蛋白質對人體健康的重要性精選(九篇)

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第1篇：蛋白質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，能通過特性、數量、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，及時離開煤礦避險;20世紀初期，歐美生物學家為了應對河流湖泊污染，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80年代開始的，到目前還沒有完善的監(jiān)測指標體系，尚需進一步發(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，主要表現在［2］:(1)反映生物學效應。常規(guī)分析技術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;(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;(4)綜合性。重金屬在生物體內可以表現為協(xié)同效應或拮抗效應等復合污染效應，指示生物可以反映出重金屬對其的綜合效應;(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，根據物種不同，指示生物可以分為動物、植物、微生物。根據不同的環(huán)境介質，指示生物又可分為土壤、大氣、水體生物。根據生態(tài)學層次不同，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)學層次中有不同的表達特征，掌握這些特征，對準確監(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)結構和生活習性，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不表現出生物響應［4］。然而，環(huán)境重金屬的壓力會導致部分水生植物出現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)達的根系和葉子吸收水體中重金屬，結合其定棲的習性，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)現開花維管植物體內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、藍藻等。藻類吸收重金屬后，將影響藻類蛋白質合成以及酶活性，引起藻類生長代謝與生理功能紊亂、抑制光合作用、減少細胞色素、導致細胞畸變、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)現細胞膜發(fā)生畸變，表明硅藻細胞膜形態(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的行為反應或表現出某種遺傳特征，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行為反應。水生動物行為反應能直觀、快速地反映水質變化，常見的指標有呼吸、生長、心率、求偶行為和游動行為等。Gendusa發(fā)現黑鱒暴露在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進行研究發(fā)現在Zn2+和Cr6+的突發(fā)性脅迫下，其行為反應快速而且敏感，表明斑馬魚的行為變化能對突發(fā)性重金屬污染進行監(jiān)測，提供早期預警。

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重個體或細胞水平，然而不同水平上的生物有害效應具有非線性的層次性，即高一級的生物水平上的效應可能具有不能從次一級水平上得到的預測的新特征。如生物標志物的研究集中在細胞水平上，通常不能直接擴展到個體甚至種群水平上，因為細胞水平的毒性效應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，更需要關注種群、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，群落內不同生物具有不同的響應，尤其是長時間低劑量暴露的情況下，群落種數發(fā)生變化，同時群落結構也發(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。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對指示生物進行環(huán)境風險評價的應用研究

通過指示生物監(jiān)測獲得的環(huán)境狀況，往往是生物體內重金屬濃度的數值，還需要使用適合的評價方法反映當前環(huán)境的污染程度，以及后期可能帶來的環(huán)境風險，提出合理的控制對策。當前水體重金屬評價往往局限于對當前濃度的評價達標與否，忽視了長期低劑量暴露下造成的生態(tài)風險和對人體的健康風險。對指示生物的風險評價有利于量化這一不確定性的風險。風險評價可分為生態(tài)風險評價與健康風險評價。生態(tài)風險評價是一個預測環(huán)境污染物對生態(tài)系統(tǒng)或其中某些部分產生有害影響可能性的過程。環(huán)境健康風險評價是以風險度作為評價指標，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險。

3．1指示生物在生態(tài)風險評價中的應用目前，這些水生生物重金屬評價方法均能反映區(qū)域水質生態(tài)風險水平，實際應用中，為了更全面評估各種風險水平，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)風險評價，常采用生物評價指數。生物評價指數有很多，如基于敏感種和耐污種的出現與否構建的指數BMWP(Bi-ologicalMonitoringWorkingParty)、基于物種的耐污值及其在群落中的重要性構建的FBI(FamilyBioticIndex)指數、基于物種豐度和耐污值構建的BI(Biot-icIndex)指數等。這些評價指數對各種環(huán)境問題的靈敏性不一，有研究發(fā)現，FBI指數可以有效指示酸污染與氨氮污染，BI指數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指示生物在健康風險評價中的應用健康風險評價將人體健康和環(huán)境污染聯(lián)系在一起，定量估算有害物質對人體健康的危害程度，并提出減小環(huán)境健康風險的對策。指示生物能用于評估重金屬對人體健康風險水平，為食用水生生物、消費水產品人群提出早期預警以及安全指導。健康風險評價的程序分為:危害鑒定、劑量反應評估、接觸評估、風險評定等四個階段。目前，健康風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濟發(fā)展與合作組織(OECD)、歐洲經濟共同體(EEC)等所采用。計算生物體內重金屬的潛在非致癌風險值，通常使用目標風險系數(THQ)，而致癌風險的計算，則使用致癌系數(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)境健康風險評價能科學地評估其風險值，從而指導決策的制定。

4結語