【书籍】:《吃货的生物学修养》
【全书的结构框架】:
Day1
原书信息
开篇介绍
主题:脂肪的秘密
今日导言
脂肪的定义
大众眼里的肥胖症
瘦素与瘦素受体
脂肪新解
Day2
主题:脂肪过剩以后
今日导言
肥胖是病?
减肥的物理学
瘦素的作用原理
瘦素的应用发展
一波三折的减肥药(一)
一波三折的减肥药(二)
Day3
主题:血管里的脂肪
今日导言
高脂血症
胆固醇的机制
胆固醇之双刃剑
寻找降脂药的历程(一)
寻找降脂药的历程(二)
Day4
主题:甜蜜的疾病
今日导言
血糖减压阀
糖尿病类型
神奇的胰岛素
胰岛素的研究
降糖药
Day5
今日导言:每个人的生命都是平等的,罕见的疾病的患者也需要并且应当得到关注和支持。
现状
总结
【第一章主题】:脂肪的秘密
【第一章内容】:
①原书信息:
吃货的生物学修养
——脂肪、糖、代谢病的科学传奇
作者:王立铭
出版方:清华大学出版社
出版时间:2016.9
ISBN:9787302445326
②开篇介绍:
如你所见,关于这本书,你可能会联想到,作为一个吃货该怎么去吃这样有意思的事。
但是,非也!它不仅不是一本关于介绍各种美食,新奇食物的书,也不是一本关于疾病治疗或者健康管理的书。而是从生物学的角度,了解疾病科学的书。如果说生病后那些具体的诊断和治疗是曙光,那么那些科学研究,便是黎明前的斗争。
相对于过去,我们拥有更多的资源,因而有更多选择的权利。但是对于我们历经亿万年进化而来的皮囊而言,本身就是为食物匮乏、充满天敌、复杂多变的自然环境而准备的,“吃货”就像一种本能。天然喜欢多吃,厌恶多动。
因此当“吃货”面对满目珍馐的时候,曾经帮助我们生存和繁衍的进化本能,却使得超重和肥胖以及随之而来的高血脂和糖尿病几乎难以避免。
而关于身体里的脂肪、糖以及肥胖、高血脂、糖尿病背后的故事关乎我们在意的健康和生活的质量。
接下来,让我们一起带着对未知的好奇去走进这本意义不同的书。如有原书需求,请自行购买。
③今日导言:
在第一天,我们首先来了解一下脂肪到底是什么?以及在过去大众眼里肥胖症到底因何而来?为此有什么举措和发现?脂肪在身体里到底有什么样的神奇之处?
④脂肪的定义:
提到脂肪,你会想到什么?一堆白花花油腻腻的肥肉?还是日渐突出的小肚腩?
不完全是。人往往先看到的是脂肪的弊端。但是作为人体必需的七种营养元素(蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素、水、膳食纤维)之一。脂肪以组织的形式分布在人体的各个部位,很明显的是在胸部、腹部、大腿及臀部。它是身体最重要的储存能量的场所,为日常活动做支撑。在文字上是静态的,但是在身体里却是动态的。
⑤大众眼里的肥胖症:
既然脂肪组织在人体里的作用是如此重要,那么是不是越多越好呢?我们都知道物极必反,合适才是王道。当脂肪组织以合适的量在我们身体里储存时,我们可以有效地利用脂肪组织提供的能量去日常活动。但是当脂肪过剩,机体日常消耗能量一定,就会在身体里可见或不可见的方式储存。
然而在20世纪五六十年代,基于研究知识的匮乏,大众眼里的肥胖症,是由于病人长了一颗“吃货”的大脑,对食欲没有控制,才会不停的吃吃吃,然后发胖。所以,在他们眼里脂肪仅仅是无聊的储存能量的场所,而肥胖症是关系到控制身心大脑单元,两者在生物学的角度上看似没有关联。
⑥瘦素与瘦素受体:
美国威斯康星大学生物化学专业博士道格拉斯.科曼利用“连体老鼠”的实验,通过外科手术把两只小老鼠血液循环联通的实验提出假设:动物体内存在一种抑制食欲的因子,进入血液流入大脑,有效控制食欲,同时也需要一个受体,即负责感知和响应这种抑制食欲的因子。
但是假设终归只是假设,不能作为理论的依据。继科曼之后,美国杰弗瑞·弗里德曼和他的同事们利用现代遗传学手段,经过艰苦漫长八年的探索,找到了科曼先生预言的那种能够抑制食欲和控制体型的蛋白质因子,并命名为“瘦素”。“瘦素”基因存在遗传突变从而失去控制食欲的能力,就不能进入血液流入大脑进行控制,肥胖自然而然。
而另一种,负责感知和响应瘦素因子的受体如果也存在基因遗传突变,失去感知能力,那么肥胖也不可避免。
⑦脂肪新解:
如何能在庞杂的基因当中找到缺陷的基因呢?弗里德曼利用分子生物学的方法在身体里的白色脂肪组织中找到了答案。瘦素产生于其中,而瘦素受体也随之发现。
而之前脂肪与肥胖无关的结论显然就不成立了。当身体内的脂肪过多,瘦素分子水平就会上升,受体感知,就会知我们的大脑身体能量充足,不需要继续补充食物,从而控制食欲。反之就会调节胃口补充能量。而无论是瘦素还是瘦素受体缺乏其中一个都会引发肥胖。
因而,脂肪让我们有喜又有忧,理性对待才是一种正确的打开方式。
【第二章主题】:脂肪过剩以后
【第二章内容】:
①今日导言:
继第一章学习之后,我们今天继续来深入了解一种和脂肪堆积直接相关的疾病——肥胖症。
肥胖到底是不是一种病?到底多重才可以称之为肥胖症?肥胖症状到底是因为什么造成的?是否必须通过医疗手段才能解决肥胖?这些问题的答案以及脂肪过剩以后的故事,值得我们每一个“吃货”注意。
②肥胖是病?
肥胖在最开始的时候是一种主观上的判断,甚至是一种审美标准。比如腿上的赘肉,以及鼓起的小肚腩,给我们一种视觉上的印象。历史上,唐朝以胖为美。甚至在很多国家和地区,也将层叠的赘肉视为最性感的标志。所以依靠多元主观的审美来判断是否是疾病显然不靠谱,还需要确凿无疑的证据。
根据大数据显示,肥胖影响人的正常生理功能,威胁人类的健康,需要得到预防和治疗。因而在1997年,世界卫生组织率先承认,肥胖是一种疾病,并为肥胖临床诊断提出了一个简单粗糙的定量标准。当身体质量指数(体重除以身高的平方)超过25时,显示为超重,超过30时显示为肥胖。
但是具体问题要具体分析。不同人种和不同个体相应的肥胖标准也有差异。不能一概而论。比如,在相同的质量指数下黄种人就比白种人的脂肪含量多,评价标准就更为严苛,超过24即为超重,超过二十八即为肥胖。那么属于你自己的身体质量指数是什么呢?动手来算一算吧。
③减肥的物理学
我们知道能量守恒定律,一个正常的人,他的身体总是能量维持平衡的。而能量的来源无非就是吃进去的东西,去处又分为三个方向。首先是基础的能量代谢,其次是各种体力活动,再就是消化吸收食物时耗费的能量。
那么减轻体重,也可以从这三个方向去着眼:
(1)控制能量摄入和吸收
(2)增强新陈代谢
(3)加强运动
为此科学家们提出了各种方法,比如减肥手术,当然这个手术只适用于严重肥胖的人,通过切除一部分胃,容易产生饱腹感,来控制能量的摄入;另外缩短具有吸收营养物质的小肠,来减少能量的吸收。再比如吃下一颗小小的胶囊,在胃里膨胀到合理尺寸,从而减少食物的摄入,达到目的。
④瘦素的应用与发展
说到减肥,就一定会涉及到减肥药。
回顾第一章的内容,弗里德曼发现的瘦素——一种人体天然合成的、能够强有力地抑制食欲减轻体重的物质,无疑是被众多科学家和产业资本认为是天然的减肥药。
然而,历经十几年的研究,结果证明瘦素不能让“正常人”减肥。注意,这里的正常人,是指体内不缺乏瘦素基因和瘦素受体的人。而对于天生缺乏瘦素基因导致肥胖的人来说,有显著的疗效。
⑤一波三折的减肥药
尽管瘦素研究失败了,但是,研究减肥药物的步伐从未停止。
首先是麻黄碱,一种治疗鼻塞和哮喘的药物,由其衍生的化合物安非他明,能够降低体重,极易让人上瘾。
紧接着是芬氟拉明,虽然能够降低体重,但停药后反弹严重。另外,虽然成瘾性降低了,但是出现的恶心、焦虑、头痛等副作用让它一度不怎么受欢迎。
1992年,罗切斯特大学教授迈克尔·温特劳布将芬氟拉明和芬特明联合(芬芬)使用,减肥效果惊人,曾一度创下减肥药的神话。但是,盛极必衰,服用者不断出现的心血管疾病(诸如瓣膜性心脏病,肺高血压)让芬芬难逃此劫。
⑥一波三折的减肥药
虽然减肥药的研究在曲折中发展,但是也能从中汲取到失败的教训。科学家们在大脑中发现了五—羟色氨酸——能够调节人的神经活动,从而影响甚至是抑制食欲。氯卡色林通过激活五羟色氨酸,来达到减肥的目的。
最后一个主角,奥利司他,破坏负责消化营养物质的酶,从而抑制对营养物质的吸收来达到减肥的目的。
说完了药物,再来看看关于增强基础新陈代谢中的消耗。显然破坏中枢控制功能诸如加快血流、提高体温等行为是不明智的。其实我们的身体里有一种棕色脂肪组织,它在人体内的含量极少,只有当我们遭遇寒冷,才会激活它,通过燃烧白色脂肪,提供热能。而冬天里,体内的一把火在你美丽冻人的时候正在燃烧呢…
【第三章主题】:血管里的脂肪
【第三章内容】:
①今日导言:脂肪以可见的方式堆积在肚子和大腿等部位,就会意识到太胖了。那么以不可见的方式存在在血管里,从而导致一种沉默的疾病——高血脂。血管里过量的脂肪堆积会导致动脉粥样硬化,从而诱发脑卒中和心脏病等心脑血管疾病。今天就让我们来聊一聊血管里的脂肪,以及它的由来和危害,也聊一聊能够有效治疗高脂血症的药物,以及它们背后的故事。
②高脂血症
大家还大概对“高血脂”这一名称不会陌生,它的学名叫做高脂血症,是血管里的脂肪含量过高导致的疾病。
举个例子吧。血管里的脂肪就好比携带了泥沙的河水。泥沙能够影响河水的流动、淤积在河床的底部,血管中流动的脂肪也会减慢血液在血管中的流动速度,而血液中的脂肪颗粒也会逐渐在管壁距离和沉淀,阻碍血液的流通。
日积月累就会狭窄闭塞血管,为了保证血液的供应,血管肌肉扩张,从而使管壁弹性变差,从而导致动脉粥样硬化。这是高血脂的第一个后果。
另外一种,因为血流淤滞形成斑块,在稳定的情况下,造成循环缺血,组织供血不足;一旦造成破损,就会凝结成血栓,容易引发脑卒中。在我们看不见的地方杀人于无形。
③胆固醇的机制
我们知道油水不相容,脂肪分子是不可能溶血液里流遍全身的,再加上密度低于水,只会漂浮在血液的上方。因此,脂肪分子(包括胆固醇)需要一艘潜水艇——载脂蛋白,带着它穿梭于各个身体器官之间。
人体几乎所有的细胞都有生产胆固醇的能力,而肝脏是最重要的胆固醇生产工厂。血液中胆固醇的浓度维持在一个比较稳定合理的范围,大约每一百毫升血液有150到200毫克胆固醇分子。当浓度升高时,肝脏合成胆固醇的速度就会下降,维持血液中胆固醇的稳定。所以单纯就胆固醇来讲,鸡蛋到底吃还是不吃?由你自己决定。
仅仅了解胆固醇的合成是不够的,胆固醇升高也许问题并不出在本身。约瑟夫·高尔斯坦和麦克·布朗从细胞的提取物中发现了叫做HMG辅酶A还原酶的蛋白质,一种胆固醇合成过程中最重要的催化物质,相当于“油门”。而血液中负责运输胆固醇的一种载脂蛋白——低密度脂蛋白——能够有效抑制胆固醇的合成,也就相当于“刹车”。
④胆固醇之双刃剑
一提到胆固醇,很多人第一印象就是胆固醇升高。但是在正常身体机理下,胆固醇是身体不可缺少的。首先胆固醇分子对消化功能有重要的作用。其次胆固醇分别是各种激素合成的重要材料,比如孕酮、雌激素。最后它还具有生物学功能,赋予细胞膜活性。细胞膜才可以在需要的时候改变形状,随意延展、折叠,吞入或者吐出各种物质。
而胆固醇超出了合理范围引发的一系列的疾病问题却又将胆固醇推向了另一个方向。高脂血病,心脏病,脑卒中却又无时无刻不在刺激着他们的神经…
⑤寻找降脂药的历程
根据油门和刹车的机制,科学家们早期发现的维生素B3又名烟碱酸,可以降低人体血液的胆固醇。另外一种是消胆胺,又名“降脂号”,通过促进肝脏将胆固醇转化为胆汁排出体外发挥作用。但是降脂效果差强人意。
微生物发酵工程师日本人远藤章,发现一种叫“桔青霉”,这种真菌的提取物能够非常有效地抑制胆固醇合成。其纯化出的活性物质,被命名为美伐他汀。人类降脂药历史上他汀类药物闪亮登场。
1987年,洛伐他汀(商品名美降脂)进入市场,紧接着舒降之、普伐他汀相继出现。而立普妥成就了小分子药物降脂药的巅峰,以最低剂量(10毫克/片)降胆固醇能力超过了它的竞争对手,在之后的十余年时间内稳坐营收冠军的宝座。而在今天的医疗用药当中,立普妥尽管成本高,但是仍然是降脂,稳定斑块,预防脑卒中的优选用药。这与众多科学家在研究领域地不断求索和创新是分不开的。
【第四章主题】:甜蜜的疾病
【第四章内容】:
①今日导言
糖尿病早已是众人皆知的世界性流行病。近年来,糖尿病发病率越来越高,影响人们的生存和生活质量,甚至有的要终身依靠药物来维持血糖的稳定。
但是关于糖尿病的问题你究竟了解多少?假如,你作为身处其中的病人,你最想知道怎样的答案?
②血糖减压阀
正常的人体的各项机能都维持在一个稳定的状态,血糖也就是血液里的葡萄糖也不例外。而糖尿病是血糖异常升高为标志的疾病。
人体必需的七大元素之一——碳水化合物,而葡萄糖就属于其中被利用和储藏的最为广泛的碳水化合物了。它作为能量载体,能够提供和储存能量。
我们的身体有一个稳压系统,保证体内血糖水平保持恒定,细胞从血液中汲取葡萄糖分子作为能量来源。稳压系统有两个蛋白质分子起作用:胰岛素和胰高血糖素。我们的身体里有“感受器”和“效应器”,就如脂肪里的瘦素和瘦素受体。当人体内的血糖水平过高时,感受器感知,胰腺中的贝塔细胞做出反应,合成胰岛素并释放进血液中,为血糖“减压”,指挥身体里的细胞吸收葡萄糖分子,合成糖原再储存起来,同时抑制肝脏生产葡萄糖,从而达到降低血糖的目的。反之,胰高血糖素起到“升压”的作用,当血糖水平过低时,将葡萄糖注入血液使血糖维持在正常范围。如此一来,及时发现并解决问题,血糖调节系统处在良性运转之中。
③糖尿病的类型
那如果血糖调节系统出了问题呢?当我们的血糖感受器出现问题,无法感知血糖升高就无法及时分泌胰岛素去控制血糖;或者效应器出现问题,合成胰岛素的贝塔细胞大量死亡,胰岛素无法分泌,也或者听从胰岛素指挥的细胞不再吸收葡萄糖,肝脏不受控制地继续生产胰岛素,血糖不可遏制地上升,糖尿病就不可避免了。
由此对应产生两种类型的糖尿病,感受器失灵的糖尿病是比较小众的1型糖尿病,发病机制尚不明确,可能与自身免疫系统有关。大多发生在儿童和幼年时期。
另外一种是效应器失灵的更为主流的2型糖尿病,虽然发病机制也尚不明确,但是与身体的整体代谢状况有着流行病学的联系,也与脂肪有着莫大的关系。
而糖尿病随之而来的症状:多尿多饮,干渴显瘦,以及伴随的并发症,比如糖尿病肾病,糖尿病引起的失明,糖尿病影响血运末梢循环造成指端破损等都大大影响人们的生活和健康。
④神奇的胰岛素
那么我们应该怎么去预防和控制这种疾病呢?是不是有什么行之有效的药物?就让我们来看看在过去百年科学家做出的艰难曲折探索。
在这之前,先要从一个普通人的视角看看,糖尿病到底是哪里生了病?又跟胰岛素有什么关系?
1889年两位斯特拉斯堡大学的科学家,通过切除小狗的胰腺发现血糖升高、多尿和糖尿的糖尿病典型症状,猜测人体胰腺当中应该存在某种未知的、可以降低血糖水平的物质;而这种物质存在于胰腺当中。
1901年,美国医生尤金·奥培从糖尿病患者的胰腺中央部位的胰岛发现了明显的形态变化和萎缩。从而知道胰岛中含有降低血糖的某种物质,并将其命名为“胰岛素”。
一场提纯胰岛素的竞赛拉开帷幕。同时代的许多科学家都利用胰腺提取液或多或少观察到血糖降低的情况,但是到来的第一次世界大战让研究出现了停滞。直到1922年,加拿大医生班廷利用酸化酒精浸泡从屠宰场的牛胰脏里提取出可以降低血糖的溶液也就是胰岛素。人类有史以来第一次胰岛素治疗开始了,让无数糖尿病患者重新燃起希望。
⑤胰岛素的研究
虽然胰岛素已经被发现,提纯操作也已经问世,但是毕竟从动物身上提取,工艺复杂,自动化遥不可及。胰岛素的纯度难以保证,就是在这样的情况下,仍然供不应求,科学家们最终选择与工业界联手生产胰岛素。尽管暂时解决了问题,但是庞大的人力物力的消耗,生产出的胰岛素仍然无法满足人们的需求。长远看来,必须寻求新的出路。
1955年,剑桥大学的弗雷德里克·桑格用了整整12年的时间用拼图的方式将胰岛素的52个氨基酸碎片拼接完整,让我们知晓了牛胰岛素的氨基酸序列。由此引发对人胰岛素的氨基酸序列研究。
1982年,第一支利用重组DNA技术制造的人胰岛素——优泌林上市。又根据起作用时间的长短,生产出“甘精胰岛素”,延长了胰岛素的半衰期,降低胰岛素注射的频率。同时新的注射方式也出现了——胰岛素泵,它可以根据胰岛素的水平调节注射量。而未来,通过皮肤、口服给药的途径将指日可待。
⑥降糖药
胰岛素发现之后,科学家们怎么会仅仅满足于此呢?
医生们发现在临床治疗中也开始出问题了,胰岛素注射对于1型糖尿病患者有立竿见影的效果,而2型糖尿病患者对此的反应平平,血糖波动大。但是医生也束手无策。
而2型糖尿病是由于“效应器”出现问题才出现的,那么是不是提高对胰岛素的敏感性就能解决这个问题了?
20世纪20年代,科学家们发现一种胍类物质(山羊豆碱)能够非常剧烈地降低血糖。通过微调山羊豆碱的化学结构,找到一种能保留其药效,去除其毒性的二甲双胍。它能够高效抑制肝脏生产葡萄糖,显著提高身体对胰岛素的敏感性,从而有效降低血糖。直到今天,二甲双胍都是全世界治疗2型糖尿病的一线首选药物。
循着胰岛素以及二甲双胍发展的轨迹,以及生物化学及科学的不断进步,人们也会越来越理性地继续各项研究。
【第五章主题】:生而为人的态度
【第五章内容】
①今日导言:每个人的生命都是平等的,罕见的疾病的患者也需要并且应当得到关注和支持。
②现状
由脂肪到一步步衍生而来的肥胖症、高血脂、糖尿病等一系列的疾病,除了身体本身免疫系统或者遗传突变造成的缺陷我们无法选择之外,很多疾病是继发的结果,也就是人为造成的。作为一个吃货,我们的胡吃海喝,我们的懒于运动,我们的疏于关注都是罪魁祸首。
虽然关注健康的人群越来越多,但是真正做到为自己的健康负责的人数令人堪忧。人们总喜欢抱着侥幸的态度一如既往地过着一成不变的生活。那么疾病的恶魔终究会降临,只是时间早晚的问题。防患于未然,不是句空话,需要我们认真去思考去践行。才不枉,生而为人,不负青春,不负来这世上走一遭!
③总结
为期五天的健康故事已经要落下帷幕了。故事本身是没有意义的,但是它带给我们的思考才是真正值得我们去关注的。下面进行总结:
「1」对于我们历经亿万年进化的皮囊来讲,本身就是为食物匮乏,充满天敌,复杂多变的自然环境而准备的,吃货是一种本能。
「2」脂肪是组成人体细胞的一个重要组成部分,是提供能量的重要场所。
「3」人体有瘦素和瘦素受体,即感受器和效应器,维持体内脂肪平衡。
「4」肥胖的标准因人而异,超过了标准就成为了一种病。
「5」减轻体重,任重而道远,不是单单的减肥药可以解决的。
「6」高脂血症是血管里的脂肪含量过高导致的疾病。它像一个沉默的杀手,导致各种心脑血管疾病,杀人于无形。
「7」胆固醇是一把双刃剑,适量的胆固醇是人体的帮手,是多种物质的合成材料;过量就会导致各种疾病。
「8」从烟酸碱、消胆胺到他汀类药物,再到今天的立普妥,反映了疾病背后孜孜以求的工作者的惊人成果。
「9」有时候不能控制的甜蜜也是一种病,血糖异常升高就是这种病。
「10」人体内有一个稳压系统,维持血糖的稳定。而胰岛素是血糖天然的减压阀。
「11」1型糖尿病和2型糖尿病的机制不同,对胰岛素的反应不一样。
「12」生而为人,我们有追求健康的权利,但是也应该对自己的健康负起责任。
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