科学上有许多特定的词语是用来描述生理以及身体的化学变化的。这些词语对科学家而言是相当熟悉的,但对一般人而言,却很容易混淆。因此,必须使这些词语简明清晰,让人们对营养学以及生理学有更深入的了解。
科学的术语一般人将原子和分子混肴,原子是保持物质化学性质的最小颗粒,可以单独存在,无法再被细分,而分子是保持物质物理性质的最小颗粒,由两个或更多的相同或不相同的原子数组成。举例来说,水分子就是由两个氢原子和一个氧原子组成,而黄金分子是由黄金原子所组成,这种金属可以说是一种纯元素。
地球上存在近百种元素,而人体是由26种元素所组成,其中氧,碳和氢站人体的90%,人体虽只含26种元素,事实上却是由无数个原子聚集而成的。我们以简单的例子来看,葡萄糖分子(血糖)是由六个碳原子,六个氧原子以及12个氢原子所组成的,分子结构为C6H12O6。某些分子也可能由更复杂的形式组成,如蛋白质是有几千个原子以不同的次序串联在一起,并产生直链与螺旋状。
原子非常小,约为1cm的亿分之一。甚至用电子显微镜都无法看到,我们可以用一个简单的图表示出原子的结构,原子的中心带正电荷,四周环境带负电荷的电子,整个结构就像许多行星绕着太阳运转一般,这些“行星”带负电,他们可以脱离“太阳”。而加入另一个星系,或者让出他们原来的轨道,让新进的电子使用,当原子内发生这种情形时,他所带的负电荷便会增加,我们称之为“阴离子”,书写时,他们化学代号并没有改变,所不同的只是在符号右上角加上正和负的符号,表示新的原子琴及其电荷的改变,食盐是我们每日所需的东西,用来示范这种离子的变化是最恰当的了。盐是由氯和纳所组成的化学势为NaC1。假如我们将盐溶在水中,则盐分子会分裂成两个离子,一个为钠离子,一个为氯离子书写成Na和C1。像这样的离子可以导电,所以称为电解质,这种特性对于神经,肌肉,尤其是心脏的功能更是必须的,他们能够改变电压,这种现象经常存在于细胞膜的内外两面,利用电荷的改变,使得电流沿着神经纤维传输,而且这种电流的大小是能够测量的,此种电压的计算单位为毫伏特,虽然比起家用电压小很多,但是电流传导的原理是一样的。
离子可用来计算液体的酸碱值(Ph)。这种酸碱值常用来描述液体的活性,比如血液,尿及胃液等,其值以氢离子(H+)来表示,p h值的范围为1…14,ph值1为酸性最强,ph值14为碱性最强,PH值7为中性。
正常的血液为弱碱性,ph值为7.4,胃在消化时的分泌液ph值为2,是强酸性,尿为弱酸性,ph值约在6左右,但是会因摄取的食物及激烈的运动而影响其酸碱数值。身体中的二氧化碳为影响血液中的酸性,这会在肾脏中通过改变尿液的ph值使血液的ph值调整过来。
我们再来看身体内的离子和分子,如何用不同的方法,跨过不同的屏障,在身体内起反应,这些障碍通常是环绕在细胞外围的细胞膜及四周的微血管壁,当没有屏障时。体液内的物质自然会由高浓度流向低浓度。比如当我们在咖啡中,增加方糖时糖分子便会扩散,使整杯咖啡变甜,这种作用称作为简易扩散。细胞膜则阻挡了这种简易扩散,只让某些分子通过,比如水分子就可以自由穿过细胞组织,可是其他粒子,如糖分子和氨基酸,则仅允许单方向的渗透。如此才能产生屏障的作用,使某一测具高浓度,而水分子则倾向流向高浓度的一侧造成稀释的效果,这种过程称为渗透作用。
渗透作用和扩散作用,在食物以及水进出细胞的运输过程中扮演着重要的角色。但是当我们必须逆向运送时,也就是说要将物质由低浓度的一侧送到高浓度的一侧时,这时就需要外来的协助。他的推力是由一种叫做ATP(三磷酸腺苷)的分子所提供的,通过细胞膜上负责运输的蛋白质以及ATP所提供的能量,可以将食物送过屏障。迷向输送,这种运输方式称为“主动运输”。
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