序
自从在得到app上听了王立铭讲的生命科学课后，我对王立铭的作品产生了浓厚的兴趣。毕竟他能把生物学知识讲得那么深入浅出，我想他的书估计也是同样的有趣。这本《吃货的生活学修养》果然就是一本相当有趣的生物学科普书籍，适合大朋友与小朋友们阅读。
- 对于大朋友来说，提早认识高血脂与糖尿病的专业知识，当然有助于我们养成良好的饮食习惯，同时对身边有遭受这些病痛折磨的亲朋，自己也可以帮助他们规避那些可怕的假药贩子。
- 对于小朋友而言，提早认识到那些不为名利所动科学家对人类做了多么重要的贡献，了解到重实验不要轻信传言的科学方法，为自己树立远大的理想目标不无好处。
吃货必须知道的–《吃货的生物学修养》
作为读书笔记，我还是要记录一些干货，轻松的行文与风趣的描述，的确让读者避过了那些晦涩的医学术语、生物学名词，更好的理解了高血脂与糖尿病背后的生物学因素，以及为此努力了百余年的生物学家们与药厂的努力，每一篇小药丸背后都凝聚了无数精英们的努力，当然有些药贵得离谱，以至于很多人没法服用，这又是另外一个问题了。
因为历史上无数科学头脑艰苦而杰出的工作，今天的我们在生病后才可以期待准确的诊断和治疗。没有这些科学研究，我们只能继续在黑暗中茫然地等待和祈祷。这就是科学的意义，虽然这光荣的使命常常并不为人所知。
说说瘦素
动物的血液里存在一种能够有效抑制食欲的因子叫做瘦素。如果动物缺乏感知这种物质的能力，从而导致暴饮暴食和严重肥胖。然而生物体精巧的设计让这个机制通过一个像是锁与钥匙的方式来实现，食欲抑制因子与感知这种因子的能力，前者或后者出了故障，都会导致人肥胖。
当我们身体内的脂肪堆积过多，瘦素分子水平随之上升，它会告诉我们的大脑现在身体能量充足，不需要再吃太多好吃的东西了。而当身体营养不良、脂肪水平下降以后，瘦素分子水平降低，我们又开始恢复自己的好胃口。通过分泌释放瘦素，脂肪组织能够掌控整个身体的新陈代谢，维持我们身体的理想体重。
来自脂肪的瘦素分子除了调节食欲，也会影响我们身体对外来病菌的抵抗，会影响我们身体功能的发育，甚至还会影响生殖能力。而脂肪本身，除了瘦素分子之外，还能分泌许多发挥重要功能的信号分子。在今天的科学视野中，脂肪是一架生机勃勃的生命机器，通过各种途径积极地参与身体的健康和疾病过程中。
肥胖是病么？
基于来自成千上万个体的流行病学数据，大多数权威医学组织已经明白无疑地承认肥胖是一种疾病。它影响人体的正常生理功能、威胁人类的健康、需要得到预防和治疗。
想要回答“到底该怎么治肥胖”，最终还是要回到严肃的科学数据来。目前的科学证据，至少从两个方面反驳了肥胖仅仅是个人选择和个人意志问题的看法。
- 首先我们知道，有个好胃口乃是动物赖以生存的法宝。在漫长的进化史上，人类的祖先大多数时候过的都是吃了上顿没下顿的日子。仅仅是过去一两百年里，感谢化肥、感谢农业机械、感谢育种技术发展、感谢杀虫剂，人类才能从整体上开始摆脱饥饿的困扰。
- 其次，神经生物学的研究证明，调节食欲的大脑中枢实际受到“饱”信号和“饿”信号的双重控制，从而能够根据身体能量水平精巧地调节食欲。
如何控制体重？（能量守恒定律）
人体的能量来源非常简单，就是每天吃进嘴里的各种食物，不管是来自米饭、油条、可乐的碳水化合物，还是鸡鸭鱼肉里的蛋白质和脂肪，都能够一定程度地被我们的消化系统消化和吸收，之后再通过复杂的生物化学反应在细胞内产生能量。
人体能量的去向也并不复杂，主要来说是三大出口：
最主要的能量支出是身体的基础新陈代谢活动，包括维持体温和血液循环、保证组织生长和修复、维持细胞内各种生物活动（例如新蛋白质合成、运输和降解）等，这部分能量支出约占到身体总能量支出的60%。
此外，我们每天都要进行的各种体力活动，包括做饭、扫地、跑步、打球，加起来消耗了20%～30%的能量。
最后一小部分是为了获取能量而消耗掉的能量。我们吃的食物从进入口腔刺激味蕾，到最终变成身体可以利用的能量分子和营养物质，需要经历消化、吸收、储藏、分解利用、排泄等各个阶段。而这些阶段的生理活动，像是口腔咀嚼、胃肠蠕动、分泌胃酸、吸收营养，同样也需要消耗能量。
1 | 体重变化=（食物中包含总能量×人体从食物中吸收能量的比例）-（新陈代谢中的消耗+体力活动中的消耗+食物消化吸收中的消耗） |
换句话说，基于能量守恒定律，如果我们希望减轻体重，有五个入手点：
- 减少摄入食物的总能量水平（管住嘴）
- 减少人体从食物中吸收能量的能力
- 增强新陈代谢中的消耗（搞不好成了癌细胞）
- 增强体力活动中的消耗（多运动，迈开腿）
- 增强食物消化吸收中的消耗（不太可能的，毕竟吃得多才有可能消耗得多）
所以只有1、2、4是可行的。
瘦素抵抗
如果人像小白鼠一样，只要注射了瘦素就会瘦下来，那么今天大部分的减肥产品都变得无用了。人体和小白鼠不一样，注射了瘦素，可依然体重没有减下来。
一两百年来人类生活方式的变异程度，远远超过了我们自身进化适应环境的速度。仿佛一夜之间，食物短缺在各个工业国家成为了词典里的历史名词。现代工业用令人眼花缭乱的速度发明和生产着各种吸引我们味蕾的高热量高脂肪食物。无孔不入的市场宣传和营销让各种美味食物触手可及难以抵挡。而本需要通过运动消耗过剩能量的人们，又被牢牢钉在写字台或电脑屏幕前。
于是一个自瘦素蛋白出现起，数千万乃至数亿年中可能都从未出现过的现象发生了：被进化选择进入“吃货”模式的人体，开始长期稳定地过量摄入能量，开始长期稳定地储存过量的脂肪组织，而血液中的瘦素水平也因之长期保持在较高的水平。而随之产生的一个结果是，面对随血液汹涌而来的大量瘦素分子，人体对瘦素反而变得更迟钝了！
“尴尬”的减肥药
食物中的脂肪分子主要是一种名为三酰甘油的物质。这类物质的化学结构有点像个三叉戟：一个甘油小分子上面拖着三条长长的脂肪酸链。在小肠里，三酰甘油也同样需要首先被脂肪酶切割分解，变成单个的脂肪酸分子和甘油分子，才能进入小肠细胞内。进入人体的脂肪酸和甘油之后可以再被重新组装成三酰甘油，并运往身体各处储藏和使用。
于是科学家与药厂想了个招，如果有一种药假冒三酰甘油与脂肪酶发生反应，那么根据能量守恒定律，摄入的能量不就少了吗？罗氏制药厂的奥利司他正是消化系统中脂肪酶的抑制剂。
因为奥利司他能有效阻止脂肪分子的分解，因此服用奥利司他的患者的粪便总是油腻腻的。甚至有时候油腻的大便会无法控制地排出，弄得内裤上屎迹斑。
别小看这颗减肥药
从技术层面讲呢，这么个不起眼的减肥药，代表的几乎是小分子制药行业的行业标准和最高水平！为了开发某种药物，
- 首先找到我们希望人为激活或抑制的特定蛋白质分子（又叫做“靶点”，这里的靶点就是脂肪酶）；
- 之后再尽可能地试验成千上万的候选小分子化合物，从中找到能够有效激活或抑制靶点蛋白的小分子（尼泊司他汀）；
- 最后再结合我们对药物分子的稳定性、可溶性、安全性等特点的需求，通过化学手段进一步修改分子结构，直至得到在人体中安全有效的药物（奥利司他）。
这一套流程直到今天仍然在世界各地的药物公司中昼夜不停地运转着。
血液中脂肪过多，会有什么后果呢？
想象一下携带了泥沙的河水。
就像泥沙能够迟滞河水的流动、能够淤积在河床的底部，血管中流动的脂肪也会减慢血液在血管中的流动速度，而血液中的脂肪颗粒也会在血管壁上逐渐聚集和沉淀，阻碍血液的顺畅流通。如果脂肪沉淀仅仅是偶然出现的，我们身体的免疫细胞会准确地定位到这些沉淀，并通过细胞的吞噬作用清理掉它们。然而如果血管中长期、过量地出现脂肪沉积，我们的免疫系统就力所不逮了。更要命的是，当沉积的脂肪颗粒远远超过了免疫细胞的处理速度时，前来清理的免疫细胞会大量破裂死亡，残存的免疫细胞碎片反而会起到固定脂肪颗粒的作用。如此滚雪球般的后果就是，围绕脂肪颗粒逐渐积累起了柔软而坚韧的蛋白质网络，甚至还包裹上了一层厚厚的肌肉细胞，就像血管内生了老茧一样将血管逐渐变得狭窄闭塞。与此同时，为了适应逐渐变得狭窄和拥挤的血管，血管壁的肌肉会不断地扩张，让血浆和各种血液细胞能够顺利通过。一方面生了厚厚的老茧，一方面又被拼命地扩张绷紧，双管齐下的后果就是血管壁的“弹性”变得很差，一种名为“动脉粥样硬化”的疾病就此产生了。
高血脂是沉默的杀手。血管斑块的形成往往需要几年甚至几十年的时间，它们会在青少年时期就开始形成，但是可能人过中年才会开始逐渐引发各种能够为人所察觉的临床症状。结构较为稳定的血管斑块会长期影响人体的局部血液循环，造成供血不足和相应组织缺血。而那些不太稳定的血管斑块就更加凶险：它们一旦破损，斑块内大量的内容物（主要是脂肪分子、蛋白质等）就会泄漏出来，引发血小板的聚集和凝结，在极短的时间里形成血栓，阻塞血液的流通。
一个肉眼不可见的微小血栓就可以彻底阻塞整条血管，在数分钟内彻底杀死相邻的组织和细胞。如果为心脏供血的冠状动脉出现了粥样硬化和血栓，将会诱发臭名昭著的冠心病——这种疾病在全世界每年杀死超过七百万人。而如果为脑部供血的血管出现阻塞，其后果就是每年在全世界带走超过六百万条生命的脑卒中。
“好”胆固醇与“坏”胆固醇
油水不相容，高度疏水性的脂肪分子是不能溶解在血液里的。再加上脂肪的密度要明显低于水，因此真要是把脂肪分子简单地加到血液里，流不了多久脂肪就会分层并且漂浮在血液上方，像是一杯开水上漂浮的一层油。因此在人体里，脂肪分子的运输是通过一种叫做“载脂蛋白”（lipoprotein）的交通工具实现的。载脂蛋白就像是血液中运载脂肪的潜水艇。
在人体的几类脂蛋白里，极低密度脂蛋白主要是用来装载三酰甘油的，它帮助把肝脏合成的三酰甘油运输到脂肪组织存储起来。而低密度脂蛋白与高密度脂蛋白的主要乘客则是另一种脂肪分子胆固醇。
- 低密度脂蛋白经常被叫作“坏”胆固醇。在正常情况下，低密度脂蛋白负责将维系细胞生命的胆固醇分子运送到身体各个角落。但是低密度脂蛋白会时不时在血管中泄漏出一些胆固醇，这些胆固醇就容易积累在血管壁上形成斑块，甚至引发动脉粥样硬化。
- 高密度脂蛋白也被称为“好”胆固醇，它们可以在血管里重新吸收和清理那些胆固醇分子。
“坏”胆固醇很重要
胆固醇是人类自身的细胞合成的，人体合成胆固醇的速度是受到严格控制的，目的就是为了把血液中胆固醇的水平维持在一个狭窄的范围里。
换句话说，如果血液里胆固醇太多，那么胆固醇工厂必须要第一时间被“通知”到，从而踩下刹车减缓生产速度。按照这个负反馈调节的逻辑，胆固醇自己简直就是得天独厚的“刹车”分子候选人。至于胆固醇太少，又存在一种酶（“发动机”蛋白——HMG辅酶A），细胞一旦碰到这种酶就会加速合成胆固醇。
“坏”胆固醇，就是这个刹车的关键分子。装载着胆固醇的低密度脂蛋白结合到细胞表面，再利用某种未知机制进入细胞，从而在细胞内抑制胆固醇合成。因此，如果这个刹车失灵，人体胆固醇的合成就不会停止。和青霉素的发现一样，降脂药“他汀”类药物（高效抑制胆固醇“发动机”蛋白——HMG辅酶A）就是偶然从一种霉菌中分离出来，成为了人工的胆固醇刹车分子，也是现在主流的降血脂药物。
血糖监控系统
人类的身体由上百万亿个细胞构成，这些细胞的大小、形状、位置和能量需求多种多样，极端复杂，而葡萄糖分子却又主要储备在肌肉和肝脏这两块相对集中和独立的地方。我们身体里的细胞那么多，不同的细胞对能量的需求又总是在变动当中。我们的身体又是如何判断什么时候缺乏能量；又是怎么通知肝脏和肌肉，并从中提取葡萄糖分子以供身体需要呢？
想要设计开发出（或者说，由进化发展出）一套信号采集系统，实时监测身体上百万亿细胞的能量需求，然后迅速的产生一对一的反应是不现实的，这套系统即便是能开发出来，可能需要用上的细胞数量不会少于需要被监测的对象，监测本身动用的能量可能还要高过实际需要的能量，这种叠床架屋的思路不是进化所擅长的。
身体的对策是，不需要专门照看每个细胞，只要设计一套血糖稳压系统，保证身体血液循环中的葡萄糖水平保持恒定即可。在这套系统的操纵下，身体所有的细胞都可以稳定地从血液中汲取葡萄糖分子作为能量来源。如果能量需求提高，血糖稳压系统可以为血液注入更多葡萄糖，以提供充足的能量供应。如果细胞此时不需要那么多能量，那么这套血糖稳压系统也可以及时停止将更多的葡萄糖输入血液中，甚至回收过剩的葡萄糖分子，防止血液中积累不必要的高浓度糖分子，变得太“甜”了。我们身体里的这套血糖稳压系统，主要就是两个蛋白质分子的作用：胰岛素（insulin）和胰高血糖素（glucagon）。
两个分子的功能恰好相反。
- 胰岛素的功能是血糖“减压”：当血液中葡萄糖水平过高时，胰腺中的胰岛素合成细胞——贝塔细胞（beta cell）——启动分泌程序，将胰岛素释放入血液。血液中的胰岛素能够指挥我们的身体细胞——主要是肌肉细胞和脂肪细胞，将血液中的葡萄糖分子大量“吸收”进去、合成糖原、再储存起来；同时命令那些能够生产葡萄糖的细胞——主要是肝脏细胞——不要再生产葡萄糖了。双管齐下开“流”节“源”，血液中的葡萄糖水平立刻就会下降。
- 胰高血糖素的功能则是血糖“升压”：当血糖水平过低时，胰腺中的阿尔法细胞（alpha cell）能够分泌功能和胰岛素恰好相反的胰高血糖素。它可以开“源”节“流”，向血管中注入更多的葡萄糖分子。
血糖减压阀，胰岛素
除了维持血糖在一般状态下的稳定水平之外，胰岛素还肩负着在餐后尖峰时刻力挽狂澜、维持血糖水平不要高得太离谱的艰巨使命。人类作为杂食甚至还偏好肉食的动物，食物中除了碳水化合物之外还有颇多蛋白质和脂肪等能量分子，这些能量分子的代谢又和葡萄糖之间有复杂和微妙的联系。总而言之，我们身体这套血糖稳压系统，特别是胰岛素这个血糖减压阀，其意义是无论如何强调都不为过的。
首先我们需要一个血糖“感受器”，实时监测血液里的葡萄糖水平究竟怎么样了。这部分的功能，其实就是靠调节胰岛素的分泌来实现的。当血糖水平太高时，葡萄糖分子能够借助一个葡萄糖运输蛋白的帮助，跨过细胞膜进入胰腺贝塔细胞内。进入细胞的葡萄糖能够引发一系列的快速化学反应，最终导致胰岛素的大量释放。这套高血糖→胰岛素分泌的系统，恰似高压锅减压阀的铁秤砣，可以非常灵敏地监测到血糖水平的异常升高。
我们还需要一个血糖“效应器”，在血糖水平太高的时候打开，起到迅速降低血糖的作用。这个功能则是靠身体细胞对胰岛素的反应实现的。血液中的胰岛素分子会随着血液循环扩散到全身各个地方，当它们接近那些负责存储葡萄糖的肌肉和脂肪细胞，或那些负责生产葡萄糖的肝脏细胞时，会识别出这些细胞表面的胰岛素受体蛋白，引发这些细胞的响应。肌肉和脂肪细胞立刻会为葡萄糖大开方便之门，吸纳血液中的大量葡萄糖，并转换成糖原储存起来。与此同时，肝脏细胞则会马上给葡萄糖生产线踩刹车，防止更多的葡萄糖被生产出来进入血液。这套胰岛素分泌→血糖下降的系统正恰似高压锅的排气管，可以非常高效地降低过高的血糖水平。
两个部件的失灵
如果我们的血糖减压系统出了这两个方面的故障，是不是也会导致血糖的异常增高，从而引发糖尿病呢？
先说这个血糖“感受”器。咱们说过，血糖升高→胰岛素分泌，就是我们身体里天然存在的血糖感受器。如果这套系统出了故障，比如说，如果我们胰腺里的贝塔细胞不知因为什么大量死亡，从而极大地破坏了胰岛素的正常合成，那么不管血糖如何飙高，胰岛素就都无法分泌了。换句话说就是不管血糖水平多高，身体都压根检测不到！这样的后果是显而易见的，没有胰岛素，血糖水平无法下降，就会出现高血糖和糖尿病。
再说这个血糖“效应”器。咱们也说过，胰岛素能够打开肌肉和脂肪细胞的葡萄糖通道，吸收血液中的葡萄糖，并变成糖原储藏起来；也可以通知肝脏细胞停止生产更多的葡萄糖。如果这套系统出了故障，比如说如果我们的肌肉、脂肪和肝脏细胞因为某种原因不再听胰岛素的指挥，不管来多少胰岛素分子喊“芝麻开门”，肌肉和脂肪都拒绝吸收葡萄糖，肝脏也拒绝停下葡萄糖的生产线，那么结果还是一样——血糖不可遏止地上升，从而带来糖尿病。
血糖“感受器”失灵的糖尿病就是1型糖尿病。这是一种较为小众的糖尿病，可能仅占到所有糖尿病患者的5%～10%。直到今天，人们仍不完全清楚1型糖尿病的发病机制。我们目前所知的是，1型糖尿病应该是一种自身免疫疾病。也就是说，因为某种未知的因素，人体的免疫细胞——那些本应积极攻击外来危险物质的身体守卫者，突然开始疯狂攻击专门合成胰岛素的贝塔细胞，并将它们一一杀死。
“血糖“效应器”失灵的糖尿病就是2型糖尿病——一种更加主流的糖尿病。简单来说，虽然患者体内胰腺贝塔细胞产生胰岛素的机制总体而言还在运转，但是肌肉、脂肪和肝脏细胞却失去了对胰岛素的响应。这背后的机制，老实说其实我们到现在了解得也并不十分清楚。
胰岛素的发现
1922年5月，麦克莱德代表四人研究团队（麦克莱德，班廷，贝斯特，克里普）向全世界同行报告，他们提纯出了胰岛素，可以高效安全地治疗糖尿病。
1923年10月，瑞典皇家科学院授予班廷和麦克莱德诺贝尔生理学或医学奖。在诺贝尔奖的历史上，极少出现一项发现被如此迫不及待地加冕科学最高荣誉的情况。也许是因为，人们在黑暗中等待糖尿病克星的出现，实在是等待得太久太久了。
诺贝尔奖是举世公认的科学界最高荣誉，而围绕诺贝尔奖的争议也是多如牛毛。班廷和麦克莱德的诺贝尔奖几乎是一经颁发就立刻引起轩然大波：这部分是因为两名获奖者在领奖后都宣称奖金发错了人，对方压根不该得到这个奖。
同样是因为诺奖，多伦多大学这个四人团队的矛盾也就此公开和白热化。不满于诺贝尔奖忽略了他的助手贝斯特的贡献，班廷在获奖当天就宣布将奖金与贝斯特共享，并扬言诺贝尔奖更应该授予自己和贝斯特两人，麦克莱德完全是研究的局外人。与此同时，麦克莱德也宣布将奖金与克里普分享。
为了保证胰岛素的顺利商业化生产，几位本来对身外之物颇为抗拒的科学家，还是满心不情不愿地为胰岛素申请了专利并于1923年年初得到批准。随后几位科学家就以每人一美元的象征性价格，将这价值连城的专利转让给了多伦多大学，而多伦多大学随后又以非排他授权的方式允许礼来公司开展胰岛素的大规模生产和销售。几位科学家的高风亮节，保证了糖尿病患者不会因为经济原因不能接受救命的治疗，值得我们长久地怀念和赞美。
判断对身体是否产生影响的科学方法
胆固醇正是帮我们做一次思维训练的绝佳机会。因为它一方面是维持生命功能的必需物质，而同时又确实被主流医学界、科学界和卫生政策制定者们共同认定对人类健康存在巨大威胁。
对于一种被声称是威胁健康的物质，我们应该积极确认它是否部分满足了如下三方面的证据：流行病学的证据、科学研究的证据以及临床医学的证据。至于类似“我家邻居大妈的弟妹因为吃了×××英年早逝”，或者“80%的精英人士信赖并推荐××”的宣传，大家大可以一笑置之。
- 流行病学的证据，是指在成千上万人规模的调查中，是否某种食物或某种物质的水平和人体健康呈现出了清晰的相关性。以胆固醇为例，20世纪60年代美国明尼苏达大学的生理学家就做了这样的研究，采集了全球范围内1.5万例血液样本并分析了其中的胆固醇水平。他们的研究发现，血液中胆固醇的含量与心脏病发病率呈现清晰的线性相关。日本小渔村里天天吃海鲜的渔夫体内胆固醇水平较低；而食用大量动物油脂的芬兰猎人体内胆固醇含量较高。两个人群胆固醇水平的差距可以达到两倍，而冠心病发病率则相差有八倍之多！然而，流行病学研究的致命弱点是只能体现两件事之间的相关性，而相关性不一定代表因果性。
- 科学研究证据。在严格控制的实验室条件下，这种食品或物质是不是能够在实验动物身上诱导疾病？
- 来自临床医学的证据。科学和科学实验的证据，大多数情况下我们可以放心地说某种物质到底会不会对人类健康构成威胁了。但是这里面仍然有一个小小的逻辑漏洞：基于实验动物的结论也许并不能随便推广到人类里。只有在临床上有了足够的统计数据了，才能最后证明这种物质威胁健康。
借用胆固醇做例子，我们可以看到一个简单的科学声明背后，需要何等严密的逻辑和事实支持！以后当你们在报纸上、电视上、微信朋友圈里看到诸如“吃××会导致癌症”“以下几种食物千万别碰”的信息时，可以问问自己，做出这样论断的人有没有提供充分的信息支持自己的结论。是否有证据显示食用这些食物的人群确实更容易发生疾病？是否有研究揭示这些食物究竟如何影响人体健康？是否有数据表明如果确实不吃这些食物，人们罹患某种疾病的概率会下降？或者，这种看起来危言耸听的言论，其实只不过是基于张家大妈李家小弟的个人观察和道听途说？
结语
古希腊的智者、米利都的泰勒斯被后世称为科学之父。他因为对科学和哲学的全心追求，生活过的相当拮据。传说当地有位商人因此嘲笑他，你研究的东西有什么用处呢，它们甚至都不能让你吃饱肚子！
泰勒斯是这样回应的：他在来年利用自己的天文学知识成功预测了橄榄丰收，并借机大赚一笔。赚了钱之后的泰勒斯立刻放弃了赚钱的买卖，重新回到自己的思考和研究。他其实是在用行动回答这位商人的疑问：不是没有能力赚钱，只是有更有趣、更重要的事情要做，而已。
不得不敬佩这些有着泰勒斯精神的科学家，因为他们的存在，我们的科学才能不断的进入更高的层次，我相信施一公，王立铭他们都是这样的人。虽然王立铭并不比我们大多少，但是我们在专业上的成就差距很大，不过至少有一点我是自信的，我还是有分辨好的科学家和一般科学家的能力的。