解讀黏液的神奇功能

姜聯合 編譯

（中國科學院植物研究所 北京 100093）

流鼻涕是常見的生理現象，鼻涕就是人體的黏液組織，一個健康的鼻子一天可以產生1 L 的黏液，黏液由體內廣泛分布的黏液膜分泌，黏液對于人類的健康十分重要，千萬不可小覷它的功能，黏液甚至是人體健康的指示劑。黏液膜是怎樣產生黏液的？黏液的結構和功能是什么？動手制作黏液，解讀黏液的神奇功能吧。

1 背景知識

黏液對于人類的健康十分重要，它在體內行使以下功能：幫助肺部清除器官內的異物；防止組織干燥；保護身體不受外界病原體的侵入（病原體是一類能夠導致疾病的物質，例如細菌、病毒和真菌）。

黏液是含有大量水的液體，其中含有蛋白質、碳水化合物、鹽及細胞。黏液中最主要的蛋白是黏蛋白（mucin），該蛋白具有糖包裹的外被，能吸收大量的水分，維持黏液特性的穩定，并保持濕潤。除了黏蛋白之外，其他蛋白也在黏液的防御功能中起重要作用。例如能夠促發機體抵抗病原體入侵的抗體及能夠直接殺死細菌的酶，如溶菌酶（lysozyme）。

黏液的黏的特性能將那些導致炎癥和感染的顆粒，例如灰塵、塵土、細菌和花粉包裹起來，從而對肺臟起保護作用。當這些顆粒被黏液嚴實地包裹起來后，通過咳嗽、擤鼻涕等行為排出體外。

黏液由體內廣泛分布的黏液膜分泌。黏液膜其實是一層與皮膚緊密相連的上皮細胞，可以保護身體與外界接觸的一些腔體和管道，例如人的唇、耳、鼻孔、口腔、食道、生殖器和肛門。

在黏液膜內有一種特化的細胞，形狀很特別，像一只高腳酒杯，被稱為杯狀細胞（goblet cell）。它的主要功能就是生產黏液，當然其他的一些細胞也能夠制造。在杯狀細胞中，黏蛋白被包裝在被稱為囊泡的小包中，然后被運送到細胞膜。接著囊泡與細胞膜發生融合，囊泡內的物質則被釋放到胞外。黏蛋白分泌到胞外后就開始吸水，吸水后的黏蛋白體積可以膨脹到原來的600 倍。事實上，研究證實，一個健康的鼻子一天可以產生1L 的黏液，當然這個量的波動幅度很大，例如當你哭的時候大部分的眼淚就會進入鼻子并與黏液混合，這就增加了黏液的量。

這也就是為什么哭泣往往伴隨著流鼻涕。黏液的功能之一是清除顆粒，因而黏液往往在呼吸道受到感染或有炎癥的時候產生。例如花粉過敏的人在不小心接觸到花粉的時候就會不停地流鼻涕。

圖1 杯狀細胞（杯狀細胞的唯一功能就是生產黏液）

2 實驗目的

1）理解人類的身體具有各種特化了的細胞行使獨特的功能；

2）理解身體內的細胞能夠制造蛋白質和糖類；

3）描述體內所產生黏液的作用。

3 實驗材料

玉米糖漿；非調味用的明膠2 小袋；量杯或是燒杯；水；微波爐、電爐或是燒水用的壺；綠色的食品染色劑；餐叉。

在這項操作中，你會用到糖（金黃色的糖漿）和蛋白質（明膠）制作黏液。你會發現你制造的黏液與真的一樣。

4 實驗步驟

1）煮沸1/3 杯的水；

2）將鍋從爐上移開，加一滴食品染色劑；

3）撒入2 小袋明膠；

4）軟化幾分鐘并用叉子攪拌；

5）加入玉米糖漿至3/4 杯的量；

6）用叉子攪拌并拉出一長條的黏性物質；

7）待其冷卻后一勺勺地加入水。

5 思考題

1）當你在自制的黏液中加入一些灰塵的時候發生了什么？為什么你的身體會需要這樣的黏液？（細小的灰塵被黏液包裹。通過這樣的作用身體將腔體及管道內空氣中的灰塵和花粉包裹起來免受其感染。）

2）你認為哪一項物質對于黏液變得又長又韌起了關鍵的作用？（蛋白質/明膠。）

3）你認為哪一項物質對于黏液的黏稠起了關鍵作用？（糖/玉米糖漿。）

4）你的胃中有鹽酸。該物質具有很強的酸性，甚至可以消化鋅這樣的金屬，為什么它不會消化掉你的胃？（胃的內部有一層厚厚的黏液保護它不被胃酸腐蝕。每2 周你胃上的黏膜就會更新一次，否則它自己就被腐蝕了。）

5）你體內產生的黏液通常是什么顏色？（黏液通常是白色或是無色透明的。可以從黏液的顏色判斷一個人是否健康。抽煙的人的黏液通常是棕色或是棕灰色的； 鐵銹色往往暗示有比較嚴重的疾病，例如呼吸道出血；黃色或是綠色則是受到感染的標志。）

6）你覺得為什么吸煙者的黏液是棕色或是棕灰色的？（這是由于香煙中的焦油吸附在黏液中。）