吃貨的生物學修養-讀書筆記
這本書的名字很有意思，其實變成吃貨也不是那麼容易的。我們如何實現美食與健康和平共處？如何既能夠吃到美食，又不會擔心變胖？這本書可以告訴我們答案。
上次分享的書籍《減肥不是挨餓而是與食物合作》就曾提到過，我們想要獲得健康的身體的同時，必須要與食物合作。合理搭配食物才能過得更好。那麼這麼做的前提，就是我們必須對脂肪、糖和膽固醇有一定的了解。
而本書就是以脂肪、糖和膽固醇代謝研究中重大發現為脈絡，展示了這個領域的科學探索和發現、我們日常飲食健康與疾病的關係，以及我們常見的一些藥物如減肥藥、他汀、胰島素等藥物的前世今生。作者以講述歷史故事的形式，把常人陌生的科學史娓娓道出，引人入勝，同時，幫助我們成為「愛吃」但更「會吃」的高級吃貨。
認識脂肪
肥胖症、高血脂、糖尿病，這些本來陌生的醫學名詞，突然進入很多中國人的日常生活里。身體裡的脂肪到底有什麼作用，脂肪的微妙平衡是如何被身體小心翼翼地維持，而它為什麼又會像脫韁的野馬般失去控制，導致各種痛苦的疾病的呢？
這本書告訴我們一個特別顛覆性的知識，就是我們深惡痛絕的「肥肉」，實際上會幫助我們控制體重。千百年來，人們對脂肪的刻板印象就是，脂肪是身體的一個儲能部位。當我們吃下去的能量大於身體消耗能量的時候，多餘的能量就會變作脂肪儲存下來，等待身體下一次調用。它儲存的能量是同等重量的糖類或蛋白質儲能量的2.5倍。
但是，隨着研究的深入，科學家們發現，原來，脂肪不僅可以儲存能量，還生機勃勃地分泌出重要的機體調節因子，參與身體的多項生命活動。
脂肪的作用
其中，最神奇的就是食慾抑制因子——瘦素。 肥肉分泌出的瘦素，其實會幫你減肥。它時刻都在精打細算地調節你的食慾與胃口，控制你應該吃多少食物，幫你維持理想體重，保持健康狀態。那麼，瘦素具體是怎樣發揮作用的呢？
首先，它會控制你的食慾。
大腦里有一個叫作「下丘腦」的部位，是負責傳遞飢餓信號的指揮中心。換句話說，是它控制你感覺飢餓還是飽，控制你想吃燒烤還是蔬菜沙拉。
脂肪分泌出的瘦素最終會通過血液到達下丘腦，當下丘腦感受到非常多的瘦素時，它就會清楚地知道目前身體裡脂肪含量很高，能量充足。於是它就會立刻採取作戰手段，釋放出「飽」的信號，你就不會再想吃東西了。
同樣，如果下丘腦感受到的瘦素非常少，它就會認為你身體能量不足，很聰明地釋放出「餓」的信號，指揮你趕緊多吃點。
第二，瘦素會消解你的脂肪。
瘦素會刺激你的神經系統，通過神經系統的調控加速身體的新陳代謝速度，幫助分解脂肪並釋放能量。你身體內的瘦素含量到達一定量時，脂肪的分解速度大於它的生成速度，就達到了減肥的效果；如果瘦素含量不高呢？那麼脂肪就會沉積下來。
第三，瘦素會抑制脂肪的生成。也就是你越胖，就越難更加胖。
瘦素的動態調控，就是這個機制的主要部分。這就是大多數人即使沒有刻意地控制身材，但體重依舊會保持在一個穩定範圍內的原因。
那為什麼還有這麼多胖子呢？按理說越胖的人分泌的瘦素越多，他應該在大量瘦素的作用下，食慾變差，然後變瘦啊。為什麼我們見到的偏胖的人，不但不會喪失食慾，反而經常無法控制地想吃東西呢？這不是有點矛盾嗎？
因為瘦素在這種情況中「失靈了」。
科學家把肥胖人士體內瘦素失靈的情況稱呼為「瘦素抵抗」。為什麼會發生「瘦素抵抗」呢？科學研究發現，原因在於肥胖人士的下丘腦里原本可以感受瘦素的信號接收器失靈了，所以瘦素就不能發揮作用了。
在「瘦素抵抗」的情況下，就算人胖成球，但是由於下丘腦對瘦素產生抵抗，還是會固執地認為身體能量不夠，依舊不斷傳達出飢餓的信號，讓人保持旺盛的食慾，最後越來越胖。所以，在瘦素失靈的情況下，吃那些額外補充瘦素的減肥藥，不僅不能幫你成功減肥，反而還會加劇瘦素抵抗。
那瘦素抵抗是怎麼發生的呢？有一個原因是，食物極大豐富後，吃貨本性不改的人類，開始長期穩定地儲存過量的脂肪，瘦素也會跟着大量產生。
人體面對過量的瘦素，反應開始變得遲鈍了。除此之外，一般來說，不規律的作息、心理壓力，還有攝入高能量的食物，也都容易破壞這個自我管理機制，最終造成肥胖。
肥胖常常伴隨着我們所謂的「三高」症狀，就是高血壓、高血糖、高血脂。而且，肥胖人群罹患心臟疾病、2型糖尿病、中風與癌症的概率更高。所以，世界衛生組織把肥胖症列為全球引發死亡的第五大風險。
2019年，國際醫學雜誌《柳葉刀》發布的一份統計數據指出，在中國有9千萬肥胖人群，高居全球榜首。同時，兒童肥胖問題同樣嚴重。我國《第四次營養健康調查報告》指出，兒童與青少年肥胖率在10年時間增長了2倍，人數達到5300萬，這個數字非常可怕。
更可怕的是，很多家長並沒有意識到兒童肥胖的危害。往輕了說會有記憶力衰退、身體發育障礙等問題，影響孩子學習；嚴重的會造成糖尿病與心臟病等疾病。
學會科學減肥
肥胖其實是一種病！它需要更全面、更科學的醫療手段進行治療。那麼具體應該怎麼做呢？一般是從兩個方面進行。
減肥的第一個方面是減少攝入的能量。比方說你少吃一點，或者減少飲食中的能量含量；也有一種方法是努力減少你的腸胃吸收能力。但是，減少攝入能量是有一個下限的，你的攝入能量必須要保證你的正常生理代謝。
減肥的第二個方面就是提高能量消耗。怎麼提高能量消耗呢？就是運動。運動是最好的減肥方式。因為運動對人體的影響是全方位的，它能夠改變身體裡成百上千的蛋白質分子的活性。
高血脂
如果有過量的脂肪堆積在我們的肚子上或者胳膊腿上，我們會立刻意識到，太胖了，要開始注意自己的飲食和運動了。但是過量的脂肪也會積累在我們看不見的地方，比如我們的血管里，從而導致一種沉默的疾病——高血脂。
要知道，在很多發達國家高血脂引發的心腦血管疾病，已經超越了癌症，成為當之無愧的疾病之王，死於這些疾病的人數在不斷上升。近些年來中國的患病人數也在不斷上升，目前出現高血脂問題的中國人已經超過了一億人，未來甚至還會更多。
那高血脂和糖尿病是怎麼回事呢？
高血脂與肥胖症
血脂高就是血液中的脂肪過剩了。其實肥胖症和高血脂症都是脂肪過多，不同的是，肥胖是由於脂肪堆積在身體的各個器官里而引發的疾病，而高血脂則是脂肪在血管中堆積過高而引發的疾病。雖然脂肪堆積的部位不同，但這兩種疾病之間存在關聯，因此常常會同時出現。
那高血脂都有哪些潛在危險，會引發什麼問題呢？
血管中過量的脂肪堆積會導致動脈粥樣硬化，從而誘發包括組織缺血、心臟病和腦卒中在內的各種心腦血管疾病。一般來說，少量積聚在血管壁上的脂肪會被身體的免疫細胞清除，但如果脂肪顆粒的積聚量非常多，免疫細胞來不及清除乾淨，積聚在血管壁上的脂肪顆粒就會像滾雪球一樣越積越大，血管內的細胞和肌肉則會圍繞脂肪顆粒生長，最後在血管壁上變成類似老繭的斑塊。這個時候血管就會變得十分狹窄擁擠，血液很難順暢流動。
為了能夠保證血液流通，血管壁會用力繃緊，久而久之，血管的彈性就會變得很差，就形成了我們常常聽說的動脈粥樣硬化，這是高血脂的第一個直接後果。
然後，高血脂還可能會引發血栓。具有動脈粥樣硬化的血管彈性很差，一旦血管斑塊發生破裂，斑塊內的內容物與血液中的血小板凝結，會在極短的時間內形成血栓，所以血栓大多數都是在動脈粥樣硬化的基礎上形成的。
而血栓會阻塞血管的血液流動，根據發生的部位不同，造成的疾病也不一樣。如果為心臟供血的冠狀動脈發生了粥樣硬化與血栓，就會造成冠心病。
如果是大腦供血的血管里發生了血栓，這就是腦血栓。像冠心病或者腦卒中這類疾病，共同的特點就是發病急驟，往往在一瞬間或者幾小時內，腦部或者心臟的損害症狀就達到高峰，病情嚴重的患者有猝死的風險。然而從血脂異常升高，到出現被察覺到的心血管疾病的症狀，時間可能有幾年甚至幾十年。
不發病，很難提前注意到，一發病就摧枯拉朽，這正是高血脂的可怕之處。所以面對高血脂，我們能夠做的就是提前預防，監測血脂的指標，減少高血脂的狀況發生。
高血脂和膽固醇
通常我們需要監測血脂的指標包括膽固醇和甘油三酯。血液中的膽固醇含量過高是十分危險的，極易誘發動脈粥樣硬化的發生。但同時，膽固醇也是一種維持咱們生命功能的必需物質，它不僅是細胞膜的關鍵成分，還是我們身體合成膽汁與某些激素的重要原料。
「膽固醇」不能過量，一旦過量就會造成高血脂的問題。血液中的膽固醇為什麼會過量？
科學研究表明，飲食中的膽固醇含量可能和血液中的膽固醇含量沒有必然聯繫，所以從2015年開始，美國農業部的膳食指南中突然取消了對雞蛋的「禁令」。也就是說，吃了雞蛋，也不代表血液膽固醇就一定會過量，相反，適量吃一些膽固醇以及健康脂類反而有利於身體健康。
當然，除了科學領域的研究以外，咱們身體在合成膽固醇時遵循的規律也告訴我們，飲食膽固醇可能並不是引發高血脂的元兇。因為事實上咱們身體中的膽固醇，只有一小部分是從食物中獲得的，其餘的由身體自行合成。
每天我們的肝臟可以合成1克的膽固醇，從食物中獲取的膽固醇只有300~500毫克，這樣就已經可以將我們血液中的膽固醇濃度維持在一個合理的水平，即150~200毫克每100毫升。
如果在食物中攝取了足夠量的膽固醇，那麼身體就會減少膽固醇的生產，以避免過多的膽固醇湧入血管。那為什麼會出現血膽固醇過高的問題？極有可能是由於身體在膽固醇合成或消耗過程中出現了問題。
首先，膽固醇會在一種叫作HMG輔酶A還原酶的物質幫助下合成出來，而後被釋放到血液中。我們的身體在正常情況下，血膽固醇含量就像是一輛車速穩定的汽車，會保持在一個穩定的水平。一旦膽固醇量過高，會存在一些「剎車」機制，使我們的身體暫停合成新的膽固醇，控制它在血液中的含量。
合成好的膽固醇被釋放到血液中後，就會乘坐上一輛叫作低密度脂蛋白的大貨車，它會載着膽固醇到達身體的許多位置。最重要的是，我們細胞上存在着一種可以識別並結合低密度脂蛋白的「開關」，這個開關其實就是膽固醇合成中的「剎車」機制。
當這個「剎車」完好的時候，低密度脂蛋白就可以通過這個開關打開細胞的大門，含有膽固醇的低密度脂蛋白就會進入細胞，而後會在細胞內對他們進行分解，從而降低血液中的膽固醇含量。
在一些家族性高膽固醇血症的罕見病人身體中，正是由於基因突變導致這個開關發生了故障，血液中的膽固醇不能進入細胞及時分解，最終引發高血脂。
在流行病學的調研研究中，高糖、高脂、高熱量的飲食結構，與運動失調等問題，和高血脂症有着莫大的關聯。雖然沒有解答普通高血脂患者的發病機制，但是完全解析了膽固醇的合成過程，使得降膽固醇藥物的研發取得了空前的勝利。
許多降膽固醇的藥物就是有針對性地抑制膽固醇合成所必須的物質——HMG輔酶A還原酶的活性，從源頭阻礙膽固醇的生產，降低血液中的膽固醇含量。比如辛伐他汀、普伐他汀、洛伐他汀、氟伐他汀。
他汀類藥物的降血脂效用明顯，是臨床治療的基礎藥物，但大劑量的他汀治療也存在安全性的問題，比方說肌肉損傷、肝損傷等副作用。醫學領域分析這些副作用產生的原因，一方面可能是由於在使用他汀藥物後，膽固醇量降得太低；另一方面可能是在抑制膽固醇的合成時，也間接抑制了類似輔酶Q10和多醇這種生命必需物質的合成，影響機體健康。
目前有輔酶Q10可以緩解他汀藥物副作用的說法，但是具體是否有效，還處於臨床試驗階段。所以，老百姓還是要依照醫生的建議用藥，而且在平時吃他汀類藥物的時候一定要注意謹遵醫囑，注意藥量，並且在服藥期間做好複查。
糖尿病
糖尿病早已是眾人皆知的世界性流行病。根據世界糖尿病聯盟（International Diabetes Federation, IDF）的估算，2013年全球糖尿病患者已經逼近4億人。而在中國，據2013年的官方數據，18歲以上成年人的糖尿病發病率已經高達11.6%，絕對患者數已經突破億人。甚至有人開玩笑說，地球上最流行性的疾病，除了流行性感冒大概就是糖尿病了！
全球糖尿病患者中有32%患有心血管疾病，並且，糖尿病還會誘發終末期腎臟疾病和下肢併發症，還會增加癌症疾病的風險。在2019年，因糖尿病死亡的人數高達420萬，相當於每8秒就有一例死亡。
那什麼是糖尿病呢？
類型
糖尿病和血糖含量密切相關。簡單地講，所謂血糖，就是血液中的葡萄糖，血液中的葡萄糖含量過高就會導致糖尿病。糖尿病的最大特徵就是高血糖。
正常情況下，人們的血糖水平處於一個穩定的範圍，身體中這套動態的調控系統主要依靠胰島素與胰高血糖素這兩種激素髮揮作用。它們的功能恰好相反，胰島素可以降血糖，胰高血糖素則會幫助提升血糖含量。
當血糖含量過高的時候，胰腺中的胰島β細胞就會合成胰島素，並把它釋放到血液里。這時候，胰島素會隨着血液到達很多部位，並指揮我們身體裡的肌肉細胞和脂肪細胞，將血液中的葡萄糖分子吸收併合成糖原儲存下來，同時還會指揮那些能夠生產出葡萄糖的細胞立刻停產。
如果血糖含量過低，那麼胰腺中的另一種細胞，就是胰島α細胞，它就會分泌出胰高血糖素。胰高血糖素這個物質的功能和胰島素正好相反，它一方面促進細胞釋放葡萄糖到血液中，另一方面還會阻止葡萄糖合成糖原，真正做到開源節流，向血液中輸出更多的葡萄糖，保證血糖的穩定。
它們兩個的動態調控共同構成了血糖穩態系統，使血糖處於一個合理的範圍內，當然，還是會存在波動的。比如，在餐前咱們很餓的時候，這個時候血糖含量往往處於低谷，而在你進食之後，血糖就會飆升，胰島素立刻出馬，幫你緩解高血糖的問題。
有這樣一套系統控制我們的血糖含量，又為什麼會發生糖尿病呢？
胰島素
胰島素降血糖要經過兩個必經過程：一是胰島素的生產過程，二是胰島素髮揮效應的過程。兩個關鍵過程如果分別發生故障，就會導致兩種我們所熟知的糖尿病。
第一，如果胰島素的生產過程發生故障，例如產生胰島素的胰島β細胞受損或死亡，最終導致胰島素的合成量較少，就會發生1型糖尿病。不過這類糖尿病患病人數不多，僅占所有糖尿病人的5%~10%，往往1型糖尿病的患者是兒童或青少年，也因此一度被稱為「兒童糖尿病」或者「青春期糖尿病」。
第二，如果胰島素髮揮作用的過程發生故障，就會導致2型糖尿病，也是我們比較常見的一類糖尿病。
什麼是2型糖尿病呢？就是身體發生了胰島素抵抗，降血糖的效應器失靈，患者的肌肉、脂肪還有肝臟都失去了對胰島素的響應，不能發揮降血糖的作用時出現的病症。
這類糖尿病患者並不是因為胰島素含量不足，他們的胰島β細胞可以正常合成胰島素，甚至在患病初期，有些病人的胰島素水平是普通人的5-7倍。但即使這麼高量的胰島素，由於效應器失靈，發揮不了作用，病人的血糖也降不下來。
那麼，好好的胰島素為什麼發揮不了作用呢？
正常情況下胰島素想要發揮作用，首先它需要找到人體細胞表面一種叫胰島素受體蛋白的物質。胰島素找到它之後，就會和它進行結合。然後，胰島素就會讓細胞打開大門吸收更多的葡萄糖，並同時抑制細胞合成新的葡萄糖。所以，所謂的胰島素抵抗問題，就是這個過程受到了影響，導致胰島素受體不再認同胰島素，最終導致血液中的葡萄糖含量非常高。
那麼糖尿病會造成什麼問題呢？
有些糖尿病患者會出現身材消瘦的情況。原因就在於，高血糖實際上意味着身體不能夠吸收和儲存血液中的葡萄糖分子，因此葡萄糖並沒有發揮供能的作用，白白被浪費掉了。從這個角度其實我們就可以理解，糖尿病幾乎意味着缺乏葡萄糖的供應與慢性營養不良。
另外，當你缺乏葡萄糖的供應時，身體就會消耗脂肪以供應能量。過量消耗脂肪會經歷一系列複雜的反應，最終導致血液酸化，血液過度酸化有可能會引起酸中毒。
在多方面因素的作用下，糖尿病還會導致一系列可怕的併發症，包括糖尿病足病、糖尿病性心臟病等等。當前醫學上緩解糖尿病的方法，就是注射胰島素。但是人類在很長一段時間都不能夠提取出高純度的胰島素，更別說用它來進行治療了。
這個問題直至1921年才有了突破性的解決。一位叫作班廷的年輕人成功從牛的胰島中提取出了胰島素，並且醫治了大量糖尿病患者。班廷在發現胰島素後的2年後，也就是1923年，獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。這種一經發現就迫不及待地頒獎的研究，在諾貝爾獎的舞台上非常少見。
並且班廷非常無私和高尚，他為了造福更多的糖尿病患者，將這項價值連城的科學專利以1美元的價格賣給了多倫多大學。因此，為了紀念班廷教授的無私付出，人們將他的生日11月14日，設為每年的「世界糖尿病日」。
雖然班廷做了這麼大的貢獻，發現了胰島素的提取方法，治療糖尿病的問題卻依舊存在。
首先，技術問題。班廷是在實驗室提取胰島素的，這種人工操作比較容易控制質量，但當你把胰島素的提純工藝投入到自動化的生產線後，其實很難保證提純藥物內沒有有害雜質。
第二，市場的供應問題。當時所有的胰島素都是從牛胰島中提取，可以想象這個成本該多麼高昂了，而且就算是把所有的牛都拿來生產胰島素，也無法滿足所有糖尿病人的需求。
一直到1978年，一家名叫基因泰克公司，他們首次利用DNA重組技術的方法，擺脫了從動物胰島內提純胰島素的限制，將我們身體裡能夠編碼並表達人胰島素蛋白的那段DNA基因轉移到細菌內，然後借用細菌將人胰島素蛋白給生產出來。利用細菌的繁殖擴增，很容易就可以收集到大量的胰島素，並最終實現量產。
四年後，基因泰克將生產出來的胰島素以「優泌林」為名進行上市銷售，一時間引爆了全球醫藥市場。在此之後，許多藥品公司同樣利用DNA重組技術生產胰島素，並且他們還會對人胰島素基因進行改造，不斷優化它的藥品特點，使它更加適合糖尿病人使用。
