你的大脑、肝脏和肠胃,都是“傻帽”?
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2020-03-01 23:24
来源:科学大院(ID:kexuedayuan)
作者:韩飞(中国科学院上海植物生理生态研究所)
中国人对“吃”这件事,不可谓不重视,不可谓不热爱。
但随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,人们的营养观念正在变化。十几年前,“吃点好的,补充补充营养”这样的嘱咐可能还出现在饭桌上,而时下,有些人信奉的营养观念却是“现代人最不缺的就是‘营养’”。(DNA metabarcoding: 条形码的追踪饮食摄入之路)
今天大院er就结合着这一说法来讲讲,为什么你说你活在现代社会,但你的大脑、肝脏和肠胃却不同意?
生活在一万年前的肠胃
比如,为什么比起远亲智人、近亲黑猩猩,人类的脸蛋更小、更萌萌哒?就是因为大约330万年前,人类开始学会用石器处理食物,200万年前开始大量吃肉,这样咀嚼次数和咬合力度都大大降低,咀嚼肌退化的结果可不就是尖尖的小下巴嘛(Zink and Lieberman, 2016)!
加工工具的原始人(图片来源:摄图网)
可以说,整个人体的构造就是在这样漫长的进化过程中,被塑造以及被翻新的。
再比如,食物匮乏意味着死亡,绝不浪费食物的“规则”因此被写进了人类的基因组里,整个人体系统围绕这一规则慢慢演化。
咀嚼后的食物进入胃,经胃酸和胃蛋白酶简单处理后,被移送小肠,在那里被“敲骨吸髓”。作为人体主要吸收营养物质的场所,小肠于是在进化过程中变得越来越长,最长可达8米!除此之外,小肠还允许1000多种细菌寄居,以助其一臂之力(Qin et al.,2016)。
1000多种细菌,总个数高达1000万亿+!
图片来源于网络,经过加工
1000万亿啊大佬,这是什么概念,每一个细菌都是一个勤劳的小工人,而人体本身就像是一间大型移动肠道菌群工厂嘛(Qin et al.,2016)!(一片看懂肠道菌群在人体中的作用)
华大基因《Nature》封面文章(图片来源:华大基因官网)
肠子里住了这么多微生物,你还敢说你是自己的主人?
但,今天不聊肠道菌群的喧宾夺主,继续聊为什么你说你活在现代,你的大脑、肝脏和肠胃可能不会同意。
住在你身体里的这群客人,它们爱吃的东西跟爱穿潮牌的你是不一样的。对那些有益菌,如拟杆菌目菌来说,高纤维的食物最棒(Allen, 2013)。有的人小时候特别爱吃大白菜,他的父母可能会说,“嗯,肚子里缺啥就爱吃啥”。
当时听觉得是胡说八道,现在觉得,这话没毛病。现在仔细想想,可能并不是小孩子钟爱大白菜之味,而是肚子里的拟杆菌向大脑发出了指令:
设计对白(菘者,古语白菜之谓也)
对此,年少无知的人类只能稀里糊涂地照办,顿顿吃,吃起来没完没了,不然它们就会让人感觉“不开心”。“不开心”也是真的,因为肠道里面也是有神经元和神经系统的,足以“操控”人类的情绪(Bravo Ja et al., 2011)!菌群们可以通过这些神经系统影响大脑,让它饥渴、饥饿,几天不吃大白菜就心里直痒痒(Bravo Ja et al., 2011)。
肠脑交通漫画(图片来源:https://zhidao.baidu.com)
所以,虽然你出生在谷物、奶、盐、精炼油和精炼糖泛滥的现代,但你肠道里的拟杆菌依然保持着万年以前的饮食偏好。当你偏要在吃上跟它做对时,它就会让你“不开心”。
因此,西方早在1985年就有人提倡一种“迎合”肠道菌群的饮食,叫“旧石器时代饮食”。该饮食的特点是富含纤维素和微量元素,含钾比纳多,主要通过使用蔬果来获取糖分,总之就是要吃得“像一个一万年前的野蛮人”(Allen,2013)(人类祖先的“冰与火之歌”)。
生活在一万年前的大脑和肝脏
别忘了,一切进化都是为了适应环境(Nature综述|整合组学分析护航健康,推动精准医学时代的到来!),但这种适应不可能马上就适应,它需要极其漫长的时间。比如,从非洲走出来的人类,到了寒冷的高纬度地区,好比是北欧四国吧,皮肤里面的黑色素就没必要那么多了,毛发也要赶快长起来,保暖嘛!鼻子也要又高又长起来,不能再像在非洲时那么扁平了,这样才能方便对低温且干燥的空气进行加热、加湿(Tina et al.,2016)。
可想而知,这些改变需要花费十几代、甚至几十代人的时间,因为基因层次上的改变就需要这么久。今年《PNAS》发了一篇研究,报告藏族人体内有至少9个基因,让他们的血液更能携带氧(Science文章背靠背揭示癌症中细胞感应氧气的新机制),同时BMI指数和叶酸水平都增高以适应高海拔生活。这些过程用了多长时间呢?大约4725年(Yang et al.,2017)!也就是说大约从夏朝起,汉族人的一支就慢慢变成了藏族。
西藏组画(图片来源:http://blog.artron.net)
说到这,你应该懂了吧?
又要适应环境,又要漫长的时间,结果就造成今天设计成型的人体系统,其实是为了适应更早时期的环境的!这叫“进化迟滞(evolutionary time lags)”(Buss,2015)。
也就是说,基本上,人类的大脑其实还是原始人的大脑(还以为"猪脑子"是在骂人?这篇文章告诉你,猪的智商高到爆表)。科技如此发达,阿尔法元都横扫人类了,但人类的大脑容量还是维持在1400cc左右,跟原始智人相距并不远(Buss,2015)。
野外生活的原始人(图片来源:https://www.pinterest.com/)
肝脏也是一样啊(Science: 肠道微生物可以转移到肝脏促进先天性免疫疾病发生)!
作为解毒、糖代谢和脂代谢的场所,它设计的产能还是原始社会级的。幸运的是,这种产能在过去数千年间都够用了。怎么可能不够用呢?对大多数人来说,饥荒的阴影随时会再次降临,吃饱都是一个难题,遑论吃成大腹便便了。
也正因为如此,人类大脑曾长期处于“饥饿”状态,它以2%不到的体重占比,竟消耗了20-25%的身体静息代谢率(resting metabolic rate)!
大脑不但吃得多,还吃得快,它消耗能量的速率是骨骼肌的16倍,这导致神经突触附近聚集了大量的线粒体(Allen,2013)。大脑如此耗能,以致有的动物,比如黄色管海绵(Aplysina sp.),在进化过程中干脆丢掉了大脑,变成了无脑一族(Santalova et al.,2010)。
为了止饿,大脑变得对糖和脂肪疯狂热爱!
见到五颜六色的甜点就感觉“幸福”,闻见肉香扑鼻、听见烤肉滋滋发响,浑身就酥了,吃起来毫无节制,半夜醒了有盘烤串最帅了!光是食物滋滋或咔咔的声音,就足以唤醒大脑的愉悦神经回路,就为了让我们吃到完全停不下来!(Allen,2013)!
草莓甜点(图片来源:https://www.pinterest.com/)
问题就来了:现代人吃的实在是太多太多了!
即使是长期盘踞在乡下小超市的胖墩儿(Nature重磅!肥胖有救了:分析了362499个人,发现了98个与肥胖相关的遗传信号,其中29个是第一次发现),吃的花样之繁多也堪比先秦时期的诸侯王。原始人和古人哪见过辣么多令人目眩神迷的甜点!他们的肝脏和肠胃也从来没接收过辣么多源源不绝的高糖、高脂和高蛋白“快递包”!于是糖脂代谢的机器一开便是一整天,干个没完!
搞笑的是,老脑筋、不知死活的肝脏还以为糖和脂肪是好东西,依旧通过一种叫做FGF21肝荷尔蒙的信号分子,往大脑总部发信息,让它多多多多接单,吃吃吃吃个不停。如此一来,恶性循环,肝脏就像一个快递站,终于把自己玩爆仓了(Cell子刊:碳水化合物限制饮食对人类肝脂肪变性的快速代谢益处的综合理解)!
爆仓结果便是脂肪肝等肝类重病。(Gaich et al.,2013)!
人类就惨了!高糖信号和高脂信号分别打开了各种各样“坏”的代谢通路,把糖尿病、中风、老年痴呆、粥状动脉硬化、心脏病等等敌军全放进城内,一时生灵涂炭,活路全无。而且,停不下来的吃带来了此起彼伏的炎症反应,活跃的炎症因子摧残着免疫系统,最终唤醒了原癌基因(Akula et al.,2016)!
死神漫画(图片来源:https://www.pinterest.com/)
死神在癌症的影子里狂笑,兵不血刃、直捣黄龙!
说到这,算是解答了开篇的问题了吧!所以,少吃“好”的吧!从今天开始,做一个膳食均衡的“野蛮人”,放下夜半时分仍捧在手心的巧克力奶油卷、核桃甜酥饼和草莓优乐雪,跟大家一起默念:
现代人,你最不缺的就是这些所谓的“营养”哦!
推荐阅读:
参考文献:
Allen, The omnivorous mind: our evolving relationship with food, 2013;
Akula et al., Control of the innate immune response by the mevalonate pathway, Nature Immunology,2016;
Bravo JA et al., Ingestion of lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve, PNAS, 2011;
Buss, Evolutionary psychology:the new science of the mind, 2015;
Gaich et al.,The effects of LY2405319,an FGF21 analog, in obese human subjects with type 2 diabetes, Cell Metab.,2013;
Qin et al., A human gut microbial gene catalog established by metagenomic sequencing, Nature, 2016;
Santalova et al., Dibromotyrosine and histamine derivatives from the tropical marine sponge Aplysina sp., Natural Products Communication,2010;
Tina et al., Quantifying variation in human scalp hair fiber shape and pigmentation, American journal of physical anthropology,2016;
Yang et al., Genetic signatures of high-altitude adaption in Tibetans, PNAS,2017;
Zink and Liberman, Impact of meat and lower palaeolithic food processing techiques on chewing in humans, Nature, 2016;
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