神奇的流感病毒

8 01 2009年

   
流感是由流感病毒引起的,流感病毒样子就像一颗水雷:一个圆球上面插着许多小棍。那个圆球是一层脂质包膜,包裹着病毒的遗传物质。插在膜上的小棍,仔细看有两种:数目较多、看上去像柱子的是一种叫血凝素(简称HA)的蛋白质,数目较少、看上去像蘑菇的是另一种叫神经氨酸酶(简称NA)的蛋白质。流感病毒总共生产11种蛋白质,但人们最关心这两种蛋白质。为什么呢?因为它们暴露在病毒外面,人体免疫系统就是通过它们来辨认侵入人体的这种流感病毒以前有没有遇到过,如果是老相识,就会立即产生相应的抗体来攻击它。换句话说,对人体免疫系统而言,血凝素和神经氨酸酶就是抗原,可以产生攻击它们的抗体。流感病毒的血凝素和神经氨酸酶各有不同的类型,病毒学家给编上不同的编号,并根据这些编号给流感病毒分类。比如近年来媒体经常报道的禽流感是H5N1亚型,那两个数字就分别表示其血凝素和神经氨酸酶的类型。

   
血凝素和神经氨酸酶对流感病毒的作用当然不是为了给人体免疫系统提供靶子,或方便病毒学家给病毒分类。它们之所以要暴露在病毒外面,是为了入侵人体细胞。流感病毒颗粒随着流感病人的一个喷嚏或咳嗽,跑出了人体,在空气中飘荡,被另一个人吸进去后,落在鼻腔、咽喉或肺部的上皮细胞上。细胞的表面有一种叫唾液酸的糖分子,它的本来作用是吸附水分,让细胞表面保持湿润。但是血凝素能和唾液酸结合发生反应,让细胞误以为病毒是营养素之类的有用物质,将病毒用细胞膜包裹起来,送进细胞。到了细胞内之后,病毒遗传物质和相关蛋白质释放了出来,劫持细胞的设备开始大量复制病毒的遗传物质和生产病毒蛋白质。这些新生产出来的病毒遗传物质和蛋白质需要有新的包膜包裹起来才能组成一个新病毒颗粒。病毒包膜用的是现成的细胞膜,让某一段细胞膜把病毒遗传物质和蛋白质包裹起来,然后像出芽一样从细胞长出一个圆球。这样形成的新病毒通过血凝素与唾液酸之间的结合跟细胞联在一起,这时就需要神经氨酸酶上场了,它把唾液酸水解掉,切断了新病毒和宿主细胞的联系,新病毒就可以去入侵别的细胞了。

   
我们已经知道了神经氨酸酶的分子结构和功能,就可以设计出针对它的药物:设计、制造出一种分子,让它去抢占神经氨酸酶上和唾液酸结合的位点,神经氨酸酶就没法水解唾液酸,新病毒因此摆脱不了宿主细胞,无法入侵别的细胞,也就阻止了流感病毒在体内的传播。著名的抗流感药物磷酸奥斯他韦(商品名达菲)就是这样制造出来的。如果在流感症状出现的早期服用它,可以缩短流感病程大约2天并减轻症状。但是就像细菌会对抗生素产生抗药性一样,病毒也会对抗病毒药物产生抗药性。在2007~08年的流感季节,美国发现对磷酸奥斯他韦产生抗药性的H1N1流感病毒株已从不到1%上升到13%。

   
为什么流感病毒这么容易产生抗药性呢?因为它的遗传物质很容易发生突变。生物的遗传物质一般是脱氧核糖核酸(DNA),只有少数的病毒用核糖核酸(RNA)做为遗传物质,流感病毒便是如此。遗传物质在传递过程中,要进行自我复制,复制时会随机发生错误,如果错误被保留下去,就出现了突变。DNA的复制有一套校对机制来纠正错误,但是RNA的复制没有这样的机制,所以RNA在复制过程中出现的错误都会被保留下去。核酸是由一个个核苷酸组成的,复制错误就是某个核苷酸被其他核苷酸取代了。病毒RNA的突变率大约是每复制1万个核苷酸发生一次,而流感病毒的基因组由大约14000个核苷酸组成,也就是说,流感病毒每复制一次,就会发生一次突变,产生的每个病毒全都出现了变异!有的突变改变了神经氨酸酶的结构,抗病毒药物再也没法与之结合,病毒就有了抗药性了。为什么我们得过流感后以后还会再得?为什么流感疫苗要每年更新,每年注射,才有效果?也都是因为流感病毒变异得太快,让人体免疫系统逐渐失去了识别它的能力。

   
病毒的基因组通常只有一条DNA或RNA链,所有的基因都连在一起复制。但是流感病毒的基因组虽然只有区区1万多个核苷酸(人类的基因组有30亿对核苷酸呢),却分割成8条分开的RNA片段,它们分别复制,之后再进行组装。如果有两种不同类型的流感病毒同时入侵同一个细胞,它们复制出来的RNA片段就可能被组装进同一个新病毒中去,这样产生的病毒就像是杂交的后代,是一种新型的流感病毒,人体的免疫系统对它完全陌生。这种新型流感病毒一旦传播开去,就不是每年一次的流感流行,而是每十年到几十年才发生一次、导致数百万人乃至数千万人丧生的流感大流行。现在人们如此关注禽流感,担心的就是禽流感病毒和人流感病毒会如此“杂交”出新型病毒出来。

2008.1.5

(《中国青年报》2009.01.07)

(XYS20090107)



环保及食品安全知识系列问答(二)——水

7 01 2009年

  问:喝瓶装水比喝自来水健康吗?

  答:瓶装水市场发展非常迅速,消费者出于口味、便捷、时尚等多种原因选择瓶装水,很多人认为瓶装水比自来水更安全,或更有益健康。事实上,各国的瓶装水标准通常都是以自来水卫生标准为基础而建立的,只要质量符合标准,瓶装水和自来水对普通人来说都是安全的。不过,免疫力严重受损或患有其他特定疾病的人可能对水中的一些杂质或微生物更加敏感,为了降低风险,可购买高纯净的瓶装水或将自来水进一步处理(例如煮开)之后再饮用。

  一些地区有饮用矿泉水的传统,人们认为特定矿物质含量较高的水可以治疗疾病,或有保健作用。世界卫生组织说,尽管某些矿泉水能帮助提供一些重要的微量营养素(如钙),但没有令人信服的证据表明饮用矿泉水有保健效果。世界卫生组织的《饮用水质量指南》对饮用水中微量营养物质含量的下限没有要求。

  也有一些瓶装水的矿物质含量特别低,例如蒸馏水和纯净水,有人担心长期饮用这种水对健康不利。世界卫生组织说,许多人习惯饮用矿物质含量同样非常低的雨水,并未发现这对健康有明显的不利影响。对于经常饮用这类瓶装水是否有益或者有害,世界卫生组织没有这方面的科学信息。

  http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs256/en/index.html

  http://www.epa.gov/safewater/faq/pdfs/fs_healthseries_bottledwater.pdf

(编写:碧声)

  问:听说矿泉水含有致癌物质,是真的吗?

  答:瓶装矿泉水中这个引起争议的物质是溴酸盐。天然矿泉水中其实并不含溴酸盐,但是普遍含有溴化物。瓶装矿泉水在生产过程中,用臭氧杀菌,而臭氧会与溴化物起化学反应,生成溴酸盐。加拿大卫生部的研究表明,用臭氧消毒的瓶装水中,每升含有4.3~37.3微克的溴酸盐,平均含量为18微克。自来水中也含有溴酸盐,但含量较低,每升含有0.55~4.42微克,平均含量为1.71微克。

  有不少动物实验表明,大鼠饮用含溴酸盐的水会在肾脏、甲状腺、腹膜等处长肿瘤。世界卫生组织的国际癌症研究机构认定有足够的证据证明溴酸盐能使实验动物致癌,但还未有足够证据证明对人也致癌,因此将溴酸盐归为可能对人类致癌的物质。美国环境保护署、加拿大卫生部也都将溴酸盐列为可能对人类致癌的物质。

  溴酸盐以前被广泛用做面粉处理剂,由于考虑到其致癌性,自1990年起许多国家已禁止其使用。中国于2005年取消溴酸钾作为面粉处理剂在小麦粉中使用。至于饮用水中的溴酸盐的含量,世界卫生组织建议每升不要超过10微克,根据动物实验的结果推算,这个数值相当于在人的一生中患癌症的风险高了不超过万分之一。

  http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/bromate030406.pdf

(编写:方舟子)

  问:水中可能存在哪些污染物?

  答:饮用水中的污染物可分为化学污染物和微生物污染物两大类。污染物来源包括天然污染、工农业和人类活动对水源的污染、水处理和运输过程中产生的污染等。比较常见的污染物有:

  氟:主要来自天然过程。饮用水中含有适量的氟可以帮助预防龋齿,但过量的氟会导致氟牙症(牙齿上出现斑块,严重时牙釉质缺损)和氟骨症(骨骼硬化、畸形,严重时导致残疾)。

  砷:主要来自天然过程。长期饮用砷含量过高的水,会发生慢性砷中毒,皮肤、肺和泌尿系统等部位癌变的风险增加。

  硝酸盐:主要来自化肥。硝酸盐代谢后会降低血红素携带氧气的功能,使婴儿全身缺氧,皮肤变成蓝紫色,易发生猝死。在成年人体内,硝酸盐会增加癌症风险。

  铅:主要来自含铅的输水管道。铅中毒会导致血压升高、不育、神经系统紊乱、肌肉和关节疼痛、注意力和记忆力减退等。

  铁、锰:主要来自天然过程。它们通常不会对健康造成直接危害,但会使水的颜色和味道变差、令人厌恶,还容易造成输水管道堵塞、促使细菌在管道中生长。

  氯仿:对饮用水进行氯化消毒时,氯与水中的天然有机杂质发生反应,生成一些副产物,其中氯仿含量较高。动物实验显示氯仿可能有致癌作用。

  四氯化碳:主要来自工业和生活污染,氯化消毒过程也会生成一些。四氯化碳会损害肝脏、肾脏等器官,有致癌作用。

  大肠杆菌:来自直接或间接的粪便污染。它的出现通常意味着水中可能存在沙门氏菌、志贺氏菌等病原菌,这些病菌会引发肠道传染病。

  藻类毒素:水源受到严重的磷和氮污染后,会出现富营养化现象,导致藻类大量繁殖。藻类分泌出的毒素进入饮用水,会损害肝脏和神经系统。

  在工业污染严重的地区,水中还可能含有汞、镉、铬等重金属,引发重金属中毒。农业活动会导致水源受到农用除草剂和杀虫剂等的污染。

  http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/guidelines/en/index.html

  http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/dwchem_safety/en/index.html

  http://www.epa.gov/safewater/contaminants/index.html

  http://www.copper.org.cn/file/attachment/200865/94354.pdf

(编写:碧声)

  问:自来水中的铅从哪来的?自己能有什么办法尽量减少饮水中的铅含量?

  答:尽管自来水出厂时水中铅的含量很低,但是流到你家里的时候,铅含量可能就变得高了。这是因为自来水中的铅主要来自于自来水管道,是管道受到水的腐蚀引起的。老式房屋的自来水管可能用的就是铅管,新式的房屋虽然可能改用了铜管,但是通常还是用含铅的焊料连接在一起的。即使是声称“无铅”的黄铜接头、水龙头实际上也含有少量的铅能泄露出来。房屋越新,自来水受铅污染的风险越大。这是因为随着时间的流逝,水中的矿物质会在管内沉淀下来,逐渐形成一层保护膜把含铅焊料和水隔开。这个时间大概需要5年。因此在房屋建好的前5年,自来水中的铅含量会比较高。水中的铅含量不应超过15ppb(1ppb=10亿分之一),即1升水中铅含量不应超过15微克。

  如果你怀疑家中自来水的含量比较高,采取这些做法可以尽量避免铅的摄入:一、如果某个水龙头已有6个小时或更长时间没有用过(比如隔夜),在取饮用水之前,先让自来水冲流数秒到两分钟(时间长短取决于是否刚刚大量用过水,例如如果刚刚冲刷过马桶,那么流数秒钟可能就够了),直到水变得尽可能冷,再取饮用水。这是因为水在管中停留的时间越长,越可能受到铅污染。每一个水龙头在用之前都需要这样处理。冲流的水可以用来洗碗、洗衣服等,不必浪费掉。二、如果房间里有热水设备,热水应只用来洗漱,不要取热水当饮用水。这是因为热水比冷水更容易溶解铅。如果需要饮用热水,应该取充分冲流过的冷水,然后用炉火加热。

  http://www.epa.gov/safewater/lead/lead1.html

(编写:方舟子)

  问:自来水和牙膏中添加的氟会对健康产生危害吗?

  答:研究证实,饮用水和牙膏中低浓度的氟可以预防龋齿。但过量的氟会对人体健康造成不良影响,导致氟牙症和氟骨症。

  摄入体内的氟
75%-90%会被吸收,人体内99%的氟存在于牙齿和骨骼等富含钙的硬组织中。儿童如果暴露在高氟环境里,发育中的牙釉质受到影响,表面会出现白垩色或黄褐色斑块,影响牙齿美观,严重情况下还会并发牙釉质缺损,这种疾病称为氟牙症。过量的氟还会引发骨硬化、韧带和肌腱钙化,乃至严重的骨骼畸形,导致残疾,这种疾病称为氟骨症。

  迄今的研究尚未发现接触氟会导致癌症、流产或畸胎,也没有证据表明氟会危害呼吸系统、肝脏、肾脏和造血系统健康。

  为了促进口腔健康,世界卫生组织支持推广含氟牙膏,并对饮用水中的氟含量提出了指导标准。该组织提出,要最大限度地降低龋齿发病率,同时避免发生氟牙症和氟骨症,饮用水中氟含量以1.5毫克/升为宜。这并不是一个硬性标准,各地区应根据具体环境采取合适的行动,例如天然水体氟含量过低的地区可在自来水中添加氟化物,而高氟地区应降低水中的氟含量。

  对于自来水中是否加氟,各国政策不同,例如美国大部分水源都添加氟,英国则只有10%的人口中生活在供水加氟的地区。英国卫生大臣2008年提出推广在自来水中加氟,引发了新的争议。

  http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/fluoride_drinking_water/en/index.html

  http://archives.who.int/eml/expcom/expcom14/sodium_fluoride/ORH_statement_application.pdf

  http://www.bbc.co.uk/china/lifeintheuk/story/2008/02/080212_fluoride.shtml

(编写:碧声)

  问:硬水是否会有害健康?是否应该用软化剂处理?

  答:硬水是指水中含有较高浓度的矿物质。这些矿物质主要由钙离子和镁离子组成,有时还包括其它的碳酸氢盐和硫化物。一般来说,硬水对人体无害。有初步研究表明,硬水中的矿物质对心血管健康有正面(尽管比较微弱)的促进作用。太软的水(含有极少的矿物质),因为在流过金属管道时会腐蚀管壁而含有铜、铅、锌等金属,从而对人体健康带来不好的影响。

  尽管硬水对人体无害,我们一般还是要对它进行软化处理。这是因为,硬水会给我们的生活带来很多麻烦,比如在盛水烧水的容器以及管道内壁形成水垢,以及使肥皂和洗涤剂的洗涤效果降低。软化硬水的方法有很多种。一种最简便的便是将硬水煮沸,让矿物质沉淀到壶底。另外,我们还可以使用沉淀法(用石灰和纯碱处理,使水中钙和镁离子生成沉淀后析出、过滤)、软化剂法。软化剂是一些对钙、镁等金属离子具有优异络合力的化学药品,在实际中(如纺织印染)有很广泛的应用。

(编写:太蔟)

  问:在日常生活中有什么做法能够帮助保护水资源?

  答:水是人类生活中不可或缺的资源之一。我们所居住的地球有一个非常庞大的水循环的生态系统,为我们提供着似乎源源不绝的水资源。我们能利用的不仅是随着雨雪降落的水,还有江河湖中的地面水源和通过打井等措施汲取的地下水源。人们从远古时代就学会了兴建水利工程,更好地利用这一资源。

  然而,随着人口的增长、集中和工业化的发展,水资源在现代社会中反而正在遭受到各种威胁,以至于许多地方经常发生缺水危机,或因为饮用水的不健康而导致医疗卫生危机。人类生活对水资源的影响主要集中在过分开采使用、因为地球变暖的综合因素导致很多地方的水资源减少乃至消失和水污染等方面。

  我们日常生活中的许多看似微小的生活习惯也可以影响到水资源的安全。比如随手把过期的药物或其它化学用品冲入下水道,就会增加水循环中不健康的化学物品和重金属元素。日常生活中的各种污染物,比如机油、蓄电池、杀虫剂和化肥等等,如果不妥善处理而随便丢弃的话,它们最终都很可能被雨水冲刷进我们的用水系统中。

  节约用水更是一项保护水资源的重要措施。节约用水不但直接减少对水资源的消费和开采,而且会减少自来水供应过程中对能量的消耗,减少温室气体的排放。这样也能帮助我们的水资源不至于因为冰川的融化而消失。

(编写:程鹗)

  问:生活中有哪些方法可以节约用水?

  答:观察家里的水表,没有人用水时它是否也在走动?如果是,说明你需要检修管道,隐蔽的渗漏会浪费大量的水。

  选择节水型的水龙头和淋浴喷头,它们能够用较少的水达到更好的冲洗效果。平时注意关好水龙头,不要让它们滴水。

  在卫生间安装节水型马桶。如果不方便更换马桶,可以在马桶水箱里安装一个廉价的家用节水阀。把烟头、昆虫尸体和其他垃圾丢进垃圾桶,不要丢进马桶冲走。洗衣、洗菜或洗澡剩下的水可以收集起来冲洗马桶。

  尽量地采用淋浴而不是盆浴的方式来洗澡,并注意控制淋浴时间。涂洗发液或打肥皂/涂浴液时,把淋浴喷头关掉。刷牙时用杯子装水来沾湿牙刷和漱口,不要让水龙头一直开着。

  尽量让洗衣机和洗碗机满负荷运转。如果洗衣机具有调节水位的功能,根据衣物数量设置合适的水位。使用全自动洗衣机时,根据说明选择合适的洗衣程序,避免不必要地采用时间较长、更费水的程序。

  正确地使用洗碗机比用手洗碗更省水。在厨房安装两个台盆,手洗餐具时一个装含清洁剂的水用于清洗,另一个装净水用于漂洗。先用纸把厨具和餐具上的油污、食物残渣等擦掉再用水洗,可省水并防止下水道堵塞。吃完饭后尽快洗碗,否则食物残渣干结后要费更多的水才能洗掉。

  不要用普通水管冲洗汽车,那样非常浪费。可以用水桶盛水来擦洗汽车,或到使用节水设备的洗车店去洗。

  http://www.ca.uky.edu/agc/pubs/ip/ip2/ip2.htm

  http://eartheasy.com/live_water_saving.htm

(编写:碧声)

  问:一个成人洗一次淋浴,平均需要消耗多少水和多少电?如何淋浴,才能在保证卫生的前提下省水省电?

  答:每个人洗淋浴都有自己的习惯。女性在淋浴中待的时间一般比男性长,所以也更费水。

  据统计,普通淋浴每10分钟消耗40升水。按平均每人淋浴时间为15分钟算,一个人洗一次淋浴要消耗60升水。这个水量,相当一个成人24、5天的正常饮水量。如果自来水温按14度、淋浴水温按40度算,加热这60升水理论上需要1.82度电。考虑到热水器的种类、效率和热量散失,耗电量还会高出2%到80%。如果电是火力发电,按每次淋浴耗电2度算,一次淋浴要向大气中排放1.2公斤左右的二氧化碳。

  为了节省用水和省电,我们在淋浴时可以采用以下措施:1、减少淋浴次数和每次淋浴的时间。在向头上放香波和往身上打肥皂或涂沐浴液时,可以暂时将淋浴关掉,冲洗时再打开。2、在保证舒适的前提下,尽量降低水温。3、每次刚打开淋浴时,要先放一会儿冷水。一般情况下,这些冷水也就浪费了。我们可以用桶或盆接下这水,另做它用。

(编写:太蔟)

  问:饮用由净水器过滤过的自来水,和饮用瓶装纯净(矿泉)水,哪个更环保?

  答:饮用由净水器过滤过的自来水,比饮用瓶装纯净(矿泉)水要更环保一些。

  这主要是因为在瓶装水中塑料的大量使用。如果饮用由净水器过滤过的自来水,我们可以重复使用同一个不锈钢杯或铝杯。净水器也可以选用陶瓷的,以进一步减少塑料的使用。如果饮用瓶装水,我们会产生大量一次性的塑料瓶垃圾。即便这些塑料瓶被回收并被重复利用,我们也要消耗许多能源来运输、处理和生产它们。这些过程除了消耗能源外,还会产生污染。另外,许多空塑料瓶并没有得到回收,直接对环境造成了白色污染。

  用净水器过滤自来水,并用可重复使用的不锈钢杯或铝杯来带水,会帮助我们减少对瓶装水的过度依赖,从而减少白色污染。

(编写:太蔟)

(待续)

 



科学史上著名公案——舍恩浮沉记

6 01 2009年

   
历史上重大的科学造假事件大多发生于生物科学领域,这与该领域的特点有关:由于生命现象极其复杂,实验结果不那么精确、不容易重复,因此造假也就不容易被觉察,即使被觉察到了也容易以失误为借口加以开脱,这导致不少人铤而走险。而物理科学是所谓精确科学,就没有这么好糊弄。但是在2002年,物理学界却一下子出现了两大造假丑闻,都发生在著名实验室:一件是劳伦斯伯克利国家实验室的维克多·尼诺夫发现新元素的实验结果被证实是伪造的(见2008年9月22日本专栏),一件是贝尔实验室的简·亨德里克·舍恩被发现有系统地大量伪造重大实验结果,其胆大妄为超过了生物学领域的任何造假案,被视为科学界的最大丑闻之一。

   
舍恩的研究领域是凝聚态物理和纳米技术,1997年在德国康斯坦茨大学获得博士学位,随后被美国贝尔实验室著名物理学家伯特伦·巴特罗格招到其实验室做博士后研究。在舍恩等待去美国的签证期间,贝尔实验室的研究人员把有机分子材料寄到康斯坦茨大学,由舍恩制成场效应晶体管,并测定其物理性质。舍恩很快就获得了惊人的结果:他能把有机分子变成具有高温超导的特性,还能把单个有机分子变成晶体管,这些结果如果是真的,足以获得诺贝尔奖——贝尔实验室迄今已获得六次诺贝尔奖,舍恩似乎将要延续这一传奇。

   
和舍恩的重大发现同样惊人的是他发表论文的速度,在大约三年间,他共参与发表了90多篇论文,特别是在2001年这一年,平均每8天就有一篇有他署名的论文发表。这些论文多数发表在顶级学术刊物上,例如:2000年,他在美国《科学》发表5篇论文,在英国《自然》发表3篇论文,全部是论文的第一作者;2001年,他又在《科学》发表4篇论文,在《自然》发表4篇论文,也全部是第一作者。《科学》和《自然》似乎争着发表他的论文,他很可能是在短时间内在这两份科学界最著名的杂志发表论文最多的作者。舍恩立即成为物理学界耀眼的一颗明星,荣誉随之而来,在2001~2002年获得了三项奖励青年科学家的大奖。获得诺贝尔奖似乎指日可待。

   
但是舍恩的沦落和窜升一样的迅速。由于他的发现极为重大,全世界有上百个实验室都试图重复其结果,或在其结果的基础上做进一步研究。但是没有人能够重复出来。别人无法重复出来的重大成果就难免会让人怀疑其中有问题。2002年4月,贝尔实验室有人向普林斯顿大学教授莉迪亚·索恩透露说,舍恩2001年发表在《科学》的一篇论文和同年发表在《自然》的一篇论文的数据有问题,它们用的是不同的实验材料,实验测得的数据却完全相同。索恩和康奈尔大学教授保罗·麦求恩据此对舍恩其他论文的数据图做了核对,发现了更多的问题:同一组数据还被用于2000年《科学》的另一篇论文中,共有6篇舍恩的论文有类似的问题。索恩和麦求恩向《科学》和《自然》编辑部报告了这一发现,同时也通报给舍恩本人、其上司巴特罗格以及贝尔实验室的管理层。

   
舍恩答复说他在写论文时用错了数据图,并登文做了更正。但是盖子一旦被揭开,就很难再遮掩下去了。又有更多的舍恩论文被其他人怀疑有问题。贝尔实验室迅速做出反应,在当年5月成立由斯坦福大学教授马尔科姆·比斯利任主席的独立调查委员会。委员会对涉及25篇舍恩为第一作者的论文的24项造假指控做了调查。在调查过程中,他们发现舍恩没有做实验笔记的习惯;储存在计算机中的原始实验数据则已经被舍恩全部删除,据说是因为计算机硬盘空间不够;舍恩制造出来的实验样品或者已被扔掉,或者已毁坏,没法重新测量;康斯坦茨大学那台舍恩用来制造实验样品的机器则再也没法制造出所需的样品。

   
不过委员会还是能够根据已发表的论文和保留下来的一些数据认定造假,包括三个方面:在不同实验的结果中重复使用同一张数据图、同一条曲线;实验结果过于理想,曲线是用数学函数算出来的,而不是实际测量的结果;实验结果与仪器参数或已知的物理原理不一致。委员会在9月发布调查结果。他们认定其中的16项造假指控成立,剩下的8项指控,有2项与发表的论文无关,另6项很可疑,但是没有足够的证据。

   
调查结果发布的当天,贝尔实验室开除了舍恩。这是贝尔实验室历史上首次出现造假丑闻。德国普朗克研究所本来已定下让舍恩去当实验室主任,这时也不要他了。舍恩在《科学》发表的8篇论文,在《自然》发表的7篇论文,在《物理评论》发表的6篇论文都已在2003年被撤销。

   
舍恩承认有一些论文的数据有问题,也承认伪造了一些数据。但是他声称他是的确做了实验的,论文是根据观察到的现象写的,只不过为了让实验结果显得更让人信服,才对数据做了窜改。他声称他坚信他的实验结果是真实可靠的,在将来会被他本人或他人重复出来。不过他本人是不会有这样的机会了。不会再有哪家研究机构愿意雇佣他,甚至他的博士学位也在2004年6月被康斯坦茨大学撤销了。

   
舍恩的造假论文涉及到总共20名共同作者。调查委员会认定造假是舍恩一个人干的,其共同作者没有参与,也不知情。但是这些共同作者,特别是资深作者、舍恩的上司巴特罗格是否也应该对此承担一定的责任呢?合作者之间应该相互信任,不会无缘无故怀疑别人造假,这是科学界的一项传统。但是在相互信任的基础上,合作者、特别是资深作者,也应该尽可能地确保实验结果的准确无误。在舍恩事件中,其合作者的问题不在于充分信任舍恩,而在于过分信赖舍恩,没有人去参与或观摩舍恩是如何制造实验样品和进行测量的,而完全由舍恩一个人在那里自得其乐。一般的合作者这么做还可以理解,但是做为主管的巴特罗格也对重大成果的实验过程和原始数据漠不关心,只乐于在论文上署名,那就是失职了。即使他不怀疑舍恩会造假,难道就不担心舍恩会有失误,就不想见证重大成果的诞生吗?

   
舍恩的造假论文都是发表在顶级学术期刊上的,每篇论文在发表之前按惯例都经过了三名本行专家的评议,那么为什么还能获得发表?同行在评议论文时通常也不会怀疑数据的真实性,而只是推敲证据是否充分、论证是否严谨、结果有何价值等。不过,如果仔细审阅论文,有些明显的造假是可以发现的。但是,审阅论文的人未必都那么负责任,许多忙于行政事务的大牌教授甚至干脆把要求他们审阅的论文转给其研究生代劳。论文由同行评议后再发表是公认的好制度,但再好的制度也需要有责任感的人来实施。

   
舍恩的造假手法并不高明,其实很容易被发现。他也没有时间精心设计骗局:在其颠峰时期平均每8天要出一篇论文,时间都用在写、读论文稿件上了,只好偷懒把一张数据图反复用,把数学函数计算结果直接用了。在其事情败露之前,他的同行似乎也没有想过,舍恩做为一台如此高产的论文机器是否还有时间去真正做实验。但是,并不高明的造假虽然持续的时间很短,却产生了严重的后果:大量的资金、人力被浪费在试图重复舍恩的实验结果。

   
舍恩丑闻虽然轰动一时,却未必能让人们吸取教训。一个显而易见的事实是:舍恩的造假论文在被撤销后,还被正面引用了很多次。难道这些论文的合作者、审稿人、编辑没有一个注意到它们引用的是已被撤销的著名造假论文?

2008.12.29

(《经济观察报》2009.1.5)

(XYS20090105)

 



环保及食品安全知识系列问答(一)——食品添加剂等

4 01 2009年

  按:这个环保知识系列问答是应阿拉善SEE生态协会的聘请,由方舟子组织程鹗、太蔟、碧声、柯南等人,根据较专业的文献资料编写的。该问答涉及吃、穿、住、行等日常生活的各个方面,根据要求也编写了一部分与食品安全有关的问答。其本意是为“SEE环保写作奖征稿”提供素材。该问答共有200余道,每次连载10道左右内容相关的问答。

  “SEE环保写作奖征稿”启事见:

  http://blog.tianya.cn/blogger/post_show.asp?idWriter=0&Key=0&BlogID=14516&PostID=15918975

  该系列问答的版权说明见:

  http://blog.tianya.cn/blogger/post_show.asp?idWriter=0&Key=0&BlogID=14516&PostID=15887310

 

  问:除了“苏丹红”,食品中还有其他色素对人体有害吗?

  答:“苏丹红”是一种毒性较大的化工染料,并未被批准做为在食品中使用。允许在食品中使用的色素称为食用色素。食用色素本身并无营养价值,也不能增加食物的味道、口感,只是用以给食品染色,让它显得艳丽好看,以吸引消费者购买。食用色素普遍用于饮料、雪糕、糖果、糕点、蜜饯、果冻、果酱、调料、火腿、罐头等食品。食用色素包括天然色素和合成色素。天然色素是从植物、动物、微生物中提取的色素,稳定性差,容易退色,价格较高,使用得不多。使用较多的是合成色素。中国允许在食品中使用的合成色素较常见的有胭脂红、苋菜红、赤藓红、诱惑红、日落黄、柠檬黄、靛蓝、亮蓝等。

  合成色素大多是以煤焦油为原料制成的偶氮类染料,即使被允许当作食用色素使用,也未必就对人体无害。其中有的经动物实验发现可能是致癌物(包括胭脂红、苋菜红、赤藓红、诱惑红、日落黄),有的能加重哮喘患者的病情,有的能导致过敏,有的能引起儿童的活动过度。这些合成色素在一些国家被禁用,例如美国食品药品管理局(FDA)禁止使用胭脂红、苋菜红、赤藓红,挪威则禁止使用上述所有合成色素。由于日落黄、喹啉黄、酸性红、诱惑红、柠檬黄、胭脂红这六种色素被发现能导致儿童活动过度,英国食品标准局(FSA)在2008年4月建议食品企业到2009年时自愿停止使用这些色素。

  由于色素对人体没有任何益处,反而可能有害,应该尽量避免食用含色素的食品,特别要注意那些色泽艳丽的食品,它们往往意味着色素超标。

  http://www.food.gov.uk/news/newsarchive/2008/apr/coloursadvice

(编写:方舟子)

 

  问:糖精、蔗糖素等人造甜味剂是否对人体有害?

  答:糖精是邻苯甲酰磺酰亚胺的俗称,市场销售的商品糖精是其钠盐,即糖精钠。糖精是第一种人造甜味剂,甜味是蔗糖的大约300倍,但味道不如蔗糖,没有营养价值,不含热量,比蔗糖便宜很多,被普遍用于饮料、食品和牙膏等。1977年,动物实验表明老鼠摄入大量的糖精后能诱发膀胱癌,因此在这一年加拿大禁用糖精,美国食品药品管理局(FDA)也提议禁用糖精,但遭到美国国会反对,通过一项议案延缓禁用,改为给含糖精的食品标明糖精可能致癌的警告。此后对糖精做了更多研究,有的发现能诱发老鼠得癌症,有的则没能发现。研究也表明在正常剂量时糖精并不能增加人类得癌症的风险。因此在1991年FDA正式撤销禁用糖精的提议。2000年美国国家环境健康科学研究所建议将糖精从人类致癌物名单中去掉,美国国会在这一年也通过决定不再要求标明糖精可能致癌的警告。世界卫生组织的国际癌症研究机构认为有足够的证据表明糖精钠能使实验动物诱发癌症,但是其诱发癌症的机理不适用于人类,无足够证据表明糖精钠做为甜味剂使用时是人类致癌物,因此不把糖精钠列为人类致癌物。

  蔗糖素是一种新型的人造甜味剂(1991年首先在加拿大进入市场),是由蔗糖转化而来的,甜味是蔗糖的大约600倍,味道与蔗糖相似,但不含热量。FDA在1998年批准蔗糖素上市之前,参照了110多项实验数据,未能发现它具有诱发癌症、生殖系统和神经系统等方面的毒性,因此认为它对人类是安全的。2006年有报道称蔗糖素能诱发偏头痛。

  另外一种常用的人造甜味剂是阿斯巴甜(甜味素),参见“低热量可乐中使用的代糖是否会损害健康?”。

  http://www.inchem.org/documents/iarc/vol73/73-19.html

  http://www.cfsan.fda.gov/~lrd/fr980403.html

  http://www3.interscience.wiley.com/journal/118608554/abstract

(编写:方舟子)

 

  问:低热量可乐中使用的代糖是否会损害健康?

  答:美国可口可乐公司生产的低热量可乐基本上都含有代糖——阿斯巴甜(甜味素)。美国食品药品管理局(FDA)在1983年批准阿斯巴甜用于碳酸饮料,1993年批准可用于其他饮料、甜食和糕点,1996年批准可用于所有食物。欧盟、世界卫生组织、联合国粮农组织也都批准阿斯巴甜的使用。FDA对阿斯巴甜的每日允许摄取量设定为每公斤体重50毫克。由于阿斯巴甜经过消化后可降解成苯丙氨酸,而苯丙酮酸尿症(一种罕见的遗传病)患者不能吃苯丙氨酸,所以FDA要求含阿斯巴甜的食物必须标明“含有苯丙氨酸”。

  阿斯巴甜的使用从一开始就有争议,这些争议到现在也没有消除。有一些动物实验表明服用阿斯巴甜能够增加白血病、淋巴癌的发病率,但FDA认为这些实验的设计、处理、解释各方面都存在缺陷。其他的研究表明阿斯巴糖无害,例如2006年美国国家癌症研究所发布的对47万多人的研究结果表明,阿斯巴甜的使用与白血病、淋巴癌和脑瘤的发病率不存在显著相关性。

  从原理上看食品中的阿斯巴甜能对身体造成危害的可能性很小。阿斯巴甜在消化道内被分解成苯丙氨酸、天门冬氨酸和甲醇。其中苯丙氨酸、天门冬氨酸是构成蛋白质的氨基酸,肉、鸡蛋等食品里头都有,而且其含量要比阿斯巴甜高得多,只要不是苯丙酮酸尿症患者,就无须担心。至于甲醇以及由此生成的甲醛,到一定的量是有可能对人体造成危害的,但是由阿斯巴甜摄入的甲醇、甲醛的含量极少,还比不上水果、酒中里头含有的甲醇、甲醛,而且人体代谢过程中也会产生甲醇、甲醛,微量的甲醇、甲醛人体对付得了。如果不是大量地摄入阿斯巴甜,没有必要担心。一瓶易拉罐低热量可乐大约含180毫克阿斯巴甜,对一个体重50公斤的人来说,要一天喝14瓶才会达到FDA的限量。

  http://cebp.aacrjournals.org/cgi/content/full/15/9/1654

(编写:方舟子)

 

  问:含防腐剂的食品会有害健康吗?

  答:对于需要长久保存的食品,使用防腐剂是有必要的。防腐剂可以抑制微生物的活动,防止食物腐败变质,延长食品的保质期。如果不使用防腐剂,食物一旦腐败变质,微生物产生的毒素反而可能对身体健康造成更大的危害。常用的食品防腐剂包括亚硝酸钠、苯甲酸、山梨酸等。

  亚硝酸钠一般用作肉制品和鱼制品的防腐剂和护色剂,能抑制肉毒杆菌的生长,以免肉毒杆菌毒素中毒。但是亚硝酸钠有一定的毒性,大鼠口服亚硝酸钠,半致死量大约为每千克体重180毫克(半致死量是毒理学常用指标,指能导致一半的实验对象死亡的量,越低则毒性越强。食盐的半致死量是3600毫克/千克)。在酸性和受热的条件下,亚硝酸钠能与肉中的氨基酸反应产生致癌物亚硝酸胺。

  苯甲酸又称安息香酸,最初是从安息香树分泌的香脂提取的。它在酸性条件下能抑制霉菌、酵母菌和某些细菌的生长,它及其盐广泛用于酸性食品和饮料的防腐。苯甲酸以游离态或盐和酯等形式广泛存在于自然界中,许多植物(特别是浆果)、动物都有,因此苯甲酸在天然食物中也存在。苯甲酸的毒性较低,大鼠半致死量大约为1700毫克/千克。饮料中的苯甲酸能与维生素C反应产生致癌物苯,特别是在受热和光照的条件下更容易反应。苯甲酸能导致儿童活动过度。

  山梨酸又称花楸酸,最初是从欧洲花楸的浆果提取的。它能抑制霉菌、酵母菌等多种真菌和某些细菌的生长,它及其钾盐可广泛用于做食品防腐剂,防腐效果比苯甲酸强。山梨酸的毒性很低,大鼠半致死量为7360毫克/千克。山梨酸是一种不饱和脂肪酸,在人体里迅速被分解成二氧化碳和水,目前未发现山梨酸有不良反应的报道。山梨酸比苯甲酸的毒性低、防腐效果好,可取代苯甲酸,但是因为山梨酸较贵,国内企业为了降低成本仍然在普遍使用苯甲酸。

(编写:方舟子)

 

  问:味精是否会损害健康?

  答:味精是谷氨酸钠的俗称。谷氨酸是构成蛋白质的20种氨基酸之一,广泛存在于食物中。谷氨酸结合在蛋白质中时是没有味道的,但是游离的谷氨酸能刺激舌蕾上的氨基酸受体,从而让我们感到了鲜味。酱油、西红柿、葡萄汁、鸡汤等食物之所以让人觉得鲜美,就是因为含有游离的谷氨酸。调味用的味精是用淀粉、蔗糖等原料发酵生产的。

  1968年4月,有人在《新英格兰医学杂志》报告说在吃了放味精的中餐后一段时间内会感到颈部麻木,由此引起了人们对味精是否会有害健康的关注。1986年,美国食品药品管理局发布的报告认定味精对一般公众不存在危险,但是对某些人可能会有短时间的反应。1987年,联合国粮农组织和世界卫生组织组成的联合委员会将味精归为最安全的食品成分。1991年,欧洲共同体食物科学委员会也将味精归为最安全的食物成分,不限制可接受的日摄入量。

  2002年,日本研究人员报告说,大鼠摄入大量的谷氨酸钠(在食物中加10~20%的纯谷氨酸钠)会导致眼睛玻璃体中谷氨酸含量增加和视网膜细胞的病变,但是所用的谷氨酸钠量是平常人们烹饪所用的量的十倍以上。动物实验表明,摄入味精能促使实验动物摄入更多食物,间接地导致肥胖。2008年,中美研究人员发布对752名中国农民的调查结果,发现摄入味精最多的人肥胖的几率是不吃味精的人的近3倍。

  http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0014483502920178

  http://www.nature.com/oby/journal/v16/n8/full/oby2008274a.html

(编写:方舟子)

 

  问:鸡精是不是一种天然的调味品?

  答:由于许多人担心味精对健康有害,都改用了鸡精调味,以为鸡精是一种从鸡肉提取出来的天然调味品,所以更健康。其实鸡精的成分与味精基本相同。味精是谷氨酸钠的俗称,而鸡精的成分90%以上就是谷氨酸钠,剩下的不到10%含有助鲜剂、食盐、糖、鸡肉粉、辛香料、鸡味香精等。其中鸡肉粉是从鸡中提取出的汁液加工而成的,比味精贵很多,因此鸡肉粉在鸡精中的含量非常少,有的鸡精甚至根本不含鸡肉粉,而完全用人工合成的鸡味香精取代,比如一种化学名称为双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚的肉香化合物就经常被用来勾兑出鸡肉味。

  味精是用淀粉、蔗糖等原料发酵生产的,其实才是“天然的调味品”,不像鸡精含有人工合成的成分。目前并无证据表明味精对一般人的健康会有危害,反之,如果味精有害的话,那么以味精为主要成分的鸡精也会是有害的。由于鸡精是一种复合调味剂,成分比味精更复杂,多了许多其他成分,对健康的风险反而更大一些。

(编写:方舟子)

 

  问:“奶精”是用牛奶制造的吗?它对身体有没有什么危害?

  答:市场上出售的奶茶(例如“珍珠奶茶”)为了降低成本,大部分并不是用鲜牛奶和奶粉制作的,其实是用“奶精”勾兑出奶香味,配上糖精或甜味剂、色素、果粉、“珍珠”(即木薯粉),再加上冰块和水,摇匀就成了奶茶。这种“奶精”和喝咖啡加的“咖啡伴侣”是同一类产品。奶精虽然有一个“奶”字,其实和牛奶无关。它又称植脂末、粉末油脂、脂肪粉,是以精炼氢化植物油和多种食品辅料为原料制造的,主要成分包括氢化植物油、糊精(淀粉水解物)、酪蛋白酸钠、奶油香精、乳化剂、抗结剂等。其中氢化植物油含量达20~75%。

  普通植物油属于不饱和脂肪酸,对人体有益,但是不稳定,不容易保存。为了便于保存,将普通植物油在一定温度和压力下给多不饱和脂肪酸加上氢原子,就变成了氢化植物油,比较稳定,可以延长保质期。但是这样获得的氢化植物油属于反式脂肪酸,反式脂肪酸的性质类似于饱和脂肪酸,但是对健康的危害比饱和脂肪酸还大,其主要危害是能增加患心血管疾病的几率,据估计美国每年有3~10万人由于食用反式脂肪酸而得心脏病死亡。反式脂肪酸还可能增加患癌症、老年痴呆、糖尿病、肝功能损害、肥胖、不育等风险。通常认为反式脂肪酸摄入量一日不应超过2克,但是一杯奶茶所含的反式脂肪酸一般会超过这个量。饼干、糕点、炸薯条、炸鸡块等快餐食品、烘烤食品也都含有反式脂肪酸。

(编写:方舟子)

 

  问:喝了注射过生长激素的牛产下的牛奶会不会对身体健康有害?

  答:所有的牛都会天然产生牛生长激素,直接或间接地影响到各个器官、组织的生长发育,特别是,生长激素能刺激另一种激素——胰岛素样生长因子1(简称IGF-1)的生产,后者能刺激乳腺,对牛奶的生产至关重要。因此,如果给牛注射牛生长激素,就能提高牛奶的产量。天然的牛生长激素过于昂贵,养牛场使用的是通过基因工程方法生长的重组牛生长激素,其成分、性质与天然的牛生长激素没有区别。1994年,美国食品药品管理局批准用注射重组牛生长激素的方法来提供牛奶产量。

  牛奶中含有微量的牛生长激素,注射过重组牛生长激素的奶牛产下的牛奶,其生长激素的含量并未明显增加。生长激素不能耐热,用巴氏消毒灭菌后牛奶中90%的生长激素会失去活性。生长激素是一种蛋白质,口服它将会在消化道内被消化掉,难以完整地进入体内,因此必须通过注射才能发挥作用,口服无效。而且,牛生长激素和人生长激素有很大的区别,即使牛生长激素进入人体,也不会发挥生长激素的作用。由于以上这些原因,可以认定牛奶中的生长激素不会对人体健康构成威胁。

  牛奶中也含有微量的IGF-1,注射重组牛生长激素的奶牛产下的牛奶中IGF-1的含量增加了数倍。用巴氏消毒灭菌不能使IGF-1失活。牛IGF-1与人IGF-1的组成完全相同,由于有研究表明人体血液中IGF-1含量增加会诱发多种癌症,因此有人担心喝牛奶会增加患癌症的风险。其实,在人的胃肠分泌物中已含有人体分泌的IGF-1,而且量比牛奶中的IGF-1高得多。1.5升牛奶中的IGF-1含量,还不到人体每天分泌的胃肠分泌物中的IGF-1的2%,还不到人体每天自己生产的IGF-1总量的0.1%。因此即便每天喝1.5升牛奶,即便牛奶中的IGF-1都被完整地吸收进了体内,对人体的影响也微乎其微。何况,IGF-1也是一种蛋白质,在通常情况下会在消化道内被消化掉,难以完整地进入人体。

  因此,牛奶中的生长激素和微量的IGF-1对人体健康没有危害,而是会和牛奶中的其他蛋白质一样被消化掉。

  http://www.monsantodairy.com/about/human_safety/FAO.pdf

(编写:方舟子)

 

  问:含“瘦肉精”的猪肉会不会对人体有害?

  答:“瘦肉精”是盐酸克伦特罗的俗称。盐酸克伦特罗原是一种平喘药,用于治疗支气管哮喘和喘息型支气管炎。盐酸克伦特罗如果作为饲料添加剂,猪食用后在代谢过程中会促进蛋白质合成,加速脂肪的转化和分解,提高了猪肉的瘦肉率,因此被称为“瘦肉精”。但是要在饲料中大量使用(是人用药剂量的10倍以上)才能达到提高瘦肉率的效果。由于剂量大、使用的时间长、代谢慢,“瘦肉精”在猪体内的残留量很大,而且由于“瘦肉精”性质稳定,要加热至172℃才会分解,所以一般的家庭烹调无法破坏它的毒性,人食用会中毒,出现头晕、恶心、手脚颤抖、心悸及心律不齐,甚至心脏骤停致昏迷死亡。因此世界没有任何正规机构批准克伦特罗作为饲料添加剂。但是国内一些养猪户为了使猪肉不长肥膘,违法在饲料中添加“瘦肉精”。近年来国内多次发生“瘦肉精”猪肉引起的中毒事件。例如在2006年9月,上海有300多人因食用“瘦肉精”猪肉和内脏而中毒。2008年10月,广州发生三起共5人因食用含“瘦肉精”猪内脏引起的中毒病例,11月浙江嘉兴一企业有70人因吃含“瘦肉精”的红烧肉而中毒。

  近年来,一种叫做“盐酸莱克多巴胺”的药物正在成为“瘦肉精”的合法替代品。和“瘦肉精”不同,莱克多巴胺的剂量很小,每吨饲料中添加4.5~18克莱克多巴胺就能显著增加猪肉的瘦肉率。而且莱克多巴胺在猪体内的代谢很快(喂养7天后97%的莱克多巴胺已从尿、粪中排出),残留量低,对人类的毒性也非常低(在每公斤体重的摄入量不超过67微克时,未观察到对人体有不良影响)。1999年美国食品药品管理局批准盐酸莱克多巴胺做为饲料添加剂使用,在猪肉中的残余量不可超过50ppb(1ppb=10亿分之一)。目前在20几个国家允许使用盐酸莱克多巴胺,但在中国等其他国家被禁止使用。世界卫生组织建议莱克多巴胺在猪肉中的残余量不可超过40ppb。

(编写:方舟子)

 

  问:食物中添加“蛋白精”有没有什么营养价值?有没有什么害处?

  答:“蛋白精”并非合法的食品添加剂,而是不法商人用来冒充蛋白质的化工原料或其废料,并无任何营养价值。它是利用了国家标准的漏洞:根据国家标准,在测定食物中的蛋白质含量时采用的是凯氏定氮法,这种方法通过灼烧样品释放其中的氮元素,测出氮的含量,再换算成蛋白质含量(因为在正常情况下,食物的主要成分中只有蛋白质含有氮)。因此那些含氮量高的有机物就可以骗过检测以冒充蛋白质,添加在本来应该含有较高蛋白含量的食品(例如奶制品、大豆制品)和饲料中。用得最多的“蛋白精”是化工原料三聚氰胺。三聚氰胺含有66.6%的氮,如果把它偷加到食品、饲料中,在用凯式定氮法检测蛋白质含量时,就会把三聚氰胺中的氮含量也换算成了蛋白质含量,这样就虚报了蛋白质含量。

  三聚氰胺进入体内后不能被代谢,而是从尿液中原样排出,但是,动物实验表明,长期喂食三聚氰胺能出现以三聚氰胺为主要成分的肾结石、膀胱结石,并诱发膀胱癌。2007年,从中国出口到美国的宠物食品导致许多宠物肾衰竭死亡,调查表明可能是因为宠物食品中混入了三聚氰胺导致的。2008年中国发生“三鹿配方奶粉”导致数名婴儿因肾结石死亡的事件,其罪魁祸首也是三聚氰胺。

  三聚氰胺做为化工原料,广泛用于生产树脂、塑料、涂料,能从聚合物中微量地游离出来,因此食品在生产、包装过程中有可能从环境中受到三聚氰胺的轻微污染。据美国食品与药品管理局评估,除婴儿奶粉外,人体每天摄入低于百万分之2.5的微量三聚氰胺,不会危害健康。当然,这并非意味着容许食物蓄意掺假。三聚氰胺做为一种对人体可能有害的化工物质,再微量也不能故意添加到食品中。

(编写:方舟子)

 

  问:“蛋白粉”有没有什么营养价值?值得买来吃吗?

  答:“蛋白粉”和“蛋白精”不同,它是真正的蛋白质,蛋白质是一种必需营养素,因此蛋白粉有一定的营养价值。但是没有必要靠吃蛋白粉来补充蛋白质。人体每天需要补充的蛋白质的量并不多,大约是一天一千克体重补充0.8克优质蛋白质。对饮食正常的人来说,这个量并不难达到。如果你每天都吃蛋、牛奶、肉、豆腐这些优质蛋白食品,那么是不太可能会缺乏蛋白质的。因为缺乏蛋白质导致营养不良的,一般只出现在不恰当的节食、素食和贫困人口中,吃得起保健品的人不必有这方面的顾虑。

  如果担心自己会缺乏蛋白质,那么靠吃蛋白粉来补充也划不来。按照某种著名品牌的蛋白粉的吃法,每天吃一次,每次吃10克,其蛋白质含量为80%,也就是8克,相当于喝一杯(250毫升)牛奶所含的蛋白质的量,而其价格却是牛奶的数倍。即使只吃一个鸡蛋也可补充约6克蛋白质。

  吃蛋白粉不仅在经济上划不来,在营养上也划不来。市场上的蛋白粉大多是从大豆中提取出来的,而大豆蛋白并非品质最好的蛋白质,比不上鸡蛋、牛奶的蛋白质。吃高蛋白食物除了补充蛋白质,还能同时补充其他营养素,而这些是吃蛋白粉所不可能有的。例如喝牛奶可补充钙和多种维生素,吃鸡蛋可补充多种维生素,吃鱼能补充对心血管健康很有好处的不饱和脂肪酸,吃肉能补充铁,吃大豆制品(豆腐、豆奶)能补充不饱和脂肪酸、维生素、矿物质和纤维素。可见即使是吃大豆制品,也要比吃蛋白粉更有益身体健康,在经济上也划算得多。

  蛋白质也不是多多益善的。摄入蛋白质过多会对肝脏、肾脏造成负担,并且还会使体内的钙流失,损害骨骼健康。

(编写:方舟子)

(待续)

 



“感冒”并非“伤风”

1 01 2009年

   
感冒是指病毒引起的急性上呼吸道感染,由流感病毒引起的为流行性感冒,由其他病毒(多达一百多种,以鼻病毒、冠状病毒最常见)引起的为普通感冒。二者的症状很相似,但是其实是两种不同的疾病。本文说的感冒如果没有特别说明,都是指普通感冒。一个成年人平均一年要得两、三回感冒,它是最常见的、也是最被误解的疾病之一,许多临床医生也对之存在错误的认识。

   
中国古代医学认为感冒是风邪由皮毛、口鼻乘虚而入引起的。有人认为风邪就相当于病毒,即便如此,这种说法也弄错了感冒病毒进入人体的途径。感冒病毒并不能由皮毛、口腔进入人体,它的入口是鼻腔(有时也从眼睛进入,但也是经由泪管抵达鼻腔)。鼻腔粘膜上长有纤毛,这些纤毛会从前向后摆动,把粘在上面的东西往鼻咽部送去。进入鼻腔的病毒就这样被纤毛送到了鼻腔后部的淋巴组织——腺样体。腺样体细胞的表面有一种叫“细胞间粘附分子”(简称ICAM)的受体。受体就有专门和它结合的配体,但是感冒病毒却能冒充ICAM的配体,和ICAM结合,让ICAM把它送进细胞内。

   
感冒病毒进入腺样体细胞后,就把细胞劫持了,利用细胞内的设备大量地复制病毒。被感染的细胞最终死亡、破裂,释放出新复制的病毒,去感染其他细胞。感冒病毒的感染能力非常强,很少量(1~30个感冒病毒颗粒)的感冒病毒就足以导致感染,而且感冒病毒一旦进入鼻腔,95%的人都会被感染。

   
感冒症状通常在病毒感染2~5天以后出现。被感冒病毒感染的细胞只占鼻细胞的一小部分,对鼻粘膜的损害很轻微。感冒症状主要不是由于病毒造成的损害导致的,而是人体免疫系统对病毒感染做出的反应。感冒病毒感染了鼻细胞后,人体免疫系统发现了入侵者,就会像对待其他入侵者一样做出反应,释放出许多称为“炎症介质”的生物活性物质,例如组胺、激肽、前列腺素等等。这些炎症介质引起血管扩张、通透性增加、白细胞和分泌液渗出,于是就导致了鼻腔堵塞、流鼻涕。炎症介质也能刺激神经系统的喷嚏、咳嗽反射和痛觉。

   
实验表明,感冒完全是由于病毒感染引起的,挨冻并不能增加患感冒的风险。为什么世界各地的人都普遍认为“着凉”、“伤风”会导致感冒呢?可能有几个因素引起了误解。感冒在冬天较常见,这是由于在冬天人们多数时间呆在门窗禁闭的室内,因此感冒病毒在冬天容易传播,会让人误以为是寒冷引起了感冒。患者被感冒病毒感染后在感冒症状出现之前有时会先发烧,感到寒冷、颤抖,之后发现自己感冒了就以为是着凉引起的,其实是倒果为因。此外,在挨冻时会流鼻涕,也容易让人误会那是感冒。

   
有些医生知道感冒是病毒引起的,不过他们认为着凉会降低人的免疫力,因此容易招致感冒病毒入侵。然而实验已表明只要感冒病毒进入鼻腔,几乎所有的人都会被感染,可见与着凉与否、免疫力的高低是没有关系的。并不是所有被感冒病毒感染的人都会出现症状,大概75%的人有症状。那么那些没有症状的被感染者是不是因为其免疫力强呢?情形可能恰好相反。感冒症状是由于人体正常的免疫反应引起的,没有症状反倒有可能表明其免疫系统不够活跃。

   
既然感冒与着凉无关,避免吹风、注意保暖并不能预防感冒。感冒病毒的主要传播“中介”是手,是接触过感冒患者或粘有感冒病毒的物体表面的手,那么勤洗手、避免用手碰鼻子和眼睛,以减少感冒病毒进入鼻腔的机会,是更可靠的预防感冒的方法。国内有药厂宣传“常服维C防感冒”,但是多项临床对比试验表明服用维生素C对预防或治疗感冒都没有效果。

   
要治愈感冒,就必须杀死或抑制体内的感冒病毒,而目前并没有药物被证明能够抗普通感冒病毒——针对流感病毒的抗病毒药物倒是有,例如磷酸奥斯他韦(商品名达菲),但它并不能用以治疗普通感冒。国内医院普遍使用抗生素治疗感冒,其实抗生素是抗细菌的,并不能抗病毒。有些医生辩解说他们这是为了防止继发细菌感染。虽然感冒偶尔会并发细菌感染,但是用抗生素防止细菌感染是无效的。

   
市场上卖的感冒药并不能治愈感冒,最多只能缓解感冒症状,最常见的是解热镇痛药扑热息痛(又叫对乙酰氨基酚)用于退烧和缓解头痛,以及抗过敏药扑尔敏(又叫马来酸氯苯那敏)用于减少鼻粘液分泌和缓解鼻塞。市场上治疗感冒的中成药也都普遍添加了这类西药,让患者觉得有疗效。香港、台湾药检部门多次在大陆产的治感冒中成药中检测出没有标明的西药成分。

   
感冒是一种自限性疾病,通常一周左右就会自愈,但是人们得了感冒后总喜欢求医问药打点滴,还有人抱怨到医院治个感冒就花几百块钱,真是何苦呢。

2008.12.27

(《中国青年报》2008.12.31)



屏气潜水80分钟

25 12 2008年

   
不久前德国潜水员席耶塔斯创造了一项吉尼斯世界纪录:在水下屏气17分钟19秒。这个惊人的纪录是靠“作弊”取得的:潜水前吸了30分钟的纯氧。如果不事先吸氧,他的记录是10分12秒。这仍然很惊人,一般人在水下屏气很难超过5分钟。

   
但是这个世界纪录和海豹、鲸、海豚这些海洋哺乳动物相比,又不值一提了。在这方面,海豹的表现尤其出色,例如,生活在南极洲的威德尔海豹能一口气潜水大约80分钟。它们是怎么做到这一点的呢?

   
海洋哺乳动物无法像鱼那样利用溶解在水中的氧,同样靠肺呼吸空气,在潜水时也必须憋气。你也许马上会想到,是不是因为海豹的肺比较大,能够憋住更多的空气?那位德国潜水员能创造世界纪录,据说就是因为他的肺要比同样体格的人大了约20%。但是海豹的肺与身体的比例并不比其他哺乳动物大。海豹不是靠肺活量大取胜的,那么靠什么呢?

   
肺部吸入的氧气进入血液后,和红细胞中的血红蛋白结合,然后随着血液循环输送给全身的细胞利用。血液中血红蛋白越多,能够结合的氧气也就越多,就越能忍受缺氧的环境。海豹血液中是不是有更多的血红蛋白呢?是的。海豹的血容量相对来说比较大,有更多的红细胞,也就意味着更多的血红蛋白。而且,更关键的是,在开始潜水时,海豹的脾脏会往血液中注入更多的红细胞。人的脾脏的主要功能是过滤血液和产生淋巴细胞,对人的生存其实不是很重要,有的人因伤因病切除脾脏后还可以好好地活下去。但是某些哺乳动物(包括海豹、马、狗)的脾脏还有储存红细胞的功能。海豹有一个大得出奇的脾脏,里面储存了占全身三分之二的红细胞。在海豹潜水的瞬间,肾上腺素会刺激脾脏收缩,释放储存的红细胞到血液中,让血液中血红蛋白的量增加了60%。血液中红细胞过多也有副作用,会造成淤血,所以海豹潜水完毕浮到水面后,血液中肾上腺素的量减少,脾脏舒张,又把多余的红细胞收回去了。

   
大量的血红蛋白携带的氧气能让海豹在水下待上大约15分钟。剩下的65分钟怎么办呢?在海豹的肌肉中含有大量的肌红蛋白,它们的构造和血红蛋白类似,能和血液中的氧结合,把氧储存起来。一旦血液中的氧浓度很低时,肌红蛋白中的氧就被释放出去供肌肉细胞使用。肌红蛋白储存的氧,能让海豹在水下多待大约10分钟。

   
但是还有55分钟需要对付。在这么长的时间内海豹的肌肉没有氧气可以利用,它所需的能量从哪里来呢?所有的动物都能在无氧的条件下产生能量,这个过程被称为“无氧呼吸”。我们人类也有这个能力,比如在激烈运动时,肌肉的氧气供应不足,也要靠无氧呼吸来提供能量。但是无氧呼吸产生能量的效率比有氧呼吸低,而且会产生一种有害的副产物——乳酸(这就是为什么激烈运动后肌肉会酸痛)。乳酸会降低血液的酸碱度,让它变酸性。体内大多数的酶对酸碱度的改变非常敏感,到一定程度就失去活性,会是致命的。

   
海豹为何能忍耐如此长时间的100%无氧呼吸却又不得酸血症呢?它们是通过巧妙地改变血液在身体的分布来达到的。在海豹潜水时,血液主要流向大脑、心脏、脾脏、眼睛、肾上腺、胎盘(如果怀孕的话)这些此时至关重要的器官,而流向肌肉的血液大为减少,这样,肌肉产生的乳酸就留在肌肉内,而不会随着血液流到全身危害其他器官。海豹浮出水面后,再逐渐增加流向肌肉的血液,乳酸将被氧气转化成有益无害的丙酮酸。

   
海豹潜水可不是在游泳池里玩憋气游戏,而是要潜到海底觅食,潜水深度有时能达到700米。潜水员穿上潜水服能潜到600米。当潜水员下潜水底时,身体所受的压力随之增加,呼吸到体内溶解于体液中的空气的量也随之增加了。其中的氮气是没法被人体利用的。当潜水员返回水面时,气压一下子下降,就像打开一瓶汽水、被压在水中的二氧化碳往外冒泡一样,体液中的氮气也会冒泡,干扰血液循环,对身体造成损伤,得了减压症。要避免出现这种情况,潜水员需要进入高压舱增压迫使氮气回到血液中,然后再经历长时间的减压,让氮气缓慢地离开身体。

   
海豹为何不会得减压症呢?仔细观察一下海豹在潜水之前的准备动作。你也许以为它会像我们潜水前一样深吸一口气。恰恰相反,它是大呼一口气,把肺内的气体排掉,就能减少潜水时溶解到体液中的氮气的量。此外,海豹在潜水时肺会由于加在胸部的压力而塌扁,肺里剩余的空气被挤到支气管和气管,从那里是进不了血液的。海豹就这样用一个简单的办法巧妙地解决了一个复杂的问题,避免了减压症。潜水前少吸一口气会少摄入一些氧气,不过,一次深吸气的氧气不过能供身体使用2分钟,这对潜水80分钟来说微不足道,完全值得为了避免减压症而牺牲掉。

2008.12.7.

(《中国青年报》2008.12.24)

(XYS20081224)

 



科学史上著名公案——孟德尔的发现为何被忽略?

24 12 2008年

(按:主要内容根据方舟子著《寻找生命的逻辑》一书的有关章节改写)

  达尔文在1859年发表《物种起源》,创建进化论,已为生物科学的大厦立下了一个支柱。但是这座大厦仍然摇摇欲坠。达尔文进化论的核心是自然选择学说,但是他找不到一个合理的遗传机理来解释自然选择,无法说明变异是如何产生,而优势变异又如何能够保存下去。事实上,对于遗传的机理,当时的科学界一无所知。达尔文为此苦恼终身。他在1872年如此写道:“遗传的定律绝大部分依旧未知。没有人能够说明在同一物种的不同个体中的相同特性,或在不同物种中的相同特性,为什么有时候能够遗传,而有时候不能;为什么孩子能回复其祖父母甚至更遥远的祖先的某项特征。”

  达尔文不知道的是,这些问题早在7年前就已经被奥地利修道院一个业余的生物学家孟德尔通过豌豆杂交试验解决了,生物科学大厦的另一个支柱早就立好了。但是孟德尔在1865发表的成果被科学界忽略了,直到1900年孟德尔遗传定律才被“重新发现”。为什么在生物学界迫切需要遗传定律之时,孟德尔如此重要又如此出色的研究却没有引起注意?是什么原因让孟德尔成为科学史上最孤独的天才,超前了整个时代35年?

  其中一个因素是孟德尔对发表论文不热心。根据他写给当时最著名的植物学家耐格里的信,我们知道他在豌豆试验之后,又从事了紫罗兰、玉米、紫茉莉的杂交试验,完全证实了豌豆试验结果的正确性。但是他却没有发表这些成果。在杂交试验方面,除了豌豆试验的结果,他只在1870年发表了有关山柳菊杂交的论文,而那却是和豌豆试验结果不符的。即使是最重要的豌豆试验结果,他也只是于1865年在当地(布隆)自然科学学会的会议上做了报告,参加会议的人根本就没人听得懂他在说什么,没人提问或加以评论。第二年,他的报告整理成论文按惯例登在了学会的学报上。该学报虽然被送往欧洲一百多个大学和图书馆,但是有谁会去注意从这么个偏僻地方寄来的会刊呢?在当时,大家只习惯于在伦敦出版的《林奈学会会刊》上寻找重大的生物学发现。

  孟德尔并非完全不重视向学术界介绍自己的工作。他在收到论文的单行本后,分寄给世界各地著名的植物学家,试图引起科学界的注意。但是有谁会去理睬一个偏僻地方的修道士寄来的论文呢?自然是毫无回音。孟德尔希望通过与权威私下交流的方式引起他们对他的成果的重视,给耐格里写了许多封信,向他报告自己的试验成果,并愿意向他提供豌豆种子供检验。可惜他与耐格里的交往完全是一场灾难。这位当时首屈一指的专家完全不能理解孟德尔工作的意义,在1867年2月25日的一封回信中,傲慢地教训孟德尔说,他的实验“还远远没有完成,其实只是个开端”,建议孟德尔改用山柳菊(耐格里喜用的研究材料)重复这些试验。这是一个糟糕得不能再糟糕的建议。山柳菊完全不适于做杂交试验。它存在无数的难以观察的变异,花非常小,不容易操作,而且当时无人知道的是,它有时候行有性繁殖,有时候行无性繁殖,这样是根本不可能在其后代中发现数量关系的。孟德尔却认真对待这位权威的建议,花了几年时间用于研究山柳菊,一无所获。这时候想必连他自己也怀疑他发现的遗传规律并不是普适的,这无疑使他很沮丧。恰好在这个时候他被选为修道院的院长,便逐渐把精力转移到修道院的行政事务上,放弃了科学研究。

  耐格里不仅给了孟德尔最糟糕的建议,而且也完全忽视了孟德尔豌豆试验的结果。他在1884年出版了一部有关遗传和进化的大部头学术著作,总结了他所知道的有关植物杂交的所有实验,唯独没有一个字提到孟德尔。耐格里对孟德尔的工作如此轻视,恐怕并非偶然。他相信的是融合遗传(认为后代是父母性状融合的结果),而孟德尔的结论却证明了颗粒性遗传的正确(父母的基因不是融合,而是分离的),这将使他的观念被彻底推翻,或许正是这种心态,使他想当然地做出了孟德尔肯定错了的结论,而不愿多加考虑。

  在1900年以前,孟德尔的豌豆试验曾被引用了11次。最早的是霍夫曼,他在1869年的一篇论文中简单地提及孟德尔的试验,并将孟德尔的论文列为引文。这个引文引起了德国著名植物学家福克的注意,他在1881年出版的《植物杂种》这一名著中简短地评价了孟德尔的工作,其语气颇为不屑:“孟德尔所做的许多杂交的结果,与奈特的十分类似,但孟德尔却自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系。”福克虽然如此贬低孟德尔的贡献,但提及孟德尔,却无意中做了一件大好事,因为他的这本书后来成为从事植物杂交的工作者人人必备的参考书,孟德尔的工作才因此得以被记载下来,并最终在1900年被三位查阅这本书的生物学家同时发现。

  显然,在1900年以前,孟德尔的工作被遗忘,不是因为权威们不知道它,而是因为他们不觉得他有什么了不起。这是为什么呢?因为孟德尔不幸处于巨人的阴影之下。达尔文《物种起源》一书在生物学界引发了一场革命,进化论的研究是当时最引人注目的一个领域。从事遗传研究的人,甚至包括孟德尔,都觉得自己也是在解决生物进化的问题——他在1866年的论文中提到,他从事豌豆试验的目的,是为了“解决一个问题,这个问题对有机体的进化史的重要性决不能低估”。在当时的研究者看来,对进化论而言,物种间的杂交要比物种内的杂交意义重大得多,因为这能说明新物种是怎么产生的。孟德尔本人也用菜豆和山柳菊从事过种间杂交,他的这些工作在1900年常被植物学家们提到(甚至包括耐格里!),而他的豌豆试验,看上去不过是个琐屑的小工作,不值一提。

  孟德尔被时代所忽略的,恰恰是他的天才之处。以前研究生物遗传的学者,当他们比较子代和亲代的异同的时候,是把亲代做为一个整体,又把子代做为另一个整体进行比较的。他们相信的是,亲代存在一种“本质”,子代存在另一种“本质”,遗传就是这种本质的传递和变化。子代内部的变异被看做是可以也应该忽略不计的偏差,只有其平均的性质才有研究的价值。但是孟德尔在做豌豆试验时,却不抱这种本质论的思想,采用的是群体思维。在他看来,子代群体是由一个个不尽相同的个体变异组成的,每一个个体都是有价值,值得研究的,个体变异并不是偏差,而恰恰是遗传的表现。因此,别的植物学家在研究豌豆杂交试验时,只停留于对现象的概括描述:第一子代只出现一种性状,第二子代两种性状又都出现了,等等,而孟德尔却知道要挨个挨个去数豌豆种子,每一粒种子都是宝贵的,不可抛弃,从而能对它们做定量研究。

  孟德尔的天才之处,恰恰也是达尔文的天才之处。达尔文之前的进化论先驱们,在研究进化问题时,抱着的也是本质论的观点,每个物种都存在着一种代表它的本质,进化就是从一种本质到另一种本质的变化,而物种内的个体变异是可以忽略不计的。而达尔文恰恰重视的是物种内的个体变异,这些变异提供了自然选择的材料,生物才得以进化。很难说哪一个变异更重要,现在看上去不起眼的变异,以后很可能成为适应变化了的环境的优势变异而传播开去。这种强调群体内部个体的重要性的群体思维,可以说是达尔文的首创。但是即使是达尔文本人,在研究遗传问题时,也没能突破传统思维。达尔文相信某些育种学家的错误说法,单个的花粉不能使植物授精,而必须有几个花粉才行。这使他误以为在遗传时雄性配子和雌性配子不存在一配一的关系,而无法进行定量的研究,尽管他自己在做金鱼草杂交实验时,也得到了子代的显性性状和隐性性状的比例为3:1这个“孟德尔比例”,却完全忽略了其中所隐含的定律。

  《物种起源》德语版在1860年出版后不久,孟德尔就已仔细地阅读,并在书上做了批注。据说,孟德尔的论文在1868年发表后,他寄了一份给达尔文,但是达尔文从来没有阅读它——人们在达尔文藏书中发现它的时候,论文的连页没有割开(当时人们阅读一本新书时,必须自己把纸页割开)。在现存的达尔文藏书中,并无孟德尔的论文,这个说法是否可靠不得而知,孟德尔在给学术权威寄论文时,似乎不应漏掉达尔文。这两位生物学的创建者,如果在科学思想上曾经有过交流的话,也肯定是单向的。但无论如何,他们是殊途同归了。

(《经济观察报》2008.12.22)

 



生命的压力

4 12 2008年

   
设想你把一根水管套在水龙头上,打开水龙头,水开始“哗哗”从水管的开口往外流。再设想你在水管的开口端绑了一根棍子,拿着它慢慢往上举,由于重力的缘故,水流越来越小,举到一定高度,水压无法克服重力,水就再也流不出来了。

   
你的心脏就好比水龙头,同样需要产生一定的压力才能克服重力,把血液输送全身各处,特别是输送到高高在上的头部。动脉就好比水管,由它把血液从心脏送走。如果动脉破裂,在压力之下血液将会喷射而出,而且随着每一次心跳,会产生新一波的压力,喷射出更多的血,危及生命。这就是为什么动脉管一般埋在身体深处,以免因为擦伤或小创伤而割破动脉。这显然是进化的结果,那些动脉管位于身体表层的个体因为容易失血而被淘汰了。

   
为了承受压力,动脉管壁比较厚,血液中的氧气、营养素、激素等物质被禁锢在里头,无法穿透出去送给细胞。动脉逐渐分支,变成小动脉,小动脉再分支,变成毛细血管,细到其直径和细胞差不多。几乎身体的每个细胞与毛细血管相邻。毛细血管的管壁非常薄,通透性强,血液中的氧气和其他物质很容易渗透出去送给细胞,细胞产生的二氧化碳和其他废物则进入血液,在这个物质交换过程中液体也在进进出出,动脉管原有的血压也随之散掉了。

   
毛细血管中的血液与细胞进行了物质交换之后,进入了静脉。静脉管壁比较松软,血压非常低,如果破裂,血不会喷射而出,而是缓缓地流出,容易止住,所以它可以遍布身体表层,我们透过皮肤能见到一根根“青筋”,实际上就是一根根静脉管。比心脏位置低的静脉管中有单向的瓣膜,使血液只能往上流。如果我们收缩一下腿部肌肉,就会促使静脉血往上流,瓣膜阻止它们不会由于重力而往下流。

   
一个人的血压并不是恒定不变的,比如在运动或心情紧张时,血压会较高。当然,在这种情况下,你自己注意到的是心跳加快。心跳快慢和血压高低有关吗?是的,我们的大脑平时就是通过调节心跳的快慢和强弱来调节血压的。在主动脉和颈动脉管壁有压力感受器。如果血压比较高,动脉管扩张,牵拉管壁中的压力感受器,压力感受器把信号送到了大脑,牵拉程度越强信号也越强烈。大脑再发出信号给心脏,让心跳慢下来,血压随之恢复到正常水平。反之,血压比较低时,压力感受器发出的信号减弱,心跳随之加快。

   
但是如果由于创伤出血,血管里的血量减少了,血压随之下降,这时即使加快心跳也维持不了血压,身体必须启动另一套系统。在肾脏的小动脉的管壁内有一种特殊的细胞,它们感受到动脉血量减少、血压过低时,会分泌肾素到血液中。肾素是一种能水解蛋白质的蛋白酶,它在血液中把肝脏合成的一种叫血管紧张素原的蛋白质水解成了血管紧张素Ⅰ,血管紧张素Ⅰ随血液到了肺,在那里由一种转化酶将它变成血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ能使全身的小动脉收缩,从而使血压升高。它还能促进肾上腺皮质分泌醛固酮,这种激素能让肾脏把要变成尿液的水重新吸收回来进入血液,增加血量,从而也能升高血压。治疗高血压的一种常见药物是血管紧张素转化酶抑制剂,它能减少血管紧张素Ⅱ的生产,从而把血压降下来。

   
在失血时,身体也会对血液在全身的分布做出调整,把血液从皮肤、肠胃、肾脏这些这时不太重要的器官调走,去供给心脏和大脑这两个生死攸关的器官。这就是为什么失血过多的人会感到发冷,因为皮肤里的血流走了。同时,呼吸也会变得急促起来,通过加快呼吸频率来弥补由于失血导致的氧气供应的不足。

   
但是这些都是权宜之计。失去的血量必须想办法补充。一些细胞液、组织液会渗透进血管中以增加血量,但最终还必须从体外补充水分。实际上,血管紧张素Ⅱ的另一个作用就是让人觉得口渴,想要喝水。补充水分最有效的方法当然是到医院打点滴。这时医生也会在静脉注射液里加入某些激素,例如肾上腺素,它能让血管收缩,帮助升高血压。

   
如果失血过多,血压低到无法给细胞提供氧气和营养素,人就会休克,到一定程度休克变得不可逆,就没法康复甚至死亡了。除了大失血,过敏也能导致休克。例如,有些人在注射了成分复杂的中药注射液后,药中的某些成分会刺激人体免疫系统中的抗体发生反应,释放出大量的组胺(一种小分子),它能让血管扩张、通透,血浆渗出,血压急剧下降,无法把血液运到重要器官,本来应该流到心脏和大脑的血液涌向皮肤,这时人会感到发热、皮肤出现红斑、心悸、晕眩、昏迷。组胺还会让气管的肌肉痉挛,阻塞呼吸道,导致呼吸困难,窒息而死。过敏性休克往往突然发生(能短到几分钟内),非常剧烈,难以抢救。近来常见到有人在医院里注射中药注射液后猝死的报道,那就是过敏性休克导致的。

2008.12.1

(《中国青年报》2008.12.3)

(XYS20081203)

 



科学史上著名公案——布鲁诺是不是科学烈士?

2 12 2008年

   
提起科学烈士,大家马上会想到布鲁诺。通常认为,布鲁诺是因为捍卫哥白尼提出的日心说,被罗马教廷判为异端,用火烧死。今天一些不被科学界承认的伪科学人士喜欢以当代布鲁诺自居,不过人们提起布鲁诺,更多地是以之做为宗教势力压迫科学进步的例子。这当然让宣扬宗教与科学不冲突的人士不以为然,声称布鲁诺并非因为其科学观点而被处死,把布鲁诺当成科学烈士是以讹传讹。有个华人教徒还写了一篇很长的文章,论证布鲁诺被处死完全和日心说无关,而是因为宣扬邪恶理论、搞巫术施魔法、组织邪教团体,看来是死有余辜了。

   
最早想要推翻传统观点的,很可能是为了维护天主教会名誉的天主教人士。20世纪初,正是天主教会势力衰弱,科学声势高涨之时,美国天主教学者编撰出版了一部在天主教世界影响深远的《天主教百科全书》,对布鲁诺一案是这么说的:“布鲁诺被处决既不是由于他捍卫哥白尼的天文学体系,也不是由于他有关存在多个人居世界的教条,而是由于其神学错误,其中包括:基督不是神而只是一个技巧非凡的魔术师,圣灵是世界的灵魂,魔鬼将被拯救等等。”

   
影响所及,一些人文学者也持这种观点,例如网络版《斯坦福哲学百科全书》在“哥白尼”词条下这么说:“在1600年时天主教对哥白尼体系并无官方立场,它肯定不是异端。当布鲁诺被做为异端分子烧死时,这与他支持哥白尼宇宙观的写作毫无关系。”国内有的学者也乐于要告诉大家一个“布鲁诺的真实历史形象”来标榜自己的专业性,似乎只有他们才知道大众被蒙蔽的真相。

   
那么布鲁诺究竟是由于什么“罪过”而被捕并处死的呢?布鲁诺是在1592年5月22日在威尼斯被捕的。两个月前,应威尼斯贵族莫塞尼戈的邀请,布鲁诺到威尼斯教他记忆术。莫塞尼戈未能掌握这一“自然魔术”,对布鲁诺心怀不满,于是在布鲁诺向他道别时,向威尼斯异端裁判所告发布鲁诺有“多个世界”(指宇宙中存在多个有人居住的世界)的异端信仰和有不端行为,于是布鲁诺被捕。几个月后,布鲁诺被引渡到罗马,由罗马异端裁判所进行审判。罗马教廷对布鲁诺有多项指控,五花八门,根据意大利历史学家鲁奇·费波的归纳,加在布鲁诺头上的有八大罪状:一、坚持与天主教信仰相反的意见,并有反对它及其教士的言论;二、坚持有关三位一体、基督神性及道成肉身的错误意见;三、坚持有关基督的错误意见;四、坚持有关圣餐变体论和弥撒的错误意见;五、宣称存在多个世界及其永恒性;六、相信灵魂转世和人的灵魂能转给畜生;七、从事魔术和预言;八、否认圣母玛利亚的童贞。

   
初一看,这八大罪状似乎的确没有提到哥白尼日心说,但是其第五条提及的“多个世界”观点已包含了日心说,实际上是比哥白尼日心说更具革命性、也更接近现代科学观点的宇宙观。布鲁诺相信地球以及其他行星围绕着太阳公转,并赞扬哥白尼为此提供了科学证据。但是布鲁诺更进一步指出,地球固然不是宇宙的中心而只是一个普通的行星,但是太阳也不是宇宙的中心,而只是一颗普通的恒星。所谓的恒星其实就是一颗颗太阳,宇宙中有无数恒星,它们也有行星围绕着它们在旋转,组成无数个太阳系,而在这些行星上,有的也会有生命的存在,因此这种观点被称为“多个世界”。在布鲁诺看来,宇宙是无限、永恒、均质、各向同性的,宇宙万物都由相同的元素组成(而不是像前人认为的那样天体由特殊元素组成),而且受相同的自然规律的支配。

   
可见,起诉布鲁诺的罪状中的确包括了其宇宙观。有人也许会说,那只是八大罪状中的一条而已,不能说是其主要罪状。但是,那是起诉布鲁诺的罪状,并非最终处决他的理由。布鲁诺被囚禁、审讯了七年。在漫长的审讯过程中,布鲁诺试图把自己的观点和天主教教条调和起来,为自己辩护。他愿意放弃部分自己的观点,但是他坚持自己的宇宙观是正确的,尽管裁判所的法官要求他放弃其多个世界的观点。布鲁诺希望能通过放弃部分观点来换取自己的生命,但是裁判所法官和教皇要求他放弃全部的观点,而布鲁诺则坚决不愿意放弃其宇宙观。

   
有关布鲁诺案件的原始记录已经丢失。但是1940年在罗马教廷发现了一份当时根据原始记录写成的本案概要,其中包括布鲁诺著作摘要、部分审讯记录和其他从原始记录抄录的文件。在布鲁诺被处决前的最后一次审讯中,裁判所法官讯问了他的宇宙观。布鲁诺坚持认为他的宇宙观是有科学基础的,而且也与基督教《圣经》不冲突。他是如此回答的:“首先,我要说,我是在合理和确切的基础上提出有关地球运动和天空固定的学说的,这并没有破坏圣经的权威性……就太阳而言,我要说它并没有升起或降落,我们也没有看到它升起或降落,这是因为,如果地球绕着它的轴转动,也就产生了我们说的(太阳)升起和降落……”

   
这次审讯可能是在1599年4月举行的。布鲁诺最终被判为异端,而由于他坚决不认罪,被判处死刑。1600年2月17日,布鲁诺被烧死在罗马鲜花广场,骨灰被扔进了流经罗马的台伯河。主持审讯布鲁诺的是枢机主教贝拉明。16年后,在同一个地方,贝拉明主持了对伽利略的审讯,这回起诉他的原因比较简单:因为伽利略宣扬日心说。伽利略由于宣布放弃自己的观点而留下了性命。

   
虽然异端裁判所起诉布鲁诺的罪状比较多,但随着审讯过程的演变,布鲁诺最后主要是由于坚持其科学观点而被烧死的,那么说他是科学烈士也没有不妥。

2008.11.19.

(《经济观察报》2008.12.1)

(XYS20081201)

 



关于“白求恩之死”的谣言

1 12 2008年

  逍-遥在网上发了一篇《再论青霉素的发现——兼与方舟子商榷》,因标题上挂了我的名字,被我检索到。但我看了一遍,却看不出他究竟想跟我商榷什么。文中没有具体指出我在《科学史上著名公案——青霉素的发现》一文中有哪条事实或哪个观点不妥,而只是在自说自话。

  逍-遥在文后提到一个他以前写青霉素收集的有关白求恩之死的八卦,大意是说白求恩得了葡萄球菌引发的败血症,生命垂危,中共通过上海闻人杜月笙搞到极为珍贵的抗生素盘尼西林,送到延安时白求恩已处于极度危险状态,有人认为不该把如此珍贵的青霉素用在白求恩身上,因为已经无法保证可以把他救活了。讨论后决定询问白求恩的意见,白求恩婉转地用法语说:“为了我们的事业,生命也是重要的。”被翻译成:“为了我们的事业,生命也是可以奉献的。”于是就放弃使用青霉素,逼着白求恩做圣人云云。

  逍-遥说这则故事“仅供八卦,真实性存疑”,其实只要用点脑子,就可知这是一个非常拙劣谣言,疑都不必存,不该不加驳斥地为之传播。白求恩死于1939年,而青霉素做为药物要到1941年才研发成功,1943年发现了高产的产黄青霉才开始大规模生产青霉素。白求恩病危时,中共得到哪里去找一台时间机器飞到未来才能搞到青霉素。

  逍-遥文中介绍其写作之谈称:“事实上写这方面的科普文章,尤其是在国内条件下,相当困难,首先在资料搜集上就很难。还好有一个工具叫Google,有一个网站是维基。”用Google和维基最多有助于帮助搜集一些材料,如何从这些材料中去伪存真,就需要有良好的判断力和科学素质,这不是网络能够帮助的。有些自诩“天才少年”的人对涉及的话题缺乏了解,以为靠牵牵Google、查查维基就能写好科普文章,是大错特错。至于干点Google一篇美国《国家地理杂志》介绍动物能否预测地震的文章改一改就当成自己的科普文章在国内报纸上发表之类的勾当,更等而下之了。