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2018034:折衷--《我们为什么会生病》


我们的身体是一部强悍的机器,但它几乎没有一个零件尽善尽美,还有一大堆低级的设计缺陷。自然选择既然能塑造出这么强大的人体,为什么偏偏要留下这些小瑕疵?这些导致人类生病的低级漏洞,为什么没有被自然选择淘汰掉?

前些日子,听了罗振宇的节目说到,湖南科学技术出版社推出的第一推动丛书对他的影响特别大,尤其是让一个文科生看明白了深奥的科学,于是在此丛书再版之际,他在自己的天猫店专门精选了5本,成套出售。至于选择这些书的原因,他自己说这几本书对他的冲击特别大,完全改观了他对世界的认识,其中一本就是这本讲述达尔文医学的《我们为什么会生病》。这五本书分别是:

  • 《时间简史》

  • 《上帝与新物理学》

  • 《皇帝新脑》

  • 《我们为什么会生病》

  • 《复杂》

这几本书收入书单,除了《时间简史》感觉看起来压力很大之外,其他都是我很感兴趣的,尤其是《复杂》这本提到混沌系统的书。

折中–《我们为什么会生病》

我们人类的每一个器官都设计得很精致,小小的肾脏能发挥的过滤功能,一台冰箱这么大的人工肾脏都无法完全复原,只能完成肾脏的一小部分功能。我们安装的心脏瓣膜只能用个10年8年,但一般而言我们的心脏与瓣膜可以用几十年都功能依旧。不过,气管和食道在咽喉以上的位置共用同一个通道,这并不是什么好的设计,诸如此类的小问题,在人体上可以找到不少,这是为什么呢?

然而,即便是设计得如此精巧的人体,有时候在遇到病菌等微生物的时候却难以招架,自身引以为傲的免疫系统有时候也会攻击人体,良好的细胞新陈代谢机制出故障后引起了癌变让人丧命。进化既然能塑造出像眼球、心脏、大脑这么精巧的器官,为什么没有安排好措施预防近视、心肌梗死、老年痴呆症呢?按照这本书里的观察,大脑的精密程度和脑血管的狭窄程度比起来,就像是在一台奔驰上,用了一根塑料吸管当油路。

《我们为什么会生病》这本书,提出了一个很有说服力的解释。他说,人体,其实是一场精心安排的妥协。很多设计缺陷,其实都是为了更高的收益,而做出的一种无可奈何的让步。因为生物进化不像现代工程那样,要先经过专家论证,做出一套十全十美的方案。它是边施工边设计,根据环境需要,随时做一些缝缝补补。本书的主张,不是去取代现代的医疗实践,而是在一个已经是比较完整的科学体系上补充一些被忽视了的新东西。

达尔文医学

现代人几乎没有不知道达尔文的,但是达尔文的后人在发展他的学说的时候是走过岔路的,而且对人类社会造成了巨大的伤害,因为咋一看达尔文医学似乎会关联到高尔顿臭名昭著的优生学。

高尔顿是一个博学多才的人,达尔文的表弟,别的你不知道,至少统计学中相关系数是他提出的,设计了精巧的实验验证了著名的钟形曲线。但在上世纪初,一种称为”社会达尔文主义”的意识形态曾经引发了资本巨头的战争狂热,为限制贫困者得到医疗帮助提供了理由,他们的观点与“优生学”密切联系,主张为了改进人种(或种族!)应采取对某些人绝育的极端方式,这也是后来希特勒屠杀犹太人的理论基础,美国同期也对许多弱智的妇女施加了绝育手术。

疾病的两类原因:

  • 近因

  • 进化史原因

近因所解答的是“什么?”和“怎样?”——是关于构造和机制的问题;进化史方面解答的是“为什么?”——是关于起源与功能的问题。大部分医学研究是寻找近因,解释机体的某些部分怎样工作,或者某种疾病怎样打乱了这一正常功能。生物科学的另外一半,则试图解释为什么以及怎样会是现在这样,在医学中是不够重视的,或者没有重视的。从进化史的角度去研究疾病,并非研究疾病有什么好处,而是去了解生物设计定型过程所造成的对疾病的易感性的历史根源,这就是达尔文医学。

达尔文医学关注的范畴

本书提到的达尔文医学与社会达尔文主义无关,医学上采用达尔文主义的立场、观点,有助于人类了解疾病是怎样起源于进化过程中的,而这些知识对于医学的崇高目标将有深远的意义。它关注下面六个范畴:

  1. 防御(防卫): 防御或者防卫并非对疾病原因的解释,但是防御反应常常与疾病的其它症状混淆。比如,咳嗽是为了从呼吸道排除异物而专门设计的一种防御机制,把粘液和异物从气管向上推出到达咽喉的后部,或者吐出去,或者吞入胃中,让那里的酸杀死大部分细菌。

  2. 感染:有些细菌和病毒是把人类当作它们的食物,人类在进化过程中演变出对付它们攻击的防御手段,它们也在进化过程中演变出克服人类防御机制的手段,甚至利用我们防御的办法来反防御。这种永无休止的、不断升级的军备竞赛,可以解释为什么我们为什么不能消灭所有的感染和自身免疫病。

  3. 新环境:最新的研究表明,我们智人都来自于非洲,人类身体是在非洲平原上由过狩猎-采集生活的小部落里祖先经过几百万年的自然选择设计定型的。然而自然选择没有充分的时间,役有来得及去改变这一定型的设计来配合脂肪饮食、汽车、药物、人工采光和中央空调等等前所未有的新环境,这也是很多新疾病的来源。

  4. 基因:人类的某些基因虽然可以引起疾病,却在进化中被保留下来,是因为如果我们生活在更加接近自然环境时,这些基因是无害的。比如引起近视的基因,也是只在人类幼年时要读书,要做近距离工作的文化氛围中才起作用。还有一些引起疾病的基因之所以被自然选择保留下来,是因为它们的携带者从中会得到某些好处。例如,引起镰状细胞病的基因,可以防止疟疾。还有一些非法的“越轨”基因,使它们自己在个体付出较大代价的条件下得以传到下一代。这说明,自然选择是对基因有利,而不是对个体或者物种有利。

  5. 设计上的折衷方案:正如同某些基因给予一定的总体利益,虽然必须为之付出一定代价仍然得到保留。比如,站起来走路,使人类可以方便地携带食物和婴儿,却是造成背痛的前提因素。身体设计定型上存在的种种缺陷,并非都是失误、它们不过是折衷方案的产物。为了更好地理解疾病的原因,我们必须通过设计上显而易见的缺陷看到背后隐藏着的益处所在。 

  6. 进化是个连续的过程:进化过程中遗留下来的历史问题进化是一个渐进的过程,它不能革命,没有跃进,只能有小的改变,而每一个小的改变都必须具有立杆见影的益处。重大的改变是很难完成的,即令是分子生物学家的基因工程也难以做到。

进化都是好的吗?

这本书的作者和道金斯(《自私的基因》的作者)、穆克吉(《癌症传》的作者)给出了斩钉截铁的回答,进化根本无关好坏,只看这个特性是否能增加物种的存活时间与繁衍能力,这与很多小说中好人活不过3集,坏人一直撑到结束似乎有异曲同工之妙。用一句专业的话来说就是:

凡是影响到物种之中的个体生存和繁殖的遗传差异都要受到自然的选择

活下来真的很重要?不!

看起来浅显易懂的表达,还是存在一些认识误区的,比如生存本身并不重要,这就是为什么自然选择造就了鲑鱼和一年生植物这样的生物,它们只繁殖一次就死去。生存增加适合度(fitness),也只在它增加生存以后的繁殖时才得以体现。带有能够增加生命期中繁殖力的基因将被自然选择挑选、保留,即令它会使寿命缩短。相反,降低生命期中繁殖率的基因,肯定地将被自然选择所淘汰,即令它能使个体的生存期延长。

最适应的个体,从生物学的角度看,不一定是最健康的,最强壮的,或者跑得最快的!孤立地看一个基因,或者一个个体,是不存在所谓“适应(合)”(fit)与否的概念的,只有放在某个特定的环境中的某个实际存在物种之中去比较、考察,“适者”的概念才有具体的意义。从这个角度来说,道金斯的观点”人体只不过是承载基因的载具,根本就没别的意义”,也是说得过去的。

简单的说就是,活的长,你得生得多,而且生下来的得活到成年再生娃的,才是所谓的自然选择。当自然选择不可能同时在方方面面都达到尽善尽美的时候,它的折衷方案并非随意的,而是精确地被选择定在净获益的最大值上,这就是人类身体不完善之处的原因,要理解这是完善和折衷调和的产物。某些物种在缺乏食物的时候会自杀与控制生育,想想这是不是很有《复仇者联盟3》的画风?

一些有趣的观点与例子

铁的管制

铁是一种细菌必需而又十分难得的营养,它们的宿主在进化过程中经过自然选择,产生出多种多样把铁管制起来的机制,使细菌无法得到它。通过管制铁元素来抵御细菌的入侵。感染存在的时候,机体释放白细胞内源性介质LEM(leuko-cyte endogenousmediator),既升高体温,又使血液中可被细菌利用的铁减少。甚至,这时我们对食物的喜好也会发生变化:患病时,含铁的火腿和鸡蛋变得不受欢迎,我们只喜欢茶和面包。这都是使病菌得不到铁的办法,别忘了,一般在感冒发烧的时候,老人家都会说别吃鸡肉,会上火!这是不是一个巧合呢?

呕吐的原因

消化系统有它的防御机制。食物中细菌的分解和霉菌的生长产生令人厌恶的气味,我们憎恶这种气味,使我们不愿意把它吃进去,已经吃进口里的也要吐出来。有毒的东西多半是苦的,苦味也是我们不喜欢吃的。已经吞进胃里的毒物,有时能被察觉而呕吐出来,尤其是细菌毒素。许多毒素被吸收进入循环之后,在大脑的一些细胞旁边流过,这些细胞察觉了毒素便刺激恶心、呕吐。这就是为什么有些药物,特别是用于肿瘤化疗的有毒药物容易引起呕吐反应的原因。

涂了防晒霜也不要长时间暴露在烈日之下

表皮中拾取异物送给免疫系统的朗罕细胞(Langerhanscell)对波长在290-320nm的短波紫外线B(UV-B)有复杂的反应,这种细胞会保护皮肤不受紫外线的伤害。某些防晒霜可以阻断UV-B并防止日光灼伤,却仍然允许较长波长的UV-A通过。UV-A也有伤害皮肤中免疫细胞的性质。在阳光下皮肤被晒红了的人常常被劝告使用防晒霜;然而,事实上防晒霜可能使你更多地暴露在UV-A之下,超过原来可以耐受的剂量而把事情弄得更糟。

阳光中的紫外线导致的问题不在于晒太阳本身,也不是臭氧层缺乏,而是在于我们晒太阳的方式。人们现在大多数时间在室内生活,然后在周末外出到海滨或者郊外去享受日光浴,去接受不习惯的强烈阳光,结果产生灼伤。那些每天都有好几个小时在户外工作的人,适应了他们的接触量而不容易发生日光灼伤。发生黑色素瘤的危险与日光灼伤的次数相关,但不与晒太阳时间的总和相关

天然毒物

是药三分毒,对于植物来说也一样,大部分的植物都有毒,这些有毒物质并非副产品,而是植物对抗昆虫和草食动物的一种重要防御手段,且它们在自然生态环境平衡中起着关键作用。如果你在一个不熟悉的野外饥饿了,要找那软甜的果实,找那有最坚硬的外壳的硬果,或者是几乎无法取到的块茎;避免那些未加保护的新鲜材料,例如叶片,它们多半有毒,因为它们必须保护自己免被你的或者其它饥饿的嘴巴吃掉。

如果体内有了太多的毒素分子,超过器官的负荷能力,所有的肝脏处理场所都已被占满,将发生什么情况?这些毒素分子不会像超级商场的购物者那样,它们不会排队等待。过量的毒素进入循环,在一切能够进行破坏的地方进行破坏。这些毒素同时也刺激增加产酶能力以应付挑战。当毒物或者药物诱导酶的产生增加之后,又会加快对其它药物的分解破坏而需要调整剂量。如果没有与日常的毒素经常接触的经历,我们的酶系统可能在遇到毒素时毫无准备;可能同日光灼伤一样,我们的身体能够适应慢性毒素危机,但不能应付突发性偶然事件。

吃碴子粥下面碱

吃了未经加工处理的玉米之后的孩子的皮肤会发生糙皮病特征和神经病变,玉米同碱在一起煮过可以使氨基酸成分平衡,并把维生素“烟酸”(niacin)游离出来而能够预防糙皮病病。东北吃碴子粥(干玉米煲的粥)都要放面碱,老人家说玉米粒烂的块,省火。这种文化风俗虽然没有科学理论的支持,却完成了应当完成的使命。

单宁能促进胰蛋白酶

人体的酶系统颇能配合单宁,而且有些人喜欢茶和红酒中的单宁味。小量的单宁因为刺激胰蛋白酶的分泌而有助于消化。

农药的毒

这些新的毒素,诸如DDT之所以成为一个特殊问题,不仅因为它们本身就比那些天然毒害更加有害,而且因为它与我们在进化过程中已经适应的天然毒素有着截然不同的化学结构。我们没有设计好的酶去处理氯苯化合物,或者有机汞化合物。我们的肝脏是准备好等待应付许多植物毒素的,但是不知道怎样处理这些新的毒素。

尿酸是天然的氧化剂

血尿酸水平,作为另一种抗氧化剂,也与物种的寿命密切相关。人类已经失去其它大多数哺乳动物都有的降解尿酸的能力。因为尿酸结晶会在关节液中沉淀并引起痛风,这种降解尿酸能力的丧失,在医学书籍中提到时总是说这是人类生物化学的种缺陷。但是,它又可能是一种优点:它有利于我们活得较为长久的生命。尿酸盐作为抗氧化剂的作用与抗坏血酸(维生素C)等效。人类的尿酸盐水平高于猿人(prosimians)和其它低级类人猿,可能对人类的寿命较长,癌的发病率较低有关,尿酸盐在其中起了明显的作用。

排卵与寿命

研究表明,排卵次数越多,妇科癌症的发病率就越高。因此,生育过孩子的妇女比从未生育者患卵巢癌的危险性低”!

关于科学的反思

亚里斯多德第一个清晰地论述了“真”的形式,即逻辑推理的有效性,却以令人困惑的方式谈论着“真”的来源,他认为真知来源于人内心的沉思和对宇宙的追问。亚里斯多德的光辉导致了整个中世纪的黑暗。

培根颠倒了亚里斯多德确立的世界,他鄙夷亚里斯多德关于真的形式(演绎),极力鼓吹归纳方法,同时把知识来源归于平庸的观察和经验,这便有了现代科学的开端。

归纳法毕竟只适应于科学之初,一旦体系的基础确立,亚里斯多德关于真的形式又回到了科学之中,演绎方法重新受到重视——这是成熟科学体系化的必然结果。

结语

在这些生物界的矛盾之中,正如同在竞技场上,你不可能永远是赢家。从多一个角度看待人体生病的机理,或许会更能理解医生的用意,比如发烧不到38.5度都不要用退烧药不然会影响身体的免疫功能,小孩排斥好些有气味的食物或许是身体还没准备好应付植物毒素等等。

对了,差点忘了书中提到的忠告:不要吃得太饱,八九成饱足矣!

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