蛋白質(zhì)對人體健康的重要性精選(九篇)

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第1篇：蛋白質(zhì)對人體健康的重要性范文

1指示生物的含義及其優(yōu)點

指示生物又叫生物指示物(BiologicalIndicator，Bioindicator)，是指在一定地區(qū)范圍內(nèi)，能通過特性、數(shù)量、種類或群落等變化，指示環(huán)境或某一環(huán)境因子特征的生物［1］。使用生物體來對環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測的歷史由來已久。早在古希臘時期，亞里士多德就把淡水魚放到鹽水中，觀察其行為。在工業(yè)革命時期，金絲雀被放到地下煤礦中，工人通過觀察金絲雀的特殊反應(yīng)，及時離開煤礦避險;20世紀(jì)初期，歐美生物學(xué)家為了應(yīng)對河流湖泊污染，開始研究利用水生生物監(jiān)測水環(huán)境污染。中國開展指示生物監(jiān)測河流污染研究是從20世紀(jì)80年代開始的，到目前還沒有完善的監(jiān)測指標(biāo)體系，尚需進(jìn)一步發(fā)展研究。使用指示生物監(jiān)測方法，監(jiān)測水體重金屬污染狀況，有著傳統(tǒng)理化監(jiān)測不可比擬的優(yōu)點，主要表現(xiàn)在［2］:(1)反映生物學(xué)效應(yīng)。常規(guī)分析技術(shù)只說明污染程度偏離正常值，常常忽視生物個體以及種群對外源性污染物的效應(yīng);(2)靈敏性。重金屬在一般水體中，濃度很低，Cu、As、Cd、Hg在水體中的濃度通常在1×10－2～10μg/L之間，甚至在檢測限以下。生物監(jiān)測利用生物對重金屬的靈敏性、富集、放大作用，準(zhǔn)確快速監(jiān)測出水體中重金屬的污染狀況;(3)長期性。指示生物可以持續(xù)監(jiān)測水體，可以反映出劑量小，長期作用的慢性毒性效應(yīng);(4)綜合性。重金屬在生物體內(nèi)可以表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)或拮抗效應(yīng)等復(fù)合污染效應(yīng)，指示生物可以反映出重金屬對其的綜合效應(yīng);(5)范圍廣。(6)成本低。

2指示生物的分類

生物監(jiān)測是使用活著的生物獲得定量的環(huán)境變化信息，而這些環(huán)境變化往往來自于人為活動。指示生物是生物監(jiān)測的重要組成部分，根據(jù)物種不同，指示生物可以分為動物、植物、微生物。根據(jù)不同的環(huán)境介質(zhì)，指示生物又可分為土壤、大氣、水體生物。根據(jù)生態(tài)學(xué)層次不同，可以分為個體以及系統(tǒng)水平上的指示生物;種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)水平上的指示生物［3］。由于重金屬在不同的生態(tài)學(xué)層次中有不同的表達(dá)特征，掌握這些特征，對準(zhǔn)確監(jiān)測重金屬污染有重要作用。

2．1個體、系統(tǒng)水平上的指示生物研究

2．1．1水生植物監(jiān)測重金屬研究水生植物是指能正常生長在水中的植物。按照水生植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性，水生植物可以分為三類:水生維管植物、水生蘚類、高等藻類。底棲植物長期暴露在水環(huán)境中，能直接吸收水體和沉積物中的污染物，而積累的重金屬元素在其體內(nèi)不表現(xiàn)出生物響應(yīng)［4］。然而，環(huán)境重金屬的壓力會導(dǎo)致部分水生植物出現(xiàn)生理變化和生理功能減弱［5］，對指示生物的監(jiān)測，就是監(jiān)測其生理變化和生理功能改變，以反映水體重金屬的污染狀況。水生維管植物通過發(fā)達(dá)的根系和葉子吸收水體中重金屬，結(jié)合其定棲的習(xí)性，使其適用于監(jiān)測水環(huán)境狀況的變化［6］。Fawzy等［7］研究6種水生維管植物富集重金屬能力，發(fā)現(xiàn)維管植物提供一種具有成本效益的方式來監(jiān)測水體重金屬污染。Magdalena等研究波蘭南部沿海地區(qū)多種水生植物對汞的累積性時，發(fā)現(xiàn)開花維管植物體內(nèi)汞濃度隨著河流中汞濃度上升而增加。苔蘚植物自1971年Goodman等人發(fā)明蘚袋法監(jiān)測重金屬開始，蘚袋法在世界范圍得到了廣泛應(yīng)用。有研究表明，蘚袋法對于河流重金屬的慢性污染有良好的監(jiān)測效果。藻類植物種類繁多，主要有硅藻、綠藻、藍(lán)藻等。藻類吸收重金屬后，將影響藻類蛋白質(zhì)合成以及酶活性，引起藻類生長代謝與生理功能紊亂、抑制光合作用、減少細(xì)胞色素、導(dǎo)致細(xì)胞畸變、組織壞死、甚至使機體死亡。同種重金屬由于價態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)的不同，藻類吸收后引起的毒性也不同，藻類監(jiān)測重金屬就是利用這種特異性。LalitK等利用硅藻監(jiān)測恒河重金屬Cu和Zn，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜發(fā)生畸變，表明硅藻細(xì)胞膜形態(tài)異常可以用來監(jiān)測水體重金屬污染。Chakraborty使用海底藻類監(jiān)測海洋重金屬污染，發(fā)現(xiàn)綠藻和褐藻能高度富集重金屬，可以作為潛在生物指示物用于指示重金屬污染。

2．1．2水生動物監(jiān)測重金屬研究水生動物是生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，最常見的是魚類，此外還有腔腸動物，如?？?、海蜇、珊瑚蟲;軟體動物，如烏賊、章魚;甲殼動物，如蝦、蟹;其他動物，如海豚、鯨(哺乳動物)、龜(爬行動物)等其他生物。水生動物往往能夠積累某些重金屬，對重金屬毒性作出相應(yīng)的行為反應(yīng)或表現(xiàn)出某種遺傳特征，因此，這一類水生動物能成為監(jiān)測重金屬污染的生物指示物。在突發(fā)性重金屬污染脅迫下，水生動物常常能作出生物學(xué)行為反應(yīng)。水生動物行為反應(yīng)能直觀、快速地反映水質(zhì)變化，常見的指標(biāo)有呼吸、生長、心率、求偶行為和游動行為等。Gendusa發(fā)現(xiàn)黑鱒暴露在Cr6+環(huán)境中時，快速的胸鰭運動能作為外部生物標(biāo)識監(jiān)測Cr。Svecevicius等研究虹鱒魚在Cr6+脅迫下的行為變化，發(fā)現(xiàn)虹鱒魚的游動行為隨著Cr6+濃度增加而增加。黃東龍對斑馬魚行為反應(yīng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)在Zn2+和Cr6+的突發(fā)性脅迫下，其行為反應(yīng)快速而且敏感，表明斑馬魚的行為變化能對突發(fā)性重金屬污染進(jìn)行監(jiān)測，提供早期預(yù)警。

2．2種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)水平上指示生物研究重金屬對生物的有害性研究往往側(cè)重個體或細(xì)胞水平，然而不同水平上的生物有害效應(yīng)具有非線性的層次性，即高一級的生物水平上的效應(yīng)可能具有不能從次一級水平上得到的預(yù)測的新特征。如生物標(biāo)志物的研究集中在細(xì)胞水平上，通常不能直接擴展到個體甚至種群水平上，因為細(xì)胞水平的毒性效應(yīng)可能被組織的補償機制所掩蓋。同樣，個體的重金屬濃度、行為特征等參數(shù)并不能直接推移到種群水平上，要監(jiān)測水體重金屬的生物效應(yīng)，更需要關(guān)注種群、群落甚至生態(tài)系統(tǒng)上的生物監(jiān)測研究。生物在重金屬脅迫作用下，群落內(nèi)不同生物具有不同的響應(yīng)，尤其是長時間低劑量暴露的情況下，群落種數(shù)發(fā)生變化，同時群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，敏感種減少，耐受性種成為優(yōu)勢種。常用的利用微生物群落監(jiān)測水體重金屬的方法是國標(biāo)PFU法(GB/T12990－91)。PFU(polyure-thanefoamunit，聚氨酯泡沫塑料塊)法就是將PFU浸沒在水中，利用PFU的小孔徑(約150μm)，采集微型生物群落，并評價水質(zhì)。研究表明，高濃度重金屬影響底棲生物和浮游生物的多樣性。

3對指示生物進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險評價的應(yīng)用研究

通過指示生物監(jiān)測獲得的環(huán)境狀況，往往是生物體內(nèi)重金屬濃度的數(shù)值，還需要使用適合的評價方法反映當(dāng)前環(huán)境的污染程度，以及后期可能帶來的環(huán)境風(fēng)險，提出合理的控制對策。當(dāng)前水體重金屬評價往往局限于對當(dāng)前濃度的評價達(dá)標(biāo)與否，忽視了長期低劑量暴露下造成的生態(tài)風(fēng)險和對人體的健康風(fēng)險。對指示生物的風(fēng)險評價有利于量化這一不確定性的風(fēng)險。風(fēng)險評價可分為生態(tài)風(fēng)險評價與健康風(fēng)險評價。生態(tài)風(fēng)險評價是一個預(yù)測環(huán)境污染物對生態(tài)系統(tǒng)或其中某些部分產(chǎn)生有害影響可能性的過程。環(huán)境健康風(fēng)險評價是以風(fēng)險度作為評價指標(biāo)，把人體健康和環(huán)境污染相聯(lián)系，通過定量描述在污染環(huán)境中人暴露所受危害的風(fēng)險。

3．1指示生物在生態(tài)風(fēng)險評價中的應(yīng)用目前，這些水生生物重金屬評價方法均能反映區(qū)域水質(zhì)生態(tài)風(fēng)險水平，實際應(yīng)用中，為了更全面評估各種風(fēng)險水平，常常同時使用多種評價方法。其次，還有基于種群、群落的生物評價方法，如對于水體物種種群豐度、敏感種的生態(tài)風(fēng)險評價，常采用生物評價指數(shù)。生物評價指數(shù)有很多，如基于敏感種和耐污種的出現(xiàn)與否構(gòu)建的指數(shù)BMWP(Bi-ologicalMonitoringWorkingParty)、基于物種的耐污值及其在群落中的重要性構(gòu)建的FBI(FamilyBioticIndex)指數(shù)、基于物種豐度和耐污值構(gòu)建的BI(Biot-icIndex)指數(shù)等。這些評價指數(shù)對各種環(huán)境問題的靈敏性不一，有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)BI指數(shù)可以有效指示酸污染與氨氮污染，BI指數(shù)可以評估流域土地利用和重金屬污染對河流生態(tài)的影響。

3．2指示生物在健康風(fēng)險評價中的應(yīng)用健康風(fēng)險評價將人體健康和環(huán)境污染聯(lián)系在一起，定量估算有害物質(zhì)對人體健康的危害程度，并提出減小環(huán)境健康風(fēng)險的對策。指示生物能用于評估重金屬對人體健康風(fēng)險水平，為食用水生生物、消費水產(chǎn)品人群提出早期預(yù)警以及安全指導(dǎo)。健康風(fēng)險評價的程序分為:危害鑒定、劑量反應(yīng)評估、接觸評估、風(fēng)險評定等四個階段。目前，健康風(fēng)險評價方法已被法國、荷蘭、日本、中國等許多國家和一些國際組織如經(jīng)濟發(fā)展與合作組織(OECD)、歐洲經(jīng)濟共同體(EEC)等所采用。計算生物體內(nèi)重金屬的潛在非致癌風(fēng)險值，通常使用目標(biāo)風(fēng)險系數(shù)(THQ)，而致癌風(fēng)險的計算，則使用致癌系數(shù)(CR)表示。在重金屬防治對策制定的過程中，必須考慮重金屬對人體的危害程度，指示生物的環(huán)境健康風(fēng)險評價能科學(xué)地評估其風(fēng)險值，從而指導(dǎo)決策的制定。

4結(jié)語