《 吃货的生物学修养》｜如何生活的更健康？
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核心书摘
《吃货的生物学修养》是一部关于饮食背后生物学机理的科普读物。作者以脂肪、糖和代谢病研究中的重大发现为脉络，展示了科学家在这个领域的探索，论述了日常饮食与疾病的关系，介绍了一些常见代谢类药物如减肥药、他汀、胰岛素的前世今生。读这本书，可以让我们利用闪光的科学发现，来理解疾病、开发药物，保护我们的身体，也让你感受到科学的力量和优美。
关于作者
王立铭，浙江大学生命科学研究院教授、研究员、博士生导师。《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美国加州理工学院最佳论文奖获得者。2015年获得年度“求是杰出青年学者奖”。
本书鲜知
学什么？如何生活得更健康
提到脂肪，你会想到什么？是超市冷柜里白花花的肥肉？还是自己日渐丰腴的小肚腩？我们的脂肪可绝不仅仅是让人讨厌、让人体型走样的赘肉，它是作为人体必需的七种营养元素之一。也是身体最重要的储存能量的场所，从我们的胃口，我们的免疫功能，到我们的情绪和行为。
《吃货的生物学修养》就是以脂肪、糖和胆固醇代谢研究中重大发现为脉络，用讲述历史故事的形式，把常人陌生的科学史娓娓道出，引人入胜，同时，对于公众了解与能量代谢有关的疾病也很有帮助。
你还会发现
· 肥胖症的概念；
· 胆固醇的前世今生
· 什么是甜蜜的疾病。
一、欲说还休的肥胖症
当下，减肥是个潮流，但成功的人不多，很多人还因为减肥不成功而怀疑自己，认为自己的自制力出了问题，是个失败者。但实际上，肥胖绝不仅仅是因为管不住嘴，它的背后还有很多不可抗力。因为神经生物学的研究证明，调节食欲的大脑中枢要同时受到“饱”信号和“饿”信号的双重控制。
在肥胖者体内，下丘脑感知“饱”信号的能力会显著下降，相反，感知“饿”信号的能力却会明显升高，这就让肥胖者更容易感觉到饿，更容易进食。也就是说，贪吃暴食除了是“吃货”型的进化本能，还有可能是一种病理性的神经生物学现象。
既然是病就得治，要治病，就要了解病的病因。大多数人都认为肥胖是脂肪惹的祸，但这个说法并不正确。肥胖者体内脂肪过剩是事实，但脂肪过剩的原因却不是来自脂肪本身。
20世纪60年代，美国生物化学家道格拉斯·科曼在实验室里，用两只体形异常肥硕的小老鼠“肥肥”和“糖糖”做了一系列的实验。这是个系列实验，前后持续了十几年时间。最终他得出了一个结论：老鼠体内一定有两个基因，一个能够制造出强有力的食欲抑制因子，经过血液流进大脑，有效地降低老鼠的胃口；而另外一个基因则负责感知和响应这种抑制因子。只要找到这两个基因，就可以理解食欲跟发胖的秘密了。
遗憾的是，科曼博士直到62岁退休，也没有找到抑制食欲的因子，也不知道这个因子是否真的存在。
一直到1994年，美国洛克菲勒大学的杰弗瑞·弗里德曼和他的团队利用现代遗传学手段，经过八年时间的漫长探索，找到了科曼博士预言的能够抵制食欲和控制体型的蛋白质因子，并把它们命名为“瘦素”，顾名思义，这是可以让人变瘦的因子。
最关键的是，科学家的实验证明，瘦素就来自脂肪组织。当我们身体内脂肪过多时，瘦素分子水平随之上升，告诉大脑现在身体能量充足，不需要吃太多的东西了。当脂肪水平下降时，瘦素分子水平降低，就开始恢复好胃口，让自己多吃东西。脂肪组织通过分泌瘦素，掌握整个身体的新陈代谢，维持我们身体的理想体重。
既然科学家们都知道了脂肪通过瘦素能够自动调整食欲，掌控新陈代谢，为什么直到现在肥胖还困扰着全人类？为什么我们不能通过科学的手段，比如利用瘦素原理研发减肥药品有效控制体重呢？
其实，在瘦素发现之初，人们就已经开始利用瘦素进行减肥试验了，而且科学家还通过重组DNA技术，制造出了大量的瘦素蛋白，这项技术也被制药公司研发生产出了药物，但结果却不尽人意，肥胖症患者注射瘦素后确实出现了体重下降的情况，但只是短期的，效果很快就消失了，肥胖者体重会持续反弹。
这是为什么呢？
这就需要我们来了解一下瘦素的工作原理了。前面介绍了，瘦素的最终作用是通过降低自身的合成与分泌，让身体能量摄入、脂肪含量和体重维持在一个合理的水平，这个作用被称为“负反馈循环”。打个比方，瘦素就像价格，当供大于求时，价格降低，减少供应；当供小于求时，价格上涨，增加供应。
但是近百年来，随着社会的发展，这个机制出现了问题。人类的食物不再短缺，各种美食随处可见，各种高热量、高脂肪的食物在市场营销的推动下，彻底摧毁了人类的味蕾，原本可以通过运动消耗过剩能量的人们又被牢牢地钉在写字台前或电脑前，能量摄入持续上涨，能量消耗却持续下降。
长期稳定地过量摄入能量，长期稳定地储存过量的脂肪组织，而血液中瘦素水平也长期保持在较高的水平，久而久之，人体对瘦素的反应就变得迟钝了。也就是说，瘦素自动调整人体能量平衡的灵敏度降低了，对持续摄入的过量能量反应迟缓了，过剩的能量不断地储存在脂肪组织中，最终导致脂肪越积越多，体形越来越胖。
所以，要减肥，关键还是要回归到瘦素调控体重的“负反馈循环”状态。只有在这种状态下，人体才能对瘦素的反应不断趋向于灵敏，才能维持摄入能量与体重之间的平衡。
怎么样才能增加能量的消耗，减少摄入能量呢？最有效的办法，还是那句老话：管住嘴、迈开腿。通过运动消耗热量，提升身体的新陈代谢效率，从而燃烧脂肪；通过控制饮食，降低长期稳定的过量能量摄入。另外，减肥需要长期计划，循序渐进，步步为营，最终回归瘦素的“负反馈循环”状态，这才是科学有效的减肥之道。
二、胆固醇的前世今生
在人体里，脂肪分子的运输是通过一种叫做载脂蛋白的“交通工具”实现的。载脂蛋白就像血液中运载脂肪的潜水艇。载脂蛋白潜水艇上的乘客，主要是两种脂肪分子：三酰甘油和胆固醇。在正常身体机理下，胆固醇是身体不可缺少的，但胆固醇超出了合理范围又会引发一系列的疾病，比如高血脂，冠心病等所谓“富贵病”。
1908年，俄国巴甫洛夫实验室发现，给兔子喂食蛋、肉和全脂奶，兔子会很快患上主动脉粥样硬化。1913年，有位俄国科学家直接给兔子喂了大量胆固醇，这个实验让兔子快速患上了主动脉粥样硬化。这表明脂类和心脑血管病有直接相关性。
在此后的几十年中，有更多的科学家通过实验证实了胆固醇分子是如何堆积在血管壁上，是如何导致血管斑块和动脉硬化，又是如何继续引发各种心脑血管疾病的。
这就像是携带了大量泥沙的河水，泥沙能够堵塞河水的流动、淤积在河床的底部，血管中流动的脂肪也是一样，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在血管壁上逐渐聚集和沉淀，阻碍血液的顺畅流动。当沉积的脂肪颗粒远远超过了免疫细胞的处理速度时，前来清理的免疫细胞会大量破裂死亡，残存的免疫细胞碎片反而会起到固定脂肪颗粒的作用。
如此滚雪球一样发展下去，后果就是，围绕脂肪颗粒逐渐积累起了柔软而坚韧的蛋白质网络，甚至还包裹上了一层厚厚的肌肉细胞，就像血管内生了老茧一样将血管逐渐变得狭窄闭塞。
与此同时，为了适应逐渐变得狭窄和拥挤的血管，血管壁的肌肉会不断地扩张，让血浆和各种血液细胞能够顺利通过。一方面生了厚厚的老茧，另一方面又被拼命地扩张绷紧，双管齐下的后果就是血管壁的“弹性”变得很差，“动脉粥样硬化”的疾病就此产生了。
除了动脉粥样硬化之外，高血脂也和胆固醇分子有关。人类血管斑块的形成往往需要几年甚至几十年的时间，它们会在青少年时期就开始形成，但是可能人过中年才开始逐渐引发各种能够被察觉到的临床症状。
研究表明，一个肉眼不可见的微小血栓就可以彻底阻塞整条血管，在数分钟内彻底杀死相邻的组织和细胞。如果为心脏供血的冠状动脉出现了粥样硬化和血栓，就会诱发冠心病，目前，冠心病在美国和许多发达国家排在死亡原因的第一位，全世界每年因冠心病致死的人数超过七百万人。如果为脑部供血的血管出现阻塞，就会引起中风这种病虽然死亡率不高，但患者会口眼歪斜、语言不利、半身不遂，不但自己痛苦，家人也跟着受罪。
过量胆固醇对人体的危害如此之大，所以科学家们一直在想方设法寻找能够有效降低血液中的胆固醇含量的方法。
1955年，加拿大科学家鲁道夫·阿特丘尔在实验中发现了一种水溶性维生素B3，又叫烟碱酸，它可以显著降低人体血液中的胆固醇含量，从那以后，烟碱酸就成为历史上第一个在临床上使用的降脂药物。
另外一种使用较为广泛的降脂药物是在1957年被发现的，名叫消胆胺，我们国内把它叫做“降脂一号”，这种药物可以通过促进肝脏蠕动，将胆固醇转化为胆汁排出体外。
后来，很多制药公司纷纷涌入市场，新的降脂药物如洛伐他汀、辛伐他汀等被研发了出来。值得一提的是，这几种他汀类药物都是从天然的真菌分泌物中提取的，后来辉瑞公司基于他汀类的分子结构，人工设计合成了一种疗效更好的降脂药阿托伐他汀，俗称立普妥，人类才总算是暂“摆脱”了被胆固醇困扰的噩梦。
三、甜蜜的疾病
人类的身体由上百万亿个细胞构成，这些细胞的大小、形状、位置和能量需求多种多样，极端复杂。大部分情况下，葡萄糖是我们大脑的最主要能量来源，支持着我们的生命活动，促进我们身体的新陈代谢。
葡萄糖分子主要储备在肌肉和肝脏这两个地方。为了适应身体中不同细胞对能量的个性需求我们的身体进化出了一套血糖稳压系统。在这套系统的操纵下，身体所有的细胞都可以稳定地从血液中汲取葡萄糖分子作为能量来源。
我们身体里的这套血糖稳压系统，主要靠的就是两个蛋白质分子的作用：胰岛素和胰高血糖素（也叫升糖素或抗胰岛素）。胰岛素和胰高血糖素都来自胰腺，但两个分子的功能恰好相反，当血液中葡萄糖水平过高时，胰岛素就会出来降低血糖；而当血糖水平过低时，胰高血糖素就会向血管中输送更多的葡萄糖。
当人体内的血糖稳压系统失灵时，就会引发高血糖和糖尿病。糖尿病其实可以分为两类。一类是病人的身体没有办法生产胰岛素，导致血液中的葡萄糖含量过高，这种类型的糖尿病，叫做1型糖尿病，1型糖尿病在糖尿病患者中占的比例不高，大概不到百分之十；降低血糖的方法也很简单，只要定时注射人工合成的胰岛素就可以了。
更常见、也更加麻烦的是2型糖尿病。因为患上这类糖尿病的患者体内还是会正常生产胰岛素，但是肌肉、脂肪和肝脏细胞却失去了对胰岛素的响应，也就是说患者自身不能够进行胰岛素调节，不管血糖水平有多高，胰腺分泌出了多少胰岛素，身体其他细胞就是不听指挥，无论如何也不肯吸收葡萄糖。
2型糖尿病不能简单地靠注射胰岛素来治疗。要想治疗这种糖尿病，需要让胰岛素重新在患者体内起作用。那该怎么办呢？
20世纪20年代，有美国牧民发现了一种叫做“山羊豆”的牧草，这种牧草中含有一种叫做“山羊豆碱”的植物碱，它对降血糖有显著的效果。
进一步化学分析发现，山羊豆碱属于一种胍类物质，科学家们通过微调山羊豆碱的化学结构，得到了高纯度的二甲双胍。这种物质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。
总结
以上就是《吃货的生物学》这本书的主要内容。
在这本书里，我们首先了解了人们为什么会发胖，并深入地了解了脂肪的作用，以及如何更好地解决肥胖症；在第二节我们了解了胆固醇是如何导致动脉粥样硬化以及引发冠心病和中风等疾病的；最后以葡萄糖的代谢为中心，讲了糖尿病的原因及治疗方法。
很多人觉得《吃货的生物学》这本书更像是一部健康手册，其实作者在书中表达了他写这本书的初心，他说：“我想试着把人类代谢疾病背后的科学故事梳理清楚：我们是怎样慢慢理解身体里的脂肪到底有什么作用，脂肪的微妙平衡是如何被身体小心翼翼地维持，而它为什么又会像脱缰的野马般失去控制，导致各种痛苦的疾病。
最后，我们又如何利用这些闪光的科学发现，来理解疾病、开发药物、保护我们的身体。”(编辑：曾子墨)
此为本书书稿的删减版，更多详细内容请听完整音频。
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