第1章 生活中的能量及其來源(3 / 3)

式中,△H=生化合成+肌肉運動+熱(體溫)+其他能耗。

所以ATP被戲稱為生物體內的能量通貨,相當於將難以花費的大鈔(食物)兌換成常用的硬幣(ATP)。有人曾對ATP進行過研究,已測定其pK值、電離度等。在通常的細胞中,由於Mg2+濃度較高,所以大都以MgATP2-或MgATP-的1∶1配合物形式存在。它們的性質均很活潑。ATP端的兩個磷酸基和ADP末端的一個磷酸基的鏈稱為酐鍵,是輔酶最活躍的部位,是“鎖孔”吸引“鑰匙”的某種活性區域所在。

人體消化液中的這種酶,雖能將食物中的主要成分澱粉水解成為人體能吸收的葡萄糖。但不能催化纖維素水解。牛、羊等吃草動物的消化係統中寄生了某些衍生物,可以分泌出使纖維素水解的酶,這種酶可使纖維素迅速水解轉化為葡萄糖。用這種酶催化的專一性理論可以解釋人不能靠吃草過活而牛羊可以靠吃草生活的原因。

C.J.斐德遜等人,在酶和底物相互作用(契合)的基礎上逐步發展形成了主客體化學和超分子化學因而榮獲1987年諾貝爾化學獎。他們製成了冠醚(二苯並18-冠-6)和穴醚(大二環、大三環、大四環)化合物,其特點是可作為Na+或K+的載休。已用以製成脫鹽的海水淡化膜及提取鉀的萃取劑,並有可能據此製成模擬細胞膜。

3.人的饑餓和口渴

(1)饑餓。饑餓是指一段禁食期之後對食物的生理欲求,而食欲則是對現存食物的認識反應或習慣反應。攝入食物是為了向體內補充能源,由食欲來自行調節。當胃中有食物時,它會不停地蠕動,而一旦空腹,胃就強烈收縮,伴有不適即饑餓感。對這種作用目前有兩種解釋:①化學靜力學說。認為下丘腦對血液中營養成分如糖、脂肪等特別敏感,一旦濃度下降,下丘腦外側的進食中樞受到刺激,就發出求食信號;濃度高時,進食中樞抑製,同時下丘腦中下區域的飽感中心受到刺激,發出拒食信號。②化學熱學說。認為下丘腦在人體熱量調節中起重要作用,當其溫度降低時,引起饑餓感。

動物試驗表明,用電極刺激下丘腦的上述兩個部位,就會作出相應反應;如果進食或飽感中心受到損害,就會不知道餓,甚至餓了也拒食,最終導致餓死;相反,則使食欲不可遏製。此外,血糖值低是饑餓的自然信號,人在清晨空腹時血糖量約為80毫克,感到餓;進食後,血糖值可達140毫克,幾小時內都感到飽,並且精力充沛。

(2)口渴。所謂口渴是指有意識地想喝水。這種心理感受在控製體內水分和鈉離子濃度上極為重要。它影響體內的水平衡,調節水的攝入。飲水中樞位於下丘腦的視上核前麵的視前區兩側。用埋藏電極刺激此中樞,動物在幾秘鍾內就開始喝水;注入高滲鹽水(由於使水分子從神經細胞中滲出,從而造成脫水),可使它們狂飲。

當體液中鈉離子濃度比正常值高2毫摩爾/升時,就會刺激飲水中樞,表示口渴。飲水的目的主要是使鈉離子濃度恢複常態。深入的研究表明,止渴分暫時止渴和長久止渴兩種。前者指胃腸道還未吸收水分前就不渴了,因而不想喝了,一般可維持15分鍾;後者則指水進入消化道,胃充盈時的停喝。由於水吸收到組織液中需要半小時以上,如果口渴的感覺不能在喝水後暫時解除,人就會飲入過量水,最終造成營養嚴重流失。所以暫時止渴有重要生理意義。試驗表明,某種物理原因或心理原因也可止渴,例如把一個氣球放入胃中並充氣,可使人在5~30分鍾內消渴。