無論何種生物的生存都伴隨著壓力。所謂壓力是指生存環境中不利于生物繁衍、生長和種群擴大的因素。然而,壓力對于動植物是有區別的。對于動物而言,環境的不利因素很多時候是轉化為心理壓力,而對于植物來說,環境不利因素可能不會轉化為心理壓力,因為迄今還沒有大量明確的研究結果證明植物具有神經系統。現在,對動植物的一些新研究表明,適度的壓力有益于動植物。由此可以作出推論,適度的壓力對人也是有利的。
動物:壓力有助抗癌
長期以來,人類從自己的生活實踐、疾病和健康的研究中得出一個結論,壓力是導致人患病和早衰的一個重要原因,例如壓力導致癌癥或各種心理疾病。但是,也有一些研究指出,適當的壓力對動物抗御疾病是有利的。
美國俄亥俄州立大學的神經生物學家馬修·杜寧等人最近對小鼠進行了一項實驗,結果發現,承受輕微壓力的老鼠抵抗腫瘤的能力,比那些毫無壓力的老鼠更強。
研究人員在實驗鼠身上注入黑色素瘤,使老鼠生成腫瘤。然后,把這些患癌的老鼠分成兩組進行對照研究。一組老鼠放在一個大籠子里,這個籠子比平時放進更多的老鼠,至少有20只,同時籠子中有轉輪和玩具。另一組老鼠則放在普通的籠子內,籠內只有5只老鼠,而且沒有轉輪和玩具。
3個星期后,那些放在經過特別布置的大籠子中的老鼠,其腫瘤縮小了一半,6個星期后幾乎比小籠子中老鼠的腫瘤縮小了80%。而且,大籠子中的患癌老鼠中,17%的老鼠腫瘤完全消失。令人驚異的是,這些老鼠腫瘤的良性變化完全是在沒有接受任何治療下發生的。
形成鮮明對比的是,普通籠子的患癌老鼠,其腫瘤繼續生長。同時,對老鼠誘發結腸癌后進行同樣的實驗也得出了相同的結果。大籠子中的老鼠的腫瘤縮小了,而普通籠子中老鼠的腫瘤繼續生長。
為什么大籠子中老鼠的腫瘤會縮小甚至消失呢?重要的原因在于壓力。這些壓力是多方面的。其一,大籠子中有運動場所和器械,如轉輪和玩具,這迫使或誘使老鼠運動。這是一種行為的壓力。其次,鼠際之間的關系也是一種壓力。由于大籠子中老鼠多,難免發生沖突,這也迫使老鼠要參與爭斗和解決沖突。觀察發現,這些老鼠有些被咬,有些留下了打斗的傷痕,因為伙伴們不全是友善的。這種情況既是行為的壓力,更是心理的壓力,會迫使老鼠運用智力和各種方式來解決糾紛,甚至動用武力。
研究人員發現,由于存在壓力,大籠子中的老鼠體內的緊張激素水平提高了,但有一種激素明顯減少了。減少的激素稱為瘦素(Jeptin),其主要功能是調節食欲。這意味著瘦素水平的降低有助于抗御癌癥。
不同激素的效果
需要明確的是,瘦素促進癌癥生長有不一致的研究結果。但是在許多癌癥中,瘦素起到了對癌的促進和誘導作用,例如結直腸癌和乳癌等。因為,瘦素是由脂肪細胞產生的。而肥胖是結直腸癌的危險因素,高脂肪、高蛋白飲食則是肯定的危險因素。體外細胞實驗研究結果表明,瘦素刺激腸癌細胞株HTl29生長,還可刺激原癌基因c-fos的表達。人體實驗也觀察到,提高飲食中的脂肪含量可以引起瘦索濃度升高及脂肪組織的增加。飲食中脂肪含量增加可導致結腸細胞增生,也增加fos蛋白表達和異常的肛寞病變。所以,高脂肪飲食通過提高血清中瘦素水平而促進結腸細胞增生和癌癥的形成。
同時,研究發現,肥胖婦女因瘦素水平增高而促進腫瘤的形成。瘦素可使乳腺上皮細胞和乳腺癌細胞的數量增長,增長率分別為50%和13.8%。瘦素受體在兩種細胞上都有表達,說明瘦素可引起乳腺細胞的增生和乳腺癌的發生。
杜寧等人的研究還發現,壓力還會影響到老鼠的行為中樞——大腦,尤其是對大腦中的下丘腦影響較大。下丘腦調節身體的能量平衡,并且維系著神經系統和內分泌系統。研究人員發現,大籠子中的患癌老鼠在經過2周后,其下丘腦中為腦源性神經營養因子(BDNF)信號蛋白編碼的基因表達明顯地增強了,這意味著大籠子中的老鼠體內的BDNF增多。
過去的研究證明,BDNF廣泛分布于中樞神經系統內,在中樞神經系統發育過程中對神經元的存活、分化、生長發育起重要作用,并能防止神經元受損傷死亡、改善神經元的病理狀態、促進受損傷神經元再生及分化等生物效應。現在,對患癌老鼠的研究又發現,BDNF可能對抗御腫瘤有促進作用。
那么,BDNF的抗癌機理何在?杜寧等人發現,BDNF與緊張激素和瘦素有關系。由于大籠子中的老鼠與其他老鼠有沖突,從而讓緊張激素處于活躍和增加的狀態,也會使BDNF增多。在緊張激素的作用下,脂肪細胞生成的瘦素也隨之減少。瘦素的減少意味著促進腫瘤增生的作用降低,也就抑制了腫瘤的生長。
此外,杜寧等人還在研究中證明,老鼠承受適度壓力是腫瘤減少的主要原因。為了分清老鼠的腫瘤減小不只是因為大籠子中的老鼠跑動多(因為有轉輪),而小籠子中的老鼠跑動少(沒有轉輪),他們又做了進一步研究,發現老鼠的跑動對抑制腫瘤生長所起的作用較少。因為僅僅有跑動的老鼠既沒有緊張激素的增加,也沒有BDNF基因表達的增加,同時也不會有體內瘦素水平的降低。所以,在壓力的作用下,大腦一內分泌系統和多種激素的互動才是抑制腫瘤生長的主要原因。
研究人員認為,盡管此項研究是通過老鼠得出的,但對人也可能是適用的。過去,人們都認為癌癥病人應避免壓力,但老鼠的這項研究說明過去的看法不完全正確。適當的壓力,不管是精神壓力、體力或社交方面的壓力,都有抑制癌癥的作用。
植物面對壓力的結果
不僅僅是人和動物會面臨壓力,植物也會遇到壓力。植物的壓力主要是環境污染和受到傷害,如害蟲的侵擾以及人類的砍伐。
美國科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心(NCAR)的托馬斯·卡爾(Thoma sKarl)等人的研究發現,一些植物,如楓樹、山楊以及楊樹暴露在被臭氧污染的環境中或遭受物理損傷時,它們會產生應對這些壓力的有效方式,即吸收更多的揮發性有機化合物(VOCs,一類含碳化合物的總稱)。這不僅對環境和人類有利,而且也有利于它們自己。
植物在壓力下吸收更多的揮發性有機化合物的原因在于,在壓力之下,植物會產生一些化合物進行自我保護。但過多的化合物也會殃及植物自身,此時植物會產生一些酶,將這些化合物轉化為毒性較小的物質,而在酶的產生過程中,植物需要利用空氣中的揮發性有機化舍物進行代謝,此時植物吸收揮發性有機化合物的速度就顯著提高。
其實,這是卡爾等人研究植物吸收大氣污染物時意外的收獲。研究人員是想弄清,植物對造成空氣污染和煙霧從有機化合物是如何吸收的,這些化合物中包括了甲醛、甲苯等。揮發性有機化合物的主要來源是汽車尾氣、煤炭燃燒以及其他人類的活動。一些大氣中的VOCs會與氧氣結合,從而形成微小的大氣顆粒物,被稱為含氧揮發性有機化合物(oVOCs),它會隔離大氣并導致氣候變暖。
以前的研究表明,植物在進行光合作用的過程中吸收了一種主要的溫室氣體——二氧化碳,但是研究人員尚不能確定,它們是否也能夠在很大程度上消耗oVOCs。卡爾等人決定調查每年落葉的植物是如何與oVOCs相互作用的。將計算機模型、實驗室試驗與野外研究相結合,研究人員分析了一個楊樹葉片樣本到底能夠吸收多少oVOCs。結果顯示,將植物暴露在oVOCs下會增加它們常規的化合物攝入量,比預期多吸收40%。而在植物不同部位中,樹冠吸收得最多,最高可達總吸收量的97%。這意味著落葉樹木能吸收更多的大氣污染物。越多的大氣被污染,就有越多的oVOCs被植物吸收。而大氣污染不僅對人和動物是一種壓力,對植物來說是更大的壓力。正是在這樣的壓力下,植物會加大吸收污染物。
但是,植物能夠處理多少污染物也存在一個界限,即多大的壓力才是最適宜的,因為植物并非能完全消除嚴重污染。所以,卡爾的研究團隊計劃對植物進一步研究,以搞清它們應對壓力的限度,同時也對松樹和其他針葉林進行研究,以弄清它們是否也能夠吸收oVOCs和其他污染物盾。
同理,人和動物面對輕微壓力有好處,但是,輕微壓力和重度壓力的界限何在,這也是需要以后的研究來弄清的。否則,壓力過大對人和生物也是不利的。因為,超過了人和生物所能承受的壓力,輕則可能導致身體和心靈的疾病,重則可以摧毀人和生物。(文章代碼:102406)