红色生命——奇异的红球藻虾青素

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1.1 人类因氧而生，亦 因氧而老 氧是地壳中含量最多的 元素，约占地壳总质量的一 半，占水总质量的89％。通 常情况下，氧气是一种无色 、无臭、无味的气体。在空 气中，氧气占21％（城市氧 含量约低于整体大气的2％ ），氮气占78％，其他惰性 气体占0.94％，二氧化碳、 水蒸气、灰尘等物质占0.06 ％。海拔越高氧浓度越低， 气压越低氧浓度越低，水温 越高溶解的氧气就越少。氧 气是一种化学性质非常活跃 的气体，能与许多物质发生 氧化反应，氧气可助燃而不 能自燃。氧是人生存必不可 少的物质，当人体发烧时， 耗氧量会急剧增加，通常还 伴随着身体组织贮氧量的减 少，因而这时会有全身乏力 、酸痛、头痛、头晕等缺氧 症状。1.1.1人因氧而生 1774年，约瑟夫？普利 斯特里利用一个大凸透镜， 把阳光聚焦起来，加热氧化 汞，用排水集气法收集产生 的气体，他发现蜡烛在这种 气体中以极强的火焰燃烧， 老鼠在瓶中存活时间为相同 容积的普通空气的两倍。之 后他用玻璃吸管从放满这种 气体的大瓶里吸取它，感到 十分轻松舒畅，现在我们都 知道这种气体就是生命必不 可少的元素——氧气。人可 以2天不喝水，7天不吃饭， 却一刻也离不开氧气，这主 要是由于人类发达的大脑需 要消耗大量的氧气。人类颅 腔里拥挤着超过800亿个神 经元，不停运转，时刻控制 、调整着我们的所思所想、 言语行动，这些脑神经元虽 占身体2％的体重，却消耗 掉20％的血氧供应。由于颅 骨内的空间极为宝贵，根本 不允许存留太多血液备用， 因此大脑的血氧储备极低。 只需停止血氧供应几十秒， 大脑就出现晕厥的自我保护 ，一旦停止血氧供应3～5分 钟，脑神经元即会不可逆的 损伤甚至死亡。人体出现急 性缺氧（组织内氧分压低于 3.99kPa）情况时，血管内 皮细胞对缺氧的耐受只有约 1小时。缺氧2小时后，人体 血管内皮将出现不可逆的损 伤，血管功能基本丧失。而 慢性缺氧条件下，血管内皮 细胞会产生包括细胞增殖、 迁移等应激反应。一旦缺氧 损害达到细胞凋亡这一步， 将会继发出现所在组织和器 官的功能改变，比如严重心 律失常、肾功能衰竭等。 人体健康的细胞需要糖 、氨基酸、矿物质、激素、 酶和氧等。人体通过有氧呼 吸，把氧从血液带到组织， 通过组织与血液的气体交换 使葡萄糖转化为二氧化碳和 水，并且放出能量，供人体 运动、思考和其他的新陈代 谢使用。在维持细胞新陈代 谢启动机制过程中最关键的 物质就是氧，所以我们说氧 是人体循环、呼吸、消化、 吸收与排泄各大系统正常运 转的保障。无论人体任何器 官系统缺氧都会造成代谢的 紊乱进而发生疾病。可以说 氧作为人类生存不可缺少的 元素，对我们身体健康极其 重要，身体每时每刻都需要 获得足够的氧，否则就会出 现疲劳，换气过度和昏厥等 症状，在极端情况下甚至会 导致死亡。 P2-3