在生命体内有许多按照一定规律进行的化学反应。人体的一切活动都需要能量来维持，人体能量的来源是糖、蛋白质和脂肪。这些有机化合物在人体内进行氧化分解，最后生成CO2和H2O，同时释放出热能供人体活动需要，这种作用称为生物氧化。生物氧化过程涉及许多化学反应。参与这些化学反应的有生物大分子和各种化学小分子及离子，如三磷酸腺苷（ATP）就是生命体内的化学小分子，它是接受、储备、运转及供应的化学联系物。人体内存在的多种微量金属元素与蛋白质结合形成的金属酶是一类生物催化剂，能加速体内化学反应的进行。

6.1.4.1　人体内化学反应的特点

人体内化学反应的特点为：常温常压、反应条件接近中性温和，速率快、选择性好、效率高。比如人体的正常体温为（36.5±0.5）℃，体温恒定对于生命活动正常进行非常重要，过高或者过低都能导致死亡。一个成人一天所需热量约10 000～12 600 kJ，这个热量足以将20 kg冷水烧开。人体内的生物氧化反应是在酶的催化作用下温和地逐步进行的，因此，热能是分批释放出来的，这样放出的能量不至于突然使体温升高而损伤机体，又可以使释放出的能量得到最有效的利用。除此以外，人体内还有完善的调控机制，当体内发生氧化反应时，必定伴随着磷酸化反应。二磷酸腺苷（ADP）分子与磷酸分子反应形成ATP分子，这是吸热反应，故需要吸收一定的能量，因此，ATP是个能量分子。人体内生物氧化反应与磷酸化反应是偶联进行的，生物氧化反应放出的能量，可以通过ADP分子的磷酸化把能量吸收，储存在ATP分子内，当人体需要能量时，ATP水解变为ADP释放能量，供人体需要。此外，人体内还有一套完善而精巧的散热装置，那就是人体的体温调节中枢，它位于下丘脑。人体的散热方式主要有皮肤辐射、对流和传导散热；皮肤和肺呼吸蒸发；加热饮食；加热吸入的空气、排除粪便和尿液。另外，体温调节中枢还可根据外界不同的温度来选择人体散热的方式。

6.1.4.2　反应介质

人体内的化学反应选择性、效率之所以都很高，除了大分子配位体的参与外，还与它在特定的反应介质中进行有关。同一反应在特定反应介质中进行和在水溶液中进行会有很大的不同。特定反应介质是一种既亲水又亲油的物质，包括表面活性剂，在生物体液内有序排列而分隔成内外环境并形成胶束。在这样的介质中进行反应时，可以使反应物增容、浓集、降低电离势，改变氧化还原性质会影响电离平衡，改变化学反应的途径和速率会使反应物、产物、中间产物稳定，使电荷分散或反应物分离从而改变平衡状态。这些性质对无机化学反应有特殊影响。

6.1.4.3　反应类型

人体内的化学反应类型主要包括生物氧化反应、酶促化学反应、配位反应、表面化学反应和电化学反应等。

1.生物氧化反应

在化学反应中，加氧、脱氢、失电子都称为氧化；脱氧、加氢、得电子都称为还原。糖类、脂肪及氨基酸脱去氨基后的剩余部分在体内氧化时，所消耗的氧量、产生的二氧化碳和水及释放的能量，与在体外氧化时相同。但是，生命体内的氧化与体外的氧化又有所不同，生命体内的氧化反应条件温和，在酶的催化下逐步完成。人均每天大约需要450 L氧气，但是氧在常温常压下在水中的溶解度仅为6.59 cm3。人体能够维持正常功能，是因为在长期的进化过程中发展了氧载体，氧能够可逆地配位在蛋白质所含的过渡金属离子上。铁是人体中血红蛋白的载氧元素。人体血红蛋白分子的活性部分是血红素含铁辅基，铁在辅基中央，它可以与其他6个配位原子相结合，其中4个配位氮原子在血红素平面上，因此氧分子可配位在铁上，形成配位键。血红蛋白具有输送氧气的功能，人们通过呼吸把空气吸到肺部，血红素含铁辅基在肺泡中与氧配合并将其载走，然后输送给肌红蛋白分子和其他需要氧气的细胞和部位，此时氧分子从铁上解离，并与生物有机分子发生氧化反应。

2.酶促反应

人体内发生了很多体外无法或很难完成的化学反应，是因为人体内的各种酶的存在，酶能促使反应加速进行，实际上是一种特殊类型的催化剂。酶是具有催化作用的蛋白质，主要由氨基酸组成。酶按其所作用的底物命名，如催化醛氧化的叫作醛氧化酶，催化过氧化氢分解的称为过氧化氢酶等。表6-7列举了一些氧化还原酶。全酶包括蛋白质和辅基（或辅酶）两部分，辅基为金属离子的酶称为金属酶，酶的活性部位含有金属离子。此外，水解酶反应是身体内发生的另一类重要反应，当食物进入人体后，会受到消化道中多种水解酶的作用。例如，胰淀粉酶可催化淀粉完全水解变成葡萄糖，胰蛋白酶可催化蛋白质水解成小肽和氨基酸等。(www.daowen.com)

表6-7　氧化还原酶

续表

3.配位反应

微量元素作为配合物的中心原子，对生理代谢和生命过程起到调控的作用，而这些大分子配合物与一般配合物一样具有固定的稳定常数、配位数、配位键和几何构型。同时，因为反应介质、配体的特征不一样，又具有独特的化学反应特点。

4.表面化学反应

生物体内有许多特殊的表面化学反应。在各种软组织（以蛋白质为主）和硬组织（以钙盐为主）的表面、细胞表面以及外源性的活性表面（如吸入的粉尘）和惰性表面（如植入的金属）上，都可能和与其接触的体内物质发生特殊反应。例如，放入子宫的铜制避孕器，其表面可发生一系列的化学反应，从而产生氧自由基来杀死精子。

5.电化学反应

人体细胞总数约75万亿个，肌肉细胞和神经细胞具有接受传导及传递信息的作用，是细胞膜的原浆膜产生瞬间电化学反应的结果，涉及细胞内外离子平衡机制和神经刺激化学反应。