读一本书丨《吃货的生物学修养》
2019/6/26 16:39:44钱丽婧 科学传播人
导语
随着生活条件的改善，中国人对“吃”的要求不再仅仅停留于果腹阶段，而是转向了对美味的追求，随之而来的便是各种新型“甜蜜疾病”的诞生。于是人们又焦虑地提出了“合理饮食”“健康饮食”的概念。事实上，当人们强迫自己反人性地向“吃货”本能说不的时候，无论是传统媒体还是互联网上流传的各种抓人眼球的医疗信息、传播软文，并没有真正科学地解释清楚现代人之所以患现代病的原因。甚至时至今日，连科学家们和医生们对困扰人类多年的代谢疾病也没有得出费用低廉的解决方案。
人们对健康的需求依然迫切，当我们面对近乎颠覆传统生活方式乃至价值观的所谓健康生活习惯时，我们该选择相信什么？如何科学地作出判断？有没有听得懂又记得住且科学的方法，能够解决困扰我们健康的问题？
今天，“科学传播人”为大家推荐一本科普书籍——王立铭所著的《吃货的生物学修养》。它不是一本关于疾病治疗和健康管理的书，而是通过讲故事的方式将人类代谢疾病背后的科学研究梳理了出来。正是得益于这些科学研究，今天的我们在生病后才可以期待准确的诊断和治疗。
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书籍简介
《吃货的生物学修养》一书于2017年4月23日荣获第十二届文津图书奖。本书是以脂肪、糖和胆固醇代谢研究中重大发现为脉络，展示了这个领域的科学探索和发现、我们日常饮食健康与疾病的关系，介绍了我们常见的一些药物如减肥药、他汀类降脂药、胰岛素等的前世今生。
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内容简介
脂肪、肥胖、胆固醇、高血脂、糖尿病……这些在现代人眼中高曝光高点击的关键词，又有多少人能简单直接地说清其背后的成因，以及科学界为攻克这些难题所付出的努力。《吃货的生物学修养》作者王立铭以学术写作的逻辑三步法，即提出问题，分析案例，得出结论，将脂肪、糖和代谢病的科学传奇讲述得通俗易懂，加之其用了类似给女儿讲睡前故事的口吻，使得全书简单有趣、引人入胜。
本书共分为四大章，分别为“脂肪的秘密”“脂肪过剩以后”“血管里的脂肪”和“甜蜜的疾病”。开篇，作者用较大篇幅描述了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”的实验提出假设：动物体内存在一种抑制食欲的因子，能有效控制食欲；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，美国科学家杰弗瑞·弗里德曼和他的同事们利用现代遗传学手段，找到了科曼先生预言的那种能够抑制食欲的蛋白质因子，并命名为“瘦素”。研究发现，“瘦素”基因存在遗传突变从而失去控制食欲的能力，从而导致肥胖。经过两代科学家的努力，关于人类身体的一大秘密得以解开——脂肪与肥胖有关。当身体内的脂肪过多，瘦素分子水平就会上升，受体感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。
由于文化和经济环境的影响，不同历史时期，不同地域对于“肥胖”的界定不同，比如唐朝的以胖为美，甚至一些国家和地区，将妇女肚子上层叠的赘肉视为性感的标志。因此，如何判定肥胖是一种病，成为了横亘在医学界和社会间的一座大山。
基于大数据，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的定量标准——当身体质量指数(Body Mass Index, BMI)超过25时即为超重，超过30时即为肥胖症(身体质量指数的计算方法是用千克计的体重除以用米计的身高的平方)。值得注意的是，这项评判标准应视情况调整，如同样的身体质量指数下中国人的脂肪含量是高于白种人的，因此中国人的身体质量指数超过24即为超重，超过28视为肥胖。
当“肥胖是一种疾病”这一思想逐步演进并进入公众生活后，人们开始关心如何减肥。比较可行的治疗手段有三种：
1. 减少摄入食物的总能量水平
2. 减少身体对能量的吸收能力
3. 增强新陈代谢中的消耗
为了减少摄入食物的总能量水平，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。
为了减少身体对能量的吸收能力，起初，科学家们期望通过为肥胖症患者注射瘦素因子的方式来减肥。然而事实证明，瘦素只对那些天生缺乏瘦素基因导致肥胖的人有效。尽管瘦素治疗普通肥胖的方法失败了，但科学家们研究减肥药物的步伐从未停止。从麻黄碱，到由其衍生的化合物安非他明(能够降低体重，却极易让人上瘾)，紧接着芬氟拉明(虽然能够降低体重，但停药后反弹严重)，再到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)让芬芬难逃退市的下场。最后一个主角——奥利司他，阻止脂肪酶的工作，因此阻止了脂肪的分解和吸收。目前该药依然作为安全稳定的减肥药被广泛使用，该药还可降低与肥胖症相关的危险因素，如糖尿病、高血压、血脂异常等。
最后，为了增强新陈代谢中的消耗，科学家们发现人体内天然存有一种不储存脂肪而是燃烧和消耗脂肪的棕色脂肪。如果能发明一种药物，模拟交感神经系统的“通知”信号，就能直接激活棕色脂肪。2015年，美国哈佛医学院的科学家们证明，一种名为米拉贝隆的药物能够显著激活健康人体内棕色脂肪的活动。服用米拉贝隆之后，每个健康男性每天平均多消耗了两百多卡的能量。这显然是一个不错的开端，预示着未来也许我们能设计出更有效、更安全的药物来激活我们身体内的棕色脂肪。
脂肪以可见的方式堆积在肚子和大腿等部位，我们会意识到肥胖。当它以不可见的方式存在于血管里，同样会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。然而，脂肪分子不能溶于血液流遍全身，必须借载脂蛋白穿梭。这类脂肪分子主要分为两种：三酰甘油和胆固醇。理论上，减少胆固醇的生成，就能令血脂下降。然而，胆固醇本身并没有错，人体几乎所有细胞都有生产胆固醇的能力，肝脏是最重要的胆固醇生产工厂，只有当胆固醇超出合理范围时才会成为导致疾病的元凶。
经过努力，日本微生物发酵工程师远藤章，发现了一种“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，以及大名鼎鼎的立普妥相继出现。后者更是凭借经典营销手段，在问世后的十余年间，都让它的生产商稳坐营收冠军的宝座，直至专利保护解除，仿制药的先后出现，才令其不再独占鳌头。
日本微生物发酵工程师远藤章
此外，糖尿病也是现代人类面临的流行病。作者用高压锅和稳压器作比，指出我们的身体也有一个稳压系统，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β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。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。
人一天中的血糖、血胰岛素波动
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，另外一种是效应器失灵的更为主流的2型糖尿病。1889年两位斯特拉斯堡大学的科学家，通过切除小狗的胰腺，意外地小狗发现血糖升高、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”。1982年，第一支利用重组DNA技术制造的人工胰岛素——优泌林上市。后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。
医生们在临床治疗中发现，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。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，科学家们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型糖尿病的首选药物。
正如作者所言，对于人类世界来说，已经被异化了的科学从来没有像今天这样重要过。也许人类历史上曾经遇到的许多苦难和障碍，如水旱天灾等，即便没有科学的帮助，也能被人类社会自身的弹性所征服和消化。但现今人类面对的许多问题，如核战争风险、工业污染、癌症、超级细菌和病毒，都极端依赖科学。所以，不管对科学是畏惧、厌烦，还是保持怀疑，我们的未来都离不开它。从这个角度来看，我们应该感谢作者，至少通过一个个故事，让我们知道实验室里的科学家们的工作和成果，让科学工作被看见和理解。
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作者简介
王立铭，浙江大学生命科学研究院教授、研究员、博士生导师。著作《章鱼胺决定饥饿》获得2015年“菠萝科学奖”化学奖。最著名的研究是“果蝇如何找吃的”。2011年，王立铭于美国加州理工学院获得博士学位，并被评为最佳论文奖获得者；2014 入选国家“青年千人计划”；2015年获得年度“求是杰出青年学者奖”。在本书作者简介中，王立铭还补充了自己1983年生，两个女儿的父亲，曾工作于美国加州大学伯克利分校和波士顿咨询公司上海办公室。专注于神经和代谢生物学研究，热心科普写作和科学传播，自封为科学启蒙主义者。
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学界及业界评价
热心科普的科学家不多，把科学写得有趣的作家更少，而能够用故事展现科学探索之魅力的中国科学家相信是凤毛麟角。生物学家王立铭却做得很好，这本书就是一个例子。
——饶毅
北京大学终身讲席教授/“知识分子”主编
在生物学意义上，我终于可以欣然接受自己是个“吃货”的事实，并且以后每次大快朵颐时，一定会想起这本趣味盎然的科学读物。像我一样的吃货其实足以改变历史，但那一定是在科学家的智慧照耀下!
——徐小平
真格基金创始人/新东方联合创始人
我们都是吃货，面对今天琳琅满目而十面埋伏的餐桌，兴奋而惶恐。很欣慰年轻的前沿科学家王立铭贡献了一个有趣的读本，让我们在轻松阅读中对食物与健康知其然和所以然。
——陈宗周
《环球科学》主编/《电脑报》创始人
科学肯定有自己独特的历史，立铭这本科学史书，讲普及文笔略干涩，要是论科学，满满都是干货。
——马伯庸
作家
其实从科学家向科学媒体人转身挺有意义，现在的自媒体做科学普及需要这样有专业研究的科学家投身其中。这其实是科学向社会释放价值，也可以理解为科学在传播中创造价值。
——纪中展
原“知识分子”CEO/现“科学队长”创始人
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精彩书摘
我们开始知道，来自脂肪的瘦素分子除了调节食欲，也会影响我们身体对外来病菌的抵抗，会影响我们身体功能的发育，甚至还会影响生殖能力。而脂肪本身，除了瘦素分子之外，还能分泌许多发挥重要功能的信号分子。在今天的科学视野中，脂肪是一家生机勃勃的生命机器，通过各种途径积极地参与身体的健康和疾病过程中。
——摘选自第一章《脂肪的秘密》
第四节《重新认识你的脂肪》
翻拍自本书
奥利司他的工作原理其实并不难理解。和三酰甘油分子一样，奥利司他也有一条长长的脂肪链尾巴。因此从某种程度上，奥利司他可以“迷惑”肠道里的脂肪酶，让他们误以为奥利司他其实就是天然的脂肪分子，从而结合上来准备一段一段切断分解。但是和脂肪分子不同的是，人工合成的奥利司他却完全不能够被脂肪酶切割，所以就像《射雕英雄传》中周伯通给鲨鱼嘴巴里顶的那根木棍一样，脂肪酶就只能大张着嘴巴再也下不了口。这样一来，脂肪酶就没有办法脱身去分解切割其它的天然脂肪分子了。
——第二章《脂肪过剩以后》
第二节《悲欢沉浮减肥药》
到了2009年，三个实验室同时发表论文，利用新型成像技术——PET-CT(正电子发射计算机断层扫描)——在健康的成年人体内时时检测到了棕色脂肪的活动。可千万不要小看了成年人体内区区几十克棕色脂肪。全力以赴工作的时候，每千克棕色脂肪的燃烧功率高达500瓦，可以和家里用的微波炉相媲美。根据计算，成年人体内这么区区50克棕色脂肪如果保持高效工作，一年可以消耗掉多达4千克的白色脂肪!
——第二章《脂肪过剩以后》
第二节《悲欢沉浮减肥药》
对于一种被声称是威胁健康的物质，我们应该积极确认它是否部分满足了如下三方面的证据：流行病学的证据、科学研究的证据以及临床医学的证据。止于类似“我家邻居大妈的弟妹因为吃了xxx英年早逝”，或者“80%的精英人士信赖并推荐xx”的宣传，大家可以一笑置之。
——第三章《血管里的脂肪》
第一节《胆固醇的前世今生》
成书于春秋战国时期的经典医术《素问》里就讨论过糖尿病的成因：“……必数食甘美而多肥也，肥者令人内热，甘者令人中满，故气上溢，转为消渴。”虽说我们的现任早在两千年前已经正确意识到饮食结构(“甘美”“多肥”对应了高脂高糖的饮食)对于糖尿病的诱发作用，但是说到病因的解释，简单一句虚无缥缈的“气上溢”却未免令人不知所云，而为什么气上溢就会导致糖尿病更是语焉不详。差不多同年代的《灵枢》书中也讨论了消渴症所谓内因“五脏皆柔弱者，善病消瘅”。然而我们也同样不明白如何定义身体器官的“柔弱”，而柔弱的五脏又是怎么导致糖尿病的。
——第四章《甜蜜的疾病》
第二节《胰岛素传奇》
作者 | 清华大学新闻与传播学院研究生 钱丽婧
审阅 | 金兼斌 徐雅倩
编辑 | 尚雪芬 袁 洁
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