舒端陽
激素是高等生物產生的一類信號分子,動植物都有。它們在生物體內的含量微少,作用卻非常重要,生物的繁殖、體溫、血糖的調節等活動都與之密不可分。
1853年,法國科學家巴納德在研究犬類動物的消化液后,發現肝臟具有多種不可思議的功能,這是對激素最早的探究。人類第一次分離出激素是在1902年,英國人貝里斯和思達林將狗小腸黏液中提取出來的一種物質注入其他動物體內,結果發現即使在饑餓狀態下動物也能分泌胰液;于是,人們就將這種物質稱為促胰液素。促胰液素是人類發現的第一種激素。之后,加拿大醫生班廷又在狗的胰腺中提取出了胰島素,這為人類治療糖尿病帶來福音。
今天,人們已經在各種動植物體內發現了數百種激素,它們有的被制成保健品和藥物,維持人體健康;有的被制成各種噴劑,促進農作物的生長和果實的成熟;當然,也有不法之徒用來制成運動場上明令禁止的藥物,以提高運動員的成績……
腦白金與松果體素
“今年過節不收禮,收禮還收腦白金?!边@是一句家喻戶曉的廣告詞,廣告詞中提到的腦白金作為一種能夠安神健體、促進記憶的保健品,一時成為大家饋送親友的首選,風靡全國。那么,廣告中所提及的腦白金究竟是什么?
其實,腦白金是一種叫作松果體素的激素,是由我們大腦中的松果體腺分泌的。當然松果體素的作用還不止健腦安神,人體的新陳代謝是通過各種激素調節的,松果體素就像一個總調度師,可以調節其他各種激素的濃度,刺激骨髓產生更多免疫細胞,及時清除侵入身體的病原體,密切監視體內癌變或其他病變細胞,為人類的健康保駕護航;其次,松果體素還能抑制細胞色素沉積,使皮膚保持光澤,延緩衰老;夜晚,松果體素還能促進睡眠,緩解多夢、健忘等問題。
有趣的是,松果體素只在夜晚分泌,所以經常熬夜的人會發生免疫力低下、精神不振等情況。另外,松果體素的分泌和年齡不無關系,一般來說,年齡越大,松果體素的分泌量越少,到了六七十歲就完全停止分泌了,所以人到老年容易出現健忘、體衰之類的情況,這些都和松果體素的變化不無關系。那么,怎樣補充松果體素呢?服用腦白金當然是一種最直接的辦法,不過,其不菲的價格可能會令不少人卻步。近年來,科學家發現西紅柿、香蕉、番薯和堅果中富含松果體素,所以多吃瓜果蔬菜是一個補充松果體素的好方法。
“爆炸西瓜”與細胞分裂素
2011年夏天,媒體接連報道江蘇丹陽的多位瓜農栽種的西瓜一夜間突然裂開,有的甚至炸得四分五裂。好端端的西瓜怎么會炸呢?后經專家調查,原來是由于瓜農使用了一種叫“膨大劑”的激素所導致的。農民種植的西瓜為什么要施加“膨大劑”?“膨大劑”又是一種怎樣的物質?
20世紀四五十年代,美國科學家??略谥参镉着咧邪l現了一種能迅速促進植物細胞增殖和生長的激素,稱為細胞分裂素;但是因為天然的細胞分裂素在植物體內含量非常少,而且提取出來后很難儲存,不利于大規模使用。為了解決這一難題,日本科學家首藤貴久采用化學合成法首次制備了一種叫作氯吡苯脲的化合物。這種物質不僅能夠像細胞分裂素一樣顯著促進細胞分裂和生長,且能穩定保存,因此一時間風靡全球。由于氯吡苯脲可以促進作物生長,短時間里使果實變大,縮短生長周期,因此,我國農民給它取了個高大上的名字——“膨大劑”。
“膨大劑”屬于一種激素類生長調節劑,可廣泛施用于西瓜、草莓、獼猴桃和葡萄等各種瓜果,適當噴灑能夠增加蔬果產量,而且人食用后,“膨大劑”會通過尿液排出,所以基本對人體無害??墒俏飿O必反,過度使用“膨大劑”會導致果肉細胞生長過旺,而植物的光合作用并沒有同時增強。這樣一來,短時間里,果實已經大了,但糖分含量不高。因此,這種瓜果吃起來普遍不甜,水分含量不高。另一方面,由于果實內部生長的速度快于果皮的生長速度,因而往往會導致果實開裂,甚至“爆炸”。
興奮劑與性激素
興奮劑,在英語中稱Dope,原義為“供賽馬使用的一種鴉片麻醉混合劑”。由于運動員為提高成績而最早服用的藥物大多屬于興奮劑藥物刺激劑類,所以盡管后來被禁用的其他類型藥物并不都具有興奮性(如利尿劑),有的甚至還具有抑制性,國際上對禁用藥物仍習慣沿用興奮劑的稱謂。因此,如今通常所說的興奮劑不再是單指那些起興奮作用的藥物,而是對禁用藥物的統稱。
1968年反興奮劑運動剛開始時,國際奧委會規定的違禁藥物為四大類,隨后逐漸增加,已經達到七大類。雖然在分類時的表述有所不同,但基本上是按照這些物質的藥理作用來分類的。其中,合成類固醇及其衍生物和商品劑型品種特別繁多,多數為雄性激素的衍生物。這是目前使用范圍最廣、使用頻度最高的一類興奮劑,也是藥檢的重要對象。
雄性激素是男性或其他雄性動物分泌的一種固醇類激素,它能夠促進睪丸的發育、精子的生成,并能維持雄性第二性征,在雄性動物發情期時雄性激素分泌旺盛,致使雄性動物會表現出強烈的攻擊性和占有欲。
后來,人們發現用雄性激素制成的藥劑能夠使肌纖維變粗、變大,肌肉收縮能力增強,明顯提升人的體力和耐力,在競技比賽中可以顯著提高成績。然而,服用興奮劑行為有違于公平競爭的原則,更重要的是,興奮劑濫用會導致人體內分泌系統失調、睪丸萎縮、免疫力下降以及癌癥發病率增高等副作用。可是,興奮劑的巨大魔力使得參賽運動員甚至相關國家都對雄性激素的違規使用睜一只眼閉一只眼,放松監管。冷戰時期,西方國家和蘇聯在各個方面展開競爭,競技體育是最直接的陣地。有報道稱,為了提高成績,雙方政府都秘密地研制過尖端興奮劑,并給各自陣營的運動員使用,而且很多時候是在運動員毫不知情的情況下。最離譜的是,東德在20世紀60~80年代的4屆奧運會里總共獲得519枚獎牌,其中包括192塊金牌,東德一下子成了奧運賽場的“金牌工廠”;但隨后的幾年,不斷有東德運動員莫名出現癌癥、腎臟損傷、性腺萎縮等問題。之后,柏林墻倒塌,東西德走向統一,原東德的官員才透露,當時政府每年都會投入巨資研發高端興奮劑來躲過檢查,在運動員完全不知情的情況下予其服用。因此,凡是重大的國際競技比賽,反興奮劑工作是最令比賽組委會關注和頭痛的問題。20世紀60年代,國際奧委會就成立了專門的工作組進行興奮劑的檢測和查處,而且檢測經費逐屆升高。以2008年北京奧運會為例,單是每臺用于檢測興奮劑的儀器就價值1000萬美元,這還不包括設備的維護與技術人員的培訓和薪金。但無論怎樣,反興奮劑始終是一項任重而道遠的工作,而且由于目前興奮劑的檢測手段遠遠落后于興奮劑的研發水平,導致當前大家普遍認為“查出的是興奮劑,沒查出的都是高科技”。
雙刃劍與糖皮質激素
糖皮質激素是由腎上腺皮質分泌的一類甾醇類激素,除了調節糖類、脂肪和蛋白質的代謝速率,還具有抗病毒、抗炎癥的作用,且效果比一般的抗生素要好,因此糖皮質激素通常被制成多種藥物用于治療皮膚炎癥、呼吸道疾?。ㄈ缦┖筒《靖腥镜?。我們在藥店見到的可的松、布地奈德、皮炎平中都含有一定的糖皮質激素,它們在治療各種炎癥時具有快速、高效且價格便宜等優點。所以,不論是醫師還是患者,對于激素類藥物都情有獨鐘,有的醫師甚至把它們當作治療百病的萬能藥。據統計,目前我國大約有150種原發性疾病都在使用激素類藥物進行治療。
然而,長期使用這類藥物的患者不同程度地出現了副作用,有的開始發胖,有的免疫力下降,時常出現感冒、神經衰弱等病癥,還有患者甚至出現骨質疏松以及股骨頭壞死。以上這些都說明激素類藥物帶有明顯的兩面性,短時間內可能有一定療效,但是長期使用也會帶來很多負面問題,所以“用藥如用兵”,人們應當重新審視激素類藥物并謹慎用藥。
大脖子病與甲狀腺激素
20世紀五六十年代,在我國沿海地區出現這樣一件事:某外國公司大量從我國進口廉價的海帶和紫菜,并在靠近我國公海的輪船上對這些海產品進行加工提煉,將其中一種重要的元素——碘提取出來,然后將這些海帶、紫菜加工成半成品再以更高的價格回銷給我國……后來我們意識到碘的主要作用,才逐步終止了向國外大量出售廉價海帶的行為。今天我們通過吃海帶和紫菜來補碘。
為什么要補碘?這得從一種地方病——大脖子病說起。解放初期,我國內地一些省份經常會大范圍出現居民甲狀腺增生的情況,病患脖子腫大,說話聲音沙啞、呼吸困難。如果是孩子長時間處于這種情況,還會出現發育遲緩、智力低下(醫學稱呆小癥)等問題。究其原因,其實是這些地方的土壤和地下水中極度缺乏碘元素;而碘與人體一種重要的激素——甲狀腺激素的合成有關。
甲狀腺激素本身是一類氨基酸衍生物,它能夠加速軟骨細胞的合成與增殖,促進神經系統發育??墒?,為什么缺碘就會得大脖子病呢?原來,甲狀腺激素在分泌前首先要依賴于垂體分泌的促甲狀腺激素(TSH)的刺激,TSH越多,甲狀腺激素分泌越多;但是,成人體內若甲狀腺激素的含量超過156nmol/L,就會反作用于垂體,抑制其繼續分泌TSH,從而使甲狀腺激素的合成隨之減少,這樣最終導致人體內甲狀腺激素的含量不至于太高也不會太低,始終處于一種相對穩定的狀態。如果人長期生活在缺碘狀態,甲狀腺激素就會始終處于極低水平,對垂體的這種反制作用就會減弱,而垂體產生越來越多的TSH不斷促進甲狀腺的發育和增生,結果就出現了大脖子病。如今,我國居民吃的食鹽中有的添加了碘酸鉀,這也是為了便于碘缺乏地區的居民補碘,從而使大脖子病成為了歷史。
動植物激素雖然含量極少,卻能高效地調節各種生命活動。目前已發現各類激素不下一兩百種,大體可以分為動物激素和植物激素兩種,其中動物激素包括蛋白質(或肽類)、氨基酸衍生物、固醇類和脂肪酸類,共四個家族;而植物激素分為生長素、赤霉素、細胞分裂素、乙烯、脫落酸和油菜素甾醇六大類。這些名目繁多的激素在生物體內都有相應的受體與之結合,從而發生相應的生理作用,如果這些受體分子發生變化或者激素的分泌紊亂,就會導致代謝失調。
未來,科學家還可能在生物體內發現其他的激素,進一步發現生命世界的奧秘,人類對激素的利用也會更加深入、充分。
【責任編輯】趙 菲