?放下筷子，從生物學(xué)角度看看你是如何吃胖的。
本書關(guān)鍵詞
生物學(xué) 吃貨 科學(xué)史
專業(yè)解讀人
阿順。一個(gè)愛好設(shè)計(jì)卻被生物耽誤的藥劑學(xué)博士。
你將獲得
● 什么是科學(xué)有效的減肥方法？
● 是什么導(dǎo)致了高血脂？
● 人類是怎樣一步一步去攻克糖尿病的？
書中金句
● 人類認(rèn)識(shí)自我、改善自我的道路，從來都走得百轉(zhuǎn)千回。
● 一兩百年來人類生活方式的變異程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我們自身進(jìn)化適應(yīng)環(huán)境的速度。
● 因?yàn)槌渥愕哪芰績?chǔ)備意味著人類的祖先更有可能熬過下一頓飽餐之前的饑寒交迫——經(jīng)過億萬年進(jìn)化淘洗生存下來的地球人類，其實(shí)每一個(gè)人都是天生的“吃貨”。
● 每個(gè)人的生命都是平等的，罕見疾病的患者也需要、并且應(yīng)當(dāng)?shù)玫疥P(guān)注和支持。
精華筆記
在物質(zhì)豐富的現(xiàn)代社會(huì)，每個(gè)人都是“吃貨”，這就引發(fā)了肥胖、高血脂、糖尿病。在這本書里，王立銘教授為我們講述了科學(xué)家對這些代謝病的研究，以及它們背后的脂肪、膽固醇和胰島素的故事。
第一部分，在肥胖的背后，脂肪的故事。
1958年，科曼博士剛剛拿到美國威斯康星大學(xué)的生物化學(xué)博士學(xué)位，在杰克遜實(shí)驗(yàn)室工作。在實(shí)驗(yàn)室中遇到兩只肥胖的小白鼠，就開始了對它們的研究。
科曼發(fā)現(xiàn)，兩種老鼠的肥胖不僅因?yàn)檠褐腥狈δ撤N物質(zhì)，還與身體組織器官中某種物質(zhì)相關(guān)。這兩種物質(zhì)有某種關(guān)聯(lián)，都齊全了才是正常的胃口，少一個(gè)都會(huì)胡吃海喝。
1994年，杰弗瑞.弗里德曼博士用分子生物學(xué)的方法找出兩種老鼠缺少的基因。這個(gè)神秘的物質(zhì)是一種蛋白質(zhì)，因?yàn)樗梢宰尫逝值睦鲜笞兪?，弗里德曼博士命名它為瘦素。瘦素是我們身體中的白色脂肪產(chǎn)生的。血液中的瘦素找到后不久，身體中的瘦素受體隨后也很快被發(fā)現(xiàn)了。
脂肪是我們身體的能量庫，如果我們吃的足夠多，脂肪也相應(yīng)的增加，脂肪生產(chǎn)的瘦素也增多，瘦素就會(huì)控制我們的食欲，表明身體不再需要吃東西了。當(dāng)脂肪減少的時(shí)候，瘦素也生產(chǎn)的少，表明身體需要補(bǔ)充能量。
其實(shí)我們絕大多數(shù)人是不缺乏瘦素基因的，也不缺乏瘦素感應(yīng)機(jī)制，給我們的血液中注射額外的瘦素卻不能減肥，是因?yàn)槭菟氐挚?，也就是我們的身體對瘦素不再敏感，這在肥胖的人身上表現(xiàn)得尤其突出。而瘦素抵抗的原因目前還不清楚。
脂肪是身體的能量庫，它所提供的能量主要用于三個(gè)方面，一個(gè)是新陳代謝，就是維持體溫、血液循環(huán)、心跳等等；一個(gè)是體力活動(dòng)，比如運(yùn)動(dòng)、工作等等；還有一個(gè)是消化吸收。這三個(gè)方面的耗能比例大概是，新陳代謝占60%以上，體力活動(dòng)占30%左右，消化吸收大概占剩下的10%。如果能夠控制能量攝取，增強(qiáng)新陳代謝，再加上無敵運(yùn)動(dòng)，這樣就能成功減肥了。
第二部分，在高血脂的背后，膽固醇的故事。
高血脂是血管中脂肪含量過高導(dǎo)致的疾病。高血脂沒有什么明顯的癥狀，卻會(huì)引起可怕的冠心病或者腦卒中，這些疾病有時(shí)候是突發(fā)的，甚至在它們帶走健康和生命的前一秒，病人都無法察覺到身體內(nèi)的隱形殺手。但實(shí)際上，從血脂異常升高到出現(xiàn)真正的心腦血管疾病，周期長達(dá)幾年甚至幾十年。所以說，高血脂是沉默的殺手。
生理學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，心臟病發(fā)病率和血液中膽固醇含量有明顯的線性相關(guān)性，身體內(nèi)膽固醇含量越多，心臟病的發(fā)病率就越高。經(jīng)過多方驗(yàn)證，我們已經(jīng)確信，血管中的膽固醇過多，會(huì)引起高血脂。
康拉德.布洛赫博士是膽固醇研究領(lǐng)域的奠基人。因?yàn)槟懝檀际紫仁菑哪懡Y(jié)石中發(fā)現(xiàn)的，膽是肝臟分泌物的存儲(chǔ)器官，所以布洛赫以肝臟為突破口來研究膽固醇。他發(fā)現(xiàn)膽固醇可以在動(dòng)物肝細(xì)胞體內(nèi)合成，而且合成的原料是簡單的醋酸。這表明膽固醇的體內(nèi)供給是自產(chǎn)自銷，幾乎不依賴外界。
既然膽固醇是自產(chǎn)自銷，那么是不是只有肝臟可以生產(chǎn)膽固醇？我們的身體又是如何安排膽固醇的生產(chǎn)的呢？約瑟夫.高爾斯坦博士和麥克.布朗博士對此展開研究，他們是1984年諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。因?yàn)橛⑽男彰泻薪鸷妥氐囊馑?，本書的作者親切地稱呼他們?yōu)榻饚浐妥貛洝?/div>
他們試圖通過細(xì)胞培養(yǎng)的方式，從人的皮膚細(xì)胞開始研究。他們很快就證明人的皮膚細(xì)胞的確可以生產(chǎn)膽固醇，而且還找到了細(xì)胞生產(chǎn)膽固醇的最關(guān)鍵的一個(gè)因素，一種叫做HMG輔酶A還原酶的蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)只要有這個(gè)物質(zhì)在，細(xì)胞會(huì)高效生產(chǎn)膽固醇，沒有它，就基本停產(chǎn)了。
金帥和棕帥發(fā)現(xiàn)血清可以叫停細(xì)胞體內(nèi)膽固醇的生產(chǎn)。膽固醇在血液中是被包裹住的，包裹物是一種叫做低密度脂蛋白的物質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)存在著吞食脂蛋白的機(jī)制。這個(gè)吞食低密度脂蛋白的物質(zhì)是一種叫做低密度脂蛋白受體的細(xì)胞膜蛋白。這樣膽固醇就能溶解在血液中。實(shí)驗(yàn)證明，低密度脂蛋白包裹的膽固醇叫停了膽固醇的生產(chǎn)。
第一個(gè)真正意義上的降低膽固醇的藥物開發(fā)，竟然跟這一系列研究成果毫無關(guān)聯(lián)，甚至比兩位帥哥的研究工作還要早幾年。這個(gè)新藥的開發(fā)者名叫遠(yuǎn)藤章。他的思路是，真菌和人體細(xì)胞一樣，也是有細(xì)胞膜的，既然膽固醇是細(xì)胞膜的重要部件，那么真菌的生長也是需要膽固醇的。地球上的真菌種類那么多，出于生存競爭，一定有某種真菌，他們會(huì)有自己的絕招來克制其他種類真菌膽固醇的合成。于是遠(yuǎn)藤章和同事花了一年多的時(shí)間，收集并提取了幾千種來自不同真菌的化合物進(jìn)行試驗(yàn)，居然真的找到了一種化合物，美伐他汀，可以抑制膽固醇的合成。
他的發(fā)現(xiàn)一經(jīng)發(fā)表，立刻引起了金帥和棕帥的注意，兩位帥哥以為還存在他們未知的膽固醇的秘密，結(jié)果他們一起合作，發(fā)現(xiàn)這種化合物居然是HMG輔酶A還原酶的克星。
但降低膽固醇的藥物開發(fā)并沒有止步于此，2003年的時(shí)候，法國和美國兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)幾乎同時(shí)獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)一個(gè)名叫PCSK9的基因缺陷可能導(dǎo)致非常嚴(yán)重的高膽固醇血癥，這種基因缺陷會(huì)抑制人體細(xì)胞膜吞食低密度脂蛋白，低密度脂蛋白不能進(jìn)入細(xì)胞，就無法叫停膽固醇的生產(chǎn)。
2015年，基于PCSK9的兩個(gè)新藥在美國上市，很多同類新藥已經(jīng)在臨床研發(fā)階段。以后還會(huì)不會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)呢，我們無法知曉，但是可以肯定的是，這部分介紹的幾位科學(xué)家，他們的功績必然永垂青史。
第三部分，在糖尿病的背后，胰島素的故事。
胰島素和糖尿病有關(guān)，糖尿病作為都市三大病之一，它的并發(fā)癥比高血壓、高血脂要嚴(yán)重得多，是一種非常折磨人的疾病。糖尿病患者體內(nèi)缺少胰島素或者不能感受到胰島素，所以他們的血糖會(huì)升高。
1889年，法國斯塔拉斯堡大學(xué)的兩個(gè)研究人員偶然發(fā)現(xiàn)，切除位于胃腸之間的胰腺之后，將出現(xiàn)糖尿病的癥狀，但是具體原因不詳。到1901年時(shí)，美國一位叫尤金.奧培的醫(yī)生在對糖尿病患者進(jìn)行病理解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者的胰腺僅僅是胰腺的中央部位，也就是叫胰島的部分壞掉了，其他部分好好的，他推測很有可能是胰島的損壞引起的糖尿病。這個(gè)發(fā)現(xiàn)報(bào)道后，許多生物化學(xué)家們都在猜測，一定是胰島中的什么物質(zhì)跟糖尿病直接相關(guān)。
一位叫費(fèi)雷德里克·班廷的講師在備課的時(shí)候正好閱讀到一篇最新發(fā)表的論文，這篇論文提到通過外科手術(shù)將胰腺導(dǎo)管結(jié)扎，可以保護(hù)胰島細(xì)胞。因?yàn)橐葝u在胰腺的中央，胰島外側(cè)的胰腺細(xì)胞是分泌消化酶的，如果這些細(xì)胞不清除干凈，很容易造成胰島中的蛋白質(zhì)破壞。如果結(jié)扎胰腺導(dǎo)管，使得胰島外側(cè)細(xì)胞死亡卻不影響胰島細(xì)胞，這樣不就可以很方便地分離提取胰島細(xì)胞的有效成分嘛。
班廷找到了多倫多大學(xué)麥克萊德教授。麥克萊德教授慷慨地資助了他。他不僅給班廷提供了必要的實(shí)驗(yàn)條件，而且還配備了一個(gè)助手，甚至還教授了他必要的實(shí)驗(yàn)技巧。
然后班廷就開工了，他把狗分成兩組，一組開膛剖肚去除胰腺，這樣狗就都成了糖尿病患者。另一組把狗的胰腺導(dǎo)管結(jié)扎，等胰腺壞死后取出胰島細(xì)胞，再搗碎提取里面的未知成分，分別給糖尿病狗注射，看看是否能降低血糖水平。
后來，麥克萊德教授和生物化學(xué)家克里普也加入進(jìn)來。很快這個(gè)四人小組就提取出了胰島細(xì)胞中的有效成分——胰島素。而后在臨床實(shí)踐上選擇用胰島素治療糖尿病，獲得了很大的成功。
在60年前，科學(xué)家們已經(jīng)能夠檢測人體內(nèi)的胰島素了，研究表明，相同的一杯葡萄糖水，如果是喝下去，血液中的胰島素水平迅速升高，并隨著體內(nèi)的葡萄糖水平下降而逐漸降低。相反，如果是直接注射到血管，胰島素的水平升高的幅度并不大，而且慢得多。這表明，胰島素的釋放并不是與血液中的糖相關(guān)，而是通過胃腸感受到糖來調(diào)控的。
1932年，讓·巴爾發(fā)現(xiàn)狗的小腸能分泌兩種激素，分別可以提高消化液分泌和降低血糖，生物化學(xué)家們快就發(fā)現(xiàn)這兩種激素中含有一種叫GLP-1的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)是小腸受葡萄糖的刺激后分泌的，然后進(jìn)入到血液中刺激胰島分泌胰島素。我們的身體默認(rèn)葡萄糖是通過飲食提供的，小腸就像是邊防戰(zhàn)士，邊防戰(zhàn)士一旦發(fā)現(xiàn)葡萄糖就馬上發(fā)出信號(hào)，也就是GLP-1，GLP-1進(jìn)入血液中告訴胰島，胰島馬上就做好準(zhǔn)備釋放胰島素，避免血液中的血糖過高，對身體造成不利影響。
基于對糖尿病的認(rèn)知，科學(xué)家們開發(fā)出了一系列治療糖尿病的藥物，但是糖尿病的故事仍沒有結(jié)束。我們現(xiàn)在知道糖尿病有兩個(gè)主要分類，一型糖尿病和二型糖尿病。其中一型糖尿病一般發(fā)生在孩童階段，病因就是胰島壞掉了，沒有辦法分泌胰島素，補(bǔ)充胰島素就好了。二型糖尿病則很奇怪，患者的胰島沒有問題，也可正常分泌胰島素，但是患者身體的細(xì)胞不認(rèn)識(shí)胰島素了，這種現(xiàn)象被稱為胰島素抵抗，至今還無法解釋清楚，只能通過大劑量補(bǔ)充胰島素來緩解患者的病痛。
從胰島素被發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在快一百年了，雖然在對抗糖尿病的治療上已經(jīng)有了很多武器，但是仍然只能算是控制疾病，根治它還有很長的道路，科學(xué)家們依然任重道遠(yuǎn)。
策劃編輯 | 陳艷
音頻編輯 | 陳子夫
播音 | 榮紅紅
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