙胺麦角酸二乙酰胺芬太尼镇痛新甲基苯丙胺苯环已哌啶苯巴比妥安定利他林二甲色胺（三）几种常见的毒品1.鸦片

鸦片罂粟果实中的乳状汁液制成的一种毒品。罂粟果汁中含有一种有毒的物质是罂粟碱，它的分子式是C20H21NO4，是一种异喹啉生物碱。鸦片又称“阿片”，俗称“大烟”、“鸦片烟”、“烟土”等，是英文名Opium的音译。

鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。生鸦片一般不直接吸食，尚需经烧煮和发酵等进一步精制成熟鸦片方可使用。熟鸦片呈深褐色，手感光滑柔软。

♀一般来说，最初几口鸦片的吸食令人不舒服，可使人头晕目眩、恶心或头痛，但随后可体验到一种伴随着疯狂幻觉的欣快感。长期吸食鸦片，可使人先天免疫力丧失，极易感染各种疾病。吸食鸦片成瘾后，可引起体质严重衰弱及精神颓废，寿命也会缩短，过量吸食鸦片可引起急性中毒，可因呼吸抑制而死亡。罂粟花鸦片成品禁毒宣传画2．吗啡

◎吗啡是一种异喹啉生物碱，分子式是C17H19NO3，存在于鸦片中，含量含为10%。◎纯净吗啡为无色或白色结晶或粉末，难溶于水，易吸潮。粗制吗啡则为棕褐色粉末。在“金三角”地区，吗啡碱和粗制吗啡又称为“黄皮”、“黄砒”、“1号海洛因”等。◎滥用吗啡者多数采用注射的方法，且极易成瘾。在同样质量下，注射吗啡的效果比吸食鸦片强烈10-20倍。长期大剂量地使用吗啡，会出现澹亡和幻觉，甚至导致呼吸停止而死亡。吗啡对人的致死量为0.2～0.3g◎医用吗啡一般为吗啡的硫酸盐、盐酸盐或酒石酸盐，易溶于水，常制成白色小片状或溶于水后制成针剂。3．海洛因

◆海洛因即二乙酰吗啡，鸦片毒品系列中最纯净的精制品，是目前我国吸毒者吸食和注射的主要毒品之一。◆海洛因的水溶性、脂溶性都比吗啡大，故它在人体内吸收更快，易透过血脑屏障进入中枢神经系统，产生强烈的反应，具有比吗啡更强的抑制作用，其镇痛作用亦为吗啡的4-8倍,◆海洛因具有比吗啡更强的药物依赖性。据测定，海洛因对人体的毒性是吗啡的五倍以