近几年的最新研究发现，大分子的甲壳素经进一步脱乙酰及降解后形成的小分子化合物——壳寡糖。壳寡糖溶于水，具有更为特殊的生物功能，生物学功能研究意义重大，其产品开发市场巨大。然而目前有关壳寡糖方面的科普书籍尚缺，许多人对壳寡糖特殊的生物学功能并不了解，此次“保健时报”50期的“壳寡糖系列讲座”连载内容是在国家科技部先后在“九五”、“十五”攻关、“863”科技计划项目及自然科学基金等资助下，经过我们十多年对壳寡糖专门的研究及开发，并参阅国内外近40年（1967-2007年）的2100余篇论文及专利中的最新研究开发进展编写而成，希望能成为一部较全面、通俗、系统的介绍壳寡糖研究开发方面的科普材料，以推动壳寡糖的研究应用开发，促进我国糖工程产业的发展。
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。70年代对核酸的研究以基因工程为标志，80年代对蛋白质的研究以蛋白质工程为标志，科学家们在基因工程、蛋白质工程领域所取得的研究成果，为人类揭示生命科学现象提供了重要的理论基础和依据。
蛋白质、核酸和多糖是构成生命的三类大分子，蛋白质和核酸的研究已经成为生命科学中的热点问题。糖生物学之所以落后于蛋白质和基因的研究，在于以前研究人员缺乏研究糖类分子的有效工具，物理和化学分析手段的滞后，以及糖分子本身的复杂性。百余年来科学界对糖的认识几乎没有多大进展，糖类研究成了生命科学中的灰姑娘。近年来，“糖类研究”这个“灰姑娘”终于等来了属于她自己的马车。糖生物学是继基因组学、蛋白质组学研究之后，生命科学的前沿领域。研究成果表明，糖类是生物体内除蛋白质和核酸以外的又一类重要的生物分子，尤其是一类重要的信息分子。
糖与蛋白质、脂类和核酸一样，是组成细胞的重要成份，通过对糖的研究发现，糖不但是细胞能量的主要来源，在细胞的构建、细胞的生物合成和细胞生命活动的调控中，均扮演着重要的角色。对复杂而多变的“糖”的研究堪称生物化学的最新一个研究领域，糖生物学是继基因组学、蛋白质组学研究之后，生命科学的最前沿的领域。糖生物学(glycobiology)这一个名词的提出是在1988年。牛津大学Dwek教授在当年的《生化年评》中撰写了以“糖生物学”为题的综述，这标志了糖生物学这一新的分支学科的诞生。
近年来在糖类研究方面已取得不少进展。研究结果已确证，糖类作为信息分子在受精、发生、发育、分化，神经系统和免疫系统衡态的维持等方面起着重要作用；炎症和自身免疫疾病、老化、癌细胞的异常增殖和转换、病原体感染、植物和病原体相互作用、植物与根瘤菌共生等生理和病理过程都有糖类的介导。在此基础上，新兴的糖生物学正处在蓬勃发展的起点。糖生物学涉及到许多生物学科，如分子生物学、细胞生物学、病理学、免疫学、神经生物学等。糖生物学研究的发展又推动了这些学科的快速前进。
将糖生物学推向生命科学前沿的重大事件发生于1990年。有3家实验室几乎同时发现血管内皮细胞-白血球粘附分子1(ELAM-1)，后来改名为E-选凝素(E-selectin)。这一位于内皮细胞表面的分子能识别白血球表面的四糖Sia-LeX。当组织受到损伤时，白血球和内皮细胞粘附，并沿壁滚动，终而穿过血管壁，进入受损组织，以便杀灭入侵的异物。但是，过多的白血球则引起炎症以及继发的病变。后来又发现了这一家族中的其它成员：P-选凝素和L-选凝素。这一发现首次阐明了炎症过程有糖类和相关的糖结合蛋白参与。更令人吃惊的是，在肺癌和大肠癌细胞的表面也发现了Sia-LeX。进入血液循环系统的癌细胞可能借助了类似于上述的机制穿过血管，进而导致肿瘤的转移。紧接着又出现了以这一基础研究的成果为依据的开发和生产抗炎和抗肿瘤药物的热潮。以糖命名的药厂也应运而生。美国Scripps研究所的华裔科学家王启辉(Chi-Huey Wong)，在这期间首先应用3种不同的糖基转移酶，酶促合成了Sia-LeX。
随着糖生物学基础研究的发展，用于糖生物学研究的方法和基本技术，以及把基础研究所得的成果进一步转化为生产技术等方面的研究也倍受重视，“糖工程学”的兴起也是极为自然的了。
二十一世纪生命科学的研究焦点是对多细胞生物的高层次生命现象的解释，因此，对生物体内细胞识别和调控过程的信息分子——糖类的研究是必不可缺的。糖类的研究像生命科学研究中的又一里程碑，标志着生命科学的又一跨越式的进展，将获得更多科学家的青睐！
肥胖对人体健康有害，因此，很多人，尤其是白领丽人，非常认真地在减肥。他（她）对饮食十分讲究，特别是尽量少吃甜食，多吃甜食会肥胖。生活条件改善，加上工作繁忙紧张，患糖尿病的人越来越
多；这些病人最忌讳的就是糖，凡有糖的食品敬而远之。
其实，甜食不一定都含有糖；糖尿病患者应该顾忌的是葡萄糖，以及有可能转化为葡萄糖的食品，而不是拒绝所有的糖。糖、糖和“糖”是三种不同的概念，而很多人将这三者混为一谈。
糖类是自然界中最广泛的一大类分子。在化学上的糖类是一类含有多个羟基的有机化合物。从这个定义出发，除了我们日常生活中常见的葡萄糖、果糖和蔗糖外，还有许许多多的糖类。谷物中的淀粉，经消化水解后变成了葡萄糖，因此，它们是糖。树皮和棉花中的纤维素也是糖类，因为它们水解后同样产生葡萄糖。从化学角度看，淀粉和纤维素是异构体。还有制造果冻常用的原料海藻胶（如琼脂）也是糖类。甚至，蟹和虾的壳，以及许多节支动物（昆虫）体表的硬壳，也是糖类组成的，这种糖类被称为甲壳质，也称为壳聚糖。因此，题目中的第一个糖字是指化学上的糖。
糖尿病患者最关心的是血糖，然而和糖尿病直接有关的是血液中的葡萄糖，而不是所有的糖类。葡萄糖只是自然界中最简单的单糖中的一种。题目中第二个糖字是指人们日常生活中所说的糖，除了葡萄糖以外，平时谈及的糖还有果糖和蔗糖等有甜味的糖。
题目中第三个“糖”之所以带引号，是因为人们经常在甜味和葡萄糖等糖类之间划了等号，甜味即糖！其实不然，自然界存在着许多不是糖的“糖”（如糖精就不是糖）。现在所谓的蛋白糖是一个二肽，也不是糖；有些蛋白质的甜味是蔗糖的万倍；一些小分子的硝基化合物也有甜味。反之，有些糖类非但不甜，而且有苦味。
总之，糖、糖和“糖”三者截然不同。为此，欲减肥不必忌讳甜食，因为有很多不是糖的“糖”。同样，糖尿病患者也不必顾忌糖，因为有许多不是葡萄糖的糖。
最初发现和研究简单的糖类（如：葡萄糖等）经元素分析后，确定它们的组分是碳、氢和氧，而且三者的比例为1:2:1,其中碳和水的比例为1:1。为此，当年认为这些简单的糖类是由碳和水构成的，因此糖也被称为碳水化合物，并一直被应用至今。糖的科学定义是指各种各样多羟基醛类或多羟基酮类化合物及其衍生物的总称。如有些糖不只含有碳和水，还有氮等其它元素，而且碳和水的比例也不是1:1。
所有的糖类中最简单的是单糖（如葡萄糖和果糖等）。此外其它的糖类都是由单糖和它们的衍生物构成的。在自然界中生物量最多的是纤维素和甲壳质多糖。纤维素是植物界最多的糖类，尽管纤维素和淀粉都是由葡萄糖构成，只是在连接时，葡萄糖的立体结构上稍有不同，就产生了性质完全不同的产物。如果葡萄糖中参与连接的羟基是平伏的，连接后的产物是纤维素；假如葡萄糖中参与连接的那个羟基是垂直取向的，得到的多糖就变成了淀粉。由此不难看出，糖类结构和性质的复杂和多变性。除了葡萄糖以外，半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯及乙酰氨基葡萄糖等其它的单糖有可构成多糖（如木聚糖、甲壳素等）。而且有些多糖，被称为杂多糖，它们含有2种以上的单糖。例如被誉为健美食品的魔芋多糖，就是葡萄糖和甘露糖形成的杂多糖。在细菌的表面起到保护作用的细胞壁中不可缺少的组分是肽聚糖。青霉素之所以能抗菌，是因为它能抑制肽聚糖的合成，不能形成细胞壁，导致细菌死亡。海藻类含有的海藻酸和琼脂糖是人们熟知的海洋多糖的两个代表。
糖类还可以和其它非糖类的分子结合，形成复合糖类。例如和蛋白质一起构成糖蛋白。在人的血液中有上百种蛋白质，其中不含糖的简单蛋白只有10种左右，而85%以上的蛋白质都是糖蛋白。鸡蛋的蛋清中存在着大量的糖蛋白，含量超过95%。细胞表面存在着许多蛋白质，这些蛋白质几乎没有例外的都是糖蛋白。糖类和脂类也可形成复合糖类。常见的是动物细胞表面的糖脂和一些细菌表面的脂多糖，具有许多生物功能。
有关糖、寡糖、壳寡糖更多的知识将在这个“壳寡糖系列讲座”中再作系统的介绍。在了解壳寡糖之前，先让我们对自然界的糖有一个初步的认识。
糖类化合物是植物光合作用的产物。在植物体内，被吸收的二氧化碳和水在叶绿素存在下，与日光发生光合作用，生成糖类化合物并吸收了能量，同时放出氧气。
自然界中糖类化合物的分布和来源是非常广泛的。在大多数糖类化合物的分子组成中，由于所含氢原子和氧原子的数目之比与水分子相同，可以看成是碳原子与水分子的结合物，因此，糖类化合物过去一
直称为碳水化合物，并沿用至今。但是并不是所有的糖分子中每个碳原子都连有氧原子。
植物是糖类化合物最重要的来源和储存形态。植物干重的80%是糖类化合物，糖类化合物是人类（或动植物）的三大能源（脂肪、蛋白质、糖类化合物）来源之一。糖类化合物在人体内的代谢过程中生成二氧化碳和水，同时释放出能量以维持生命的延续。食品工业利用植物为原料生产的糖、淀粉、纤维素等糖类化合物产品，在人类的生活中占据着重要的地位。
糖是碳水化合物。从广义上来分主要分三大类：1.单糖：就是由单个糖分子组成的糖，如葡萄糖；2.低聚糖：也叫寡糖，它是由数个单糖通过共价键链接而成的，如三糖、四糖等；3.多糖：它是由很多单糖通过共价键链接的糖分子链，如甲壳素、纤维素等。
单糖是多羟基的醛、酮化合物。它们具有独立的糖结构，不能再水解成更小单位的糖类化合物。单糖类化合物都是晶体，溶于水，有的还具有甜味；如葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖等。
经过水解可以生成多个（2-20个）单糖的化合物统称为低聚糖。麦芽糖水解时生成两分子葡萄糖，蔗糖水解时生成一分子葡萄糖和一分子果糖；麦芽糖和蔗糖是二糖；水解后可生成三分子单糖的低聚糖也称三糖，如棉子糖水解后得到一分子葡萄糖、一分子果糖和一分子半乳糖。
水解后可生成单糖分子数目在20个以上的糖类化合物为多糖。例如淀粉和纤维素属于多糖类；多糖无甜味，是无定形粉末状。
根据单糖分子中所含碳原子的数目，可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖等。
含有醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。在自然界中，以戊糖和己糖多见；如核糖和阿拉伯糖属戊醛糖，葡萄糖属己醛糖。
糖类的资源非常丰富，但是，这些糖类并非是游离地存在于自然界中，而是与其他物质混杂在一起。甲壳素是一个典型的例子。甲壳素在自然界中绝大多数是被生物体用作自身保护的结构物质，因此，它们经常与碳酸钙等无机物一起构成了甲壳类，它们也因此而得名。因此希望得到纯的甲壳质需要除去碳酸钙等无机物。
由于糖生物学的发展，发现了很多低分子量的糖类，以及它们的衍生物同样具有明确的生物学活性，特别是可以开发成为药物。因此，除了分离制备外，还可以通过合成的方法得到小分子的糖类。早年主要是利用化学合成的方法，尽管产量很低，但是已可用作药物。就糖类的化学合成而言，糖化学是其基础。利用化学方法不仅可以合成小分子糖类及其衍生物，而且可以对糖类进行不同的化学修饰，以期符合人们的需要。
在机体中，糖类的代谢，包括合成和降解，都是在酶促下进行的，因此，生产糖类及其衍生物时，也很自然地利用糖生物学提供的代谢知识，使用不同的酶。最简单的是使用糖苷水解酶的可逆反应。当反应系统中加入了有机溶剂和浓度较大的无机盐时，因水的活度降低，糖苷键水解和合成的平衡偏向于合成。通过蛋白质工程，可以将糖苷水解酶中参与水解的、作为离去基团的氨基酸残基突变，可以更加有利于糖苷键的合成。虽然利用糖基转移酶也可以合成糖类，但是必须源源不断地提供糖基的供体。目前已经可以做到这一点。
人为什么会得病？怎么能不得病？这是人人想知道答案的问题，也是科学家们始终探索的课题。科学家们历经近二个世纪和几十代人的不懈努力，不断地探索生命之谜，终于为人类揭开了疾病的奥秘，通过对糖生物学的最新研究发现，在细胞生命过程中不仅是基因和蛋白质调控细胞生命过程，更重要的是附于细胞表层的“糖链”。细胞是通过“糖链”传递着生命的信息，“糖链”参与了细胞生命活动和全部过程，当然也包括疾病的发生、发展。
现在，研究人员已经越来越清楚地认识到，糖链不仅是维持我们机体正常运行的一种必不可少的物质，而且它与多种疾病的发生都有着密切的联系。比如，在癌细胞中就有一种特殊的糖链。在癌细胞转移或者病毒侵入时，都是因为我们身体细胞中的糖链被“误用”了。
糖链直接为细胞核基因传导内外界的所有信息信号，供基因做出表达或对抗，所以“糖链”在细胞免
疫中的作用显得非常重要。研究发现：当细胞表层“糖链”完整，细胞所做出的免疫表达就非常准确，变异细胞或病原体根本无法驻留体内半刻；而当细胞“糖链”组织缺损，细胞免疫就会呈现钝化，突变细胞和病原体就会肆意分裂和侵蚀正常组织，人表现为免疫力低下易得病。
病毒性肝炎在发展中国家一直是威胁人们生命的主要疾病之一，在我国也不例外，仅乙肝的患病人数就达到了四亿之巨，对病毒性肝炎的治疗一直是个棘手的问题，病毒的复制速度远远大于药物对其的抑制速度。科学家们已经在实验中证实，只要抑制6%的细胞糖链加工，就可以使乙肝病毒的分泌降低百分之九十九，而更重要的是这种治疗方法对人体没有任何危害。对病毒如此高效的抑制效果仅仅是糖链与疾病研究中众多突破性发现的一个，科学家们通过研究已经证实糖链与多种类型疾病的发生及发展有着因果关系，这种关联是多个层面的，但归根到底，糖链与各类疾病间千丝万缕的联系也都取决于它们在机体内的一些基本功能，如果糖链的结构和性质发生改变，往往就是引起疾病的根源，这一点让人们对很多疾病有了全新的认识。
研究发现，现代疾病的发生与发展和细胞表层的糖链结构损伤有着直接的关系。糖链左右着人体健康，人体的生、老、病、死都与其体内的细胞结构成份“糖链”的变化有着直接的关系，通过改变体细胞的“糖链”可控制不同细胞的生长、发育甚至死亡，可以使人体各种疾病痊愈，使身体康复。这主要是因为“糖链”的三大功能：
1）、细胞身份识别的功能：一般我们区分细胞是按照它们的功能和结构来分类。如：红细胞、白细胞等。但粗略的划分并不能满足人体精密运作的需要。如：红细胞是一类细胞，但我们的血型有多种，依据红细胞表面的糖链来区分A型、B型、AB型、O型等类型的。
2）、基因信息传导的功能：“糖链”在细胞生命过程中的作用非常相似于人体的周身神经系统，而细胞基因恰似人的大脑。“糖链”直接为细胞核基因传导内外界的所有信息信号，供基因作出判断和行使反作用（表达或对抗），所以“糖链”在细胞免疫中的作用显得尤其重要。研究发现：当细胞表层“糖链”完整，细胞所作出的免疫表达就非常准确，这时的变异细胞或病原体就根本无法驻留体内半刻；而当细胞“糖链”组织缺损，细胞免疫就会呈现钝化，这时的突变细胞和病原体就会肆意分裂和侵蚀正常组织。外在的体质表现为免疫力低下易得病，而且“糖链”残缺越严重，疾病的发展就越快，病情也越严重。
3）、蛋白调节和控制功能：蛋白质是生命的体现，没有蛋白质就没有生命。人的血液中存在着100多种蛋白质，这些蛋白质绝大多数是以糖蛋白的形式存在。“糖链”直接控制着蛋白的折叠与合成，“糖链”的修饰决定着蛋白质是否合格。同时，“糖链”保证了糖蛋白的亲水性，也就是保证这些蛋白能溶于水，只有溶于水的蛋白质才能发挥作用。蛋白质是否合格直接影响着生命体的健
康。
人体的所有疾病的发生与愈合过程都与糖链变化有着直接关系，其中包括癌症、糖尿病、以及各种心脑血管疾病等。至此，人类在研究生命科学的今天，认识到这一神奇的“糖链”是预防疾病和治疗疾病的一把金钥匙。这一重大的发现为人类开拓了走向健康的“康庄大道”！也为生命科学的研究明确了未来发展的方向，让人类看到了能掌握自己命运的希望！
自然界许多生物体中存在着各种寡糖，如大豆中的棉子糖，洋葱中的果寡糖及人乳汁中存在的多种寡糖等；此外，自然界存在的各种多糖经特定的生物降解或化学降解后可以得到各种结构不同、聚合度不同及生物活性不同的寡糖链。如此构成了自然界多种不同功能的活性寡糖化合物。近年的研究表明，无论是在基本的生命过程中，还是在疾病的发生和发展中(如炎症及自身免疫疾病、老化、癌细胞异常增殖及转移、病原体感染、植物与病原菌相互作用等)都涉及寡糖链的参与，糖链在这些生命和疾病过程中起特异的识别和调控的作用。在国际上糖生物工程产业正成为应用于医药、食品、饲料、农业各领域的重要产业。
近年来，功能性寡糖开发已成为国际生物技术领域的重要课题和研究热点，功能性寡糖的开发依赖于新酶种、新菌种及新的酶工艺的应用，化学合成会慢慢淡出，生物技术手段，其中包括生物制造及酶工程技术会变得越来越重要，而酶法合成、酶法降解等酶工程手段将是寡糖开发的重点。
在国际上，寡糖产业已经发展成为一个重要的生物技术产业，市场化品种20多种，正在研发的品种有近百种，年产量十多万吨，并催生了300多亿美元的功能食品市场及100多亿美元的功能饲料市场，而且每年仍以10％的速度增长。但年产量达几千吨和万吨以上的也只几个品种。日本目前寡糖年产量近4万吨，产量最大的是异麦芽寡糖，超过1万吨，其次为果寡糖和半乳寡糖。欧洲产量最大的是菊苣制取的果寡糖，其次以乳糖为原料制取的半乳寡糖。
我国开展功能性寡糖的研发已达十年之久，取得了不少研究和开发成果，目前能生产的主要产品有异麦芽寡糖、果寡糖、大豆寡糖、异麦芽酮糖、壳寡糖、甘露寡糖、半乳寡糖、木寡糖、乳果寡糖和海藻糖等，其中壳寡糖、异麦芽寡糖、大豆寡糖、果寡糖等已实现规模化生产；与此同时科学家对壳寡糖、褐藻寡糖、甘露寡糖、肝素寡糖等进行了抗肿瘤、抗病毒、抑菌等功能的研究；对应用于寡糖开发和生产的几丁质酶、甘露聚糖酶、肝素酶、海藻多糖酶、唾液酸酶等，进行了从基因结构、纯化、特性到寡糖生成的研究；开发了上十几种有特殊功能的寡糖物质及寡糖的衍生物等，其中有些产品已进行中试研究。
寡糖并不能被人体的胃酸破坏，也无法被消化酶分解。但它可以被肠中的细菌发酵利用，转换成短链脂肪酸以及乳酸。随着结肠内发酵方式与吸收状态的不同，这些无法直接吸收，却能发酵的碳水化合物，每克约可产生0～2.5大卡的热量。寡糖的生理活性，更受到重视。
壳寡糖是壳聚糖降解的产物，它们的聚合度一般在20以下。研究和开发壳寡糖有那些其特有的意义。
第一，壳寡糖因其原料的丰富和多样性见长，这是其它任何一种寡糖无法与之相比的。甲壳素的生物质量仅次于纤维素，作为可再生资源，每年可获得的量不下于亿吨。而且来源丰富，除了最为常见的虾和蟹外，已经利用的还有酵母等真菌的细胞壁和蚕蛹。一些可以研究和饲养的昆虫，例如蝗虫，也有可能作为开发利用的甲壳素的原材料。为此，甲壳素、壳聚糖和壳寡糖完全是一个可持续发展的生物工程产业。
第二，绝大多数寡糖是中性分子，另有一些是酸性寡糖，例如寡聚半乳糖醛酸和肝素的片段。而只有壳寡糖是目前仅知的唯一碱性寡糖。而不论是细菌表面还是动物细胞表面几乎都是酸性的环境。就这点而言，壳寡糖可以说是非常具有“个性”的。
另有一点在研究壳寡糖时也应该注意的，即它们的脱乙酰度。在自然界中广泛存在的甲壳素及其降解的片段，因此，在自然界中存在着一些与甲壳素及其片段几丁寡糖特异地结合的凝集素。如果壳寡糖的脱乙酰度较低，同时，残留的乙酰基有是比邻的，即在聚合度较高（比如说聚合度为10）的壳寡糖中如果存在一些几丁三糖，其结果是聚合度较高的壳寡糖所表现的生物学活性是可能与几丁三糖和有关凝集素相互作用所致。
在自然界存在诸多不同种类的寡糖中，壳寡糖具有及其特殊的结构和功能，而自然界中壳寡糖是如何形成？科学家有什么方法可以大量制备获得？与其它糖相比壳寡糖有哪些特点？在日常生活中又有哪些
用
从发现甲壳素后的一个半世纪，甲壳素的研究进展缓慢。20世纪下半叶，随着对纤维素、蛋白质和甲壳素及其他糖类等生物大分子的研究，有机化学诞生和发展起来。甲壳素的研究重心也从欧洲转向日本。 1977年英国Muzzarelli教授发起并主持了第一届甲壳素和壳聚糖国际会议，以后每2年召开一次。在1991年的会议上，美、欧的医学科技界、营养食品研究机构将其誉为“第六要素”。
我国于1952年开始研究。20世纪90年代是研究的全盛时期。1997年，研究开发课题列入国家科委“九五”攻关计划， 2000年酶法生产壳寡糖的方法被中国科学院大连化学物理研究所的研究人员攻克。
壳寡糖在自然界来源于蟹、虾、昆虫等外壳中所含的甲壳素。人类利用甲壳素源始于中国，在古代，中医便取蟹、虾、甲鱼、龟壳等外壳入药，对各种病症均有良好效果。民间素有“吃虾不丢壳，百病不上门”之说。在古医书《本草纲目》中就有记载：蟹壳具有破淤消积的功能，用于治疗淤血积滞、肋痛、乳痛、冻疮等。现在知道，甲壳质不仅存在于蟹、虾等的外壳，而且蘑菇、木耳、藻类、贝类、软体动物（如鱿鱼、乌贼）的软骨和表皮、节肢动物（昆虫）以及真菌类的细胞壁中也广泛存在着。自然界每年生物合成的甲壳素约有1000亿吨之多，产量仅次于植物纤维。甲壳素可被自然界土壤及动物消化道中微生物缓慢降解并在自然界循环。
由于甲壳素性质非常稳定，既不溶于水，也不溶于一般的酸碱，自然分解较慢，因此这种物质长期得不到广泛利用。上世纪人们经过长期研究，发现用化学方法将甲壳素进行结构改造（即脱乙酰化），使其变成壳聚糖后，可溶解度在弱酸溶液中，使甲壳素的开发利用进入了一个飞跃发展的时代。在食品、农业、水产、医药、化妆品、纺织、造纸、生物技术、环保等领域均有应用。壳聚糖被欧美誉为除蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质以外的第六大生命要素——甲壳素（《科技日报》2000.9.24）。壳聚糖是自然界中唯一的动物性膳食纤维，也是自然界唯一带正电荷的碱性多糖，除具有膳食纤维的多种特性和功效外，还有着重要的生理和药理意义，对治疗和预防血脂升高、调节人体免疫力、肿瘤、糖尿病、生理功能失调、心脑血管疾病等有着良好的效果。
由于壳聚糖分子量大、不溶水等特点，其功能的发挥主要是通过人体消化道中的微生物酶降解形成小量的壳寡糖（1-5%）被人体所吸收。壳聚糖很难直接被人及动物十二指肠吸收发挥作用。而壳寡糖和其它寡糖有何不同？第一，壳寡糖是由2～10个氨基葡糖通过β-1，4-糖苷键连接而成的低聚氨基葡萄糖，其原料来源丰富（每年自然产量大于1000亿吨），是目前其它寡糖无法与之相比的。第二，绝大多数寡糖是中性分子（不带电荷）如乳糖、果寡糖、木寡糖及甘露寡糖等，另有一些是酸性寡糖（带负电荷）如海藻寡糖、果胶寡糖和肝素等。而自然界中唯有壳寡糖是目前仅知的唯一碱性寡糖（带正电荷）。而不论是细菌表面还是动物细胞表面几乎都是酸性的环境。就这点而言，壳寡糖可以说是非常具有“个性”的。引起国际上学术界及企业界的高度关注
国内对“壳寡糖”的称呼从以前的“低聚氨基葡萄糖”、“壳低聚糖”、“壳寡聚糖”慢慢统一为壳寡糖。从中国科学院大连化物所壳寡糖研究中心的壳寡糖文献数据库已收集的国际上2100余篇（1967年至2008年2月底统计）文献及专利资料显示。
首先，从年代上看，数据库中现有的最早报道壳寡糖相关文献为1967年。早先的研究多以壳聚糖为研究对象，但由于壳聚糖分子量大，不易溶于水等缺点，而后发现极易溶于水的壳寡糖有很多与壳聚糖相似的生理活性。随后壳寡糖的研究开始升温，该领域论文数从2000年以前每年文献报道不到100篇，到2007年的近300篇。其中以2000~2003，2004~2006年增长都比较快，尤其是2004~2006年间，增幅很大。
从研究壳寡糖的国家来看，1967~2007年间，有56个国家发表了有关壳寡糖领域的研究论文。以下分析以发表的英文论文数量（1453篇，含专利）做指标。壳寡糖论文发表量居前10位的国家（地区）依次为日本，韩国/朝鲜，中国，美国，中国台湾，俄国，法国，德国，印度，荷兰(表3.1.2)。其中，日本有384篇文献，占研究壳寡糖世界论文总量的25.94%。
排名国家（地区）发文量/篇占世界论文总量的比例/%
1 日本 384 26.43
2 韩国/朝鲜 322 22.16
3 中国 113 7.78
4 美国 90 6.19
5 中国台湾 41 2.82
6 俄国 40 2.75
7 法国 37 2.54
8 德国 32 2.20
9 印度 27 1.86
10 荷兰 21 1.44
对发表壳寡糖研究文献的机构进行分析发现，排名在前10位的研究机构基本都为亚洲沿海地区，可能是原料供应较为充足的缘故。日本的农药生物资源研究所以39篇论文排名第一，之后是发表34篇文章的中国科学院。日本有4个研究机构，韩国有3个研究机构。
排名研究机构国家（地区）论文数/篇
1 农药生物资源研究所日本 39
(National Institute of Agrobiological Sciences)
2 中国科学院 (Chinese Academy of Sciences) 中国 34
3 釜庆大学 (Pukyong National University) 韩国 30
4 鸟取大学 (Tottori University) 日本 27
5 首尔国立大学 (Seoul National University) 韩国 20
6 京都大学 (Kyoto University) 日本 19
7 俄罗斯科学院 (Russian Academy of Sciences) 俄罗斯 18
8 国立台湾大学 (National Taiwan University) 中国台湾 16
9 国立全南大学 (Chonnam National University) 韩国 14
9 近畿大学 (Kinki University) 日本 14
10 浙江大学 (Zhejiang University) 中国 13
从壳寡糖的研究范围来划分，目前对壳寡糖研究最多的为壳寡糖的制备，发表的文章数占到壳寡糖研究论文总量的18% 。其次是壳寡糖在植物方面的应用，发表的文章数占到了14% 。随后为降解壳聚糖的一些壳聚糖酶、几丁质酶的研究，发表的文章数占到了11% 。近些年来，对壳寡糖的生理活性的研究越来越多，所以促生了研究壳寡糖制备的热潮
壳寡糖发表论文的研究范围划分
中国开始研究壳寡糖始自1994年，1994~2007年在壳寡糖领域共发表中文文献（含专利）659篇。论文多发表在2001年之后，特别是2001-2003年、2004-2006年发表论文数激增。表明近几年来我国对壳寡糖的研究越来越重视，研究成果逐渐增多。
中国发表的659篇文献涉及150多个国内机构，其中发表10篇以上论文的机构有8个。中国科学院大连化学物理研究所以发表50篇论文排名第一，其次是发表34篇文章的中国海洋大学，随后是浙江大学，发表文章33篇。
排名研究机构论文数/篇
1 中国科学院大连化学物理研究所 50
2 中国海洋大学 34
3 浙江大学 33
4 南华大学 17
5 海南大学 14
6 山东大学 13
7 武汉大学 11
7 北京联合大学 11
8 中国农业科学院 9
8 辽宁师范大学 9
9 华南理工大学 8
9 华东理工大学 8
10 青岛大学 7
10 北京化工大学 7
从以上分析可以看出，近些年国内外对壳寡糖的研究处于飞速发展阶段。由于壳寡糖具有许多独特的理化性质和生理功能，现已广泛应用于食品、医药、化妆品、农业生产、环保等领域。
而最新研究结果表明，壳寡糖聚合度及其含乙酰基团的多少决定其生物活性功能的差异。如何通过技术手段工业化可控降解壳聚糖，并针对不同活性功能的要求，制备不同聚合度及活性功能更强的壳寡糖是近年来国际学术界研究的热点及企业界寻求的目标。
壳聚糖在酸性溶液中是不稳定的，会发生长链的部分水解，即糖苷键的断裂，形成各种相对分子质量大小不等的片段，严重水解时则糖苷键完全断裂，成为单糖-氨基葡萄糖。因此，早期的壳寡糖制备方法的研究，多采用酸水解方法，通过选择酸以及控制酸水解的过程，获得期望得到的分子量范围的壳寡糖。
早在上个世纪五、六十年代，盐酸和硫酸就被用于壳聚糖的降解。Baker等早在1958年将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，在100℃条件下反应，制备低聚壳聚。盐酸降解法工艺操作简单，但降解条件较难控制，操作环境污染严重，降解产品主要为单糖和双糖，活性较高的寡糖含量较低。鉴于强酸对壳聚糖的降解过于剧烈，有人提出用醋酸、亚硝酸及磷酸等较弱的酸对壳聚糖进行降解，但是该方法反应周期和控温比较麻烦，制备过程中污染也比较严重，且产率也不高。
氧化降解法是近年来国内外研究比较多的壳聚糖降解方法。其中的H2O2氧化降解因成本低、降解速度快、产率高、对环境友好等优点而倍受关注。H2O2降解法得到的产物分子量与反应条件密切相关。升高温度和提高H2O2浓度即可缩短反应时间，又可以提高收率，但过高的温度和过高的H2O2浓度使水解反应过度，产物中单糖和二糖的比例较大，寡糖收率降低；反应体系的pH值因影响壳聚糖的溶解情况，从而影响反应速度。随着研究的深入，人们也发现了H2O2降解法存在的问题。其一是氨基的损失，温度升高或反应时间延长，都会引起氨基含量迅速下降，即壳寡糖的结构发生了改变。其二是降解过程后期的褐变，溶液颜色变深，影响产品品质。
此外，人们也尝试用一些物理方法降解壳聚糖，如利用加热、加压、微波、超声、射线等物理方法，但这些物理方法降解效果差，很难得到聚合度为2-10的壳寡糖。
生物降解法是指利用酶降解壳聚糖制备壳寡糖的方法。该方法自二十世纪八十年代出现以来，得到了广泛重视，国内外研究工作十分活跃，同化学降解法相比，具有明显的优势：一是反应条件温和，对设备要求不苛刻，二是降解过程及降解产物相对分子质量分布易于控制、壳寡糖得率高、不造成环境污染等；结合一些过程工程的技术，如固定化酶技术、超滤技术等，可以实现经济的大规模的壳寡糖连续生产，因此酶降解法制备壳寡糖是最有前途的方法。
酶降解法有专一性酶降解法和非专一性酶降解法。专一性水解酶是利用以壳聚糖为专一性底物的酶，可以高选择性地切断壳聚糖的β-(1,4)-糖苷键，主要包括甲壳素酶、壳聚糖酶。专一性酶主要来源于细菌、真菌等微生物细胞，因来源有限，目前还不能大批量获取，价格昂贵，难以商品化，所以寻找用于降解壳聚糖的非专一性酶极为重要。目前已知能降解壳聚糖的非专一性酶有30多种，包括一些多糖酶、脂肪酶、蛋白酶、溶菌酶等，其中蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶对壳聚糖的降解效果比较显著。
除了在自然界中继续筛选产酶活性较高的微生物菌种外，人们还利用基因工程手段，通过对产壳聚糖酶菌株的基因分析，运用分子方法克隆并高效表达所选菌株的壳聚糖酶基因，以实现重组菌的壳聚糖酶高效表达。但这方面的工作依然处于实验室阶段，没有产业化方面的报道。
不同分子量的壳寡糖，其生理活性差异很大。因此，壳寡糖产品质量的评价指标，除了常规的一些指标如水分、灰分、糖含量等指标外，还必须检测产品的分子量。该指标包含了两个含义：一是产品的平均分子量；二是产品中各聚合度寡糖的分布，即各聚合度寡糖的含量。通过该指标的检测，控制产品中有生理活性的壳寡糖的含量。产品中各聚合度寡糖含量的检测，常用的方法是高效液相色谱法或质谱法。
吸收是指机体从环境中摄取营养物质到体内的过程。单细胞动物直接从生活的环境中摄取营养物质；多细胞动物消化管(腔)内，各种食物的消化产物和水分、盐类等物质通过消化道上皮细胞进入血液和淋巴的过程，以及脊椎动物肾小管中的物质重新转运到血液，都属于吸收。吸收的方式多种式样，但都是为了供应机体营养和保持机体内环境的恒定。
物质在进入体内经由口腔和胃内的酶消化之后，绝大部分在小肠被吸收。其中糖类、蛋白质和脂肪的
消化产物大部分是在十二指肠和空肠吸收的，回肠有其独特的功能，即主动吸收胆盐和维生素B12。而大肠主要吸收水分和盐类，一般认为，结肠可吸收进入其内的80%的水和90%的Na+和Cl-。常见的物质在哺乳动物小肠吸收的方式有被动扩散，易化扩散，主动转运及内吞等。
对于糖类物质，一般认为只有当分解为分子量比较小的糖时，才能被小肠上皮细胞所吸收。各种小分子量糖的吸收速率有很大差别，已糖的吸收很快，而戊糖则很慢。对于小分子量糖的吸收是消耗能量的主动过程，它可逆着浓度差进行，能量来自钠泵，属于继发性主动转运。在肠粘膜上皮细胞的纹状缘上存在着一种转运体蛋白，它能选择性地把糖从纹状的肠腔面运入细胞内，然后再扩散入血。各种小分子量糖与转运体蛋白的亲和力不同，从而导致吸收的速率也不同。转运体蛋白在转运单糖的同时，需要钠的存在。一般认为，一个转运体蛋白可与两个Na+和一个葡萄糖分子结合。由此可见，钠对单糖的主动转运是必需的。
哺乳动物产生的内源性消化碳水化合物的酶(主要是唾液淀粉酶、胰淀粉酶)对碳水化合物的消化主要限制于α-1，4糖苷键，而对其他类型的糖苷键不能分解或分解能力较弱。壳寡糖是由N-乙酰-D-葡萄糖胺以β-1，4-糖苷键结合而成的寡糖，不能被大多数的哺乳动物消化酶降解，但是壳寡糖的水溶性大于99％。根据国外相关文献的报道，我们可以推测，壳寡糖在体内主要在小肠被吸收，而其吸收的方式是以被动扩散的方式透过小肠上皮细胞的间隙进入体内，从而到达身体的各个部位，发挥其生理功能。
通过体内和体外的实验观察证明，壳寡糖随着分子量的升高，吸收的效率降低。并且观察到分子量为3.8KDa的壳寡糖比分子量为230KDa的可溶性壳聚糖吸收效率提高了23~25倍。研究发现壳寡糖的吸收与壳寡糖分子量紧密相关，分子量越大的壳寡糖穿过上皮细胞间隙时越困难。
研究者以实验小鼠为动物模型，检测4种不同分子量的壳聚糖在动物体内的分布。结果显示在小鼠的肝、肾、脾、心脏、胸腺中都检测到了经FITC标记的壳聚/寡糖，相比高分子量的壳聚糖（HCS）、中分子量壳聚糖(MCS)和水溶性壳聚糖(WSC)，壳寡糖在组织中的残留很少，猜测可能是由于壳寡糖的分子量较低，在胃中少量几丁质酶的作用下进一步被降解为更小的分子，被机体吸收，而并不在组织中积聚。通过对小鼠灌服聚合度分别为2～5的壳寡糖单体表明，壳二糖和壳三糖的吸收效果良好，灌服30分钟后在血浆中出现最大浓度；而壳四糖和壳五糖在血浆中只能检测到较低的浓度。
壳寡糖口服后很快进入血液，并且血液中监测壳寡糖的量在1小时内即可达到最高值。而对于可溶性壳聚糖来说，由于其分子量要高于壳寡糖分子，因此在血液中所能达到的最大血药浓度要小于壳寡糖，并且达到最大血药浓度的时间也比壳寡糖要有所推后。壳寡糖进入体内后迅速进入各个器官中，其中在肝脏中的浓度较其他组织中要高。在肾脏，脾脏，肺，淋巴等器官中也都发现有壳寡糖的分布。这也是壳寡糖在机体内产生诸多的生理活性的基本前提。
提起免疫功能，人们并不陌生，因为免疫力低下就会生病，这说法已经是众所周知的了。至于免疫是怎么回事，则知道的人就少多了。
简单地说，免疫就是避免瘟疫，避免外来的细菌、病毒等各种病原体的入侵。进一步问，人体是如何进行免疫的？原来在人体中存在着一个庞大而且组织严密的系统，一般称之为免疫系统。这一系统犹如国家的防卫系统：人体要防止病原体的入侵，国家也要防卫外敌的侵犯。国家的防卫系统有军队、人体中也有“军队”，这就是承担防卫任务的器官、组织和细胞，包括脾脏、淋巴系统和多种类型的细胞。
我们生活的自然环境中存在着各种各样的物理、化学和生物等方面的有害因素，危害着人们的健康和生存。长期以来，在进化过程中形成了人体自身的防御功能和防御系统，以抵抗外界各种有害因素的侵袭，这种防御功能就是人的免疫系统。人们就是依靠免疫功能，一是有效地防御病原微生物及其毒性产物的侵袭，防止病原体进入体内，并当其进入体内后，控制其发展，并消灭和消除它们；二是能维持机体内环境的稳定和纯洁，具有把体内衰老和破坏的细胞及细胞成份清除出体外从而保持自身正常的生命活动。三是机体内经常产生突变细胞，这些细胞可能由某种病毒和化学药品诱发产生，这种突来细胞因为有特性抗原标记，正常的免疫功能能够识别它，并把它清除掉，起到免疫监视作用。
免疫系统是与神经系统，内分泌系统等一样的独立解剖系统。它与其他系统紧密配合，相互制约，保
证机体在复杂多变的内外环境中处于总的生理平衡状态，维持身体健康。
免疫功能有非特异性及特异性免疫之分。非特异性免疫是指正常的皮肤、黏膜有机械屏障作用，还有分泌一些杀菌物质，以阻止有害物质进入体内。另外，体内有大吞噬细胞和小吞噬细胞，能吞噬、杀死和消化侵入的细菌等有害物质，正常血液和组织液中还含有多种抑菌和杀菌物质。这些防御功能没有特异性，对所有致病因素均有免疫作用，因而称为非特异性免疫。特异性免疫是指人体在患过某种传染病或接种某种预防针之后，在与病原微生物接触和斗争过程中所产生的具有高度特异性的免疫力。即入侵的异物作为抗原，作用于体内的免疫系统，产生特异的相应的抗体和效应淋巴细胞，抗体和效应淋巴细胞再作用于异物（抗原），达到消灭异物的目的。因为这种免疫反应是机体仅仅对该种异物（抗原）产生的反应，有严格的专一性。如接种小儿麻痹病毒的抗体，这种抗体只对小儿麻痹病毒有消灭作用，能避免小儿麻痹的发生，但对其他传染病则无保护作用。即人体的非特异性免疫是机体一般的防御功能，而特异性免疫则是机体对某种异物的特异的、专一的防御功能。
人体的免疫系统分为天生免疫系统和获得性免疫系统，两个系统各自拥有自己的效应细胞。天生免疫系统主要包括巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、自然杀伤细胞等，而获得性免疫系统主要包括B细胞和T细胞，B细胞产生抗体参与体液免疫，T细胞则负责细胞免疫。这些细胞都是由造血干细胞分化而来的，主要分化路径如图所示
人体的免疫系统大致上可以分为两大部分：天生免疫和获得性免疫。
天生免疫的相对比较简单的防卫体系，它们专门直接杀伤和消灭外来的病原体。根据杀伤和“歼敌”的方式不同，天生免疫体系中包含了白细胞、巨噬细胞和树突细胞，以及补体。其中白细胞是人们所熟知的，在化验单上，白细胞又被分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒等。这些不同类型的细胞，一个共同的特点是可以吞噬不同的病原体。因为不同的病原体的表面往往带有不同结构的糖链，而不同的天生免疫相关的细胞表面却存在有针对不同结构糖链的糖结合蛋白质，通常也称为受体。补体则是非细胞形式的“杀敌”组合，由几十种蛋白质组成，尽管它们的组合不能吞噬病原体，但是可以在病原体的外壳上打洞，使病原体细胞中的内容物外流，导致病原体死亡。这种天生免疫系统不仅存在于人类等高等动物中，在一些低等的动物中也有。
获得性免疫则是一种更为复杂的免疫过程。其最重要的特征是，此过程不只是简单地杀死入侵的病原体，而且将入侵的“敌人”的身份加以鉴定，并登记在册，最终还要制造出针对不同“敌人”的专一的“武器”。这种武器就是，我们也不陌生的抗体。因此，获得性免疫的有关体系比天生免疫体系复杂得多。简单地说，获得性免疫体系中的重要成员是T细胞和B细胞，此外尚有天然杀伤细胞。在这些细胞中，天然杀伤细胞和B细胞的任务相对比较简单。例如B细胞的任务是根据外来者的特征制备抗体。而T细胞又可以为若干种不同类型的细胞：杀伤性T细胞和辅助型T细胞。而且不同的T细胞之间又有一定的平衡。例如其中的Th1细胞过于活跃，会使人体处于过敏状态，Th2细胞活性提高，人体的免疫能力则会低下。
在人体中天生免疫和获得性免疫之间有存在着千丝万缕的关系。在天生免疫体系对“敌人”发起攻击的同时，还分泌出很多有活性的蛋白质和释放颗粒，在一些颗粒中也包含了很多的有功能的蛋白质。这些蛋白质中许多被称为细胞因子，最常见的有干扰素和白细胞介素。这些活性蛋白质因子对获得性免疫中的各种细胞，例如T细胞和B细胞，产生影响，对获得性免疫进行调节控制。
对一个国家而言，不仅有外来的敌人，在国内也违法乱纪、破坏捣乱的人。这些人同样需要予以惩处。在人体中也有类似的现象。一些结构发生改变的分子和机体中正常的分子的差异，免疫系统也能鉴别出来。一旦被鉴别后，也以“阶级异己”被消灭。这就是自身免疫疾病的由来。例如，类风湿就是因为本来是用于杀敌的抗体上的糖链结构发生变化的结果。
最近，有一种“危险”学说，认为凡是原先没有和免疫系统接触的物质，不论是外来的入侵的，还是机体中的自身的物质，一旦可以和机体的免疫系统接触，免疫系统均将它们视为“敌人”。因此，目前很多不明白的病因的疾病非常可能是自身免疫疾病。为此，人体中的防卫系统失灵，免疫功能低下会导致疾病；反之，防卫系统过严，同样会得病。总之，免疫系统是一个平衡的系统，失衡均会致病。
关于壳寡糖对免疫系统的作用，30年前Suzuki等报道壳寡糖具有免疫调节作用。此后，对壳寡糖在免疫调节方面的研究成为一个热门领域，不断有新的研究成果涌现。目前研究的较多的主要是天生免疫系统的几种细胞，下面分别从巨噬细胞、中性粒细胞、补体系统、自然杀伤细胞、T细胞、B细胞等六个方面
单核/巨噬细胞在全身组织分布广泛，而且具有迁移性，可以在第一时间接触、识别从任何部位进入机体的抗原，以吞噬、吞饮和受体介导的方式将抗原性颗粒或液体摄入胞内，立即发挥先天免疫作用，随后也能通过其特有的高效抗原呈递能力对抗原进行加工处理，与MHC分子形成复合物表达在细胞表面，启动T细胞和B细胞介导的获得性免疫。巨噬细胞在天生免疫中是功能最重要的一种细胞，它的作用主要包括对病原体的天然防御作用、清除凋亡细胞、炎症调节以及组织修复功能。下面的图示是巨噬细胞的细胞组成以及在光镜下一个巨噬细胞伸出伪足捕获颗粒。
巨噬细胞具有很多表面标记，其生物学功能大多是通过其表面受体分子介导的。这一系列的受体分子被称作模式识别受体，可以分为介导内吞受体、转导信号受体和分泌型蛋白分子三种类型。主要包括甘露糖受体、CD14、Toll样受体超家族、清除剂受体、识别凋亡细胞的磷脂酰丝氨酸受体以及FcR等等。巨噬细胞发现外来物后，通过表面的这些受体分子识别外来物，吞噬进胞内后，一方面可以利用溶酶体将颗粒裂解，另一方面可以通过自身的两个杀伤机制来对付这些入侵者。这两条杀伤途径包括活性氧代谢途径和活性氮代谢途径，在巨噬细胞中活性氮代谢途径起很大作用，其主要效应物是NO。
目前的研究已经证明壳寡糖处理能够显著提高NO的产生，对入侵物有更好的杀伤作用，并能增强巨噬细胞的迁移性使细胞处于更活跃的应对外来抗原的状态。另外壳寡糖还能刺激巨噬细胞释放肿瘤坏死因子提高对肿瘤细胞及其它一些细胞的细胞毒作用，此外壳寡糖还能增强巨噬细胞的化学趋化性。很有意思的是对于被过度激活的巨噬细胞，比如被内毒素脂多糖激活的巨噬细胞，它本身就产生了很多的NO和对身体有害的白细胞介素6，这时候加入壳寡糖，被过度激活的巨噬细胞产生的NO和白细胞介素6反而产生会减少，这说明壳寡糖不仅能够激活巨噬细胞提高机体对外来刺激的抵抗能力，而且还是有一定的抗炎能力的。
那么壳寡糖是如何作用巨噬细胞的呢，是通过直接渗透还是电荷作用或者其他途径？目前科研人员们也对这个问题展开了研究，巨噬细胞表面有一种蛋白叫甘露糖受体，它对甘露糖有着非常高的亲和能力，研究者们发现这个受体也介导了壳寡糖对巨噬细胞的作用，当加入甘露糖竞争时原本壳寡糖对巨噬细胞的刺激作用会有所减弱，这说明该受体的确介导了部分壳寡糖作用于巨噬细胞。一般认为，几丁质和壳聚糖的衍生物都是通过激活巨噬细胞（macrophage）从而调解机体免疫力的。Okamoto等发现发现聚合度1-6
的几丁寡糖和壳寡糖可以显著的提高小鼠腹膜巨噬细胞的迁移活性。壳寡糖能增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力，但对淋巴细胞的增殖没有促进作用。
巨噬细胞可以通过分泌一些细胞因子如一氧化氮(NO)、白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子α(TNF-α)来杀灭病原体。将巨噬细胞与壳寡糖一起孵育12 h后，发现壳寡糖能显著性地增强NO合酶（nitric oxide synthase，iNOS)活性，介导NO和TNF-α在巨噬细胞中产生。而另一方面，NO、TNF-α产生过量又会对机体产生损害，例如会损害组织或发生坏血性休克（septic shock）。壳寡糖可调整由LPS刺激巨噬细胞RAW 264.7所产生的过量NO、TNF-α、IL-6回复到正常水平。当然壳寡糖在巨噬细胞上的结合蛋白不止这些，秘密的揭开还有待于研究者们的工作。
除了巨噬细胞之外，中性粒细胞也在吞噬作用中扮演了很重要的角色。中性粒细胞与巨噬细胞一起并称专职性吞噬细胞，在外周血粒细胞中数量最多，在天生免疫中也具有重要作用，是机体抗细菌和真菌的主要免疫细胞。中性粒细胞在促炎细胞因子、趋化性物质和趋化细胞因子的作用下发生活化，穿过血管内皮单层，进入局部组织，生物学功能也随之增强。它的生物学功能与胞浆内的多种颗粒密切相关，其吞噬、杀菌、细胞毒、趋化和迁移等过程均由颗粒及内容物直接或间接介导。颗粒内容物分子主要包括髓过氧化物酶、乳铁转移蛋白、胶原酶和明胶酶、弹性蛋白酶、组织胺酶、杀菌/通透性增强蛋白以及防御素家族。其中髓过氧化物酶是中性粒细胞中含量最高的酶类，催化底物主要为过氧化氢，在氯离子的存在下生成次氯酸，次氯酸是中性粒细胞产生的最强有力的杀菌分子之一。髓过氧化物酶、次氯酸与过氧化氢一起组成了髓过氧化物酶系统，是该细胞最有效的杀灭微生物的途径之一。许多细菌感染时，局部受累组织出现化脓现象，脓液的黄绿色即为髓过氧化物酶催化反应所为。中性粒细胞在遇到细菌或真菌时，会随之产生一些触角，黏附这些入侵的细菌和真菌。下面的图示显示的就是中性粒细胞的细胞结构和黏附细菌的状态。
1：中性粒细胞的细胞结构；2：A 静息的中性粒细胞；B 被佛波酯激活的中性粒细胞；
C 中性粒细胞在遇到真菌/细菌时伸出的触角；
D 中性粒细胞捕获细菌。
和巨噬细胞比较类似的一点是中性粒细胞在捕获了细菌/真菌后除了自身的颗粒起杀伤作用外，自身还可以通过活性氧代谢途径和活性氮代谢途径来杀伤入侵者。在中性粒细胞中活性氧代谢途径起主要作用，这个途径的主要效应物为超氧阴离子、过氧化氢以及次氯酸。
壳寡糖处理体外的犬类中性粒细胞后发现细胞的趋化能力和产生趋化细胞因子的能力大大升高。同时研究发现壳寡糖处理可以使静息的兔外周血中性粒细胞产生超氧阴离子增加，从而使该细胞活化以更好的应对真菌/细菌的侵袭。同时很有意思的是和壳寡糖对过度激活的巨噬细胞作用类似，当中性粒细胞被佛波酯过度激活时，壳寡糖作用可使这种过激反应有所缓解，使产生的超氧阴离子有所降低，释放的弹性蛋白酶、髓过氧化物酶以及纤维粘连蛋白等炎症因子有所减少，也进一步证明了壳寡糖所具有的抗炎能力。同时壳寡糖直接作用于炎症性的中性粒细胞时，也能促进该细胞的凋亡，减缓炎症反应。通过壳寡糖对巨噬细胞和中性粒细胞的作用我们可以看到，壳寡糖对这些免疫细胞的作用存在一个正负调节机制，对活力不足的正调节，使其更好的应对外来刺激；而对那些对机体造成损伤的吞噬细胞，壳寡糖则减缓其释放对组织产生损害的因子或直接促进这些细胞凋亡。为什么壳寡糖会在免疫细胞上有如此聪明的作为呢，这一奥妙的揭开也有待于科研工作人员的努力。
自然杀伤细胞是天生免疫中一类非常重要的淋巴细胞，是一个独立的淋巴细胞群，骨髓是其主要的分化发育场所。现在用胚胎胸腺器官培养和特定细胞因子诱导的实验系统，已经证实该细胞也可在胸腺中分化。成熟的自然杀伤细胞可通过其直接得杀伤作用、ADCC、释放细胞因子以及黏附分子的表达发挥其重要的生物学活性。自然杀伤细胞通过细胞毒活性和产生淋巴因子，在机体抗感染、等方面发挥重要的免疫功能。它可以杀伤某些肿瘤细胞，而且无需抗体存在或预先加以致敏。自然杀伤细胞抗感染主要是通过直接杀伤病毒感染靶细胞、分泌细胞因子、抗寄生虫和胞内病原菌感染以及分泌趋化性细胞因子抗HIV感染等途径。病毒感染机体后，体内释放大量的干扰素，刺激自然杀伤细胞的成熟以及活性，随之刺激病毒特异性的细胞毒性淋巴细胞的成熟，抵抗病毒感染。下图是病毒侵染机体后几天内细胞及病毒变化示意
图。
生物应答调节剂可以通过促进自然杀伤细胞分泌白细胞介素2以及干扰素γ提高杀伤功能、促进自然杀伤细胞聚集在肿瘤和肿瘤转移部位以及逆转肿瘤对自然杀伤细胞的抑制作用来通过自然杀伤细胞途径发挥抗肿瘤作用。除此之外自然杀伤细胞还能参与机体的免疫调节和移植排斥反应。自然杀伤细胞的细胞毒作用主要通过两条途径：自然杀伤作用和ADCC（抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用）。其中自然杀伤作用的主要效应物是穿孔素和颗粒酶；而当自然杀伤细胞发挥ADCC后，其自身表达死亡受体并通过受体/配体体制发生活化诱导的细胞死亡。ADCC作用机理如图所示：
研究证明腹腔注射壳寡糖能够显著降低S-180荷瘤小鼠的瘤重以及肿瘤发生度，同时自然杀伤细胞的活性也有很大的升高，分泌了大量的白细胞介素2，肿瘤转移也被抑制。因此研究者们推测壳寡糖的抗肿瘤活性部分是因为壳寡糖促进了自然杀伤细胞活力的提高。
除了以上三种细胞，还有一类蛋白壳寡糖对其作用研究的也比较多，就是补体系统。它是由近40种蛋白质组成的一个复杂的限制性蛋白水解系统，根据功能不同主要分为四组: 补体系统的固有成分、激活因子、受体以及活性片段。补体系统的主要生理功能是促进吞噬细胞的吞噬功能和溶解靶细胞，因此是机体免疫防御机制的重要组成部分，对消除外来抗原的伤害、维护机体内环境的平衡具有重要作用。其主要功能如图所示：裂解功能，一部分补体能直接识别靶细胞并将其裂解；调理化，吞噬细胞上表达某些补体的受体，补体将入侵的细菌结合后形成调理化复合物，与吞噬细胞表面的补体受体结合并被识别以及吞噬；激活炎症反应，当组织中有异物侵染时，补体结合到血液中表达补体受体的白细胞上，介导白细胞穿越血管壁，到达异物入侵部位，发生炎症反应；清除免疫复合物，部分补体能识别机体内的抗原抗体复合物，并介导这些复合物到达表达补体受体的吞噬细胞，使之识别并被吞噬清
除。
研究证明壳寡糖处理血清能够激活补体，Suzuki等将人血浆与壳寡糖一起孵育20min后，检测到C3的活性随壳寡糖主链的长度增加而增加，壳寡糖增强了补体3的裂解能力及清除免疫复合物的能力，提高了机体的免疫防御功能。
壳寡糖对整体动物免疫调节的功能影响研究发现，腹腔注射壳寡糖能增强巨噬细胞的吞噬能力、中性粒细胞黏附细菌的能力、B细胞血清溶血素的释放以及T细胞玫瑰花环的形成，不仅如此，壳寡糖还提高了免疫器官与身体的重量比，胸腺以及脾重都有显著升高，对急性变态反应有着很好的缓解作用，总的说来壳寡糖对机体的免疫处于一个正调节的状态，但是同时壳寡糖还对风湿性关节炎等一些自身免疫疾病有一定的疗效，这些免疫疾病的原因是因为自身免疫反应过度，对这种疾病壳寡糖又有一定的缓解作用。因此可以说壳寡糖是一种非常好的免疫调节剂。
T细胞绝大多数都是经胸腺发育而来的，主要执行特异性免疫中的细胞免疫功能，不仅有直接的免疫效应功能，同时通过产生多种细胞因子，以及表达粘附分子与其他免疫细胞的直接或间接接触，发挥广泛的免疫调节作用。下图是T细胞的发育成熟图
T细胞在免疫系统中占有极其重要的地位。T细胞不仅有效应功能，而且是机体调节免疫功能的主体。T细胞的多种功能是由不同的亚群协同完成的。按照表面表达分子的不同，T细胞可以分为两大类：一类是表达CD4的辅助性T细胞（Th），另一类是表达CD8的杀伤性T细胞（Tc）。
根据分泌细胞因子的种类以及介导免疫功能的不同，Th细胞又分为Th1和Th2两个亚群，Th1和Th2
通过分泌不同的细胞因子诱导引起针对不同病原生物感染的细胞或体液免疫。除了对Tc细胞的辅助细胞毒作用外，Th细胞还具有其他的生物学功能。Th1具有一定的细胞毒作用，能杀伤感染的靶细胞和肿瘤细胞。Th细胞还能辅助B细胞产生抗体、活化巨噬细胞，并能诱导超敏反应。在正常状态下Th1/Th2存在着一种平衡的关系，而一旦这种平衡失调，就会伴随多种疾病的发生。目前已发现的许多感染性疾病、自身免疫性疾病、过敏性疾病以及移植排斥反应都与Th1/Th2失衡有关，如艾滋病、Ⅰ型糖尿病、支气管哮喘、接触性皮炎、移植物抗宿主病等。
Tc细胞不但是抗病毒免疫、抗肿瘤免疫以及移植排斥反应中的主要效应细胞，还对多种免疫功能有着重要的调节作用。Tc最主要的生物学功能是它的细胞毒活性。Tc细胞主要通过两种途径杀伤靶细胞：穿孔素途径和死亡受体途径。Tc细胞还能辅助B细胞、分泌多种细胞因子。
文献报道分子量在6kD左右的小分子量壳聚糖与金纳米颗粒的缀合物可以作为DNA质粒的载体，并能诱导杀伤性T细胞的反应。ConA诱导的T淋巴细胞增殖试验以及迟发型变态反应结果显示壳寡糖能增强小鼠的细胞免疫功能。实验结果显示适当剂量的壳寡糖作用于小鼠能明显提高溶血空斑数、血清溶血素水平，增强ConA 诱导的T 淋巴细胞增殖、迟发型变态反应。B 淋巴细胞受抗原刺激后分化成浆细胞并产生抗体，当再次接受同一抗原刺激时溶血产生肉眼可见的空斑，溶血空斑数大体上可以反映抗体形成细胞数。壳寡糖能使小鼠的溶血空斑数及血清抗体积数明显增加，表明壳寡糖能增强小鼠的体液免疫功能。ConA 诱导的T 淋巴细胞增殖试验以及迟发型变态反应结果显示壳寡糖能增强小鼠的细胞免疫功能。
B细胞主要介导特异性免疫中的体液免疫，是免疫系统中产生抗体的细胞。B细胞还是专职的抗原呈递细胞，尤其是有效的摄取、加工和呈递可溶性抗原。此外，B细胞还可以分泌多种细胞因子，参与机体的免疫调节。
B细胞来源于骨髓，经过一系列分化成为成熟的B细胞。B细胞受到抗原刺激后活化、增殖，分化为浆细胞，合成各种类型的免疫球蛋白。B细胞的分化如下图所示：
B细胞表面表达MHCⅡ类分子，该分子在B细胞活化后表达水平明显上调。B细胞通过摄取和呈递过程将抗原呈递给T细胞。B细胞表面的受体BCR不仅是接受抗原刺激的膜分子，而且在一定条件下能够捕获抗原，它对可溶性抗原有很高的亲和力，并具有浓集抗原的作用，在抗原浓度很低的情况下也能有效呈递抗原。B细胞和T细胞在呈递抗原过程中存在相互作用，这种相互作用对于B细胞的活化，进而分化为浆细胞，产生针对这种抗原的B细胞表位的抗体是必不可少的。下图显示的是在扫描电镜下检测到的B细胞与T细胞的结合过程：
B淋巴细胞受抗原刺激后分化成浆细胞并产生抗体,当再次接受同一抗原刺激时溶血产生肉眼可见的空斑,溶血空斑数大体上可以反映抗体形成细胞数,壳寡糖能使小鼠的溶血空斑数及血清抗体积数明显增加,表明壳寡糖能增强小鼠的体液免疫功能。
[作者简介] 许青松（1980－），男，辽宁省本溪市人，中国科学院大连化学物理研究所在读博士，生物化工专业，从事壳寡糖保护肝脏作用机理的研究。
《肝脏的守护天使－壳寡糖》文中引用的外国学者介绍
Jean-Guy Lehoux and Francine Grondin：教授，加拿大谢布克大学医药学院生物化学教研室（Department of Biochemistry, Facultv of Medicine. University of Sherbrooke, Sherbrooke, Quebec, Canada）
Yun-Hee Shon: 研究人员，韩国东国大学医学院顽固性疾病研究中心药理教研室
Department of Pharmacology, College of Medicine and Intractable Disease Research Center, Dongguk University; Kyongju 780–714, Korea:
20世纪末，日本、美国、欧洲等地发达国家的医学界、大学及营养食品研究机构将世界第二大类生物资源（甲壳类纤维素）壳寡糖定为继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质五大生命要素之后的第六生命要素。而作为第六生命要素的壳寡糖在人体肝脏中却扮演着守护天使的角色。
肝脏是人体重要的器官，它与糖、脂肪、蛋白质、维生素、激素、药物和毒物的代谢及排泄胆汁都有极密切的关系，正因为肝脏在机体中扮演着十分重要的角色，肝脏也容易受到外部及内部多种有害因素的侵袭而造成损伤。肝脏疾病历来具有发病急，流行广，难治愈等特点，开展肝病发病原因和治疗药物的研究就显得非常迫切。据世界卫生组织的统计资料，中国是肝病的高发区，全国人口中约 1 0％为乙肝病毒携带者，也就是说我国约有1．3亿人携带着乙肝病毒。肝脏疾病(肝炎、肝癌等)己成为继肿瘤、糖尿病之后第三大危害人类健康的病种。
引起肝损伤的各种有害因子和物质，例如:毒物、药物、乙醇、缺氧、免疫、急性肝移植排异和环境等以一种或几种肝细胞为靶细胞，激发细胞损伤，产生一系列的介质，造成细胞坏死和凋亡、炎症、纤维化等病理改变，最终导致各种肝病。肝损伤的机制很复杂，大体可分为化学性、免疫性、病毒性肝损伤。肝脏发生障碍后，脂肪和水分会停留在肝脏内，蛋白质也会附着在上面，使肝脏肿大，再发展就是脂肪肝和肝炎，最后导致肝硬化。肝脏机能的降低，所带来的不只是肝脏本身的问题。因为发生硬化的肝脏使血流不畅，透过别的血管返回心脏的血液，容易造成出血，从而导致二次疾患。肝脏障碍中，往往被人们重视的是由病毒引起的乙型肝炎和丙型肝炎。这两种肝炎很难完全治愈，容易发展成慢性病，最后成为肝硬化，甚至成为肝癌的可能性很大。同时，肝脏还具有分泌、排泄、生物转化等功能，作为维持机体生命的主要器官，肝脏拥有比一般器官更强的恢复功能，值得注意的是，有时肝脏即使已损坏惨重，也不易出现症状。当一个人能感觉到肝脏机能有问题时，通常是肝脏严重受损的时候。肝病的发展顺序是：急性肝炎→慢性肝炎→肝纤维化→肝硬化→肝癌（有的伴腹水）。
然而，壳寡糖却为痛苦的肝病患者带来了一片曙光。Lehoux和Grondin在1993年提出7.5%的壳聚糖（分子量70kDa）具有维持肝内胆固醇平衡的作用；2002年Shon等在小鼠实验中发现，壳寡糖能够降低大气污染物2，3，7，8-四氯-二苯并-对-二恶英带来的氧化压力，起到很好的保护小鼠的作用；慢慢地人们认识到，壳寡糖的抗氧化作用同样在四氯化碳诱导的大鼠急性和慢性肝损伤中也起到很好的保护作用；最近更有研究表明：壳聚糖能够对抗结核药物异烟肼和利福平引起的肝损伤也具有保护作用；我们的研究则揭示壳寡糖可以促进人的肝癌细胞发生凋亡，而对正常的肝细胞却不存在这种作用。这些报道开启了壳寡糖保护肝脏研究的新篇章。
总结起来壳寡糖保护肝脏的原因在于：壳寡糖具有很强的吸附性，能够吸附体内有害重金属和其它毒素并排出体外，以减少毒素对肝脏的损伤，同时它带有正电荷的特性可以螯合脂肪，防止胆固醇和中性脂肪上升，防治脂肪肝；壳寡糖在体外和体内都具有很好的抗氧化性，可以提高机体的抗氧化酶系的活性（如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等），这有助于清除体内的多种自由基和活性氧，降低它们对肝脏的攻击；壳寡糖保护正常肝细胞的分泌，代谢和排泄功能，增强肝细胞生物转换机能，让进入体内的有害物质迅速排出体外，修复受损伤的肝细胞，并促使其产生肝炎病毒抗体，预防肝炎；壳寡糖更能增强巨噬细胞、自然杀伤细胞（ＮＫ细胞）、攻击肿瘤细胞（ＬＡＫ）的活性，促进白介素的生成持久性，提高机体免疫力，以达到间接保护肝脏的作用；同时壳寡糖可加速酒精在人体内的代谢过程。酒精进入体内，被肝脏分解，变成乙醛，造成酒后头痛、恶心，给肝脏带来损害。壳寡糖可以提高肝脏功能促进解毒作用，使乙醛被迅速分解，变成无毒物质，解除乙醇和乙醛对肝细胞的直接损伤，缩短酒精及其代谢产物在体内
的停留时间，减少了脏器对这些物质的吸收，降低了单位时间内血液中的酒精浓度，使醉酒现象出现迟缓，醉酒程度减轻，明显缩短醒酒时间，加快酒后运动失调的恢复，降低血清中酒精的浓度。基于以上我们不难看出，壳寡糖对肝病的防治，有较好的效果，它拥有改善肝功能的卓越作用，是人体肝脏的守护天使。
随着社会的发展，人们物资生活的日益丰富，一种被称为“富贵病”的疾病也在悄然中给我们的生活增添了几分烦恼，那么何谓“富贵病”呢？所谓的“富贵病”就是指高脂血症，它是指血浆中脂质浓度超过正常范围（健康人有一定的标准水平，胆固醇＜5.172mmol／L，甘油三酯＜2.032mmol／L）。由于血浆中脂质大部分与血浆中蛋白质结合，因此本病又称为高脂蛋白血症。血脂包括类脂质及脂肪，类脂质主要是磷脂、糖脂、固醇及类固醇；脂肪主要是甘油三酯。血浆中的胆固醇除来自食物外，人体的肝及大肠也能合成。当食物中摄入胆固醇过多或肝内合成过多，胆固醇排泄过少，胆道阻塞，都会造成高胆固醇血症。甘油三酯是食物中脂肪经小肠吸收后，被消化为非化脂肪酸及甘油三酯，进入肠腔，经肠粘膜细胞再合成甘油三酯，并形成乳糜微粒，经胸导管进入血液循环。高脂血症对身体的损害是隐匿、逐渐、进行性和全身性的。它的直接损害是加速全身动脉粥样硬化，因为全身的重要器官都要依靠动脉供血、供氧，一旦动脉被粥样斑块堵塞，就会导致严重后果。动脉硬化引起的肾功能衰竭等，都与高脂血症密切相关。大量研究资料表明，高脂血症是脑卒中、冠心病、心肌梗死、心脏猝死独立而重要的危险因素。
早在1978年就有人发现壳寡糖具有降低胆固醇的作用，且比消胆胺（治疗高胆固醇的药剂）作用明显。壳寡糖可以从肠道局部和全身两个方面产生降脂和减肥作用，具体的来讲是通过下面几条途径来实现调节胆固醇、降低血脂作用。
（1）促使胆固醇转化：胆汁酸是肝脏内由胆固醇转化所生成的消化液中的一个重要成份，在胆囊中有一定的储量。胆汁酸是一种表面活性剂，它可以将食物中的油脂分散成极细的液滴，便于胰脂酶的分解，因而对于油脂的消化吸收关系重大。胆汁酸通常在完成体内消化吸收脂肪的任务后，由小肠再吸收而回到胆囊中。因壳寡糖容易和胆汁酸结合并排出体外（促进胆汁酸由粪中排泄）那么，为了保持胆囊中有一定的胆汁酸储备，就必须在肝脏中将胆固醇转化成胆汁酸，因而血液中胆固醇含量必然下降。
（2）抑制胆固醇吸收：食物胆固醇来自动物性食物。食物中的游离胆固醇可自小肠粘膜上皮细胞吸收，胆固醇酯是需经过胰胆固醇酶水解成游离的胆固醇才能吸收；由于壳寡糖可抑制胆固醇酯酶，这样就会阻碍食物中胆固醇酯在肠道里的吸收，血液中的胆固醇含量也就随之下降。
（3）抑制胆固醇合成：胆固醇一方面从食物中吸收，一方面可以体内合成，而且合成的量比“吃进去”的更多。HMG-CoA 还原酶是胆固醇合成的重要催化酶，抑制了它的活性，就可以减少胆固醇的合成。临床上有一类重要的降脂药物HMG-CoA 还原酶抑制剂，如洛司他汀、辛伐他汀等非常有效。壳寡糖可以抑制HMG-CoA 还原酶，因此是一种天然的 HMG-CoA 还原酶抑制剂。
（4）抑制胰脂酶的脂肪分解作用：大家知道，脂肪在体内的吸收部位主要在十二指肠下部和空肠上部，在此处遇上胰脂酶，在适宜条件下可水解成不同产物，然后被人体吸收。在这里，胰脂酶起着关键性的作用，如没有这种特殊的酶，脂肪便不能消化吸收。实验证明，壳寡糖低浓度（10微克/毫升，1微克为1克的百万分之一）下可抑制胰脂酶分解脂肪的活性，这就表示壳寡糖有减少脂肪在体内吸收的功能。
（5）妨碍脂肪吸收：因为壳寡糖溶解后可形成带有正电荷的阳离子基团，所以在体内能聚集在带负电的油滴（油滴表面所以带负电是因为油脂被卵磷脂乳化后，卵磷脂就分布在油滴表面，而卵磷脂分子中磷的部分是带负电荷的）周围，形成屏障而妨碍吸收。另外，壳寡糖具有强大的吸附能力，能够以强大的吸附形式吸附油脂类物质，加上壳寡糖在肠道中有增加肠道内容积促进肠管蠕动而排便，使油脂类食物在肠道内停留时间缩短，所以综合以上作用，油脂的吸收就大大减少了。
壳寡糖正是通过以上的途径发挥着它的调节胆固醇、降低血脂的重要作用，守护着我们人类的生命。
人体脉搏检测传感器及信号处理系统 程咏梅夏雅琴尚岚 (北京工业大学机电工程学院工程力学部北京市100022) 摘要：从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期）等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。将人体脉搏波转化为电信号进行测量和分析，使中医的脉象有了一个客观的分辨标准，便于揭开脉诊现代科学本质，为预防和治疗疾病提供参考。本文介绍了检测人体脉搏信号特征的系统。该系统由应变式脉搏传感器及信号放大、滤波、AD转换及脉搏信号数字处理软件组成。并用LabVIEW设计了虚拟仪器及相应的程序，使制作的脉搏检测系统能够用虚拟仪器软件LABVIEW显示出脉搏的波形。 关键词：脉搏波、传感器、检测系统 A human blood pulse sensor and signal processing system Cheng Yongmei, Xia Yaqin and Shang Lan (School of Mechanical Engineering and Applied Electronic Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100022) Abstract: Information from human blood pulse attracts more and more attention due to it may contain very pathological information which could be used as index to diagnose disease. The waveform, intensity and speed of pulse signals mostly read the physical and pathological characters of heart-blood system in human bodies. In this paper, the pulse signal that usually is feel by fingers of Chinese doctors was transferred into electric signal and thus could be measured by modern scientific way. As a result, the measured quantities can be used by a doctor as a more consistent index to make diagnoses. A pulse detecting system was developed and its functions, circuits and software based on LABVIEW were described in details. Key Words: human blood pulse, sensor, detecting system 1 引言 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。直到今天，在西方仍常用脉搏作为研究心血管疾病的重要方法。 心室周期性地收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式自主动脉根部开始沿整个动脉系统传播，这种波称作脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。这些脉搏波可通过人体的表动脉如颈动脉、肱动脉和桡动脉等处进行检测。其中，桡动脉由于靠近体表外周血管，信息尤为丰富，检测也最
《环境与人体健康》课程 教学大纲 课程代码：30110239 课程名称：环境与人体健康/Environment and Health 学时学分：15学时/1学分 先修课程：环境学、无机化学、分析化学、有机化学 适用专业：环境科学 开课部门：应用文理学院环境系 [教学大纲] 一、课程的地位、目的和任务 环境与人体健康是环境科学专业的专业课之一，是环境科学专业学生的主要选修课，通过本课程的学习，使学生能系统地了解大气、水、噪声污染对人体健康的危害，以及掌握室内空气各种污染因素的健康效应和评价方法。 二、课程与相关课程的联系与分工 环境与人体健康涉及到的基本原理与无机化学、有机化学、分析化学、环境工程等课程相互联系，通过对环境污染检测与人体健康的学习，可以使学生对这些理论基础课有更深的理解，并为环境影响评价和环境检测课程的学习打下坚实基础。 三、教学内容与要求 第一章绪论 Ⅰ.教学内容 1、健康与影响健康的诸因素 2、环境污染与人体的相互作用 3、与人群健康有关的各种环境标准 Ⅱ.教学要求 了解健康与影响健康的诸因素，环境要素对人体影响的程度，理解与人群健康有关的各种环境标准。
Ⅲ.教学重点 与人群健康有关的各种环境标准 Ⅳ.教学难点 与人群健康有关的各种环境标准 第二章环境要素对人体健康的危害 Ⅰ.教学内容 1、非金属污染物对健康的影响 2、金属污染物对健康的影响 3、有机污染物对健康的影响 4、放射性污染与辐射对健康的影响 Ⅱ.教学要求 了解各种污染物的污染特点，理解污染物的迁移转化规律，掌握污染物对健康的影响。 Ⅲ.教学重点 污染物的迁移转化规律；污染物对健康的影响 Ⅳ.教学难点 污染物的迁移转化规律；污染物对健康的影响 第三章室内污染与人体健康 Ⅰ.教学内容 1. 各种污染因素的健康效应。 2. 对健康影响的评价方法。 3. 对健康影响研究的一些新方法和新技术。 Ⅱ.教学要求 掌握室内各种污染因素的健康效应，掌握室内污染对健康影响的评价方法。Ⅲ.教学重点 室内污染对健康影响的评价方法 Ⅳ.教学难点 室内污染对健康影响的评价方法 四、课程学时分配
微量元素对人体健康的影响 微量元素是指那些在人的体重中含量在万分之一以下的元素。这些元素可分为三类：一类是世界公认的人体必需的微量元素，有 14 种，即铁、锌、硒、锰、铜、碘、钼、钴、铬、氟、硅、钒、镍、锡；另一类为生理功能尚不十分明确，或未予定论的元素，如锶、砷、铍、锗等；第三类是对人体有害的元素，如汞、铅、镉等。 微量元素的主要作用：一是参与物质代谢中各种酶、激素、维生素等活性物质的组成；二是酶的激活剂，促进体内物质代谢的顺利进行。人体需要有一定数量和比例的各种微量元素，如果摄入过多或过少使机体代谢功能平衡失调，都会产生疾病或加速机体老化。 铁：是合成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和其他酶系统的重要原料。缺铁会引起贫血，影响体内细胞代谢过程，导致肌肉无力，胃肠粘膜萎缩，胃酸分泌减少，食欲减退。动物血、动物肝脏、瘦肉、鸡蛋、紫菜及芹菜、桃、杏、广柑等含铁量较高。
锌：主要存在于人体骨骼、皮肤、性腺、脑垂体、胰腺和肝脏中。锌是核糖核酸聚合酶和脱氧核糖核酸聚合酶呈现活性的必需物质，故与蛋白质代谢有密切关系。锌也是合成胰岛素所必需的元素。锌还能使性激素的活性大为提高。人体如缺乏锌，会生长发育迟缓，味觉降低，性功能减弱，并诱发心脏病、糖尿病和癌症等。含锌量较高的食物有牡蛎、动物肝脏、牛肉、羊肉、瘦猪肉、蛋类、黄豆、花生、杏仁、核桃仁、葵花子、胡萝卜、椰子、菠菜等。谷类外皮所含的植酸盐、蔬菜中的纤维素和水果中的果胶能阻碍锌的吸收。 铜：是机体内各种含铜物质的成分之一，一些铜蛋白，如血铜蛋白、肝铜蛋白、脑铜蛋白等，均需要铜。铜还能催化血红蛋白的合成。机体缺乏铜时，可出现中性白细胞减少、贫血、生长迟缓、情绪激动等，还会使胆固醇、血压及尿酸增高，影响糖耐量，引起心电图异常，增加心肌梗死的危险。治疗机体缺铜，可多食用芝麻、豆类、猪肉、猪肝、鹅肝、鹅肾、牡蛎、萝卜、茄子、芋头、大白菜、油菜、菠菜、茴香、龙须菜、荠菜等食物。 硒：如果体内缺硒使某些肿瘤、冠心病、白内障等疾病发生的危险性显著增加。老年人经常食用花生、
浅谈硒与健康 硒在近年各类报道中频频亮相，并被冠以“抗癌明星”之美誉。它是人和动物生命活动中必需的微量元素，并与人类的健康长寿息息相关。直到上个世纪50年代，人们才姗姗揭开它神秘的面纱。经过半个世纪的探索，人类才逐渐认识了硒，并把它誉为“生命的火种”。 硒在人类组织内含量为千万分之一，但它对人类健康作用巨大。缺硒会直接导致人体免疫力下降，临床医学证明，威胁人类健康和生命的40多种疾病都与人体缺硒直接相关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病、儿童发育不良和营养阻滞等等。 硒与免疫力硒能迅速提高免疫力。免疫是人、动物机体的防御反应。其主要作用是清除异物，维持机体内部环境的稳定，提高机体抗病能力。硒可以提高红细胞的携氧能力，为巨噬细胞提供抗病能力。为巨噬细胞提供足量的氧，延长了这些白细胞的寿命，提高了机体抗感染能力，完成杀死细菌的能力。经研究发现牛在缺硒状态下，巨噬细胞也有吞噬细菌的能力，但不能立即致细菌于死地，而经过补硒后，巨噬细胞的杀菌能力提高了3倍。这说明有充足的硒的情况下，才有更强大的杀菌能力。 此年，人体及动物内还有T细胞和B细胞，是参于机体免疫的重要淋巴细胞，而有充足硒的情况下，可提高B细胞抗体的合成和T细胞的增殖。有人将疟原虫菌给老鼠注射，注射致死量，接受注射的老鼠都会感染疟疾而死，但在同时注射硒的情况下，老鼠全部耐过疟原虫的侵袭，一个没死，这证明硒提高了细胞的免疫功能。既然硒提高了机体免疫力，也就是提高了对疾病的抵抗能力，这就是硒健身祛病的重要原因。 硒与癌症科学家研究表明，硒与癌症有密切关系。肝癌、乳腺癌患者的血硒浓度不足常人的1/3，有些肝癌的患者血硒水平不及常人的1/4。而给高危人群中补硒，连续观察4年，发现补硒人群中肝功能正常，而乙型肝炎表面抗原携带者，无1例肝癌发生，而对照细则有多例肝癌发生。另有科学家对肺癌、食管癌患者补硒，发现死亡率明显下降，从而证明，硒的抗癌能力非常强。 患有癌症的人在进行化疗中，因为药物对细胞的杀伤力以及对机体毒副作用，常使化疗难以坚持。如果化疗同时补硒，则可保护机体，减轻毒副作用。接受放疗的患者接受射线辐射的同时补硒，可大大提高抗辐射能力。
电子课程设计目录 第一部分电子课程设计题目及要求 1．题目 (1) 2．设计目的 (1) 3．设计内容及要求 (1) 4．脉搏计的基本原理 (1) 第二部分设计方案 1. 提出方案 (2) 2. 方案比较 (3) 第三部分电路设计与分析 (4) 1. 信号发生与采集 (4) 2. 放大电路 (4) 3.有源滤波电路 (5) 4.整形电路 (7) 5.倍频器 (9) 6.基准时间产生电路 (10) 6.1 NE555定时器 (10) 6.2 用555定时器构造施密特触发器 (11) 6.3 用施密特触发器构造多谐振荡器 (12) 7.计数译码器 (13) 7.1 计数电路 (13) 7.2 译码显示 (14) 8.控制电路 (17) 第四部分所用元件及实验心得 (18) 1.元件列表 (18) 2.实验心得 (18) 3.参考文献 (18) 附：总原理图 (19)
第一部分电子课程设计题目及要求 1. 题目人体脉搏计 2．设计目的 2.1熟悉脉搏计电路的组成、工作原理和设计方法。 2.2掌握多谐振荡器、倍频器、计数器、译码器等的工作原理、使用方法、特点、用途及主要参数的计算方法。 2.3熟悉集成电路74LS00、74LS161、CC4518、CC4511、晶闸管、有源滤波电路的特点、用途及主要参数的选择方法。 3．设计内容及要求 3.1设计题目：设计一个脉搏计。 3.2要求：实现在15s内测量1min的脉搏数，并且显示其数字。正常人的脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min。 3.3放大与整形电路 放大电路：电压放大倍数u A 约为11倍，选R 4 =100 KΩ，C 1 =100μF。试选择其它元 件参数。有源滤波电路：电压放大倍数选用1.6倍左右。运放可均采用LM324，也可选其它型号运放。 整形电路：选用滞回电压比较器，集成运放采用LM339，其电路参数如下：R 10 =5.1KΩ， R 11=100 KΩ，R 12 =5.1 KΩ。 倍频电路：异或门选用可采用CC系列、也可采用TTL系列。基准时间产生电路：试选择电路其它未知参数。 计数、译码、显示电路：试选择电路其它未知参数。 控制电路：试选择电路其它未知参数。 4．脉搏计的基本原理 分析设计题目要求脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。由给出的设计技术指标可知，脉搏计是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几个毫安），它的基本功能应该是 ①用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放大整形和滤波。 ②在短时间内（15s内）测出每分钟的脉搏数。 简单脉搏计的框图如图1所示。 图1.1 脉搏计原理框图
环境与人类健康 姓名：谷幸珂 专业：环境科学 学号：20
环境与人类健康 摘要：本文介绍了自然环境的组成，通过臭氧层损耗、生物多样性、土地荒漠化、人类健康与环境污染之间的关系以及环境污染物进入人体的危害，总结了概括了目前环境与人类健康的关系，一起使人们明白人类只有一个地球，它是人类赖以生存的自然资源，人们要过上幸福美好的生活，就必须自觉地保护自然环境，爱护地球。 关键词：环境；健康；污染物；疾病 1前言 自然环境是指人类周围的客观物质世界，包括空气、水、土壤、食物和其他生物等。自然环境是人类生存和发展和物质基础，人类不仅依赖于自然环境而生存，还要开发、利用和改造自然环境。良好的自然环境是人类健康的保障，人类通过新陈代谢不断的与自然环境进行物质和能量交换。空气是人类生命活动的必要条件，可以满足人类对氧的需求，是人类健康的重要条件。清洁新鲜的空气环境，能促进人体的生长发育，给人以舒适愉快的感觉，有助于延年益寿。不良而污浊的空气则有碍于生长发育，影响和危害健康，引起疾病发生。水是人体的重要组成部分，也是人类的重要外界环境。水质不良或水受到污染，人饮用了不洁之水可引起杆多疾病发生和传播，甚至导致死亡。 土壤和空气、水一样，都是人类生活的重要物质环境。人类不能脱离土壤而生活，衣食住行都与土壤有着极为密切的关系，土壤污染中的微量元素，能通过食物、水、空气进入人体，对人体健康产生重
要的影响。土壤污染来源有生活污水、垃圾和人类粪便污染、农药、化肥污染，工业“三废”的污染，土壤中的有害物质要通过“土壤—植物—人体”、“土壤—水—人体”这两条途径进入人体产生危害。“民以食为天”，人体通过食物与外界环境发生密切的联系，食物也是人体生长发育和新陈代谢的重要物质基础。当食物受到污染和腐败变质时，使食物的卫生质量下降，营养价值降低或丧失，就可以危害人类健康。空气、水、土壤、食物与人类健康密切相关，保护环境就是保护人类健康，就是保护人类的生命。为了人类的健康和生存，我国政府把保护环境作为我国的又一项基本国策。 2 环境变化与健康 臭氧层损耗与健康 臭氧是位于平流层的重要气体，它保护着地球上的生命免受有害的太阳紫外线(UV)辐射。臭氧层的消耗将增加地面的UV辐射，对人类和其他动物而言，其影响包括免疫系统抑制因;增加严重晒斑、白内障和表皮损害的发病率;减少维生素D的合成;导致皮肤癌。臭氧每增加1%，皮肤接触到紫外辐射量就会增加2%，皮肤癌的患病率就要增加4%。UV辐射对粮食作物和海洋浮游植物产生不利影响会破坏食物链从而影响到人类健康。UVB辐射在低空大气层的增加会催化氮氧化合物和碳氢化合物产生高浓度的大气污染物从而对人类的呼吸系统产生不良影响。 生物多样性与健康 生物多样性为我们提供了大量生存必需品，并在对生命的保护和
简述酒对人体健康的影响 1.酒精的性质 每克纯酒精可以产生能量7kcl,因为酒精本身只能提供能量而无其他营养作用，故又称这类饮料所产生的热为空热。酒精可溶于水及脂类，并可以快速扩散而通过细胞膜进入细胞。饮入的酒精很快在胃肠道吸收，其中一部分在胃部就被吸收，随即分布于全身的体液。人体对酒精的耐受性在个体间有很大的差异。 吸收后的酒精随血浆中的浓度高低在呼气中逸出并出现在尿中，这并不属于酒精的排泄而是一种简单的扩散，上述两者排出的总量是很小的。 2.酒精的代谢 酒精在肝内第一步被醇脱氢酶氧化为乙醛。这个过程需要烟酰胺嘌呤二核苷酸（NAD+）即辅酶Ⅰ的帮助。在人体肝细胞中还存在微粒体氧化酒精系统（MEOS），这个系统存在于正常生理状况的机体中，随着饮入酒精的次数增加而使这个系统有增强的趋势，其中包括混合功能氧化酶系统。某些药物的摄入也可影响该系统。 被上述酶作用产生的醛又被醛脱氢酶转变为乙酰辅酶A，后者在三羧酸循环中作为能量而被利用，或用于脂肪酸与胆固醇的合成。酒精作为能量而被利用可以代替糖或脂肪的一部分，但MEOS系统氧化酒精所产生的能量为游离热，不能被机体利用，而是直接作为散发热被消耗。 酒精对人体的不良影响 酒精在肝脏氧化，长期饮用酒精可引起嗜酒性肝炎，以后还可以导致肝硬化。 酒精也作用于血液系统，嗜酒者往往有贫血、血小板功能紊乱及白细胞减少等疾病，这是因为酒精对造血系统有一定的影响，一方面酒精影响与造血有关营养素的吸收，如叶酸；另一方面酒精可能直接作用于血小板，以及骨髓造血过程，例如它可以影响红细胞对铁的利用。 酒精对胃肠道也有各种不良的影响，过量的饮酒可以引发急性胃炎，长期还可能导致胃排空能力下降。长期嗜酒者可出现萎缩性胃炎，但这种疾病患者在食物中完全取消饮酒后可以得到康复。 酒精中毒也能引起急性和再发性胰腺炎，这类病者的主要症状为脂肪痢和消瘦，粪便中排出的脂肪相当也膳食脂肪含量的6%以上。估计除胰腺受影响外，酒精还促使胆盐和胆汁的排泄。 酒精也可影响小肠的超微结构和功能，出现肠腺和绒毛上皮细胞核增大的异常现象。 酒精对营养素的代谢影响 1. 酒精对维生素代谢的影响 酒精可影响水溶性维生素的代谢，导致肝与其他器官的损害，影响营养素的吸收，
硒的十大生物学功能 1、提高人体免疫。 硒能增强免疫系统对病毒、异物及体内病变的识别能力，提高免疫系统细胞吞噬、杀菌的能力，提高免疫系统细胞增殖、抗体合成的水平，从而提高机体免疫功能。 2、抗氧化、延缓衰老。 硒的抗氧化效力不仅比维生素E高500倍，而且硒能激活人体自身抗氧化系统中的重要物质，控制和解消氧化损伤，从而防止疾病，延长人类寿命。 3、防治心脑血管疾病。 补硒能降低血液粘稠度、降低血脂，降低胆固醇、甘油三脂和低密度脂蛋白水平，这对心脑血管疾病的防治均是较为有益的，硒有“心脏的守护神”的美誉。 4、保护肝脏。 硒能防治肝炎、预防脂肪肝等，亦是营养性肝坏死的主要保护因子；适量补硒可以起到加速酒精分解代谢，进而保护肝脏，硒是嗜酒者的“保护神”（据临床调查显示，硒对人体的作用，最初就是从证实硒对肝脏有很强的保护作用而发现的）。 5、保护、修复细胞。 硒在整个细胞质中对机体代谢活动产生的抗氧化物，发挥消解和还原作用，保护细胞膜结构免受氧化物的损害。保护了细胞，就保护了人体心、肝、肾、肺等重要脏器。 6、防癌、抗癌。 硒能形成抑制癌细胞分裂和增殖的内环境、能抑制多种致癌物质的致癌作用、是癌细胞的杀伤剂。 7、解毒、防毒、抗污染。 硒属于带负电荷的“非金属离子”，在人体内可与带正电荷的有害金属离子相结合，并最终把有害金属离子排除体外，亦可减轻化学致癌物、农药和间接致癌物的毒副作用，是“天然解毒剂”。
8、提高红细胞的携氧能力。 硒能保护血液中的红细胞，避免红细胞中的血红蛋白被氧化，继而把充足的氧供给机体每一个细胞，使每一个细胞都能维持正常功能。 9、参与糖尿病的治疗。 缺硒可引起一些胰岛细胞合成及分泌胰岛素功能的原发性损害，补硒不仅可保护胰岛素功能，而且还可以抑制氧化和非酶糖化，这对糖尿病的治疗是非常有益的。 10、保护眼睛。 补硒能及时清除晶状体中的脂质过氧化物，这对眼疾的防治均是非常有益的。
应用LabVIEW进行人体脉搏分析 1.1 人体脉搏研究的背景和意义 脉搏是由心脏搏动而引起, 经动脉和血流传至远端的桡动脉处, 它携带有丰富的人体健康状况信息。早在公元前7世纪脉诊就成为中医的一项独特诊病方法。但自古以来中医独特的诊断方法及治病的疗效总是笼罩着一层神秘的面纱。中医一直是靠手指获取脉搏信息, 这难免存在许多主观臆断因素, 况且这种用手指切脉的技巧很难掌握,因此人们迫切期望尽早实现脉诊的科学化和现代化。 随着传感器技术及计算机处理技术的发展，人们希望能够将现代技术应用于中医脉象诊断，以便更科学、更客观地揭示脉象的实质与特征。另一方面从西医的角度看,近年来人们也试图根据脉搏波的变异性来评价和诊断人体心血管系统的病变,以便能找到一个有效的心血管疾病早期无创诊断的方法。 因此,对脉搏信号进行无失真的检测、采集和处理是一项重要而很有意义的基础工作,它是对脉搏信号进一步分析并依此对心脏及动脉血管系统疾病进行预报和诊断的前提。本论文的研究主要是基于这方面来进行的，利用功能强大的虚拟仪器LabVIEW设计出脉搏的采集与分析系统，从客观、物理的角度来诠释人体脉搏系统。 1.2国内外研究现状 脉搏系统和脉搏信息的研究包括两大方面: 一是理论分析与计算(即建模方面)；二是信号检测与分析。从发表的文献来看, 国外在前一方面做了大量的研究, 也早于国内学者; 而国内在后一方面的研究多于国外。对脉搏信号的分析主要包括以下方面: （1）脉搏信号检测与提取 用脉搏记录仪器描绘脉搏波图像已有百余年的历史。1860年法国人研制了杠杆脉搏描记器，成为现代脉象描记的基础。脉象仪的总体构成包括脉象信号检测，信号预处理和信号分析三个环节。我国医务界约从50年代初就开始了用西方传来的脉搏描记技术，使脉象图形化。近十多年来，已经研制出了许多性能各异的脉象仪，各类脉搏描记器最关键和差异较大的部分就是脉象传感器的研制。从测量原理上讲，脉象传感器可分为机械式、压电式、光电容式等多种[1]。 （2）脉搏信号处理与特征提取
环境保护与人体健康 13级太阳能一班 郑杰1310211136 众所周知，环境的压力现在日益严重，环境保护也是我们迫在眉睫的事情。但还是有很多的人对环境保护不加重视，他们应该知道保护环境就是保护我们自己的身体健康。 在课程中，我们学习到，我们所面临的各种污染是有多么严重，也看到了相关的视频资料。环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊，人们的发病率上升等等；水污染使水环境质量恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题，也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高，由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。 一、水污染对人体的危害 迄今为止，人类还未在地球以外的其他星球上发现水。水是生命之源，是人类生活上不可缺乏之物质、人体组织中水份占人体重量的百分之六十到七十，其他动物或植物其体内的水份也占百分之五以上，可见水是维持生命不可缺少的物质。而近年来,水污染却非常严重,人们大量用水,或排放废水等,都会造成严重的水污染。 一般所称的水污染，主要是指由于人为因素直接或间接的将污染物质介入于水体后，变更其物理、化学或生物特性的改变，以致影响水的正常用途或危害国民健康及生活环境。 水污染来源包括天然的污染源及人为的污染源，人为的污染源有生活用水和工业废水的排放、农药、肥料等物质，经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体，使得水体环境受到污染、森林之采伐、耕作、土木工程等人为因素所造成水体中浮游物与溶解物的增加等。不仅河流、湖泊受到污染，海洋也同样污染严重。污染的江河会继续污染海洋，而且海上溢油污染事件的频繁出现，也是污染海洋的重要原因。海洋遭受污染后所产生的一种灾害性海洋现象就是赤潮，由于海水过于营养化，某些浮游生物在水中爆发性繁殖，这种生长量特别巨大的浮游生物是粉红色或红褐色的，因此染红了海水，导致了赤潮。赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害，而且对人类健康甚至生命都有影响。一方面，赤潮引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海；另一方面，有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物，则会导致中毒甚至死亡。而水污染又是造成水严重缺乏的主要原因之一。据统计，全世界有100多个国
饮食结构对人体健康的影响 2006-12-11 10:27 文章来源： 文章类型：原创内容分类 据世界卫生组织的定义，65岁以前为中年人，65-74岁为中老年人，74-90才为老人。媒体报道，日本人均身高近年来的增长速度较中国快，为什么呢?与国人的饮食结构不同有很大关系。据此，认真研究国人饮食习惯与健康关系的内在规律，探索其变化对人体的影响，从而从改变饮食结构来影响人类身体状况，成为了当今有关人士义不容辞的职责。 俄罗斯健康研究生物节律研究室沃尔切夫经研究指出：人类的寿命应该是280岁。但为什么目前人们的普遍寿命尚不到这个数字的一半呢?他把原因归结为人体内水分的流失。因为水可以提供我们呼吸的氢离子。随着水分的流失，体内有害物质不能很好地剔除，于是各种病理现象就产生了。研究结果显示：新生男婴体内的水分占其体重的86.8％，长大后占71％，年轻或成熟男性体内的水分占其体重的61％，而一个81岁的老人仅占49.8％。 那么，有人说了，不就是多喝些水嘛!此言差矣!笔者认为，其原因在于：研究结果所指的“水”是脑浆、血液、滑膜液及其他润滑液之类，即中医称之为“津液”的东西。由此并不是简单地一天多喝几杯水就能解决问题的。平常我们所喝的水仅仅参与机体的新陈代谢，并不能很好的补充骨、肌、脑及组织中的津液。那么，能补充这些成分的“水”从何而来呢？本文就这个问题展开论述。 中国人的饮食结构，一直是承袭如《素问·脏气法时论》所说的：“五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充”。中国营养饮食协会委员徐葛教授认为，国人目前的饮食结构大概为塔形结构：五谷占40％，蔬菜水果35％，肉果蛋奶类20％，其他5％。这个饮食结构仅是国人的饮食习惯，因而就有它的不合理性和局限性，它的底层特点就限制了营养成分的多样性，因而不能通用于全人类。因此，要想改善国人体质上的某些不足，要想使人类能达到自然年龄而“寿百数”，就只有从改变饮食结构来考虑。 如何改善饮食方法，使身体内所需营养要素能有效地从饮食中吸取和利用，也是很重要的课题：《素问·汤液醪醋论》说：“自古圣人之作醪醋者，以为备耳(以备不虞也)……邪气时至，服之万全。”汤液的作用是很重要的。中医认为，水之稀薄者为汤，稠厚者为液。饮食物中汤液是人体内津液的源泉。津液渗透浸润于肌肤腠理之间，以温养肌肉，充润皮肤；液，流行浸润到关节、脑髓海空窍，润滑关节，补益脑髓，润泽耳、日、口、鼻等窍。二者在周身环流的过程中，互相影响，互相转化，因此常以津液并称，并不严格区分。 从以上来看，汤的保健作用大致有：1、能最大限度地提取食物中的营养成分，并易于吸收。2、增强机体的水储量，保持皮肤弹性，从而美容、抗衰老。3、能保证大小便通畅，利于毒素的排出，从而预防心脑血管疾病，预防外界不良因素对人体造成的潜在危害。4、养五脏、安神、增强食欲。5、其他作用随内容而异。 汤的原料比较丰富，五谷杂粮、肉蛋海鲜、花果蔬菜、矿物质等均可取用。其各自的营养成分正在不断地被发现、研究、提取和利用。 综上所述，可以得出这样的结论：要想长寿，汤不离口。据此，人类的饮食结构应这样
补硒十大功效 1．提高人体免疫力；2、抗氧化、延缓衰老；3、保护修复细胞；4、参与糖尿病的治疗；5、防癌抗癌6．保护眼睛；7、提高红细胞的携氧能力；8、防治心脑血管疾病；9、解毒、防毒、抗污染；10、保护肝脏。 硒的营养元素 由于硒是动物和人体中一些抗氧化酶（谷胱甘肽过氧化物酶）和硒-P蛋白的重要组成部分，在体内起着平衡氧化还原氛围的作用，研究证明具有提高动物免疫力作用，在国际上硒对于免疫力影响和癌症预防的研究是该领域的热点问题，因此，硒可作为动物饲料微量添加剂，也在植物肥料中添加微量元素肥，提高农副产品含硒量。硒已被作为人体必需的微量元素，目前，中国营养学会推荐的成人摄入量为每日50-250微克，而中国2/3地区硒摄入量低于最低推荐值，因此，中国是一个既有丰富硒资源，又存在大面积硒缺乏地区，这也是国际学者对中国感兴趣的原因。据统计，全世界42个国家和地区缺硒，中国有72%的地区处于缺硒和低硒生态环境之中。由于独特的地质地理环境，使得位于秦巴山深处的安康，成为世界上面积最大、富硒地层最厚、最宜开发利用的富硒区，属于中国罕见富硒区。在这一纬度带上的区域被称为中国硒谷。在这一区域生长的植被，含有充足的硒元素，可以满足人们缺硒的需求。据地质学家考证：中国72%的地区属于缺硒地区，粮食等天然食物硒含量较低；华北、东北、西北等大中城市都属于缺硒地区，中国二十二个省市的广大地区，约七亿人生活在低缺硒地区。科学家测定：有些疾病，特别是肿瘤、高血压、内分泌代谢病、糖尿病、老年性便秘都与缺硒有关。中国著名营养学家于若木指出：“人体缺硒是关系到亿万人民健康的大事，我们应当象补碘那样抓好补硒工作，特别注意抓老年人的补硒工作，当务之急要做好两件大事：一是各种舆论媒体应当向居民普及宣传有关硒与人体健康的知识，使居民提高对如何防止缺硒的认识；二是着手开发与生产高硒产品，加大力度推广富硒产品”。硒被国内外医药界和营养学界尊称为“生命的火种”，享有“长寿元素”、“抗癌之王”、“心脏守护神”“天然解毒剂”等美誉。硒在人体组织内含量为千万分之一，但它却决定了生命的存在，对人类健康的巨大作用是其他物质无法替代的。缺硒会直接导致人体免疫能力下降，临床医学证明，威胁人类健康和生命的四十多种疾病都与人体缺硒有关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等等。据专家考证，人需要终生补硒。无论是动物实验还是临床实践，都说明了应该不断从饮食中得到足够量的硒，不能及时补充，就会降低祛病能力。人应该像每天必须摄取淀粉、蛋白质和维生素一样，每天必须摄入足够量的硒。因此，补硒已经成为我们追寻健康的一种潮流，也是势在必行的健康使命。补硒的方法1．人工补硒：摄取人工添加的各类补硒产品主要分为无机硒和硒麦芽两类，无机硒主要为亚硒酸钠，国外多用于饲料使用，有很大的毒素，以及处于技术淘汰的边缘。硒麦芽是以小麦作为硒转化的活性载体，通过发芽过程的吸收转化作用，使硒富集在麦芽所含的氨基酸、蛋白质等分子上，从而获得的一种富含天然有机硒的生物制品。与亚硒酸钠等无机硒相比，硒麦芽具有食用安全、无毒副作用、吸收利用率高、营养价值高（如高水平的维生素，高质量的蛋白等）等优点。在其所含的硒麦芽成分补硒更安全和有效，没有副作用也利于吸收。是理想补硒的首选。国内硒麦芽保健品的我知道的就只有体恒健硒维康2、自然补硒：食取野生、天然的硒含量高的自然生长的食品等，补充的为有机硒，相对于无机硒其毒性有所降低，但也需要按照规定的摄取量科学补硒。自然生成的硒食品比无机硒更健康。采用自然补硒的方法，比摄取无机硒更益于身体健康。补硒十大
硒对人体健康的影响 1 缺硒的危害 1.1 人易患克山病和大骨节病克山病和大骨节病是2种原因未明的地方性心肌病和大骨节病，病区基本上处于低硒的地球环境中，体内的低硒营养水平是克山病和大骨节病患者的共同特征，均与硒元素的缺乏密切相关，是克山病和大骨节病的主要致病因素之一〔2〕。 1.2 对机体内酶的活性及合成影响硒是谷胱甘肽过氧化酶(GSH Px)活性中心，是必需组成部分，硒缺乏会影响GSH Px的合成。当硒缺乏时，该酶的活性会降低。卢刚等〔3〕研究了富硒大米对小鼠GSH Px活性的影响，低、中、高剂量组GSH Px活性均随着硒摄放量的增加而明显增高，富硒稻米中、高剂量组与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)。在红细胞膜上有一些硒依赖性的酶和蛋白，如GSH Px、磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGSH Px)等重要含硒酶及硒蛋白P、硒蛋白W 等，硒缺乏会导致这些酶和蛋白数量大大减少，活性降低〔4〕。缺硒可影响超氧化物歧化酶(SOD)的合成，使体内自由基清除系统严重受损，氧化应激增强，氧自由基大量产生，机体氧化-抗氧化能力失衡，SOD活性降低。缺硒还可影响辅酶A、辅酶Q的合成，进而损伤蛋白质合成、糖代谢及生物氧化等。 1.3 使机体处于抗氧化应激态生物有机体内存在着许多抗氧化机制，包括非酶类抗氧化剂(GSH)和酶类抗氧化剂(SOD、GSH Px)，当抗氧化系统与氧化系统之间失去平衡时就会出现抗氧化应激态。硒是一种重要的抗氧化物质，缺硒会使机体处于抗氧化应激态。机体处于抗氧化应激态，一方面容易造成细胞损伤，尤其是对膜系统的损伤，改变细胞膜的通透性，甚至会导致细胞凋亡〔5〕。张超英等〔6〕观察到低硒状态下线粒体受到损伤且启动了细胞凋亡过程，提示低硒对机体的危害。另一方面会使机体发生基因突变。Beck M A研究发现，低硒鼠体内病毒基因发生
⒈体育锻炼对身体健康的影响 ⑴对新陈代谢的作用体育锻炼时，体内新陈代谢加快，能量消耗增加，机体为了恢复能量，就要摄入、消化、吸收更多的营养以补充不足，而且摄入的能量往往超过消耗的能量，即出现“超量恢复”现象。消耗越多，超量恢复越明显。同时体育锻炼还能促进腹肌力量，有利于维持正常腹部压力促进消化吸收。因此，长期适量的体育运动可以增强消化功能，促进儿童少年的生长发育。 ⑵对心血管系统的作用体育锻炼时，全身血液循环加快，心脏和全身的供血状况改善。心肌细胞内的蛋白质和肌糖元增多，心肌纤维增粗，心壁增厚，心脏血容量增大，每博输出量增加，安静时的心率变慢，心脏的体积和重量增加。锻炼还可使冠状动脉口径增大，弹性增加，对预防冠心病起到积极作用。由于消耗体内大量脂肪，减少了心脏的压力，从而降低心脏病的发生。通过增加动脉血管的弹性，起到预防高血压的作用。 ⑶对呼吸系统的作用体育锻炼时，机体消耗的氧和产生的二氧化碳均增多，为了满足肌体的需要，呼吸系统加倍工作，使呼吸肌逐渐发达，功能加强。同时还可扩大胸廓活动的幅度，增大胸围和肺活量，使安静时的呼吸频率变慢且呼吸深度加深。经常适量的锻炼还有助于预防呼吸道疾病的发生。 ⑷对神经系统的作用人体的一切活动都是在神经系统的调节和支配下进行的。反过来，身体的每个动作及各器官的生理活动都可以对神经系统产生刺激作用。这种刺激作用可以增强神经细胞的工作能力和神经系统的调节能力，使大脑的兴奋性、灵活性和反应速度大大提高，视觉、听觉更加敏锐，记忆力和分析综合能力增强，还可消除大脑疲劳，提高学习和工作效率。
⑸对骨骼、关节及肌肉的作用体育锻炼有助于骨骼的生长，可使骨变的更加坚强，对人体起到更好的支撑和保护作用。还可使关节囊和韧带增厚，加强关节的牢固性和对压力的承受性。通过提高神经系统对肌肉的控制能力，使肌肉对神经刺激产生反应的速度和准确性以及各肌群间相互协调配合的能力改善，以致发挥出最大的运动效果，并可使肌肉粗壮，力量增强，提高抗疲劳和耐酸痛的能力。 ⑹对其它组织、器官及系统的作用体育锻炼可以刺激生长激素、肾上腺皮质激素、雄激素及儿茶酚胺等重要激素的分泌，从而促进儿童青少年的生长发育。可以提高机体免疫系统的功能，增强抵抗疾病的能力，提高健康水平。而且对发展身体素质和运动能力有重要的作用。 ⒉体育锻炼对心理发育的影响 体育锻炼可以陶冶人的情操，培养良好的情感，促进个性的完善和发展，全面提高心理素质。体育锻炼有助于减轻或消除人的紧张烦躁或忧虑情绪；培养竞争意识和拼搏精神；形成群体意识和团队精神；培养自尊心、自信心、顽强的毅力和审美鉴赏能力；促进社会交往和提高对社会环境的适应能力。通过体育锻炼还可以体验成功的喜悦，胜利的欢愉，产生心旷神怡的愉快心境。 长期进行健美锻炼，能够发达肌肉、增长力量；增进健康、增强体质；改善体形体态、矫正畸形；调节心理活动，陶冶美好情操；提高神经系统机能，培养顽意志品质。
硒的功效和作用 硒的功效和作用 1、抗氧化,抗衰老： 在人体自身的抗氧化系统中,有一个重要物质是谷胱甘肽过氧化酶,在缺硒状态下它处于沉睡状态,只有在硒充足的条件下,它才有活性.硒就能激活这种酶,激活了谷胱甘肽过氧化酶,就提高了人体控制和解消氧化损伤的能力,从而防止了疾病与衰老.它的抗氧化效力是维生素群的500倍.科学检验长寿老人的血硒比正常人高出3-6倍.这说明体内硒充分,抗氧化作用发挥的好,人就不易衰老,患病. 2、保护,修复细胞： 硒在整个细胞质中对肌体代谢活动中生产的过氧化物发挥消解和还原作用,从而保护细胞膜结构免受过氧化物损害. 一个个细胞完整无损,脏器功能才能正常. 3、提高红细胞的携氧能力： 这与保护细胞的功能相关联.硒保护血液中的红细胞,使红细胞中的血红蛋白不被氧化,它的携氧能力就强,就能把充足的氧带给机体的每一个细胞,使每一个细胞都能维持正常的功能. 4、提高人体免疫力： 免疫功能的强弱是人体能否抵御细菌病毒,能否保持健康的关键,硒的作用在于增强了人体免疫系统的防御能力.提高识别能力:低硒状况下,有吞噬能力的白细胞可能会使病毒,异物擦肩而
过.提高杀菌能力:硒充足时,能维持淋巴细胞活性,刺激免疫球蛋白及抗体形成,使巨噬细胞的吞噬能力提高2倍,还能延长白细胞的寿命. 5、解毒,排毒,抗污染： 硒被誉为"天然解毒剂".原理是硒作为带负电荷的非金属离子,在生物体内可以与带正电荷的,有害金属离子相结合,形成金属—硒—蛋白质复合物,把能诱发癌变的金属离子排出体外,消解了金属离子的毒性,起到排毒和解毒的作用.从硒与人体组织器官的关系上讲,硒增强肝脏的活性,使其加速排毒. 6、防癌,抗癌： 硒被称为"抗癌之王".人类患癌,一是环境中致癌物质入侵所致,二是由体内生产的自由基造成. 硒提高了人体的免疫功能,对人体防癌是有重要意义的.因为生活在正常环境中的人也有"前癌"细胞,在它们发展成为癌细胞之前,就被免疫系统消灭了,如果免疫力低下,就缺乏这种能力,以致使"前癌"细胞恶性繁殖,最后导致癌症. 硒作为天然解毒剂,抗氧化剂,既控制多种致癌物质的致癌作用,又能及时清理自由基使其不能损坏细胞膜结构而趋向癌变,硒起着"清道夫"的作用. 在人体必需的十几种微量元素中只有硒与防癌,治癌有关. 医学工作者对癌症病人的血硒进行检测,其血硒水平明显低于正常人.而在病人的肿瘤组织里却能大量积聚硒.硒就象冲锋陷阵的卫士,当人体内出现癌细胞后,它就聚集在哪里,聚歼癌细胞.因此,要取得这一战役的胜利,必须大量补充硒,以备"战事"所需.
最基本的人体正常值：脉搏、呼吸、体温、血压 脉搏：成人正常脉搏为60～100次/分，女性稍快；儿童平均为90次/分，婴幼儿可达130次/分；老年人较慢，为55～60次/分。 脉搏的快慢受年龄、性别、运动和情绪等因素的影响。 呼吸：正常成人安静状态下，呼吸频率为16～20次/分，随着年龄的增长逐渐减慢。 呼吸频率超过24次/分称为呼吸过速（见于发热、疼痛、贫血、甲状腺功能亢进及心力衰竭等）；呼吸频率低于12次/分称为呼吸过缓（见于颅内高压、麻醉药过量等）。 体温：成人正常腋下体温为36℃～37℃，早晨略低，下午略高，24小时内波动不超过1℃；老年人体温略低，月经期前或妊娠期妇女体温略高；运动或进食后体温略高。 体温高于正常范围称为发热（见于感染、创伤、恶性肿瘤、脑血管意外及各种体腔内出血等）；体温低于正常范围称为体温过低（见于休克、甲状腺功能低下、严重营养不良及过久暴露于低温条件下等）。 血压：成人正常血压收缩压在90～119毫米汞柱或舒张压在60～79毫米汞柱之间。 成人收缩压达到120～139毫米汞柱或舒张压达到80～89毫米汞柱时，称血压正常高值，应当向医生咨询。情绪激动、紧张、运动等许多因素对血压都有影响。诊断、治疗高血压必须由医生进行。 收缩压<90毫米汞柱或舒张压<60毫米汞柱，即为低血压。原发性低血压亦称体质性低血压（与体质较差有关），继发性低血压是某些疾病的临床表现之一（如休克、心血管疾病、肾上腺皮质功能及垂体前叶功能减退等）正常人安静时的心率。
成年男性约为60--80次/min。女性约为70--90次/min. 入睡状态时心率减少，男性约为50--70次/min.女性约为60--70次/min.有的可低达45--50次/min. 婴儿约为120--140次/min. 1--2岁约为110次/min. 3--4岁约为90--100次/min. 5--6岁约为95次/min. 7--8岁约为85次/min. 9--15岁约为70--80次/min. 小儿在熟睡时心率可减慢10--40次/min. 站立，运动，饭后及某些疾病时心率可增快。
大气环境与人类健康的关系 段菁春1,谭吉华2 (1 中国环境科学研究院，北京 100012；2 中国科学院研究生院，北京 100049) 一.大气环境对人类健康的重要性 正常成人每天的呼吸量约为10～12立方米，大气中的有害化学物质主要通过呼吸道进入人体的，引起感官和生理机能的不适反应，严重时发生急、慢性中毒甚至死亡。。大气污染对健康的影响与大气中有害物质的种类、性质、浓度和持续时间，同时也与人体的敏感性有一定关系。 大气中的污染物如二氧化硫、硫酸雾、氯气、臭氧、烟尘等被吸入后能够直接刺激呼吸道，引起咳嗽、喷嚏和呼吸困难等。其慢性作用还会导致呼吸道抵抗力减弱，诱发慢性呼吸道疾病，严重的还可引起肺水肿等疾病。大气污染严重的地区，呼吸道疾病总死亡率和发病率一般都高于轻污染区。其它大气污染物如一氧化碳虽然无直接刺激性作用，但也能够通过呼吸道进入血液，造成低血氧症，致使人体组织缺氧，影响中枢神经系统和酶的活动，出现头晕、头痛、恶心、乏力，严重时会昏迷致死。 工业废气中可能含有多种有毒有害化学物质，如镉、铍、锑、铅、镍、锰、汞、砷、氟化物、石棉、有机氯杀虫剂等。它们虽然浓度很低，但可在体内逐渐蓄积，影响神经系统、内脏功能和生殖、遗传等。大气中砷、镍、铍、铬、多环芳烃及其衍生物还具有致癌作用。 另外大气中的花粉和霉菌也可能引起人体过敏反应，诱发鼻炎、气喘、过敏性肺部病变。抵抗力较强的病原微生物，如结核杆菌、碳疽杆菌、化脓性球菌，能附着在尘粒上污染大气。SARS（非典）是一种通过近距离空气飞沫、病人排泄物和物体接触传播的呼吸道传染病，是人类在新世纪之初面临的重大灾害，已给世界人民的身体健康和生命安全带来了巨大的损害，而且其潜在影响尚不可估量。亚洲包括中国是非典的集中暴发区，也是世界范围内受害最严重区域。中国环境科学研究院和广州市环保局所针对重点疫区北京和广州开展的研究证实空气污染与SARS传播具有显著相关性，且PM10的贡献最大。
硒的神奇作用 硒是一种人体必需的微量元素，广泛存在于人体除了脂肪以外的所有器官中，人体内硒元素的缺乏，将导致心脑血管疾病、肝病、糖尿病、肿瘤、呼吸系统、骨关节、胃肠道等各种疾病的发生，而补硒可以预防这些疾病的发生！ 一、硒对癌细胞的抑制作用让专家惊叹，赞誉硒为“抗癌之王” 美国亚利桑那癌症中心的研究证明，研究人员在实验中发现，每天补充100微克硒，肝癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌、直肠癌等的发病率下降了50%！ 例如：我国的江苏省南通启东地区是肝癌高发区，肝癌发病率、死亡率居全国之首。曾经高达51.9/10万，当地政府为了全县38万人民的健康，政府组织开展了大规模的补硒工作，在当地很早就给粮食喷洒硒肥（因为当时都是无机硒、生产富硒盐及硒酵母），也就是说用亚硒酸钠进行补充，使当地人群的血硒水平达到了正常水平（每人每天补充50-250微克），就是在那期间按无机硒定的标准。而对调理病症一定要翻倍才可以达到效果！同时补硒人群的肝癌发病率下降为25.4/10万，下降幅度达到50%以上！ 中国医科院肿瘤研究所与美国国家癌症研究所合作的试验也充分说明了有机硒对于预防癌症的卓越效果。专家们同时给两组的小鼠注射了同等剂量的致癌物质，一组服用有机硒，另一组没用有机硒，一个月后，服用有机硒那组癌症发病率为37%，没用有机硒这组发病率为100%！ 二、硒降低放化疗的毒副作用 以上大量基础实验及临床总结证明，天然有机麦芽硒具有明显的防癌、抗癌作用，并能很大程度上消除放疗、化疗带来的副作用，改善癌症晚期病人的生活质量，延长病人的生命，同时增加放、化疗的疗效，增加癌细胞的敏感性，减轻病人痛苦！目前临床上应用最广的有机补硒制剂就是硒维康口嚼片，针对临床患者对食物硒吸收困难做了针对性的调整，让硒能充分的被吸收利用，对辅助抗癌起到更大的帮助。 三、硒能淸除肝炎病毒