食用物品的生物培养
我完全不记得我什么时候买的这本书。直到最近春节胖了三斤才想起来。我以为它会告诉我一些减肥的小技巧，感觉被骗了。但回过头来看标题，人家只说是生物培育，不是减肥秘方，其实也没什么问题。这是一本很棒的科普书，在高中生物课的基础上进行了延伸，还是让我看看死记硬背这个概念到底有什么用。从这本书里，我们可以知道为什么我们会胖。至于我们是怎么瘦的，作者只能说明一些基本的人生过程，抛出个人谈减肥就是耍流氓。此外，书中提到的生物学悠久历史中的科学家和制药公司对人类抗肥胖的贡献令人尊敬。虽然现在的吃货们还是要“管住嘴，迈开腿”，但也许在不久的将来，我们会有外力来控制自己的食欲。我们会想吃就吃，吃饱了就停，很快就会饿，饿了就再吃。我对这一天抱有希望。
全书四章，从脂肪入手，全面揭示高脂血症的秘密，从正常反应机制到异常疾病，进而引出药物研发的过程。最后一章以同样的思路讲述高血糖症。我们可以看到生物学家一直在为人类的健康而奋斗，坚持某个现象，有某个灵感，在实验室里夜以继日的研究。即使是追名逐利的小心思，也给成千上万的人带来了奇迹。作者在这方面的描述再现了这种科研精神。
人类对肥胖的探索起源于两只小老鼠——糖鼠和肥鼠。通过将两只老鼠与正常老鼠相连，科学家发现了瘦素和瘦素受体——食欲抑制。胖老鼠缺乏瘦素，糖老鼠缺乏受体，所以胖老鼠在接受正常老鼠的瘦素后变瘦了，而糖老鼠仍然肥胖，有它的连体老鼠因为接受了更多的瘦素而死亡。若干年后，科学家通过基因连锁发现了产生瘦素的2G7基因，但在人体白色脂肪中发现。所以脂肪有一个天然的负反馈，增加脂肪——抑制食欲——阻止脂肪继续增加。此外，白色脂肪还会参与脂肪代谢、炎症免疫、血管止血、血管生成、血压、食欲能量平衡、营养转运、胰岛素敏感性和血糖稳态。下面我要研究的就是这样一个好的负反馈。为什么我还是胖？
1997世卫组织认为肥胖是一种疾病。判断肥胖的一个简单粗暴的标准是身体质量指数超过30。对于脂肪含量较高的中国人，24超重，28肥胖。与正常人群相比，超重人群患心脏病、中风、二型糖尿病和某些癌症(乳腺癌和结直肠癌)的概率明显增加。暴食不仅是一种吃货的进化本能，也是一种病理性的神经生物学现象。嗯，是关于减肥的。医学上的减肥手段是伟大的能量守恒定律。摄入的能量是碳水化合物、蛋白质和脂肪。能量输出分为代谢能量消耗(占60%)、运动、日常活动和消化能量消耗。权重的变化不是简单的输出-输入，而是
体重变化=(食物总能量×人体吸收的能量)-(新陈代谢+体力消耗+消化吸收消耗)
基于能量守恒有五个出发点:1，减少食物的总能量摄入；2、降低吸收能力；3.增加代谢消耗；4.增加体力活动；5、增加对食物消化吸收的消耗。最后一项占总能量消耗的10%，与能量摄入呈线性关系，默默逝去。高强度的运动可以改变体内数百种蛋白质分子的化学修饰水平和生理活性，这是任何药物都无法比拟的。那么处理主要以1-3为主。
对于第一点，减少食物摄入可以通过减肥手术或者减肥药来实现。减肥手术:胃和小肠是人体最重要的消化吸收器官。胃负责研磨食物，将胃酸和胃蛋白酶混合到食物中，研磨成食物糊，与长达数米的小肠紧密接触。营养分子被吸收到小肠的肠壁细胞中，通过循环系统送到身体各个器官，参与新陈代谢。所以减肥手术的手段就是通过胃束带或者搭桥手术，让胃变小或者小肠变短。但这种操作仅限于人，体脂30以上的患者可以使用。另一种方法是减肥药。受瘦素的启发，科学家提取了编码瘦素蛋白的DNA，放入细菌基因组中进行大量繁殖，但瘦身效果并不理想。事实上，瘦素缺乏的患者比例极低，大多数肥胖是因为不健康的生活方式。瘦素可以维持一个基本的负反馈，但不能控制你的食利本性。虽然体内瘦素水平长期居高不下，但人体对瘦素反应缓慢，这就是瘦素抵抗。瘦素抵抗抑制不了食欲。目前一些药企正在研究瘦素增敏药物，有可能从根本上达到减肥的效果。抑制食欲的药物仍在探索中。早年发现用麻黄素(冰毒的原料)制成的安非他明，除了治疗感冒鼻塞之外，还具有减肥的作用，于是化学家取其精华去其糟粕，改为芬Flaaming，但反弹严重，副作用多。而他的妻子芬特朗和他的儿子芬芬，都走向了同样的命运。后来科学家发现，由芬恩·弗拉明控制的神经递质血清素，只要能激活血清素受体蛋白，就能抑制食欲，于是在2065438+2002年，氯凯瑟琳应运而生。
对于第二点降低吸收能力，三大能源的消化过程是:蛋白质-氨基酸-燃料或蛋白质合成；碳水化合物-糖-燃料；脂肪-脂肪酸-燃料。部分燃料提供身体运转所需的能量，多余的燃料以脂肪酸的形式储存。通过破坏消化营养物质的酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。，它抑制小肠活动，降低消化吸收功能，减少身体的能量吸收。奥利司他是组织脂肪酶的工作，阻止脂肪的分解吸收，但是会造成排泄的尴尬问题(不敢想)。
对于增加代谢消耗的第三点，科学家发现，棕色脂肪在寒冷条件下会疯狂燃烧消耗脂肪。一种叫米拉哌隆的药物是肾上腺素能受体激活剂，可以激活棕色脂肪工作。
简单来说，高血脂就是血液中脂肪含量高导致的疾病。血样看起来很可怕，很油腻。血管中的脂肪会减缓血液流动，它会沉积在血管壁上，阻碍血液的顺畅流动。当沉积的脂肪颗粒远远超过前来清理的免疫细胞时，后者就会大量破裂死亡，碎片会形成一层蛋白质网络固定脂肪，甚至被一层肌肉细胞包裹。为了保证血液的畅通，血管壁肌肉会不断扩张，最终导致血管弹性变差，动脉粥样硬化。此外，结构相对稳定的血管斑块会长期影响局部血液循环，导致供血不足；结构不稳定的斑块一旦被破坏，脂肪分子和蛋白质就会漏出，引起血小板聚集和凝固，形成血栓。如果向心脏供血的冠状动脉出现硬化或血栓形成，就会诱发冠心病。
脂肪不溶于水，脂肪的运输依靠载脂蛋白。外壳由蛋白质分子和磷脂分子聚合而成，可以容纳上千个脂肪分子。从大到小可分为乳糜颗粒、极低密度、中等密度、低密度和高密度脂蛋白。极低密度脂蛋白负责将肝脏合成的三酰甘油运送到脂肪组织储存，低密度脂蛋白和高密度脂蛋白负责另一种脂肪分子——胆固醇。低密度脂蛋白在血管中会时不时的漏出一些胆固醇，容易堆积成斑块，而高密度脂蛋白可以重吸收血管中的胆固醇。胆固醇是胆汁合成的物质，对消化系统非常重要，也参与多种激素的合成。此外，胆固醇是细胞膜上最重要的镶嵌物质之一，它让细胞膜上的蛋白质分子自由移动，实现延伸、折叠和吞吐。胆固醇来源于自我合成和食物获取，人体内最大的胆固醇加工厂是肝脏。科学家发现了皮肤细胞中胆固醇合成最重要的破坏者——HMG-CoA还原酶，血液中的低密度脂蛋白可以与细胞表面结合，抑制胆固醇合成。
此后，医学界开始加大火力。烟酸(维生素B3)可以降低人体血液中的胆固醇，成为第一个降脂药物。消胆胺促进肝脏将胆固醇转化为胆汁。但两种药物真正的降脂效果并不理想。有了理论支持，青霉素提取物美伐他汀可以有效抑制HMG的活性，另一种洛伐他汀，是纯化真菌，1987进入市场，命名为美降脂。1992年，默沙东公司以舒降之辛伐他汀新名称上市，以应对小分子药物专利的尴尬。但是13号* * *，研发的普伐他汀，还是成功把美女打死在沙滩上。作者着重描述了制药公司进行药物研究的艰难性和紧迫性。面对巨大的需求市场和众多的商业竞争对手，R&D能力、营销推广和政策考虑非常重要。保护病人最好的方法绝不是禁止专利，提高医疗保障才是正道。降脂药物也得益于立普妥，人工合成降低成本，效果明显更小。如今高血脂药物已经转向大分子蛋白和单克隆抗体，以应对研发难、复制易的尴尬局面。
家族性高脂血症也是医学上的难题，病例很少，需求也不大，但从公平的角度来看不应放弃，往往能有所启发，解决流行疾病的困惑。比如高脂血症遗传病患者缺乏低密度脂蛋白受体，无法对低密度蛋白产生反应，或者低密度脂蛋白发生突变，胆固醇产生失去刹车，肝脏永不停止产生。科学家从这个病人身上发现了一个名为PCSK9的基因，它的基因突变导致了这个基因的增强，从而导致了高脂血症。与他汀类药物相比，PCSK9的疗效惊人。抗体是人体内天然存在的一种结构千变万化的蛋白质。科学家利用单克隆抗体技术和癌细胞增殖技术，不断产生PCSK抗体，解决了这一遗传隐患。
高等生物可以从葡萄糖分子物种中提取38种能量货币——三磷酸腺苷，葡萄糖作为能量载体效率非常高。在体内，葡萄糖分子进一步合成更稳定的大分子，如淀粉和糖原，储存在肌肉和肝细胞中。胰腺中的β细胞分泌胰岛素并将其释放到血液中，指示肌肉细胞和脂肪细胞吸收血液中的葡萄糖分子并合成糖原进行储存，同时使肝细胞停止产生葡萄糖。然而，由α细胞分泌的胰高血糖素具有相反的作用。吃饭时血糖飙升，胰岛素不要让血糖在峰值时过高。具体来说，葡萄糖分子在葡萄糖蛋白的帮助下进入β细胞，引发化学反应，释放胰岛素。当血糖水平过高时，血液中的胰岛素循环到全身，告诉肌肉和脂肪细胞储存能量，肝细胞停止工作。
糖尿病是一种富贵病，分为1型和2型两种。1型是一种青少年糖尿病，免疫细胞疯狂攻击β细胞。2型糖尿病是一种主流糖尿病，其中肌肉、脂肪和肝细胞对胰岛素失去反应。超重、高脂血症和缺乏锻炼都是2型糖尿病的重要危险因素。高血糖是机体失去吸收血糖分子的储存能力，通过血液循环进入尿液。大脑功能几乎完全依赖于葡萄糖的稳定供应。人体缺糖时会消耗体脂产生酮体，酮体的合成过程会导致血液酸化和酮症酸中毒。肾脏反复吸收血液中的废物，尽可能地回收水分。葡萄糖患者会喝很多水来排尿。
对于1型糖尿病，科学家在宰杀了大量的狗、猪、牛之后发现了胰岛素的作用，开始从动物身上提纯胰岛素来治疗高血糖症患者(猪的胰岛素最接近人类，难怪总被说成是猪)，于是成吨的动物胰腺被送进工厂，但患者的治愈取决于动物的健康与否。后来通过12胰岛素拼图技术得到了动物胰岛素的蛋白质结构，但并没有降低动物的胰岛素需求量。1982年，第一个人用胰岛素优必林上市。泰克公司通过重组DNA和细菌技术生产了人胰岛素，甚至制成了一种优于天然胰岛素的全新蛋白质药物。然而，为了延长药物作用，制药公司通过基因改造来延长胰岛素的半衰期，或者发明一种胰岛素泵来与血管沟通，并实时监控血糖水平。
对于二型糖尿病，科学家意外发现二甲双胍(类似于毒死山羊的山羊豆的成分)可以提高人体对胰岛素的敏感性，但其机制至今未知。在发现激素之后，科学家又发现了与胰岛素相关的两种蛋白质，GIP和GLP-1。葡萄糖进入小肠后，刺激这两种激素的分泌，间接刺激胰岛素分泌。但胃泌素在体内存活时间短，所以不能通过注射在体内长时间停留。科学家们只能想办法对GLP-1进行改造，使其在体内长期存活，从而得到类似于GLP-1的利拉普肽，或者通过agliptin破坏DPP-4蛋白酶，防止其破坏GLP-1。但慢性糖尿病引发的并发症仍难以突破。
未来有很多值得期待的路。科学家曾尝试移植胰腺，但服用抑制免疫功能的药物需要患者生活在封闭的玻璃盒子里。有人提出了人工胰腺。目前有公司利用胚胎干细胞在培养皿中定点培养，放入盒中植入皮下，组织免疫细胞通过滤孔进行窥探。另一个想法是把人体内多余的细胞变成β细胞，这是一个梦想。由此可见，高血糖仍然是一大医学难题，但我们还是要做梦。
除了吃食物，作者还耐心地学习了很多医学知识，比如在人体上的发现，各种医学研究方法以及医学的研发过程。可见人体的运行并不比宇宙简单。面对那些看得见、看得见的复杂结构，科学家们一直在极其耐心地推动医学的发展。他们当然要感谢无数为人类健康做出牺牲的牛、兔、鼠。他们生来就有疾病，或者被迫生病，大自然从来就不公平。最后摘录作者消除朋友圈谣言的伟大方法——验证物质威胁是否合理，要积极确认是否满足:来自流行病学(大规模样本下物质是否与健康相关)、科学研究(严格控制条件，物质是否能诱发实验品)和临床医学(大规模临床试验)的证据。不要因为隔壁阿姨吃了XX就贸然说XX有毒。