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    新陈代谢与酶

    酶是大型蛋白质分子，存在于人体的所有细胞中。酶经过一系列的反应，将一种叫做基质的物质转化为另一种基质。比如将葡萄糖转化为脂肪。大家可以把酶想象成一个大型的、全自动的工厂。这种转化只消耗极少的能量。几乎所有的化学反应都是在酶的帮助下完成的，生物学家使用催化反应一词。如果这些反应没有酶的参与，反应的概率、速度可以小到忽略不计，一旦酶参与到反应之中，能量将会显著增加。

    酶的体积比较大，一个酶的分子大小可能是它要加工的基质分子的1--2万倍，你可以想象到工厂和木块的相对大小。

    酶可以根据要转化的基质和产物不同，对反应速度进行调节，甚至可以逆转反应，让产品变回基质。简言之，酶控制着反应是否要发生、如何反应发生、反应的速度和方向。

    酶在形成初期是以氨基酸直链的形式出现的，DNA把它们按顺序排列好。由于氨基酸相互作用之间存在化学和物理上的亲和性，化学链本身就会不断折叠，形成一个与小磁珠串非常相似的三维体。

    这种折叠结构可以让酶不断改变自身的活动，不仅是改变形态，还改变自身的机能来改变反应发生的速度，实际上改变了酶的化学和物理特性。不少致力于研究酶的科学家饶有兴趣地描述过这种令人不可思议的速度。从松散的直链变成蛋白球不到一秒，可以说是瞬间。基质能够被单一的活性酶代谢，它在化学上的多样性也是瞬间的，能够改变酶的结构、数量以及活动等因素的数量也是瞬间性的。

    营养素的新陈代谢与酶之间存在着密切的联系。由酶催化的反应数量是无限的，彼此又密切关联。这些反应由营养控制，与此相关的化合物数量也不存在什么限度。营养素管控着酶，酶也反作用于营养素，以此来制造大量的产物。这些产物不仅在体内被加以使用，同时也用来维持身体的正常运转。

    双功能氧化酶的奥秘

    最终我们将研究锁定在双功能氧化酶上，开始探索它在癌症形成中所起的作用。

    我在这里不可避免地要简述一下我们的研究和发现，我们的研究题目太长，包含着太多的专业词汇。我们的目标不是把您变成双功能氧化酶的专家，而是想通过与大家分享自己50多年的研究生涯里与双功能氧化酶的恩恩怨怨，希望大家能通过我的解释，对动物蛋白如何影响癌症的形成有一个更加正确的认识。

    双功能氧化酶的复杂性有力地证明了整体方法，而不是简化论关于营养和健康的观点的正确性。我希望大家对此能有一个更加深入的认识。

    双功能氧化酶是一种极为复杂的酶，绝大多数情况下存在于肝脏中，代谢类固醇类激素，如雌激素、雄性激素、应激激素，维持免疫和神经系统工作的前品脂肪酸，以及胆固醇。在其他一些化学物质中，双功能氧化酶代谢的物质更接近于我们身体无限制地使用它们的状态，对异质化学物质脱毒，让这些物质能够顺利地通过尿液排出体外。

    我从事研究的早期阶段曾了解到，双功能氧化酶将黄曲霉菌转化为毒性较小的代谢物，通过尿液和粪便排出体外。现在看来这个模型是在太过于简化了。

    1968年，印度的研究人员发表了他们的研究发现，蛋白质过高的食物，饮食中超过20%，增加老鼠患上黄曲霉菌诱发的肿瘤的概率。而此前的研究却表明，同样高比例的蛋白质摄入量降低了黄曲霉菌直接中毒的概率，过去的黄曲霉菌代谢模式根本无法解释如此矛盾的结果。

    我的实验室团队假设双功能氧化酶是解释这一矛盾的关键。首先我们认为，富含蛋白质的饮食可以提高老鼠体内双功能氧化酶的活动，这就意味着老鼠摄入的蛋白质越多，黄曲霉菌被解毒的速率越快。但它却与印度研究人员高蛋白质饮食会提高癌症发病率的说法相矛盾。

    我们认为，一种可能性是双功能氧化酶可能有两种代谢途径。一种途径是生成比黄曲霉菌毒性低的代谢物排出体外，另一个途径是生成毒性比黄曲霉菌毒性高的代谢物，提高了癌症的患病概率。

    1970年代，威斯康星大学教授吉姆和贝蒂·米勒，与晚辈科林·加纳一起，发现了非同寻常的证据，在双功能氧化酶产生黄曲霉菌脱毒代谢物的过程中，形成活性极强的中间代谢物，能够引发癌症。这种中间代谢物就是我们所说的环氧化物。

    人们过去一直以为，环氧化物只能存在于几毫秒的时间里。不幸的是，这区区几毫秒的时间，就足够让环氧化物与DNA紧密地结合在一起，引起突变，为癌症的产生创造了一系列条件。

    这一发现让我们从一个新的角度去理解高蛋白质饮食如何在提高癌症发病率的同时，降低急性黄曲霉菌中毒的概率，正如印度研究人员报告中指出的那样，高蛋白质饮食提高了双功能氧化酶的活性，同时也提高了诱发癌症的中间代谢物，以及毒性较小的最终代谢物的活性。

    研究证明，黄曲霉菌本身毒性很强，自身不需要活化。它阻止细胞呼吸，让细胞死亡。高蛋白质饮食增强了双功能氧化酶的活性，降低了导致细胞死亡的黄曲霉菌的毒性，乍一看，这似乎是一个正面的作用。但与此同时，它也增加了可以诱发癌症的环氧化物的数量，这明显是一个负面作用。

    上述表述是对这一矛盾非常合理的解释，但仍有若干问题悬而未决。问题一，为什么我们身体会在第一时间产生诱发癌症的环氧化物？换句话说，这种反应是如何在第一时间将天然但具有危险性的副产品变成一种具有同样危险性的致癌物质的？

    我至今仍然不知道如何回答这个问题。我们的身体似乎愿意在关键的时刻用罹患癌症的风险来应对黄曲霉菌造成的细胞死亡的直接威胁，这的确讲得通。这种观点虽然有其不完美之处，但这种交换形式却被证明具有正面效应。或者说至少不会有什么副作用，不会对人类生存以及繁衍造成负面影响。退一步说，至少在目前来看不会对人类生存造成什么威胁。这说明，我们的身体可能存在一个自我修复机制，防止身体受到环氧化物的伤害。环氧化物的存活时间非常短，只有不到一毫秒。如此短的时间似乎不足以让伤害发生。证据还表明，在此过程中，水在另一种酶，环氧水解酶的促进下，能与环氧化合物结合，形成对身体无害的物质，排出体外，在环氧化物损害DNA之前，将其从人体中清除出去。

    另外我们也知道，人体本身具有很强的细胞修复能力，如果这种能力来自于均衡的营养，那么大多数人的损伤都可以在癌症发生之前被消除。

    问题二，为什么动物蛋白会提高双功能氧化酶的活性？高动物蛋白的饮食大幅度提高了身体内酶的活性，双功能氧化酶只是其中一种。动物蛋白经常会让我们的身体超转。我们现在还不能回答为什么会发生这样的情况，未来也许我们能够给出答案。重要的一点是，它会对我们的健康产生副作用。

    双功能氧化酶对我的启示

    你可能已经注意到，我早期对黄曲霉菌和肝癌之间相关性的研究，主要集中在单一的双功能氧化酶催化反应上，这是简化的方法。我们在研究中集中讨论，假定可以催化一种反映的酶只涉及一种基质和越少产物。这种假设肯定过于异想天开。后期我对该活动机制的研究旨在解释日常生活中蛋白质对癌症的作用。事实证明，日常生活中的蛋白质对癌症的作用太过复杂，单靠一种双功能氧化酶反应远远不足以说明其中的问题。但正在这一时期，我第一次强烈地意识到，生物学的复杂程度足以麻痹我们的神经，我之前从来没有意识到这一点。

    简单举几个例子来说明一下双功能氧化酶的复杂性。首先，双功能氧化酶自身的结构就非常复杂。它主要由三部分组成，不仅是一种由蛋白质构成的酶，也是一个体系，通过对这三大组成部分的分离，用其他的结合方式进行重构，我们在研究中仔细调查了每一个部分分别在整个酶的活动中起到的作用。

    我们还调查了它们在蛋白质饮食的影响下的结合方式，每一种结合方式都能导致一种不同的双功能氧化酶活动，这就意味着复杂性会不断升级，并且无限低延续下去。在很微量的化学物质的催化下，双功能氧化酶以及其他的酶分子可以改变自身的形态，进而改变自身的反应速度。所有这些变化都是在非常短的时间内发生的，以至于我们都无法将它们记录下来，对其进行评估。

    其次，双功能氧化酶是一系列酶中的一种，我们可以将这些酶看成是一个完整的整体，改变这个系列中一种酶的活动，在多数情况下就会影响到同一系统中的其他酶。比如，当一种基质转化成一种产物时，它也促进了其他下游的酶的合成，以此来协助其他后续反应，或者从上游向引起第一次反应的酶发出信号，让它降低反应速度。

    正如以前提到的那样，在黄曲霉菌的催化作用下，环氧水解酶让由双功能氧化酶产生的环氧化物与水结合。下一步，脱毒的黄曲霉菌代谢物可能与各种各样的产物相结合，以此来加快它们排出体外的速度。酶以及它们之间的反应无处不在，它们互相依存，不可分离。

    最后，双功能氧化酶代谢成各种本族化学物质和异族化学物质，更有意思的是，双功能氧化酶能够迅速适应代谢物，甚至是我们在大自然中从来没有见过，或者人体从来没有遇到过的合成化学物。双功能氧化酶像一个工厂一样，它不仅可以迅速地将自身重构，甚至可以在一秒钟的时间里将沙拉碗变成木块，（注：这是比喻将生产一种产品变成生产另一种产品）这可真是一个大本事。

    自我平衡，健康之本

    下面和大家讨论一下营养科学中的自我平衡。人体在工作时总是趋向维持一种稳定的、功能性的平衡。身体系统内的确如此，从电解质平衡、体温平衡到酸碱值平衡，这种平衡在人体各个系统之间也存在，这种平衡就是我们所说的健康。

    细胞内的自我平衡在大多数情况下是由大量的酶操控者，数以万计的酶在百万亿个细胞里协同工作，酶与酶之间也密切联系。它们用以维持自我平衡、维持健康的资源，是我们摄入的食物。这就是为什么说，从整体的角度看待营养学，是获得健康的一个重要因素。吃了正确的食物，我们的身体自然会趋向于自我平衡。健康并不是无数简化干涉方法的去伪存真，而是依靠人体化学内在的复杂性，它就这么出现了。

    双功能氧化酶可以对许多不同种类的化学物质进行催化，这样就导致它无法经受住日常饮食的变化。我的团队在试图确定双功能氧化酶对癌症的作用时发现，即使是相对比较适度地改变，也会导致大量差异性的产生。当我们吃下正确的食物时，双功能氧化酶会引导我们走向自我平衡。当我们吃下错误的食物时，双功能氧化酶可能导致疾病的产生。

    人体中由超过十万种类似于双功能氧化酶的酶在发挥各自的作用。我们这里所讨论的化学物质仅仅是若干种基质、中间代谢物及其产物，这些物质总和数量之庞大，要远远超过我们所能估量的范围。这些物质每天都在我们身体内互相发生着作用。

    对双功能氧化酶的研究帮助我看清了一点，我们每一个人其实都是一个动态的系统，这个系统好比一曲精彩非凡的交响乐，以令人难以置信的速度和序列改变着我们每毫秒间的生活。这首交响乐至今依然美妙，因为我们已经发现并命名了不少酶，以及其他一些人体正在使用的代谢工具，以此来控制和支配它们的行为。

   我们必须承认，我们关于健康的各种研究，归根到底还是生物的复杂性。可惜的是，随着人类对复杂程度的研究不断深入，简化科学似乎完全沉迷在这些复杂事物取新名字的工作中，以至于完全忽略了一点，这些化学元素之间的关系，才是自我平衡和健康的核心。

    （编者按：读了坎贝尔《完整》中这段关于双功能氧化酶的论述，谈几点感受。

    1、坎贝尔通过对双功能氧化酶的描述，把生命浩瀚、奇妙的画圈栩栩如生地展现在我们眼前。

    一个小小的蛋白质分子，竟然像一个巨大的、高度智能的大工厂，在以微秒计的极短时间里，用极小的能耗，随时把输入的葡萄糖转化为人体当时需要的脂肪，或把脂肪由转化为葡萄糖，随心所欲，不可思议。

    更神奇的是，双功能氧化酶竟然能在极短的时间内根据身体需要，灵活改变自身的功能，精确调整加工速度、输出不同产品，及时满足、适应身体不断变化的需要。我想这更是现代化大工厂望尘莫及的。动辄耗资几十亿、几百亿美元建造的现代化生物化学工厂，研制一种大分子生物药往往就要耗时5到10年，在治疗效果方面更无法像人体自身的酶那样，随时适应身体动态的需求。

    全身数以十万计的双功能氧化酶如何与身体指挥中枢进行信息交流，与其他酶进行交流，与其他细胞、组织、器官获取和反馈信息，进行交流，与之精密协调 、配合，我们不得而知。人体其他蛋白质、细胞、组织、系统有如何神奇的功能，相互之间如何神奇地相互联系、配合，我们不得而知。只能感叹大自然造就的生命真奇妙。

    认识到这一点，我们才不会以为我们已经掌握的知识是绝对真理，在我们面对已经掌握的知识解释不了的现象时，不要对观察到的事实妄下否定的结论。新的知识，更高层次的真理往往就是在我们现有的知识解释不了的时候，激发出人们进一步探索的好奇心，被人们逐步认识的。尊重事实才是科学精神的精髓。

    我觉得坎贝尔就是这样一个具有科学精神的人，面对针灸有效的事实，虽然现有的现代科学知识解释不了，但他并不急于采取否定的态度，不是否定中医的三焦理论，而是把它作为针灸有效的理论证明。他关于身体有智慧自动趋于平衡、平衡就是健康的观念也与中医如出一辙。对葛森疗法和其他中医疗法，各国的自然疗法，我们都应该采用这样实事求是的科学态度。

    2、莫瑞斯猜想，癌症可能是身体的一种救命机制。坎贝尔也谈到了这一点。为了避免生命受到眼前紧迫的致命威胁，HK杀手细胞和巨噬细胞在身体需要的时候能自觉地舍生取义，牺牲自己，与癌细胞同归于尽。双功能氧化酶也能在身体遇到致命威胁的时刻，两害之中取其轻，先保住身体性命，为了身体的整体利益，不惜牺牲自身和局部的利益，如此小的独立个体有此智慧和品质，令人惊叹。 

    3、坎贝尔对双功能氧化酶的认识是在人类实践的基础上不断深化的。实践是检验真理的唯一标准，也是获得真理的根本途径。把客观事物的规律归纳为用确定的概念表述的结论是进步的具体表现。把概念、定理运用到更大的范围又需要辩证的思考。人类对事物的认识就是在这样的反复中逐步深化的。形式逻辑的方法、简化的方法，是人类认识世界不可或缺的科学方法。坎贝尔对双功能氧化酶认识的不断深化，也离不开简化的方法。

    自然界给我们展现了无数层次的整体形象。

    以细胞为参照系来讨论细胞膜、细胞核、线粒体时，细胞是整体。

    以身体为参照系来讨论器官、系统、细胞，身体是整体，细胞则变成了整体的组成部分。

    简化的方法和整体的方法也是如此。在现实中我们使用的任何具体方法都既是简化的，也是整体的，只有放到具体的条件下讨论才有实际的意义。与比之更落后的方法比辩证的方法，与比之更先进的方法比又成了简化的方法。

    当我们确定了研究的范围，在讨论营养学问题时，把身体作为一个整体来看待又变成确定的概念。用盲人摸象的方法解决营养学问题，只能是一个无解的方程。

    4、双功能氧化酶不仅像一个大型化工厂，在一定的场合，也是催化剂。但不同于化工业使用的催化剂，有确定的形态、作用、用量和精确的使用参数。生物化学领域的这种催化剂本身的形态、功能 随时都可能发生变化，一种等于多种，甚至无数种。它们在人体中根据身体的整体要求，与其他酶相互作用、配合，与其身体的其他组成部分相互作用，互相配合，为完成身体的总体目标，随时高效执行不同的、甚至是相反的任务。

    双功能氧化酶本质上是一种蛋白质。我们已知的人体蛋白质，仅酶就有十万多种，现代生化检查可以检测出血液中的几种蛋白质水平。有些危重患者会出现白蛋白低的情况。有些人以为贵重的人体球蛋白是补品，可以增强患者的免疫功能和抵抗力，所以在被告知患者白蛋白低的时候，不惜重金也要给患者补人体球蛋白。我亲眼见过三个危重患者补了球蛋白以后，一两个月内就出现肾脏衰竭，不久就离世。

    因为蛋白质的种类太多，食物通过消化吸收转变的蛋白质是身体整体系统的一个组成部分，和系统的其他部分有千丝万缕的联系和相互作用。人工输入血液的人体球蛋白能不能像自身白蛋白一样与身体系统建立起微妙的联系和相互作用，只有天知道，简化思维把这个复杂的关系想得过于简单、过于天真了，以为只要化验单上白蛋白上升就是好事，结果往往事与愿违，出现严重后果也是情理之中的事情。   

     我看到最有实效的大分子生物药是胰岛素，经过上百年的检验，依然在使用，还不断有新品推出。    

     我也希望生物化学产业能研制出长期有效的治疗癌症的药物，经常在微信上转载国内外这方面的进展。遗憾的是，统计数据显示，每种药物的长期效果都是逐渐下降的。也就是说，只要产生癌症和其他慢性疾病的原因没有消除，复发只是迟早的事。大分子生物药最好的结果也只是暂时缓解疾病的某些症状。看了坎贝尔的这篇文章，我对大分子生物药的前景更加悲观。因为这就像是在浩瀚的大海里捞针，主要靠运气。

    还是坎贝尔的那句名言，只有完整的植物性食物最有利于人的健康。）