文章转载自三联合众(ID:sdxhezhong)
*以下内容摘选自袁越《生命八卦》系列
减肥为什么这么难
减肥难就难在控制食欲,食欲为什么这么难控制?并不完全是因为饿,而是因为食物实在是太好吃了。就拿味觉来说吧,人类的许多饮食习惯,尤其是吃零食的习惯,都是由于美味的诱惑而不是营养需要。味道的产生依赖于舌头上的味蕾,人舌头上分布着大约一万个味蕾,每种味蕾只负责一种味道。中国人喜欢说“五味”,也就是酸甜苦辣咸。可是直到目前为止,科学家并不认为辣属于味道的范畴,而是把它看做一种强烈的刺激而已。近年来,有一种新的味蕾被鉴定出来了,这就是“鲜”,味精就是一种典型的“鲜味”物质。因此,被科学家承认的五味是酸甜苦咸香。
2005年11月,法国科学家又发现了一种新味蕾,专门用来感受脂肪的味道。其实很早就有人提出舌头上存在脂肪味蕾的假说,但是一直没有确凿的证据。法国勃艮第大学营养学家菲利普·贝斯纳德(Philippe Besnard)和他领导的研究小组成功地培育出一种带有遗传缺陷的老鼠,其编码CD36 蛋白质的基因被人为地去掉了。这种蛋白质普遍存在于很多种组织之中,在舌头表面就有大量的CD36 蛋白质存在。
贝斯纳德比较了正常老鼠与这种经过基因改造后的老鼠的饮食习惯,他发现没有CD36 蛋白质的老鼠对脂肪食品根本不感兴趣,而普通老鼠都是见了脂肪就没命的馋鬼。更为奇妙的是,普通老鼠只要一尝到脂肪的滋味,胃里就会立即开始分泌脂肪消化液,小肠也会立即开始为即将到来的脂肪做好吸收的准备工作。而缺少了CD36 蛋白质的老鼠则根本没有这种反应,显示CD36 与老鼠的脂肪代谢有着密切的关系。
老鼠的味觉系统和人类的基本相同,因此贝斯纳德推测人类的舌头上也有类似的脂肪味蕾,负责让人类喜欢上含有脂肪的食物,并启动人类的脂肪代谢。众所周知,脂肪是所有食品中热含量最高的一种,同样重量下,脂肪的热含量大约是淀粉的两倍。因此,食用脂肪对于那些总是处于饥饿状态的野生老鼠来说是一种事半功倍的劳动,当然要提倡。可是对于生活在发达国家的人来说,对脂肪的渴求却带来了显著的副作用。贝斯纳德相信,如果将来科学家搞清了CD36 的作用机理,就可以生产出抑止CD36 的药物,或者生产出专门刺激CD36 的“假脂肪”。那时减肥就会变得容易起来, 人们可以天天吃这种美味的“假脂肪”,却不会发胖。
这个例子告诉我们,人类的许多生理功能都是在多年艰苦的野外生活中进化而来的,而人类社会进入工业化的时间其实很短,因此这些生理功能暂时无法适应新时代的要求。比如,味觉的产生对于早期茹毛饮血的原始人来说十分重要,酸和咸的感觉和体液平衡很有关系,因此过量的酸和咸都会带来不愉快的感觉。苦味的食物大多数都是有毒的,因此基本上属于一种讨厌的味道。甜则代表了糖分,这是人类获取热量的最主要的来源,一定要鼓励,因此甜味在大多数情况下都是一种好味道。而鲜味就是蛋白质的味道,当然属于好味道。人类对甜味和鲜味都是来者不拒,就是因为糖和蛋白质都是生存必需品,一定要多多储存。
还有一个类似的例子就是糖尿病。美洲印第安人群中糖尿病的发病率一直很高,比如一个名叫“皮玛”(Pima)的印第安部落其成员的糖尿病发病率高达50%以上,而且几乎所有的糖尿病人都是胖子。历史资料表明,过去皮玛族人很少得糖尿病,这是一种典型的“现代病”。1962年,一个名叫詹姆斯·尼尔(James Neel)的遗传学家提出了一种“节俭基因”理论,该理论认为皮玛印第安人过去一直是靠天吃饭,他们经常要面对很长时间吃不到东西的情况。因此他们进化出一种比较极端的代谢方式,储存脂肪的能力特别强。分析研究表明,19世纪时他们的食物中只有15%是脂肪,而目前他们的食物中有高达40%的热量来自脂肪,他们的新陈代谢完全不能适应这种突发的情况,于是就造成了糖尿病的高发病率。
对于世界上大多数地方的人类而言,生存条件的变化有一个漫长的过程,因此我们比皮玛人要适应得更好一些。不过,人类仍然需要面对新时代带来的新问题,食物过量就是其中最明显的一个。减肥为什么这么难?因为你是在同本能做斗争,或者换句话说,你的对手是几百万年的进化史,其力量是非常强大的。
甲基安非他明:世界头号毒品?
“二战”时,凡是和德军交过手的人都惊讶于德国士兵的勇武,他们仿佛不知疲倦,跟在装甲车后面一走就是一整天,到了地方居然不用修整,立刻就能投入战斗。好像他们不是肉人,而是一架架机器。“二战”结束多年之后,关于德军使用兴奋剂的报道逐渐浮出水面。2003年,德国出版过一本名叫《“速度”的纳粹》的书,收集了所有关于这方面的报道。2004年德国《明镜》又刊登了一系列纪念“二战”结束的回忆录,其中就有一篇专门讲希特勒强迫士兵服药的文章。这种药就是甲基安非他明(Methamphetamine)。
2003年公布的一份调查报告表明,全世界服用最多的毒品是大麻,共有1.63亿人吸食过。安非他明(Amphetamine)排在第二位,大约有3400万人经常服用,其中以美国的瘾君子人数最多。众所周知,美国是世界上毒品问题最严重的国家,超过一半的监狱犯人都和毒品有关。2005年7月美国郡县联合会公布的一份调查报告显示,美国大部分郡县的警察局都把安非他明看成是危害最大的毒品。因为虽然吸食它的人数不如大麻多,但它所造成的危害远远比大麻厉害。
为什么这么说呢?这就要从一百多年前讲起。安非他明是一种人工合成的小分子化合物,属于神经兴奋剂。1887 年德国科学家首先合成了安非他明,但它被当做兴奋剂使用则是从1920 年开始。如今瘾君子们最喜欢的甲基安非他明最早是在1919 年由日本人首先合成的,这是安非他明的衍生物,简称Meth 或者“速度”(Speed)。Meth 毒性更大, 合成起来也更容易。
服用安非他明可以使人精神保持亢奋,对周围环境更加警觉,而且如果服用剂量足够大,这种状态能够保持24 小时以上。难怪当初希特勒知道了此药的效果后,立刻决定生产大量的甲基安非他明供德国士兵服用。这种药使德军的行军速度加快了许多,后来人们干脆把此药叫做“速度”。虽然盟军中也有人使用“速度”,但在“二战”时“速度”最主要的使用者是德军和日军,可以说早期轴心国军队在军事上的胜利与“速度”的广泛使用有一定的联系。可是,和大多数兴奋剂一样,安非他明用多了人体就会产生耐受性,需要的剂量也会越来越大。因此德国科学家又想到了海洛因, 便以它为主制造出一种新的兴奋剂,并首先在集中营里拿犯人当试验品。幸好这种被命名为“D - IX”的新药还没等通过验收,“二战”就结束了。
德国军队的“神药”让盟军开了窍,美军就曾在后来的几次战争中多次使用兴奋剂提高战斗力,以至于战争结束后,怎样让回家的士兵戒毒反而成了最棘手的事情。不过,兴奋剂用多了也会惹麻烦,安非他明就会让服用者患上“妄想症”,看谁都像敌人。据说伊拉克战争中美军误伤加拿大士兵的那次“事故”,就因为当事者服用了大量安非他明所致。
生命八卦:行走在人体迷宫
ISBN:9787108071316 定价:49.00元
安非他明的“神力”在和平年代也派上了用场。很多考试前抱佛脚的差学生,夜里开长途的卡车司机,甚至需要加班的民航飞行员都喜欢它。有人曾信誓旦旦地说,安非他明比咖啡因效果好很多,而且不上瘾。确实,安非他明的生理成瘾性不强,远不如咖啡因。但安非他明能让人产生愉悦感,很容易使服用者对它产生严重的心理依赖,因此相当危险。
安非他明比大多数毒品都便宜,因为它很容易合成,几种市面上买得到的感冒药就可以作为原材料,所以美国到处都是制作安非他明的小作坊。2005年7月底美国参议院通过了一项法律,以后购买感冒药的人也必须出示身份证并进行登记,看来美国政府真的下决心要治一治“速度”了。2004年,斯坦福大学的科学家用核磁共振的方法研究了甲基安非他明成瘾者的大脑,发现这些人大脑中主管感情和记忆的部分有超过10%的神经细胞都被杀死了。这则消息在媒体上广为宣传,显然美国政府终于打算尝试用科学而不是行政命令来解决毒品问题了。如果这个实验结果是正确的话,当初法西斯在“二战” 中失利显然是有原因的:他们不但都成了冷血动物,而且都得了健忘症。
附:2008 年开播的美剧《绝命毒师》里老白制造的蓝色毒品就是甲基安非他明。
催命生物钟
不光人需要倒时差,大自然中的很多生物也有这个需要,因为它们体内都有一座生物钟。
已知最简单的一种需要倒时差的生物名叫红色面包霉,它的学名叫做粗糙脉胞菌(Neurospora crassa),是一种原产于热带地区的霉菌,因为人类最早是在烤好的面包上发现的这种橘红色霉菌,故此得名。这种菌很容易培养,对人体无害,因此很早就被科学家当做生物学研究的实验材料。
正常情况下,红色面包霉菌每24 小时制造一批孢子,即使将它们培养在完全无光的环境里它们也照样维持这个节律,只是其周期会缩短至22 小时左右。如果用人造光来打乱面包菌的节律,它们一开始会混乱一阵子,但很快就会适应新的周期,和人类的倒时差过程非常相似。倒过时差的人都知道那滋味不好受,所以科学家一直想发明一种药来帮助人们更快地倒时差,这就必须首先弄清楚生物钟计时的原理。通过对红色面包霉等单细胞生物的研究,科学家们已经大致弄清了生物钟计时的秘密。
众所周知,早期的机械钟表依靠钟摆来计时,后来的机械腕表则换成了体积更小、对自身位置不敏感的擒纵器,它的本质和钟摆是相似的,都是利用振动的内在规律性来计时。
那么,生物钟的擒纵器是什么呢?答案是基因。几乎每种生物体内都有若干个生物钟基因,它们负责提供时间标尺,指导生物体的生理节律。这些基因依靠“负反馈”机制来实现擒纵器的功能,具体来说,该基因会以恒定的速度生产“信使核糖核酸”(mRNA),然后再以它为模板生产蛋白质,而蛋白质反过来又能阻止mRNA的合成,这就形成了一个负反馈。当蛋白质聚集到一定量的时候,mRNA就停产了,直到蛋白质以恒定速度被消耗光,这个循环再重新开始。整个过程很像是装了虹吸管的抽水马桶,水箱里的水位上升到一定高度后进水口逐渐被堵死,等水位高过虹吸管后水箱里的水被清空,进水口打开,再接着灌水,周而复始。
由此可见,生物钟基因通过控制相应蛋白质的含量来控制生命的节律,这些蛋白质相当于交响乐团的指挥,能够让生命体内的各种生化反应按照同一种节奏来进行,这样可以提高生理活动的效率。这就是为什么几乎所有的生物钟都是以24小时为周期,因为生物必须按照这个节奏来调整自己的生理活动,才能更好地适应环境。
如果生物钟的节奏因为某种原因被打乱,其结果就是各种生理活动不匹配,乱子就出来了。科学家们之所以花精力去研究霉菌如何倒时差,就是为了解决人体生物钟紊乱所带来的各种问题。比如,人类有一种精神性疾病叫做“双向情感障碍”(Bipolar Disorder),病人的睡眠机制出了问题,可以整宿整宿地不睡觉。医生们意外地发现锂盐可以缓解这种病的症状,但一直不知道为什么。后来有人将锂盐加入到红色面包霉当中,发现后者的生物钟变慢了。进一步分析表明霉菌细胞内的一种名为“频率”(Frequency)的生物钟基因起了变化,与其对应的“频率”蛋白质在锂盐的作用下分解速度变慢了,这就好比水箱的出水口变窄了,换一次水的时间自然也就延长了。锂盐正是通过这个办法调整了人体内的生物钟,缓解了病情。
另一种被研究得很透彻的模式生物果蝇也有时差问题, 这甚至影响到了果蝇的寿命。美国俄勒冈州立大学的科学家曾经做过一个实验,将一群生物钟基因天生有缺陷的果蝇按照年龄分成老中青三组,然后分别用高浓度的氧气短暂地刺激它们。高浓度氧对果蝇有一定的伤害作用,相当于为果蝇制造了一种生存压力。实验结果表明,如果刺激发生在青年组,则对果蝇的寿命没有影响。但如果刺激发生在中年组和老年组,则果蝇的寿命就会相应地降低。其中中年组的平均寿命降低了12%,老年组的平均寿命降低了20%。
不但如此,中老年组果蝇的运动能力也受到了不同程度的影响,它们的中枢神经系统发生了退行性损伤,类似人类的阿尔兹海默氏症。
这篇文章发表在2009年11月出版的《衰老》(Aging)杂志上。该文的主要作者贾维佳·吉布托维茨(Jadwiga Giebultowicz)教授认为这个实验说明不规律的生活对生物体适应环境的能力有负面影响,生物体在年轻时也许能够抵抗这种负面影响,可一旦进入中年,各种生理机能逐渐退化,此时如果生活再不规律,后果就很容易显现出来。
这方面的人体试验尚未完成,但我们有理由相信人类也遵循类似的规律。换句话说,一个人年纪越大,生活就应该越规律,让生物钟保持稳定。
除了长途飞行外,还有什么会破坏一个中年人的生物钟呢?根据台北医学院吕思洁教授所做的研究,过量的酒精能够破坏生物钟基因的mRNA生产过程,从而打乱人体正常的生物钟节律。
这篇文章发表在2010年10月的《酒精中毒》(Alcoholism)杂志上。看看自己的生活,你知道该怎么做了吧?
电子屏幕的危害
早上起床前先拿过手机刷一遍微信朋友圈,上班路上用平板电脑看一集美剧,进了办公室首先打开单位的电脑,然后在格子间里一坐就是一整天,下班吃完晚饭后先看会儿电视,然后用家里的笔记本电脑和朋友聊天,顺便看看淘宝上有什么打折商品,晚上睡觉前再拿出手机刷一遍朋友圈……有多少人的一天是这么度过的?
确实,随着智能手机的流行,我们的日常生活已经离不开电子屏幕了。有越来越多的人每天都要花十个小时以上的时间盯着电子屏幕看,这些人经常抱怨自己眼睛干涩,视力变差,严重时甚至会头晕眼花,整夜失眠,医学界把这种现象称为“电脑视觉综合征”(ComputerVision Syndrome)。
但是,很少人会因此而改变自己的生活习惯,因为电子屏幕上显示出来的新知识和新刺激太吸引人了,极大地丰富了人们的日常生活,所以很多人都会觉得,电子屏幕带来的危害只是电子时代看书学习所应付出的代价,可以忍受。
那么,有没有办法既获得了新知识,又避免了身体的不适呢?那就要仔细分析一下电子屏幕都有哪些危害,以及原因是什么。首先,电子屏幕为什么会让眼睛发干呢?纽约州立大学(State University of New York)的眼科专家马克·罗森菲尔德(Mark Rosenfield)教授相信最大的原因是时间,他不认为电子屏幕本身有什么独特的地方会让眼睛干涩,造成这一结果的主要原因在于这些人每天花在看电子屏幕上的时间太长了,远比看纸质书的时间要长得多。
另外,他认为很多人没有掌握正确的阅读方法。比如,智能手机受屏幕大小的限制,字体往往都特别小,很多人看手机时脸都快贴上去了,对眼睛的刺激太强,容易导致不适。还有,人在看电脑时视线大都是平的,眼睛睁得更开,暴露在空气中的眼球表面积更大,因此也就更容易干涩。相比之下,看纸质书的时候通常都是俯视的,眼睛不必睁那么大。
其次,电子屏幕看多了为什么会导致睡眠障碍呢?这个倒是和屏幕本身的特性有些关系。原来,大脑的松果体在夜晚来临时会分泌褪黑激素,帮助我们入睡。松果体受光线的控制,如果周围环境太亮,褪黑激素的分泌就会被抑制,我们就不容易入睡了。电子屏幕会发出很多波长较短的光,比一般的室内灯光更容易刺激松果体,抑制褪黑激素的分泌,这就是为什么睡觉前刷微博不是一个好习惯。
但是,为什么有人觉得睡觉前刷会儿微博反而更容易帮助自己入睡呢?以色列伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的玛利亚·费格罗(Mariana Figueiro)教授通过研究后发现,不同的人对光线的敏感程度不同,有的人完全不敏感,松果体照样能分泌足够多的褪黑激素,不会觉得睡觉前看会儿电脑有什么问题。
那么,如果你对光线敏感,却又一定要在睡觉前看点什么才能入睡,那就不妨试试采用电子墨技术的电子书。采用这种技术的电子屏幕不发出背光,对于眼睛的刺激较小,几乎和纸质书没有差别。曾经有人研究过人在看纸质书和电子书时自然眨眼的频率,发现两者几乎完全一样。
不过,这并不等于说纸质书和电子书产生的效果也一样。挪威斯塔万格大学(University of Stavanger)的研究人员曾经做过一个实验,对比两组志愿者看完同一本短篇小说之后对于故事内容的记忆力,结果发现纸质书明显要比电子书好。研究者认为,电子书的读者喜欢跳着读,或者先搜关键词,然后只读含有关键词的那段,这种行为和我们平时上网的习惯一样。换句话说,电子书无形中改变了我们的阅读方式,我们已经不习惯在电子屏幕上进行线性而又有深度的阅读了。
这才是电子屏幕最大的危害。
大自然是一味药
随着时代的发展,越来越多的人告别乡村搬进城市,距离大自然越来越远了。为了解决这个问题,很多现代城市在设计规划的时候都会考虑适当增加公共绿地的数量和面积,希望住在城里的人也能很方便地走进大自然,呼吸到新鲜的空气。为了更好地评估这些绿地项目的实际效果,英国政府下属的“环境食品和乡村事务部”(Defra)开展了一项长期跟踪式调查研究,试图统计出普通英国老百姓使用城市绿地的时间和频率,看看英国政府的这笔公共投资有没有花在刀刃上。
与此同时,英国埃克塞特大学医学院(University of Exeter Medical School)的环境心理学系教授马修·怀特(Mathew White)正在为另一件事发愁。他的主攻方向是大自然对城市居民身心健康的影响,但此前的研究有个重大缺陷,导致他没办法准确地估算出研究对象每天花在城市公园里的时间。
原来,由于经费不足,他的团队只能获得研究对象的家和城市公园之间的距离数据,然后通过这个距离估算出研究对象进入城市公园的频率和时间。大家稍微想想就能知道,这个估算是不准确的。很多人即使住在公园旁边也从来不进去,有的人即使住得很远也会每天去公园里跑一圈,所以距离本身并不能说明问题。
当怀特听说Defra正在进行这项研究后,立刻跑去找到对方,请求在调查表中加进几个关于身体健康的问题,比如心血管系统的健康指标、是否有糖尿病以及心理健康状况等。
两年做下来,怀特积累了将近两万个调查数据。他将这些数据输入电脑,发现了一个令人惊讶的现象:如果一个人每周花在大自然里的时间超过2个小时,那么他的各项生理指标都会显著地变好,尤其是血压、心率、血糖和血脂等与心血管系统健康有关的数据都要比其他人好很多,甚至连哮喘的发病率也更低了。不但如此,这些人自述的心理健康状况也要比其他人好,生活得更加愉快。但是,如果他每周在大自然里花的时间不到2个小时,这些效果就消失了,这说明一个人和大自然相处的时长很重要。
更有意思的是,怀特发现这2个小时的使用方式对结果没有影响。换句话说,无论是每周只去一次公园,每次待2小时,还是每周去六次公园,每次只待20分钟,效果都是一样的。
怀特将研究结果写成论文,发表在2019年6月出版的《科学报告》杂志上。这篇论文得出结论说,大自然就是一味药,只要你每周坚持服用2个小时以上,就能对身心健康产生积极的影响。至于说这味药的治病机理,像这样简单的相关性研究当然没办法给出答案。但怀特猜测,主要原因在于大自然能够让人放松,同时也是和朋友相处的最佳场所。除此之外,野生植物分泌的各种化学物质也可能起到了一定的作用。
值得一提的是,像这样的大规模问卷式生活方式调查研究是很难做的。首先,需要科学家有充足的经费支持;其次,需要科学家有足够多的耐心以及一大批高素质的研究对象。因此,目前只有少数发达国家才有条件进行这类研究,中国在这方面差距明显。问题在于,即使将来中国有条件进行类似的研究,恐怕也很难找到足够多的城市绿地了。目前,中国大城市内真正的绿地资源非常稀少,仅有的一些城市公园也都被太多的游客和人工痕迹过重的布置方式弄得面目全非,和大自然没什么关系了。
生命八卦系列5种
袁越 著
生活·读书·新知三联书店

END

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