药学研究的生命科学基础.ppt

第四章 药学研究的生命科学基础,课件（绪论、1-4章）,邮箱：密码：lndxyxy#2010,期中小论文的要求,期中小论文：药学相关的论文：最好结合自己的专业和生活。课程的感受，建议等等。格式要求：摘要：前言：研究的必要性，研究目的研究方法：使用的研究、考察方法结果与讨论：主要的结果结论：目的是否达到参考文献,期中小论文：11月20日交,主要内容,第一节 生命科学基础第二节 人体正常结构和功能第三节 健康与疾病的概念,0 绪论,医学和药学的关系：紧密联系，密不可分。没有药学，医学缺少治疗的手段；离开医学，药学也就没有治疗对象。临床需要是药学发展的根本原因和内在动力。医学是以人体为主要研究对象，而今现代科学对人体的认识尚较少，对人体的研究难度较大。而药学，是以药物为主要研究对象。现代科学对药物状况的认识较深，很多药物己被认识到分子乃至量子水平,进行研究。,生命现象非常复杂，需要从不同的水平提出问题，进行研究。生命活动的研究可分为三个不同的水平：细胞分子水平，研究细胞的生理特性及构成细胞的物质的物理、化学特性；细胞器官水平，研究各器官、系统生理活动的规律及其影响因素等；整体水平，研究机体各器官、系统的相互关系以及机体与环境之间的相互联系。中医和西医的关系；中西医结合中药和西药的关系。中西药结合。中医院校7成毕业生当不了医生，就业率仅10%,第一节 生命科学基础,一、人类起源：劳动(进化论)主要观点：生物之间存在着生存斗争，适应者生存下来，不适者则被淘汰，这就是自然的选择。生物通过遗传、变异和自然选择，从低级到高级，从简单到复杂，种类由少到多地进化着、发展着。“物竞天择，适者生存”，现在基因学诞生之前，为此提供了重要的证据，事实上，物竞天择，竞的是“基因”。,#劳动创造了人？,劳动创造了历史，也创造了人类。观点：人类在地球上出现是自然界的一件大事，是一个质变过程。人是从古猿进化来的，从古猿下地以后，开始向人的方向发展，到制造工具的真正人的出现，其间有个漫长的过渡阶段。立论基础：从猿向人转变的过渡阶段的标志直立行走，这完成了从猿转变到人的具有决定意义的步，而直立姿势的形成是长期使用天然工具的本能劳动的结果，所以，从猿到人的转化并不是纯“自然的”生物进化过程，而是人类自身的生成史劳动创造了人类的历史。,物种起源（1859 年）提出进化论：,特点：1 简单复杂(无生命）有生命2 一个相当长的时期3.没有设计（随机的，凭机会，或靠自然过程的）,进化论学家和科学家派德森博士：“该理论认为生命的历史是一个单一的物种分裂和发展的过程。这一过程必须是独一的和不可重复的，正如英格兰历史一样。因此理论的这段话是关于独特事件的历史理论，而独特事件，根据其定义不是科学的一部分，因为它们不可重复而且无法置于实验中。,进化论不是一个事实，是一个没有被科学验证的假设。达尔文：在物种起源书中论生物演变最后有这样一句话；“生命是奇妙伟大的，这是造物主在最初给了一个或几个动物之生命，使他们渐渐进化、演变成更多的种类。”书中又说：“我们所知的造物者赋于物质的定律，更切合这个假定。”,进化论缺乏科学性的证据：,A、中间化石缺乏：目前拥有了主要种类的动、植物化石，有二十五万个化石物种。但现有的支持进化论的样本，没有增加，甚至比达尔文时候的还要少。B、复杂生命形式的突然出现(尤其是在最低级那层生命)按照进化论：必有一个时期，简单细胞存在而复杂细胞则不存在。事实上，中间态和祖先态在化石记录中的完全缺乏。C、自然过程不能使无生命变为有生命。,D、没有合理的进化机制。“自然选择不产生新的物种”。“没有人靠自然选择制造出物种，没有人曾接近过这个目标”“所有基因突变似乎存在于导致伤害的事件中”著名科学家估计人类进化的概率是1/10200万（十的二百万次方分之一）。根据保瑞的定律，任何低于1/1050万的概率都是不可能的。现状总结：目前：随着越来越多的事实偏离进化论，有更多数据的表明进化论与事实不符。导致越来越多的曾经是坚决的进化论者的世界级科学家正在远离或批评它。,最后 达尔文也承认“进化论”只不过是他年轻时候的一种“幻想”,二、生命的物质基础(生物化学),水、无机盐、有机化合物是生物体一切结构和功能的物质基础，组成蛋白质的基本单位是氨基酸。有机化合物包括蛋白质、核酸、脂类和糖类是生物体生命活动所必需的营养物质，是维持生命活动的物质基础。核酸是由许多单核苷酸聚合成的，它是生物体遗传的物质基础。,（一）水水是生物体的第一大化合物，含量在50%以上，甚至可达99%。人体的含水量随年龄增长而减少，从新生儿80%到老年的55%。水是生命存在的介质环境，没有水就没有生命。,（二）无机盐：参与和调节新陈代谢,无机盐在细胞里含量很小，人体内的无机盐大约占5%左右，种类很多，含量最多的无机盐是钙和磷盐约占无机盐含量的一半左右，主要沉积在骨骼和牙齿中，无机盐的另一半大多以水合离子状态存在于体液中。,1构成骨骼和牙齿的无机成分，对身体起支撑作用。骨骼中无机物约占1/3，有机物占2/3。存在于骨骼中的无机盐主要是钙和磷，有机物主要是蛋白质。2维持生命活动的正常生理环境。Na+、Cl-、K+、HPO42-在维持细胞内外液的容量方面起着重要的作用。体内各种酶的作用需要相对恒定的pH，体液的缓冲系统由这些盐类构成，发挥稳定氢离子浓度的功能。无机盐对肌肉、心肌的应激性的维持也有重要的作用。,4.无机药物顺铂：抗癌药物砒霜：DTPA钆配合物作影像剂，杂多酸有抗病毒作用，NO有血管舒张作用。,3参与或调节新陈代谢。体内很多酶需要离子结合才具有活性，有些离子可以增强或抑制酶的活性。某些离子参与物质转运、代谢反应、信息传递等多种功能。,（三）蛋白质是生命的主要物质基础,1.一切生物体内均合有大量蛋白质。在生物体内，蛋白质含量大、种类多、分布广，是任何其他成分所不能比拟的，在人体内约含10万余种蛋白质，占人体干重的40。整个生物界大约有200亿种蛋白质，组成地球上五彩滨纷的生物界。蛋白质组成、结构的多样性，决定厂生物形态和功能的多样性。,2.组成蛋白质的基本单位氨基酸组成蛋白质的基本结构单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸共有20种，20种氯基酸以不同的种类、数量和排列顺序组成不同种类的蛋白质。除甘氨酸和脯氨酸外，其他的氨基酸都有手性。而组成蛋白质的氨基酸都是L-氨基酸。,蛋白质属于生物大分子，其分子量可高达400kD。蛋白质分子结构极其复杂，为研究方便，人为地将蛋白质分子结构分为一、二、三、四级结构。一级结构是蛋白质的基本结构，二、三、四级结构是属于蛋白质的空间结构，一级结构是空间结构的基础，而空间结构又是蛋白质发挥其生物学功能的结构基础。,3、蛋白质分子结构,1）蛋白质的一级结构,蛋白质分子一级结构是指蛋白质分子中氨基酸残基在多肤链中的排列顺序：一级结构研究的主要内容是组成蛋白质多肽链中氨基酸的种类、数量、排列顺序与连接方式。蛋白质分子的一级结构是基本结构，是空间结构的基础，并决定蛋白质的性质和功能。（1000种，1999年）,人胰岛素的基本结构,蛋白质分子结构中的一、二、三、四级结构,2）蛋白质的空间结构,A、二级结构：蛋白质分子中多肽链主链上的肽键平面，绕-碳单键旋转，使多肽链的主链在三维空间形成有规律的重复出现的特定排布方式，称为蛋白质的二级结构。包括-螺旋、-片层结构，它们都是借肽键之间形成的氢键成为稳定的构象。,B、蛋白质的三级结构,蛋白质三级结构：蛋白质分子的多肽链，在二级结构的基础上进一步盘曲、折叠形成特定的空间排布方式。参与形成三级结构的主要化学键是疏水键、二硫键和范德华引力。由于上述化学链的作用，将蛋白质的疏水基团包埋在蛋白质分子内部，而将大部分亲水基团则暴露在分子表面。于是增加了蛋白质分子的亲水性。进而增加蛋白质的生物学活性。蛋白质分子只有具备三级(或四级)结构之后，才能表现出生物活性。,蛋白质的三维结构和分子识别：,C、蛋白质的四级结构,蛋白质的四级结构：两条或两条以上具有独立三级结构的多败链通过非共价键(主要是盐键)相互缔合而成的空间排布方式。,4.蛋白质的生物学功能,1催化功能：酶作为生物催化剂，催化人体内上干种化学反应，而酶的本质足蛋白质。2调节功能：代谢调节对生物体从事正常生命活动具有重要意义，而参与代谢调节的激素许多就是蛋白质及其衍生物。3运动功能：肌肉收缩依赖于肌球蛋白和肌动蛋白的协调运动，肌肉收缩是驱动心脏跳动、四肢运动、胃肠蠕动、血液循环的根本动力。4防御功能：人体内的免疫球蛋白参与机体的多种免疫话动。5运输功能：血液中的许多物质必须同载体蛋白结合后才能在血液中运输。6止血功能：参与凝血、止血的许多血浆和组织因子本质上是蛋白质。7其他功能：如核酸的生物合成与基因表达、纫脑膜的物质交换、高等动物的思维、识别和记忆等高级活动均与蛋白质有关。,5.蛋白质结构与功能的关系,（1）一级结构（化学结构）不同生物学功能不同：由垂体前叶分泌的加压素和催产素，它们分子中仅有两个氯基酸的差异，但二者生理功能却有根本上的区别。,因而其生理作用也有类似之处。但活性大小差别很大。如两者对子宫平滑肌和乳腺导管肌上皮细胞都有收缩，但催产素的作用远远大于加压素；相反，对血管平滑肌的收缩作用(加压作用)和抗利尿作用，催产素的作用只有加压素作用的0.51左右。,（2）一级结构中“关键”部分相同，其功能也相同；关键部分变化，功能也变化，如：不同动物来源的胰岛素都是由A链(21个氨基酸残基)和B链(30个氨基酸残基)组成，但其氨基酸的种类和排列顺序不完全相同，却同样具有降血糖的作用。,人胰岛素的基本结构,（3）一级结构的变化直接导致疾病的发生,蛋白质的空间结构与构象发生重大变化时，往往失去生物学活性，但在某些外界因素的影响下，蛋白质分子构象发生轻度改变时，它的生物学活性只发生某种改变，在生理条件下，这种变化对正常的功能起着重要的调节作用。如血红蛋白分子由4个亚基构成，每一个亚基可携带1个氧分子。当4个亚基中有1个与氧分子结合后，便会引起血红蛋白构象发生改变而使其他亚基与氧分子的亲合力增强。对红细胞内血红蛋白的携氧功能有重要的调节作用。,（4）空间结构对蛋白质功能的影响,6、蛋白质的性质,（1）蛋白质的两性电离及等电点：用来分离不同的蛋白质。（2）蛋白质的高分子性质：蛋白质是亲水胶体 蛋白质是高分子的物质，分子量大约在1万以上。胶体特性，半透膜不能透过等特性。（3）蛋白质的变性：蛋白质在某些理化因素的作用下，其空间结构发生改变，导致理化性质和生物学活性发生改变的现象称为蛋白质变性作用。A、变性的因索 化学因素：如强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮和酒精等；物理因素：高温、高压、振荡、紫外线照射、超声波和x线等。B、蛋白质变性的实质 变性的实质是维持蛋白质空间结构的次级键断开，使其正常的空间结构松散，但是不包括肽键的断裂。,（4）蛋白质的沉淀：盐析：一般不变性。蛋白质沉淀的概念：蛋白质自溶液中析出的现象。先除蛋白质分子表面的电荷与水化膜这两个稳定蛋白质的因素，蛋白质相互聚集而沉淀析出。盐析：硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等，高浓度的中性盐溶液的作用，使蛋白质沉淀。生成不溶性的蛋白盐：利用蛋白质两性电离和等电点的性质，使蛋白质溶液的PH值大子或小于蛋白质的等电点，使蛋白质带上正电荷或负电荷。脱水：向蛋白质溶液中加入脱水剂，如甲醇、乙醇、丙酮等，破坏蛋白质分子表面的水化膜，同时将溶液的PH值调至等电点，以去掉蛋白质分子表面的电荷，则蛋白质便从溶液中沉淀析出。,体内药物分析：血浆样品处理中经常用到上述方法。,7.蛋白质的分类,自然界蛋白质种类繁多、功能各异，至今没有恰当分类方法。（一）根据分子形状分类1球状蛋白 如酶、免疫球蛋白等。2纤维蛋白 如角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白。（二）根据组成化学成分分类1单纯蛋白质乳清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、硬蛋白等。2结合蛋白质 核蛋白、色蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金属蛋白等。（三）根据溶解度分类1可溶性蛋白 如乳清蛋白、球蛋白、组蛋白和精蛋白等2醇溶性蛋白 如醇溶谷蛋白。3不溶性蛋白 如角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和谷蛋白等。,7.蛋白质在药学中的应用,（1）直接作为生物药物：蛋白、多肽类药物。胰岛素、白蛋白，单抗、生长抑素等。价格很贵。如：注射用曲妥珠单抗，重组DNA衍生的人源化单克隆抗体；上海罗氏制药。赫赛汀规格440mg/支，价格：25800元/支。22538元，在香港仅售16000多元，6支/一疗程美罗华：CD20抗体：一针的价格是14000 元。利卡汀：美妥昔单抗注射液：一针28800元每个患者每年需要使用4.3克，零售价约为4750美元/克。（2）药分、药剂、药理、药化都要用到蛋白质性质的研究。,核酸不但是一切生物细胞的基本成分，对生物体的生长、发育、繁殖、遗传及变异等重大生命现象起主宰作用。它在生物科学中处于重要地位。“没有核酸就没有生命”。,（四）核酸,1953年沃森和克里克第一次成功地提出厂DNA双螺旋结构的分子模型以后，对于核酸的组成、结构、功能及人工合成等领域的研究与探索有了许多重大突破。,天然核酸分为两类：核糖核酸(RNA)，主要分布在细胞质中；脱氧核糖核酸(DNA)，主要分布在细胞核中。,1、核酸的分子组成,核酸是由单核苷酸组成，核酸水解得到下列产物：磷酸、戊糖、碱基。,A、戊糖：核酸中的戊糖有两种：D-核糖与D-2-脱氧核糖。DNA分子中含有D-2脱氧核，RNA分子中含有D-核糖。,B、碱基：核酸中的碱基有两类：嘌呤碱和嘧啶碱。i、嘌呤碱：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）；ii、嘧啶碱：胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）、胸腺嘧啶（T）,核酸的结构：,腺苷（A）脱氧胸苷（dT）假尿苷（）,碱基、核苷和核苷酸：RNA和DNA区别,碱基与糖的结合物称为核苷，如果再与一个磷酸脂基相连则形成核苷酸,腺苷酸及其多磷酸化合物,2、核苷酸分类,3、核酸的分子结构,一级结构：4种核苷酸的连接及其排列顺序。二级结构：反向平行双螺旋。三级结构：超螺旋。（1）核酸的一级结构一级结构：是指核酸分子中多核苷酸链上核苷酸的排列顺序。研究核酸一级结构的主要内容是组成核酸的核苷酸的种类、数量、排列顺序与连接方式。,（2）二级结构,指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。,碱基互补配对原则:在DNA分子中，嘌呤永远与嘧啶配对，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C）,詹姆斯沃森,克里克,三级结构（高级结构）：,DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。,4、核酸的性质,A、理化性质：核酸为多元酸，具有较强的酸性。DNA是线性高分子，粘度极大，在机械力作用下易断裂。由于核酸所含的嘌呤和嘧啶分子中都有共轭双键，使核酸分子在紫外260nm波长处有最大吸收峰，这个性质可用于核酸的定量测定。,B、DNA的变性、复性和杂交,i、变性，这是DNA最重要的一个性质。双链之间以氢键连接,Ii、复性：DNA在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的双螺旋构象，这种现象称为复性。,Iii、杂交：DNA复性的实际应用：DNA单链之间、RNA单链之间、一条DNA和一条RNA链之间只要存在序列互补配对区域，就可重新形成整条双链或部分双链，核酸分子杂交。这在分子生物学研究中有极大的应用，可用于在基因组中对特异基因的定位及检测，PCR技术扩增目的基因等。,5.核酸在药学中的应用,（1）病理学和药理学研究。A、现已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关。如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变；白化病患者是DNA分子缺乏产生促黑色素生成的酪氨酸酶的基因所致。肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。B、生物制药：遗传工程的应用，人工改组DNA。如应用遗传工程方法已能使大肠杆菌产生胰岛素、干扰素等生化药物。siRNA，miRNA作为药物在国外进行临床。,（2）直接作为药物使用：很大一部分。,A、抗病毒剂，代表药物有三氮唑核苷、无环鸟苷等，临床上用于抗肝炎病毒、疱疹病毒及其他病毒；B、抗肿瘤剂，代表药物有用于治疗消化道癌的氟尿嘧啶以及用于治疗各类急性白血病的阿糖胞苷等；C、干扰素诱导剂，代表药物为聚肌胞，临床上用于抗肝炎病毒、疱疹病毒等；“聚肌甘酸胞嘧啶核甘酸”D、免疫增强剂，主要用于抗病毒及抗肿瘤的辅助治疗；E、供能剂，用于肝炎、心脏病等多种疾病的辅助治疗。药用腺苷三磷酸(ATP)。,（五）糖类：碳水化合物（Carbohydrates）,多糖作为来自高等植物、动物细胞膜和微生物细胞壁中的天然高分子化合物,是构成生命的四大基本物质之一。,对于糖类的早期研究只注意到它作为能源物质的重要性和细胞的组成成分，只是近几十年来，人们对多糖的生物活性才有了进一步的认识。多糖具有多种生物活性，同维持生物机能密切相关。多糖与蛋白质、脂类形成的糖蛋白、脂多糖在细胞的识别、分泌以及在蛋白质的加工和转移等方面起着不容忽视的作用。自20 世纪50 年代末人们发现真菌多糖具有抗肿瘤活性以来,多糖的研究受到越来越广泛的重视。近20 年来，随生物学、化学等学科的飞速发展,人们对多糖及其复合物的活性作用有了越来越深入的认识。多糖在抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血等方面发挥着生物活性作用。,1.基本知识,A.概念：多羟基的醛类、酮类化合物或其聚合物及其各类衍生物。习惯上称为碳水化合物。表达式为：Cx(H2O)y。如：葡萄糖C6(H2O)6，蔗糖C12(H2O)11。B、来源：一切从动、植物的多糖提取物。茶多糖、枸杞多糖、魔芋甘露聚糖、银杏叶多糖、海藻多糖、香菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖、茯苓多糖等。海参多糖、壳聚糖、透明质酸等,C、植物多糖主要生理功能：,I、调节免疫：多糖可显著提高机体巨噬细胞的吞噬指数，可刺激抗体的产生，增强人体的免疫功能。II、抑制肿瘤：多糖对癌细胞具有很强的抑制作用，具有抗肿瘤活性。III、延缓衰老作用：金针菇多糖和银耳多糖可显著降低机体心肌组织的脂褐素的含量，增加脑和肝脏组织的SOD酶活力，从而起到延缓衰老作用。IV、抗疲劳作用：多糖可使肝糖原含量显著增加而提高机体的运动能力，并使机体在运动后各项指标迅速恢复正常，因而具有抗疲劳作用。V、降血糖：植物多糖具有一定的降血糖活性。,D、动物多糖的生理功能,I、降血脂作用：壳聚糖可降低血清和肝脏组织中的胆固醇含量和脂肪水平，在降血脂、减肥、预防高血压等方面发挥着保健作用。II、增强免疫、抗肿瘤作用：海参多糖可以对抗多种动物肿瘤生长，并能提高机体的细胞免疫力，改善和增强因肿瘤或使用抗癌药物引起的机体免疫功能低下状况。壳聚糖有增强免疫力、防肿瘤作用，能促进动物对大肠杆菌和病毒感染产生非专一性的宿主抵抗性，增加抗体生成，并可诱导白介素、增殖因子和干扰素的产生，发挥免疫调节的功能。III、其他作用：动物多糖具有排除肠道毒素和除低重金属对人体的毒害、抗辐射、防龋等方面的保健作用。壳聚糖含有的游离氨基显碱性，在胃里能中和胃酸，形成一层保护膜，可辅助治疗胃酸过多症和预防消化性胃溃疡；透明质酸具有保持皮肤弹性的功能，还能保留大量水分子，对皮肤具有保湿作用。首先从牛眼玻璃体中分离,2、多糖在药学中的应用,A、抗肿瘤活性多糖抗肿瘤活性一般是通过增强免疫细胞的活性实现。多糖不仅能激活 T 细胞、B 细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)等免疫细胞，还能促进白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-2(IL-2)、肿瘤坏死因子(TNF)和干扰素(IFN)等细胞因子的生成，调节抗体和补体，从多个方面抑制肿瘤。从蒙古口蘑中分离得到具有免疫促进和抗肿瘤活性的糖肽复合物，促进T 细胞增生，抑制小鼠S180 肉瘤生长。灵芝多糖、猪苓多糖、香菇多糖、双歧杆菌多糖等增强细胞活性而起作用。,B、抗病毒活性,多糖的抗病毒作用引起医药界的高度重视，如硫酸多糖的强抗病毒活性，具有广阔的药用前景。研究表明，许多多糖对各种病毒有抑制作用，如艾滋病毒(HIV-1)、单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、流感病毒、囊状胃炎病毒、劳斯肉瘤病毒和鸟肉瘤病毒。硫酸多糖类化合物通过与HIV 病毒的gp-120 或宿主细胞的CD4 受体结合发挥作用。多糖与 gp-120 或CD4 受体结合后，可以阻断病毒对宿主细胞的吸附。如：硫酸葡聚糖具有抗HIV 活性。多糖在抗病毒药的研究中也常常作为佐剂，与抗病毒药合用。,C、降血糖活性,糖尿病的治疗一直是一个世界难题。,阿卡波糖（商品名：拜糖平）是拜耳的一个上市产品，治疗糖尿病。商品名：卡博平，杭州中美华东制药有限公司,如：从冬虫夏草（Cordyccps sinensis）培养菌丝体的热水提取物中纯化出一种多糖CS-F10，由半乳糖、葡萄糖和甘露糖按 433324 组成，分子量约 15kDa，对正常小鼠和糖尿病小鼠模型具有显著降血糖生物活性。,阿卡波糖,每公斤60万,D、抗凝血活性,肝素用于凝血性疾病的治疗和预防已有数十年，它主要通过增强抗凝血酶（肝素辅助因子）的作用来抗凝血。肝素作为抗凝剂，其构效关系比较清楚。另外，硫酸戊聚糖、硫酸木聚糖、糖胺聚糖肝素均是用于预和治疗血栓的重要的抗凝剂。,E、抗炎活性,F、抗衰老活性：螺旋藻多糖,G、其他活性：,抗菌活性。从各种虾壳中提取的多糖成分对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌和铜绿假单胞菌均有抑制作用。中华猕猴桃多糖对大肠埃希氏菌有抑制作用,能增强抗菌抗体的水平。黄芪多糖也能显著抑制结核分枝杆菌。降血脂作用：海带多糖、褐藻多糖、甘蔗多糖,3、构效关系研究,由于糖类化合物结构的复杂性（很多异构体），除了对肝素构效关系研究较详细外，对糖尤其是多糖的构效关系研究较少。是有待加强的一个研究领域。要真正彻底研究多糖的活性作用，还需要化学、生物学、药学研究人员的密切合作。,（六）脂类：脂肪：生命的备用能源磷脂：生物膜的结构基础,1.基本知识：A、概念：脂类是油、脂肪、类脂的总称。油脂主要是油和脂肪，常温下是液体的称作油，常温下是固体的称作脂肪。脂类是动物体内的第三大类物质。脂类分为脂肪和类脂两大类。脂类大都是非极性物质，很难溶于水。结构：脂肪是由甘油和脂肪酸缩合而成，类脂有磷脂、胆固醇及胆固醇酯等形式。脂肪的含量不稳定，是体内贮存的能源物质，变化很大，称为可变脂或贮脂，一般成年男性脂肪占体重的1020%。磷脂由于是细胞的结构成分，其含量比较稳定，称固定脂或膜脂，约占体重的5%,脂类分类,脂类分为两大类，即脂肪（fat）和类脂（lipids）（一）脂肪：即甘油三脂或脂酰甘油（triacylglycerol），人体内脂肪酸种类很多，生成甘油三脂时可有不同的排列组合，因此，甘油三脂具有多种形式。贮存能量和供给能量是脂肪最重要的生理功能。1克脂肪在体内完全氧化时可释放出38kJ（9.3kcal），比1克糖原或蛋白质所放出的能量多两倍以上。脂肪组织是体内专门用于贮存脂肪的组织，当机体需要时，脂肪组织中贮存在脂肪可动员出来分解供给机体能量。此外，脂肪组织还可起到保持体温，保护内脏器官的作用。,甘油三脂或脂酰甘油结构：,R1-3：C12-18 饱和或不饱和的脂肪酸多样性：不同结构的脂肪酸的脂肪性能不同。,（二）类脂,包括磷脂（phospholipids），糖脂（glycolipid）和胆固醇及其酯（cholesterol and cholesterol ester）三大类。磷脂是含有磷酸的脂类，包括由甘油构成的甘油磷脂（phosphoglycerides）和由鞘氨醇构成的鞘磷脂（sphingomyelin）。糖脂是含有糖基的脂类。这三大类类脂是生物膜的主要组成成分，构成疏水性的“屏障”（barrier），分隔细胞水溶性成分和细胞器，维持细胞正常结构与功能。此外，胆固醇还是脂肪酸盐和维生素D3以及类固醇激素合成的原料，对于调节机体脂类物质的吸收，尤其是脂溶性维生素（A，D，E，K）的吸收以及钙磷代谢等均起着重要作用。,、,磷脂,2.脂类的主要作用,1脂肪是贮存的能源物质氧化释放的能量是糖的两倍以上2磷脂是生物膜的结构基础：磷脂和鞘脂是构成生物膜的重要成分。胆固醇的衍生物是重要的生物活性物质。胆固醇可在肝脏转化为胆汁酸；7-脱氢胆固醇可在皮肤中（日光照射下）转化为维生素D3；胆固醇可在肾上腺皮质转化为肾上腺皮质激素和性激素。,生物膜结构,3.脂类与药物,磷脂和鞘脂是构成生物膜的重要成分。磷脂酰肌醇的一系列中间代谢物具信息传递作用，构成了一条非核苷酸类信号通道。许多脂类衍生物如类固醇激素、维生素D、胆酸盐等也部具有重要的生理作用。一些严重威胁人类健康的疾病如冠心病、脂肪肝、肥胖症等都与脂类代谢紊乱有关。心脑血管病（高血脂，高血压病）是现代生活的第一杀手（2000-2008年）。,高密度脂蛋白（HDL）：直径为7.510 nm，密度为1.21 g/cm3，含有6%胆固醇、13%胆固醇酯与50%蛋白质，分子量为(1.53)106，其载脂蛋白大多为载脂蛋白A。在肝、肠和血液中合成，可以将内源性胆固醇(以胆固醇酯为主)从组织往肝脏的逆向转运。血浆高密度脂蛋白含量的高低与患心血管病的风险呈负相关。与高血压、高血脂密切相关。1、HDL血管内的“脂质清道夫”2、HDL“抗动脉硬化因子”研究表明：能大幅度升高HDL，就解决了冠心病甚至是整个心脑血管疾病的问题，就能把人类的寿命从理论上延长几十年。,第二节 人体结构和功能,人体结构与功能(structure and function of human body)是研究正常人体形态结构和生命活动规律的科学，是生物、医学、体育、教育、心理等专业的重要基础学科。有人体宏观的形态结构与微观的组织细胞学的内容，也有对人体复杂功能的阐述。包括人体解剖学、组织学和胚胎学、细胞学、生理学和生物化学等。前二者研究人体的形态结构，后二者研究人体的功能和生命活动的规律。细胞学是研究从宏观进入微观的结果，对结构与功能的研究兼而有之。生物化学常另行设课。结构的研究为功能的研究奠定物质基础；功能的研究促进结构研究的进一步发展。两者是从不同的方面探讨人体，既有分工又有密切联系。在医学领域里，它是一门重要的基础课。,人体生命活动的研究层次,研究人体生命活动是研究人体的形态结构与功能，主要由人体解剖学和人体生理学两部分组成。人体解剖学研究人体正常形态、结构。人体生理学研究人体生命活动的规律或生理功能，二者之间密切联系。人体的结构十分复杂，细胞是构成人体的基本单位，由相同的细胞及细胞间质构成组织，人体共有四大基本组织，即上皮组织、结缔组织、肌组织和神经组织。由不同的组织构成器官，器官再构成系统。人体按各自的功能分为八大系统，即运动系统、呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统、生殖系统等。人体生命活动的主要分四个层次：细胞（基本单位）组织（四大组织）器官（？）系统（八大系统）,一、细胞,细胞是机体进行新陈代谢的基本单位。组成生命体的基本物质如蛋白质、糖、核酸等，只有当这些分子有序的、按一定方式组织起来，组成细胞后才能表现出生命现象。100多年前细胞的发现，促使对细胞的结构、功能、发育和分化，进行更深的研究，生物科学进入一个新水平。目前，已发展成为把细胞的整体活动水平，亚细胞(亚微)水平和超微（分子）水平三个方面的研究有机结合起来。以微观体积和动态观点来观察细胞的超微结构和功能，探讨细胞生命活动规律。,2、细胞的化学组成,B、碳原子是细脑内生命物质的分子结构中心：碳原子可以和其他多种元素H、O、N、P、S等原子形成稳定的共价健，能够结合产生许多特定的功能。碳原于是一种四面体构型，因而能产生大量的同分异构体。就是在碳原子之间能够结合成为链式或环式结构，其长度和大小几乎是无限的，是各种有机化合物的骨架。,A、组成细胞的物质称为生命物质或原生质，其主要元素C、H、O、N，约占细胞全部重量的90。而S、P、Na、K、Ca、CI、Mg、Fe为少量元素。以上12种约占细胞全重的99以上。此外，还有一些极微量的Cu、Zn、Mn等元素，在细胞代谢和引起机体疾病方面有重要影响。,原核细胞和真核细胞,原核细胞和真核细胞原核细胞结构简单，种类较少，如细菌和支原体；真核细胞结构复杂，种类繁多，绝大多数动、植物和人类的细胞都属这一类。,3.真核细胞结构：,细胞膜流动镶嵌模型,细胞膜流动镶嵌模型,4、细胞增殖周期,细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一，在人体及所有多细胞生物体生长发育时，细胞数目的增加、衰老、死亡；细胞的更新、生命的延续，均需经过细胞的增殖过程来完成。因此，细胞的增殖一直是细胞生物学、分子生物学的重要研究课题。目前，对于肿瘤防治的研究、机体组织损伤修复研究、器官移植以及某些遗传性疾病的研究都直接涉及到细胞的增殖问题。,A、细胞增殖周期的概念,细胞的增殖周期是指细胞从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止所经历的过程。所需要的时间叫细胞周期时间。细胞的增殖周期的全过程可分两个阶段：一是间期阶段；二是分裂期阶段。其中间期可分为G1、S、G2期个时间，Gl期是从有丝分裂结束后到DNA复制以前，S期是DNA复制时期，G2期是DNA复制结束到有丝分裂开始前的这段时间。而分裂期又叫M期：从细胞分裂开始到结束，可分前期、中期、后期和末期，也就是从染色体凝缩、分离到平均分配到两个子细胞中为止。,细胞增殖的重要性,细胞增殖的实质是细胞遗传物质以及有关成分的极其准确和有序的复制、分配，受到细胞内某些机制的调控。如果调控失常，即可导致细胞的非正常增殖。肿瘤是细胞异常增殖的结果。机体的损伤修复，常需要启动或加速某些细胞的增殖，使组织器官得以恢复其完整性。遗传性疾病的传递也与细胞增殖有关，如生殖细胞在发生时由于细胞增殖分裂过程中某个染色体不分离，即可造成胎儿的染色体病。机体的免疫功能和传递后代离不开细胞的增殖。如果用大剂量放射性元素阻止细胞的增殖，机体就会在几天内死亡。因此细胞的周期调控是生物体内一个极其重要的过程。,细胞增殖周期,2.抗肿瘤药物作用机理与细胞周期,细胞增殖周期及药物作用示意图,抗恶性肿瘤药物的作用机制示意图,二、组织（四大组织）：组织化学,组织是由形态相似和功能相关的细胞群以及细胞间质构成。人体的基本组织有四种，即上皮组织、结缔组织、肌组织和神经组织。这4种组织，按一定的规律有机地结合在一起。构成人体的各种器官。这四种组织是组成人体的基本成分，称为基本组织。详细内容见组织学细胞生物化学。这里主要介绍与疾病和药物的关系。,1.上皮组织与疾病的关系,A、大泡性类天疤疮是一种自身免疫性疾病，产生抗桥粒蛋白的抗体。导致皮肤和粘膜出现大量水疤。B、癌是上皮组织发生的恶性肿瘤。C、腺癌是腺上皮发生的恶性肿瘤。D、癌前疾病及癌前病变。,2.结缔组织与疾病,A遗传性肌原纤维蛋白(弹性纤维的成分)缺陷病，导致血管中膜变薄(壁间动脉瘤)。B高胱氨酸尿症：是胱硫醚合成酶缺陷引起的遗传病，导致胶原交联异常。C成骨不全：是I型胶原缺陷引起的遗传病，导致自发性骨折和蓝色巩膜眼。DAlport综合征(遗传性肾炎)：是N型胶原缺陷引起的遗传病，导致肾功能衰竭和耳聋。E.瘢痕瘤形成：是由于胶原过度积累而引起创伤愈合偏离正常情况，结果形成凸起的肿瘤样服痕。F淀粉状蛋白储积症：是淀粉样物质在各种器官的细胞间隙沉积的一类疾病。G.肢端肥大症：以生长激素过量所致的骨路过粗H.软骨病(成人)和佝偻病（儿童）：坏血症,3.肌组织,A.假肥大型肌营养不良是x染色体隐性遗传病B.重症肌无力是一种自身免疫性疾病，特点为血中出现抗Ach受体的抗体(anti AChR)，使ACh受体数量减少。,4.神经组织,亨廷顿舞蹈病(HD)：常染色体显性遗传病，是位于4号染色体短臂(4P)的HD基因突变，HD基因编码的蛋白称为Huntingdon。临床表现为舞蹈样运动、情绪不稳定和继发性智力减迟。谷氨酸毒性是出于钙离子大量内流进人神经元而产生的。帕金森病是一种退行性疾病，导致黑质中多巴胺耗竭和含黑色素的多巴胺能神经元减少。临床表现为行动迟缓、佝偻姿势、拖曳步态和面具脸。运动神经元病：是运动神经元死亡引起的进行性疾病，发病机制未明。多发性硬化：可能是一种自身免疫性疾病，使中枢神经系统的馈鞘被破坏。临床表现为瘫痪、感觉丧失、协调功能丧失。临床表现取决于中枢神经系统损伤的部位。星形胶质细胞瘤：星形胶质细胞的一种肿瘤，占成人原发性脑肿瘤的80%,三、器官,器官的组织结构特点跟它的功能相适应。眼、耳、鼻、舌等感觉器官。人体器官很多，很难划分；在现代医学中，解剖学研究：把躯干分为上下两个腔洞即，胸腔和腹腔，中间由横隔膜分开。上面的胸腔中有心脏、肺脏，食道、气管、支气管、和大动脉等器官组织，而下面的腹腔中有胃、肝脏、胆囊、胰脏、小肠、大肠、肾脏、膀胱、输尿管、子宫、卵巢、输卵管、脾脏等器官组织。目前，主要发生一个器官的疾病，比如肿瘤发生在胃、肝脏、胆囊、胰脏、小肠、大肠、肾脏、膀胱、输尿管、子宫、卵巢等处时，在器官的名称后+（癌）肿瘤。,器官：就是由几种不同类型的组织联合形成的，具有一定的形态特征和一定生理机能的结构。,四、八大系统,以上系统构成了人体和动物体，并且在神经和内分泌系统调节下，互相联系、互相制约，共同完成整个生物体的全部生命活动，保证了生物体个体生存和种族绵延。药理学上经常用到：在八大系统名称后+药理学。临床和药学应用最广的。如：药物吸收和分布：药物口服后，经过上皮吸收后，到达血液中，循环到达机体各个部位和组织的过程。对上述八大系统均有影响，产生药理作用。,人体的八大系统：运动系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统。,由各个器官按照一定的顺序排列在一起，完成一项或多项生理活动的结构叫系统。,第三节 健康与疾病的概念,一、健康的概念1.世界卫生组织(WHO)在阿拉木图宣言中指出：健康不仅仅是没有疾病和痛苦，而且包括在身体上、心理上和社会各方面的完美状态。就是人们常说的身心健康。“健康”大大超出了无病的范围。WHO于1989年又进一步深化了健康概念，提出健康应该包括躯体健康、心理健康、社会适应良好和道德健康。WHO强调加强健康教育、健康保护、健康促进，提倡自我保健。这种新观念要求人们把注意力由偏重于治疗转向积极地预防和保健，由依赖医生转向由自己把握健康的命运。以往：有病治疗健康 现在：预防不让生病保持健康,2.现代健康观：,A机体健康：要有一个发育正常而又强健的体魄，没有疾病和不虚弱。WHO曾提出几项指标：(1)体重合适身体匀称而挺拔。(2)能抵抗普通感冒和传染病。(3)眼睛明亮，反应敏锐。(4)头发具有光泽而少头屑。(5)牙齿清洁无龋齿且颜色正常。(6)肌肤富有弹性。关于机体健康：生病？健康。B心理健康：不好就会导致严重的心理障碍和精神障碍。心理健康还没有一个世界公认的的标准。三个基本的特征：(1)心理应与环境保持同一性（总的合群）。(2)保持相对稳定而又区别于他人的独特人格（个性）。(3)内在的心理活动应与外在的行为表现保持完整统一。社会性健康：社会性健康是健康组合中最活跃、涉及范围最广和最不确定的部分。最活跃：社会的每个发展和变革都会注入新的内容；涉及范围最广：不仅涉及每个个体，还涉及一个群体乃至整个社会的健康评价，并受到社会环境的各方影响；不确定性：每一个特定条件下的社会都有不同的政治、经济、文化、道德观，在全球范围内难。,机体的健康、心理健康的和社会性的健康组合成了现代健康观。,3.WHO提出的人体健康的十条标准,1.精力充沛：能从容不迫地应付日常生活的压力而不感到过分紧张，你可以从事你渴望做的一切工作；2.处事乐观，态度积极，乐于担责任，严于律已，宽以待人；3.应变能力强，能够较好的适应环境的各种变化；4.对于一般感冒和传染病有抵抗能力；5.体重标准，身体匀称，站立时头、肩、臂位置协调；6.眼睛明亮，反映敏捷，无炎症；7.头发有光泽，无头屑或较少；8.牙齿清洁，无龉齿，无疼痛，牙龈色正常无出血现象；9.肌肉，皮肤有弹性，走路感觉轻松；10.善于休息，睡眠好。,4.健康五要素：,身体健康：无病体能合格情绪健康：情绪的稳定性智力健康：保持脑力活动，多讨论、多思考精神健康：与上述三种健康相互影响。社交健康：使人保持和谐、良好的人际关系。,