人類到底能夠活多大
人終究要死亡,這一點無人懷疑。可人能活多大歲數?現實生活中超過百歲的老人頗有一些。1980年7月9日,在英格蘭的劍橋郡,約翰·奧頓和哈麗葉特·奧頓隆重慶祝了他們結婚80周年紀念日,這一年他們分別是104歲和102歲。中國江西於都縣石靖鄉敬老院的唐招娣、鍾度春老人.分別是110歲和104歲。
長壽與遺傳
在長壽人群中,有一個顯著特征是值得人們研究的,那就是長壽的遺傳性,即長壽者呈家族形式存在。中國新疆英吉沙縣的吐地沙拉依一家就是一個長壽家庭,吐地沙拉依的母親去世時110歲,哥哥135歲去世,兩個弟弟分別活了103歲和101歲,而他本人在1986年時就已137歲了。有人對中國武漢地區100位90歲以上的長壽老人的父母和祖父母的年齡進行了調查,有長壽家族史的占65%。這說明,遺傳與壽命的長短密切相關。
極限壽命
生命科學方麵的學者認為,人的極限壽命約為150年,一個人不可能活過這個極限。他們認為,人的原始胚胎細胞最多分裂50次,當接近這個次數時,人的壽命也就相應地到了盡頭。如果利用生物技術來提高人類壽命,那麽有可能會出現驚人的結果:人類有望活幾百歲。科學研究表明,人類的生老病死與基因有著密切關係。通過改造基因,將人類衰老的時鍾向後撥,人類可能在120歲時還像年輕人一樣活力四射。
回光返照的奧秘
垂危的人在彌留之際有時會突然之間神清誌明,飲食倍增,這一情況在中醫裏稱為“回光返照”。這種現象正如蠟燭即將熄滅之前大放光亮,即所謂“殘燈複明”一樣。回光返照是生命的最後衝動,仿佛是靈魂離體前的告別,這在宗教裏和哲學中往往有著奇異的解釋。現代醫學又是怎麽解釋這一現象的呢?
神奇ATP
人體細胞中有一種儲存和供應能量的中心物質,叫三磷酸腺苷(ATP),組成它的主要原料是食物中的蛋白質,脂肪和糖類。在正常情況下,機體中的一部分ATP經氧化以供給能量,維持機體的正常體溫和日常活動,而其餘部分則以化學能的形式儲存於細胞中,以備“不時之需”。當人遇到機體內部或外界的強烈刺激,如病菌病毒的侵犯、生死格鬥,突然遇險、瀕臨死亡時,ATP就會迅速地轉變為二磷酸腺苷(ADP),同時釋放出巨大能量。因此,垂危病人往往會突然表現出~些超凡活動,如神誌突然清醒、食欲猛增等。但ATP的能源隻能維持很短的時間,所以人在臨死前的回光返照現象常常是很短暫的。
人的智慧從何而來
美國《科學》雜誌公布了有關人腦研究的最新成果,對已經爭論了一個世紀的問題進行了總結:究竟人的智慧是從哪裏來的呢?
20世紀的100年問,科學家們對這個問題的爭論分成兩派:一派叫做共同派。他們認為:人類總的智慧是整個大腦共同區域的產物,但是不同的人也會在不同方麵有自己的特長。這種觀點在20世紀上半葉占上風;當時科學家門通過一係列的智商測驗發現,有些人在一係列領域一係列科目分數都很高。
另外一派叫做特別派。他們認為人類完成某一種具體任務的時候,需要某一種具體的智慧,他來自大腦當中的某一個具體的區域。這種觀點在20世紀下葉占了上風。目前世界各國的學生教科書裏,大致上采用這種說法。
但是,美國康乃狄克州著名的耶魯大學心理學家羅伯特教授經過長期研究,和同事們取得了以下共識:如何去檢測人類的能力?不能光是從分析能力來看,而是還應該從創新能力、實踐能力來分析。而這麽多能力,並不是在人類的頭腦的某一個具體區域產生的,它是人腦各個區共同的結果。而長期以來反映人類智慧的種種測試、包括大學入學考試,大部分片麵強調分析能力,忽略了創新和實踐的技巧,而這些對於21世紀人類的發展來說則是特別重要的。
美國耶魯大學科學家們還指出:特別派科學家們依據的是實證法,他們發現:當人們從事某一種具體活動的時候,大腦某一部分特別興奮特別活躍,但是這並不能說明就是這一部分產生了具體的智慧。美國科學家們強調說:絕對不能說,大腦的某一部分好像有一根電線那樣接通人類從事某一種具體活動的智慧;尤其是,人們在學習、實踐、創新的過程中,會反過來改造大腦。
在探討人的智慧的來源的同時,美國科學家在最新一期英國《自然》雜誌上報告說,腦細胞是可以“涅檠”的。他們通過激活實驗鼠大腦皮層深處的幹細胞,成功地使幹細胞發育成腦神經細胞,取代了受損的腦神經細胞。這是科學界首次發現哺乳動物的腦細胞可自我修複。
美國哈佛醫學院的科學家傑弗裏·麥克利斯等人的這項新成果,被認為是神經細胞生物學研究中的一個新突破。如果深入了解其中機理並控製這一過程,有可能為治療各種腦損傷疾病找到新途徑。當然這一成果離臨床應用還有較遠的距離。
此前科學界一直認為,哺乳動物的腦部過於複雜,其腦細胞病變、損傷或死亡後是無法自我修複的,因此目前治療腦病主要靠體外培育腦細胞,’然後移植到腦部。直至不久前人們還認為,在胎兒期非常活躍的幹細胞,在成年人的腦部已經不存在了。但近來有研究發現,鼠類的前腦中存在有這種未成熟的腦細胞,而且在大腦皮層的特定區域,幹細胞能發育成為成熟的腦神經細胞。
麥克利斯等人認為,在成年哺乳動物腦部,胎兒期控製幹細胞發育為神經細胞的機能雖然受到抑製,但這種機能還應該存在於DNA編碼中。如果重新激活這一機能,腦細胞就能自我修複。他們設法使實驗鼠大腦皮層部分細胞自然死亡,並激活於細胞。結果發現,幹細胞開始增殖,並逐漸發育成為腦神經細胞,而且其軸突與其他細胞相連,完全取代了死亡的腦神經細胞。
人類的死亡之謎
從傳統的意義上理解,死亡就是指心髒死亡,即心髒停止跳動。但在現代醫學上有另一個判斷死亡的標準,即腦死亡。有時死者會出現大腦已經死亡但心髒還在跳動的現象。其實這是因為心髒雖然也受大腦的支配和調節,但同時也是一個自主性較強的器官,擁有一套獨立的指揮心肌收縮的起搏、傳導係統。所以腦死亡之後,在接受人工呼吸等措施的情況下,心髒仍能跳動並保持全身的血液循環。與呼吸和心跳的停止相比,腦死亡具有不可逆,性,也就是說100%的腦死亡者不可救活。因此專家們認為,腦死亡才是人體死亡的一個更為可靠的確認指標。
生命與火的神秘關係
地球上的生命是如何起源的?科學家們對這個問題一直探究不止。很多人都達成了一種共識,那就是地球上的生命起源於水,最早誕生在海中。可是最近一段時問,科學家又提出了一種新的看法。他們認為40多億年前在地球上出現的第一批生命(即原始生物)起源於火,也就是說生命是從火裏誕生的。
火山中的原始微生物
科學家在活火山附近的湖中發現了一些微生物,這些微生物非常類似在地球上最早出現的第一批蛋白質和其他生物分子。這是地球上產生生命的第一步。火山爆發把硫和一些金屬元素傾撒在湖中,高溫還把火山口裏的表麵覆蓋著硫磺的岩石加熱到90℃——這個溫度正好滿足了一些微生物生存繁衍的需要。這些生存在湖中的奇怪微生物的“皮膚”有很多孔,它們就利用這些孔吸收諸如鐵、錳、氨、硫、碳等養料。這些細菌是厭氧型微生物,它們根本不靠氧氣生存。
生命的發源地——火山
新發現的奇怪微生物可以證明:由於在火山噴發時有大量的硫酸及硫化物,即使在高溫熱液中,生命仍然可以存在和繁殖。美國科學家模擬上述的環境和條件做了一個試驗。在試驗中人們發現,氨基酸——蛋白質的構成原料在幾分鍾內就可以聚合成類似蛋白質分子的物質,而且會在不到24小時的時間中成為類似細菌的生物體。通過這個實驗,我們可以推測:在40多億年前,也就是在地球誕生後不久,火山噴發的熱液可能曾是原始生命產生的最早的環境,是地球上第一批生命的發源地。
人體中的電能
在我們日常生活中,電的用途極為廣泛。一旦離開了電,人們的生活肯定會發生很多不便。我們都知道人是導體,可能會因觸電而身亡。可是,有的人的身體竟然能夠發電。人是如何導電的?人體具備發電的潛能嗎?
體液中的電離子
人體裏有鉀、鈉,鈣等多種微量元素,這些微量元素的化學性質都非常活潑,在自然界隻能以離子形式存在,而一旦被溶解,它們就以電解質的形式存在。人體中含有大量血液、淋巴液與腦液,它們的主要成分都是水。除此之外,人體的每個細胞都充滿了水,所有這些水構成了人體的體液,一般要占人體重的70%左右。水中存在大量的電解質,它們在體液中往往以帶電離子的形式存在。這些離子在外電場的作用下,在人的體液內作有規則的定向移動,於是產生了電流。人體中的電流可以通過腦電波檢測出來。由於有電流的存在,人體就有了導電性,成了導體。人體一般能夠承受不高於36伏的電壓,這稱為安全電壓。如果超過這一標準,人就會因電流過大而損傷身體甚至死亡。
人體的發電潛能
在如今這個電氣化的時代裏,人們的生活處處離不開電。於是有人幻想,如果人體自身能發電該多好啊!而世界上確實存在著這樣的人,英國的賈姬·普利斯曼夫人隻要一靠近電器,電器產品就會損壞,電視會自己轉台、燈泡會爆炸。科學家們從電鰻的健康與發出電能的相互關係得到啟發,認為人生理機能的失衡可能會引起了人體發電的現象。一位研究者認為,從理論上講,約3立方厘米的人類肌肉細胞可以產生40萬伏特的電流。他試驗利用冥想在肌肉中產生靜電,結果取得了成功。看來,人人都可能隱藏著發電的潛能!
人類是從何起源的
人類是怎樣起源的呢?對此,古今中外的人們都有不同的看法。在中國古代有過“女媧造人”的傳說;在西方,基督教的經典著作《聖經》中說:上帝用6天的時間創造了世間的一切。這些傳說隻是人們想像的產物,沒有科學的依據。那麽,人類究竟是從哪裏來的呢?
人的尾巴
隨著科學水平的提高,科學家們在對人體自身進行研究時發現了~個令人震驚的事實:當人在媽媽肚子裏隻有2個月左右時,人與猩猩、猴子像極了,屁股上還有一截相當長的尾巴,後來才慢慢地消失了。與此同時,解剖學、生物學、生物地理學、生理學的高速發展,為這一研究提供了許多證據,從而得出了可靠的結論:人類與猩猩等有共同的祖先。那麽,這個祖先是什麽呢?許多人認為是林猿(森林古猿)。他們估計,大約在一二千萬年前,”林猿“分成兩支,一支發展成為現代的大型猿類,一支發展成為人類。
古猿變成人
究竟是什麽原因促使古猿改變了用四肢爬行的習慣而用兩隻腳行走,從而最終演變成人的呢?有的科學家這樣猜測:大約在500萬年前,自然環境發生了很大改變,古猿被迫從樹林裏轉移到大草原上生活,為了不讓茂盛的花草擋住視線,他們不得不直立行走。另有一些科學家認為,那時古猿已經開始使用石器等簡單工具,為了讓雙手解放出來,所以不得不用雙腳走路……不管怎麽說,那時的大自然肯定發生了某種變化,使古猿不得不改變自己的生活方式,用兩隻腳直立行走。正是這一走,使古猿走出動物界,從自然界中脫穎而出,並昂首挺胸以嶄新的麵貌在地球上邁步前進。
人為什麽會頭痛
俄羅斯頭痛研究會會長、俄羅斯科學院通訊院士亞曆山大·魏因說,世界上有86%的人受過頭痛的折磨,而引起頭痛的原因則不盡相同。
頭痛分為突如其來的劇烈疼痛和慢性的疼痛。前者未必是件壞事:對於患者來說,這是身體發出的信號,應該求醫問藥了。如果成年人出現經常性頭疼,神經學家就該查一查腦部是否有腫瘤或是有什麽其他的病症。
而慢性頭痛則沒有肌體保護作用。對患者來說它是無益的,對於醫生準確診病開方下藥也毫無幫助。慢性頭痛已經脫離了它最初產生時的原因,轉而獨立存在。在這種情況下甚至沒法做手術,因為不清楚究竟該從什麽地方下手。總不能因為一月頭疼30次就將患者的頭割掉吧!
偏頭痛是頭疼中不容忽視的一種。它一般是突然發作的半邊性頭疼。刺激其產生的原因幾乎無所不在:噪音、光線、空氣的流動……偏頭痛發作時,通常無法正常生活、交往、工作,幾乎是“痛不欲生”。這種情形下,疼痛源自腦部表層血管,腦子本身不可能疼痛,因為它沒有疼痛感受器。
偏頭痛是一種基因性疾病,它主要是通過女性遺傳的。著名音樂家貝多芬、柴科夫斯基,文學巨匠契訶夫,生物學泰鬥達爾文,思想巨擘馬克思,心理學家弗洛伊德,博物學家林耐都患有這種病。
偏頭痛在所有慢性頭痛的病因中僅占3成,還有50%是因為緊張引起的頭痛。緊張性頭痛是20世紀才出現的疾病。與偏頭痛不同,其發作時整個腦部都有疼痛感,患者會感到難受,但還可以忍受。這種疼痛不是脈衝性的,其感覺就像是腦袋被鉗子夾住一樣,但仍可堅持工作和生活。它與基因無關,也不會遺傳。重要的是應弄清這種疾病是如何產生的。
緊張性頭痛的病因源自日常生活。頭痛從某種程度上來說反映了我們對周圍世界的感受。外部環境的壓力使現代人的神經處於高度緊張狀態。事實上,最主要的表現形式不外乎兩種:驚恐與抑鬱。這與生活水平無關,倒是與個人的心理承受能力有聯係。人與人總是不一樣的。可以肯定,那些認為自己過得很幸福的人,其頭痛發病率比認為自己很不幸的人要低得多。由於情緒的波動,偏頭痛的發病周期也可能發生變化,變好變壞都有可能。
每個人的大腦中都具有很強的心理保護機能。一旦負麵情緒遠遠多於正麵情緒,這一係統就會發生紊亂,即導致心理免疫缺乏。
弗洛伊德認為,這種保護機能一直處於無意識狀態中。這是正確的。心理保護的重要元素之一是良好的睡眠。但在精神振奮的狀態下,心理保護機能也會起作用。這種保護機能可以通過不同的方式實現:對某些人來說是有一份自己喜愛的工作,對另一些人來說則可能是愛好,還有的甚至是欣賞空中飄飛的雨絲。不管怎樣,最重要的是能給人以愉悅。
胎兒在母體中生存之謎
懷著寶寶的媽媽們常能感覺到胎兒的動彈,而幸福的爸爸們也常貼在媽媽的肚皮上傾聽寶寶的動靜。寶寶在肚子裏麵都有些什麽“娛樂”活動呢?醫學家們可以通過超聲波掃描觀察子宮中的胎兒,在電視屏幕上看清胎兒的一舉一動。
胎兒的感觀知覺
胎兒可以看見東西。他的眼睛在他睡覺或變換姿勢時會移動。小胎兒還能感覺到一柬照在母親肚皮上的強光,通過子宮壁和羊水的強光就像穿過指縫的淡淡的手電光一樣。胎兒會把小臉朝向光亮的地方,並睜大眼睛。胎兒還能聽音樂。他喜歡每分鍾60拍左右、與母親的心跳速度十分接近的慢節奏音樂。他會轉過頭來,用耳朵收聽外界的聲響。大約4個月的胎兒,舌頭上就開始發育出味蕾了。他特別喜歡甜味而討厭苦味。這時的小寶寶還有了觸覺反應。如果他的小腳丫被碰到,他會把腳丫張開,像把小扇子;小手如果被碰,則會握起小拳頭。
勤奮的“胎兒”
胎兒三四個月大時已經具有排尿功能,有尿液積存在他的小**裏。現在已經知道,7個月大的胎兒每小時大約排尿10毫升。和其他代謝廢物一樣,母親的胎盤是胎兒排泄尿液的通道。胎兒長到8個月大時,已十分“能幹”了。在無意識中,他打嗬欠、抓東西、吮吸手指、伸胳臂,蹬腿和伸懶腰,他還微笑、皺眉頭,甚至做鬼臉。
人類為什麽會生病
下一次當你在餐館用餐後因為食物中毒而生病時,別忙著指責廚房裏不可靠的衛生狀況——也許罪魁禍首就是某個和你一起就餐的人。
英國科學家提出的證據表明,一個嘔吐的就餐者能使整個餐館裏的人受到傳染。他們說,看上去人的嘔吐物能夠特別有效地傳播病毒。
最新一期英國《新科學家》周刊報道說,1998年12月,公共衛生專家調查了英國北部城鎮德比發生的一起食物中毒事件。當時有126名顧客在當地一家旅館的6張桌子上就餐。在用餐過程中,一位婦女突然嘔吐,服務員馬上清理了汙物,人們繼續用餐。
但3天後,其他用餐的人也開始生病。總共有52人出現了發燒、惡心、嘔吐或腹瀉等各種症狀。
專家對廚房進行了嚴格檢查,但沒發現什麽問題——而當科學家們查看就餐者的座位安排時,真正的感染原因開始浮出水麵。
科學家發現,在和那位感覺不適的婦女同桌的用餐者中,有90%的人後來聲稱自己食物中毒。而在另外幾桌的就餐者中,受傳染的幾率與他們離嘔吐者的距離有明顯聯係。
在與那位婦女鄰桌的用餐者中,超過70%的人生了病,而在靠餐館另一頭的餐桌用餐的人當中,生病的比例隻有25%。
這次食物中毒的元凶是一種常見的能引起食物中毒的病毒。這種病毒也許就是那位婦女帶進餐廳的。
當她感覺不適而嘔吐,嘔吐物中的傳染源就通過空氣傳播布滿了整個餐廳。
研究人員說,充滿了病毒的嘔吐物也許是另外許多神秘的食物中毒事件的原因。
他們補充說,為了預防傳染,餐館的服務員也許需要清潔更大範圍的地方,而不是像現在這樣僅僅把嘔吐者身邊的地方打掃幹淨。
嬰兒如何開始第一次呼吸
當人還在母體中孕育的時候,肺是癟的,裏邊沒有一點空氣。而且,肺裏還灌滿了水,這些水就是醫生們所說的“肺液”。人出生後,肺液排出,肺部張開,空氣就被吸進來了。可是嬰兒又是如何知道自己出生了,應該吸氣了?人的第一次呼吸到底是怎樣發生的?
神經控製說
有一些醫學家認為,在嬰兒出生之後,原來靠媽媽供應的氧氣沒有了,可是大腦主管呼吸的神經還沒有下達呼吸的命令。這時,身體極度缺氧,廢氣排不走,都堆積在體內。這樣,大腦受到缺氧和廢氣雙重反應的催促,就會叫醒專管呼吸的那部分神經,給肺下達命令,於是肺就乖乖地吸起氣來。這個說法聽上去相當有理,但反對這一說法的醫學家認為:在胎兒時期,他們呼吸到的氧氣不是太多,但是這些氧氣對他們而言已經足夠了。所以胎兒的大腦對於低氧狀態已經習慣了,他們在出生後即使兩三分鍾不呼吸,也不會讓大腦驚慌得手足無措。
冷刺激說
多數醫學家認為第一次呼吸是由於冷刺激的原因。嬰兒從媽媽肚子裏來到這個冰涼的世界,由於冷刺激喚醒了大腦中主管肺呼吸的腦神經,呼吸就這樣開始了。為了驗證這一點,他們用羊的胎兒做實驗,從母羊的肚子中取出羊的胎兒,並將之浸泡在涼水裏,本來沒有絲毫呼吸的胎兒,開始呼吸起來。隨後,他們一點點地增加水溫,胎兒仍有呼吸,可是,當水溫增加到40℃時,呼吸反而消失了。可見促使胎兒開始呼吸的原因應該是寒冷。
是否存在“青春之泉”
2000年夏天,新聞報道說科學家繪製出了人類的基因組。其實很早以前,就有一批創業者在競相開展基因研究,並且希望把研究成果變成突破性的醫療方法和大把的鈔票。在這個過程中,醫藥界最關鍵的部們之一——製藥業——已經曆了革命性的轉變,並且馬上就會生產出大量的基因藥物。對很多人來說,這些新藥將是在基因時代首先展露的實際益處。
在所有投入賭注的商人中,威廉·哈茲爾廷屬於雄心最大者之列。他迄今所做的工作,準確地描繪了基因正在如何給醫學帶來巨大的變化。很多研究人員的研究重點是身體中致病的異常基因,但是哈茲爾廷卻是首批相信這樣一種新奇想法的人之一,即基因中也含有治病的良方。對他來說,人體本身就是個藥箱,裏麵裝滿了由基因製造出的療傷、壯骨和抗感染物質。
哈茲爾廷設在馬裏蘭郊外的人類基因組科學公司已宣布發現了數百種潛在的新藥,而投入的資金還不到大製藥公司研究經費的一個零頭。目前還沒有哪種藥物馬上就會在藥房中出售,但是其中有4種藥物已被證明是大有希望的,並且足以進入臨床試驗階段。還沒有哪家公司正在使用同樣的方法研製新藥。投資者們認為哈茲爾廷的看法頭頭是道,並把總值超過3,3億美元的股票和認股權給了這位在加利福尼亞出生長大的人。
為了取得成功,藥物研究人員常常要對人體做一番調查,就像在黑暗的房間裏摸索前進一樣。他們要找的是一些“標靶”,即細胞中藥物或許會產生作用的一些特定地方。大多數的標靶是受體,即細胞表麵接受行動指令的蛋白質。
找到新的標靶以及能對這個標靶產生作用的藥物並非易事,常常要靠靈感才能猜測到結果。數十年的研究隻在人體中發現了不到500個標靶,這可能是所有標靶的1/5。由於標靶稀缺,所以公司常常投入巨大的人力物力開發“雷同的”藥物,對已知的受體來說,這類藥物與原有藥物相比藥效也會強一點點。這會使病人有更多的選擇,但是所有這些針對的是人體中的同一些標靶。
現在,製藥商們手中握有了數以千計可能的藥物和藥物標靶的清單。
哈茲爾廷出生在加利福尼亞州莫哈韋沙漠的中國湖村,這裏是海軍武器設計人員和戰鬥機駕駛人員的基地。受到周圍科學家和自己家人病痛的鞭策,他先後師從於DNA研究的先驅人物詹姆斯-沃森和其他一些著名科學家,最後在哈佛醫學院謀得了一個教席。
在哈佛大學,他成為艾滋病危機之初最有名望的研究人員之一,幫助領導了艾滋病病毒基因的發現工作並且協助查明了這些基因的致病機理。他還開辦了幾家藥物和疫苗公司,賺的錢足以使他衣食無憂。他還是一位藝術愛好者,喜歡收藏1l世紀的印度青銅器。他不僅在科學界有名,而且還成為人們的談資。1991年他再度結婚,娶了以前是芭蕾舞演員而現在開辦化妝品公司的蓋爾.海曼,這使他更加聲名遠播。
當~位風險資本家把哈茲爾廷與克雷格·文特爾博士撮合在一起共事後,哈茲爾廷開始步人基因藥物領域。當時,世界上的所有研究人員隻找到了大約2000種人類基因,而文特爾博士由於發明了一種快速方法,能夠在短時間內獨自發現4000多種人類基因。
人類基因組科學公司成立於1992年,由哈茲爾廷任總經理。兩人的合作隻持續了5年,文特爾離開後創辦了塞萊拉基因組公司並且因此麗聲名鵲起。這家公司是繪製出幾乎整個人類基因組圖譜的兩個研究團體之。但是早在文特爾離開人類基因組科學公司之前,他就幫助該公司發現了人體中的大量基因。哈茲爾廷說他的公司總共發現了12萬個基因。一些科學家對此不以為然,因為他們認為所有的基因加起來也沒有這麽多。
憑借手中掌握的大量基因,哈茲爾廷開始開發藥物。他決定把重點放在有限的一些基因上,這些基因可以製造出與細胞問的通信有關的蛋白質。他的理由是,很多有趣的醫學現象比如饑餓、免疫和療傷,肯定會在某個時候與細胞間的指令傳送有關。
人類基因組科學公司的科學家使用軟件對他們清單上的基因逐一進行研究,以尋找可能帶有與細胞間的信息傳送有關的化學序列的基因。研究人員找到了大約1,4萬種基因,該公司決定人工合成其中的約1萬種基因所表述的蛋白質。
然後這家公司展開了大規模的實驗,以便確定每種蛋白質在身體中的作用。研究人員把各種各樣的細胞放入培養皿中,如皮膚細胞、血液細胞和免疫細胞等,然後使用自動儀器讓這些細胞逐一與這l萬種蛋白質接觸。最後看看這些細胞有沒有繁殖、死亡或者分化成其他種類的細胞。
通過檢查細胞中的變化,該公司的科學家建立了一個大型數據庫,並且把每種蛋白質的功能作為信息收集在庫中。這樣,這個數據庫就成了發現新藥的工具。
隻需在鍵盤上簡單地敲上幾個字母,研究人員就能讓數據庫顯示出備案的所有能夠導致T細胞旺盛生長的蛋白質。結果得到4個基因。進一步檢索能夠發現相應的這4種蛋白質在100多項針對其他細胞所做的實驗中對細胞的影響。哈茲爾廷說,這些是關鍵的信息。如果一種蛋白質對很多細胞都有影響,它作為藥物也可能產生副作用。
在這4種蛋白質中,隻有一種僅促進T細胞的生長而對別的細胞沒有影響。他說:“這樣我們就得到了一個候選的新藥。我們正在研究這種蛋白質是否適合人類使用。如果幸運的話,我們將於明年末或者後年開始臨床試驗。”
人類基因組科學公司正是通過類似的方法,發現了目前正在進行臨床試驗的新藥。
哈茲爾廷不乏競爭者,同時其方法也有局限性。其他一些公司也在使用自動方法匯總基因,並且收集基因治病的信息。
哈茲爾廷的藥物對病人的吸引力有可能不會太大,因為蛋白質無法做成藥丸服用,隻能通過靜脈注射送人體內。一些競爭者比如波士頓的千年製藥公司說,他們已能夠利用基因製造出便於服用的丸藥。
哈茲爾廷開發藥物的**源於孩提時代目睹的病痛。10歲時他得了心包炎,不得不在**躺了好幾個月,他的母親瓊身患多種疾病,包括一種能夠導致感染的皮膚病。哈茲爾廷至今還記得母親雙臂上紅腫的條紋。
哈茲爾廷的姐姐弗洛倫絲說,她們的母親還要和精神上的疾病作鬥爭。她13歲時曾發現母親企圖自殺。
哈茲爾廷認為,自己的名字已經能夠載人醫學史冊。但是他認為,曆史在描述他的功績時,提到的將不僅僅是加快了藥物的發現過程。他認為,如果沒有疾病,人類會活120歲。他說,他的工作是使人類擺脫疾病變得更加可能。
正如他數據庫中的一些基因能夠刺激皮膚和血管生長一樣,他認為他能夠找到一些可以激發所有類型的細胞替換自身的基因,實際上這是人體組織和器官的再造。找到這些基因,將給人類帶來一個“再生醫學”的新時代。在這個時代,藥物能夠通過再造我們的身體使我們永遠年輕。
這是一個與豪氣衝天的人物相稱的宏偉設想。他說:…細胞替換也許能令我們永遠健康和年輕。青春之泉也許能夠在我們自己的基因中找到。”
揭秘男女性別之謎
世界上為什麽會有男人和女人?性別的差異是怎麽形成的呢?要說明這個問題,首先要從遺傳說起。人類的遺傳因子被保留在染色體上,正是染色體的差異才使人們的性別產生了區別。
人體染色體
人體中的染色體都是成對排列的,每個人都有23對染色體。男女之間有22對染色體是沒有差別的,被稱為“常染色體”,而第23對染色體是有區別的,被稱為“性染色體”。其中女子的兩隻性染色體形狀一樣,又被稱為“XX”染色體,而男子的兩隻性染色體形狀不一樣,又被稱為“XX”染色體。在人的繁衍過程中,**與卵子結合的瞬間,男方**中的23對染色體就會與女方卵子中的23對染色體重新擇對,組合為新的23對染色體,這就是男女雙方未來孩子的全部染色體。如果女方卵子中的“X”染色體正好也和男方**中的“X”染色體組成了新的“性染色體”,那麽出生的孩子就是女性;如果女方卵子中的“X”染色體和男方**中的“X”染色體組成了新的“性染色體”,那麽出生的孩子就是男性。
沒有一模一樣的人
父母雙方的精卵細胞中染色體的數目各為23個,受孕的配子染色體為23對,共46個。人的相貌特征就是由細胞內染色體的遺傳物質——基因決定的。每個染色體都有它特定的構造和形狀。據研究,每個染色體上的基因大約有1250個,按排列組合規劃,可產生無數不同的配子,目前,一些學者認為,人的基因數目在100萬~200萬個之間,也就是說,即使兩個孿生子,其染色體上的基因排列出現完全相同的機會,也僅有70萬億分之一到80萬億分之一。因此,世界上長得一模一樣的人可以說是不存在的。
人體的一天
人體內有一個奇妙的生物鍾,人體各種器官的活動都受到生物鍾節奏的製約。那麽,人體在一天中的不同時間段會有什麽表現呢?
上午
早上7點左右,人體免疫係統處於最佳狀態,此時身體對病毒或細菌的抵抗力最強。到了8點,肝裏的有毒物質已經全部被排空。為了保護肝髒,此時最好不要飲酒。g點左右,人的思維開始活躍起來,心髒開始加大馬力投入工作。10點左右,是人一天中精力最充沛的時候,此時工作效率最高。直到ll點,人體的心髒仍能照常努力工作,身體不會感到明顯的疲勞。12點時,人體在生物鍾的作用下進入了全身總動員的時刻,這個時候最好不要馬上吃午飯,可以將用餐時間推遲到下午l點左右。
下午
下午l點,工作了一上午的肝髒需要休息了。這表明上半天的最佳工作時間已經結束了。下午2點,人體進入了一天24小時中的第一個低穀,此時人的反應很遲鈍,最好的安排是美美地睡一個午覺。下午3點,人體在生物鍾的控製下開始逐漸恢複工作能力,此時的人體器官進入了一天中最敏感的時候,特別是嗅覺和味覺。下午4點,血液中的糖分含量達到最高,因為肝正忙於處理午餐時攝人的營養。下午5點左右,人的工作效率更高了。下午6點前後,人體的活動水平降低,此時最好離開工作了一天的崗位,進行一些戶外活動,使精神重新振作起來。
晚上
晚上7點左右,是一天中精神最不穩定的時候。晚上8點左右,身體和精神得以恢複。晚上9點左右,人的記憶力最好,是學習的最佳時間。夜裏10~11點,人的體溫開始逐漸下降。零點,人們漸漸進入了夢鄉。淩展1點,人進入了易醒的淺睡階段,此時的人體對疼痛變得異常敏感。淩晨2點,除了肝髒以外,大部分器官的工作節奏都變得非常緩慢。淩展3~4點,血壓降到一天中的最低點,但此時聽覺反而變得異常靈敏。淩晨5點,腎停止了分泌,此時起床會變得精神飽滿。淩展6點後血壓開始升高,心跳隨之加速,人們從睡夢中醒來,新的一天又開始了。
人類的皮膚之謎
相對於身體內部的其他器官來說,每個人對自己的皮膚是再熟悉不過了。但是如果有人問你:“人體最大的器官是什麽?”你會說是皮膚嗎?
皮膚的重量
事實上,廣義的皮膚除了身體的表皮外,還包括附著在表皮上的毛發和人的手指甲與腳趾甲,因為它們都是由於皮膚角質化形成的。別看皮膚隻有薄薄的一層,但它的重量並不輕。人體全身皮膚的總重量平均達到2700克左右,與此相對照,人體內部最重要的內髒器官——肝髒的重量才1500克左右。如果再加上毛發、指甲等廣義皮膚的重量,占人體重量的比例將達到3%左右。
皮膚的脫落
入的表皮其實每天都在不斷進行著新陳代謝,舊皮膚每天都在脫落,而新皮膚每天都在生長,這是一個我們用肉眼無法觀察到的緩慢過程。每天因為摩擦或者擦洗而脫落的表皮細胞高達幾百萬個,如果把它們積累起來計算,一個人一生中約有將近J8千克的皮膚脫落掉。將這部分皮膚的重量與一個人全身皮膚的平均重量相比,人一生中相當於從裏到外完整地蛻了7次皮。值得注意的是,人體各個部位的皮膚厚度各不相同。相對而言,眼瞼部分的皮膚最薄,也最嬌嫩,大約隻有0.1~0.5毫米厚:而手掌、腳底的皮膚最厚,能達到4毫米左右。
人類的身高為什麽會變化
如果你是一個有心人,你就會發現:晚上睡覺前測量的身高比同一天早上剛起床時測量的身高要低,而到了第二天早上你又會發現自己明顯變高了。這是怎麽回事呢?
椎問盤與纖維環
在人體的每兩塊椎骨之間,有一塊被稱為“椎問盤”的圓盤形纖維軟骨,總厚度約占脊柱全長的1/4。正是由於它的作用,兩塊相鄰的椎骨才能牢牢地連接在一起。椎間盤由兩部分組成:盤中央是柔軟而富有彈性的膠狀物質,稱為髓核;盤周圍有由無數層纖維軟骨構成的圓環形套子,它們一層層地套在髓核的外麵,限製髓核向周圍膨出,這部分被稱為“纖維環”。由於有髓核和纖維環的共同作用,使得椎間盤不但堅硬,而且富有彈性。一旦承受壓力,它會被壓縮,除去壓力後,它又會恢複原狀。
早高晚矮的現象
白天,因為人體處於站立狀態,受到地球引力的作用,椎問盤不斷受到擠壓,就像彈簧墊一樣被漸漸壓薄,整個脊柱的長度也就縮短了。這也就是為什麽到了晚上,身高會處在一天的最低點。夜間由於人體取臥姿休息,椎問盤所受到的壓力被解除了。經過一夜的休整,它有充裕的時間慢慢恢複本來的厚度,這就使人的身高在早上起床後達到一天的頂點。也就是說椎間盤受到壓力後變形是導致人體身高在早晚間發生波動的原因。
關於胃的奧秘
胃是人體初步消化食物的器官,我們每天攝人體內的各種蔬菜、水果、肉類和穀物都是在這裏開始被消化的。你也許會有這樣的疑問:我們既然能消化肉類,那為什麽消化不了同樣是肌肉組織的胃呢?其中的奧妙是什麽呢?
胃能消化食物的秘密
由於胃深藏在體內,因此在很長的時間內,人們對“胃是如何工作的”並不清楚。直到19世紀20年代,一位美國醫生在治療一個胃部受槍傷的士兵時,才有了直接觀察胃消化食物這一過程的機會。通過多年細致的觀察、實驗和研究,人們才搞清胃能消化食物的原因。原來胃液中含有稀鹽酸和胃蛋白酶,這兩種物質不但能消化食物,而且還有很強的殺菌作用。
胃的“衛士”們
胃壁內層黏膜細胞是胃的第一批“衛士”。它們所分泌的脂類物質能在胃酸和胃組織之間形成一道防線,一方麵能防止胃酸對胃的腐蝕,另一方麵還能防止表麵比較粗糙的食物對胃壁的“磨損”。胃的第二道防線是胃腺中的黏液細胞。一旦胃酸衝破第一道防線,黏液細胞就會在胃壁表麵形成一層黏液膜,保護胃壁。假如這樣還不行,那麽這層細胞就會自我犧牲,由新生的細胞取而代之。因此,從本質上講,胃不是不能消化自己,而是在自我消化與自我修複的過程中達到一種動態平衡。