解读粘液的神奇功能

Making mucus

                                姜联合  编译

    流鼻涕是我们常见的生理现象，鼻涕就是我们人体的粘液组织，一个健康的鼻子一天可以产生1升的粘液，粘液由体内广泛分布的粘液膜分泌，粘液对于人类的健康十分重要，千万不可小觑他的功能,粘液甚至是人体健康的指示剂。粘液膜是怎样产生粘液的？粘液的结构和功能是什么？ 动手制作粘液，让我们来解读粘液的神奇功能。

1. 背景知识

粘液对于人类的健康来说十分重要，它在体内行使以下功能：帮助肺部清除器官内的异物；防止组织干燥；保护身体不受外界病原体的侵入（病原体是一类能够导致疾病的物质，例如细菌、病毒和真菌）。

粘液是含有大量水的液体，其中含有蛋白质、碳水化合物、盐以及细胞。粘液中最主要的蛋白是粘蛋白（mucin），该蛋白具有糖包裹的外被，因而他们能够吸收大量的水分，维持粘液特性的稳定，并保持湿润。除了粘蛋白之外，其他蛋白也在粘液的防御功能中起重要作用。例如能够促发机体抵抗病原体入侵的抗体以及能够直接杀死细菌的酶，如溶菌酶（lysozyme）。

粘液的粘的特性能够将那些能导致炎症和感染的颗粒，如灰尘、尘土、细菌和花粉包裹起来，从而对肺脏起保护作用。当这些颗粒被粘液严实地包裹起来后，通过咳嗽、擤鼻涕等行为排出体外。

粘液由体内广泛分布的粘液膜分泌。粘液膜其实是一层与皮肤紧密相连的上皮细胞，可以保护身体与外界接触的一些腔体和管道，例如我们的唇、耳、鼻孔、口腔、食道、生殖器和肛门。

在粘液膜内有一种特化的细胞，它形状很特别，长得像一只高脚酒杯，被称为杯状细胞（Goblet Cell）。它的主要功能就是生产粘液，当然其他的一些细胞也能够制造。在杯状细胞中，粘蛋白被包装在被称为囊泡的小包中，然后被运送到细胞膜。接着囊泡与细胞膜发生融合，囊泡内的物质则被释放到胞外。粘蛋白分泌到胞外后就开始吸水，吸水后的粘蛋白体积可以膨胀到原来的600倍。事实上，研究证实，一个健康的鼻子一天可以产生1升的粘液，当然这个量的波动幅度很大，例如当你哭的时候大部分的眼泪就会进入鼻子并且与粘液混合，这就增加了粘液的量。

这也就是为什么哭泣往往伴随着流鼻涕。粘液的功能之一是清除颗粒，因而粘液往往在呼吸道受到感染或是有炎症的时候产生。例如花粉过敏的人在不小心接触到花粉的时候就会不住地流鼻涕。

图1: 杯状细胞（杯状细胞的唯一功能就是生产粘液）

2. 实验目的

1）理解人类的身体具有各种特化了的细胞行使独特的功能；

2）理解身体内的细胞能够制造蛋白质和糖类；

3）描述体内所产生粘液的作用。

1. 实验材料

玉米糖浆；非调味用的明胶2小袋；量杯或是烧杯；水；微波炉、电炉或是烧水用的壶；绿色的食品染色剂；餐叉。

在这项操作中，你会用到糖（金黄色的糖浆）和蛋白质（明胶）来制作粘液。你会发现你所造出来的粘液跟真的一样！

1. 实验步骤

2. 煮沸杯的水；

3. 将锅从炉上移开，加一滴食品染色剂；

4. 撒入2小袋明胶；

5. 软化几分钟并用叉子搅拌；

6. 加入玉米糖浆至杯的量；

7. 用叉子搅拌并拉出一长条的粘性物质；

8. 待它冷却后一勺勺地加入水。

    

9. 思考题

10. 当你在自制的粘液中加入一些灰尘的时候发生了什么？为什么你的身体会需要这样的粘液？

（细小的灰尘被粘液包裹。通过这样的作用身体将腔体以及管道内空气中的灰尘和花粉包裹起来免受其感染。）

1. 你认为哪一项物质对于粘液变得又长又韧起了关键的作用？（蛋白质/明胶）

2. 你认为哪一项物质对于粘液的粘起了关键作用？（糖/玉米糖浆）

4）你的胃中有盐酸。该物质具有很强的酸性，甚至可以消化锌这样的金属，为什么它不会消化掉你的胃？

（胃的内部有一层厚厚的粘液保护它不被胃酸腐蚀。每两周你胃上的粘膜就会更新一次，否则它自己就被腐蚀了。）

1. 你体内产生的粘液通常是什么颜色？

（粘液通常是白色或是无色透明的。我们可以从粘液的颜色来判断一个人是否健康。

抽烟的人的粘液通常是棕色或是棕灰色的；铁锈色往往暗示有比较严重的疾病。例如呼吸道出血；黄色或是绿色则是收到感染的标志。）

6）你觉得为什么吸烟者的粘液是棕色或是棕灰色的？

（这是由于香烟中的焦油吸附在粘液中。）

主要参考文献

[1]  The Naked Scientists。2008. http://www.thenakedscientists.com/HTML/articles/article/science-ofsnot/(accessed April 9, 2008).