中国自古就有“吃啥补啥”的说法,到现在,吃核桃补脑、吃芝麻黑发的理念仍然深入人心。不过,也许这些说法不完全是迷信思想,你吃下去的食物真的在塑造你。
基因选择食物
我们的身体就像一个盒子,里面装满了细胞,人体是由30万亿个细胞组成的,可以认为,30万亿个细胞的集合体就组成了“我自己”。每个人被制造出来时就各不相同,有高有矮,有粗有细,这是因为里面的细胞都各不相同,而制造细胞的原料,就是吃进去的食物。
构成细胞的物质在一两天的时间里会完成新陈代谢,个别细胞的代谢时间也许会长一些,比如骨骼细胞和神经细胞,但总体来说,细胞们平均半年就要整体更新一次。换言之,我们吃下去的食物,最多半年之后就会变成我们的身体,眼睛、大脑、嘴巴,看到的世界、想到的主意、爱吃的食物,某种程度上说,也是由食物转变而来的成果。
但是,食物是如何塑造人体的呢?我们吃下去的所有食物都会变成人体的一部分吗?当然不是。我们知道,有些食物成分人体无法吸收,转天就会排出体外;在吃到变质、腐烂或发霉的食品时,我们会通过呕吐或排泄将有毒有害的食物清除;还有些人无论吃下什么,体型好像都不会变化。这说明人体会选择食物,它不是来者不拒的。
人体选择食物的开关在于基因。在长期的演化过程中,生物们会选择特定的营养物质构成自己的身体,人类无法消化分解纤维素,但纤维素在植物体内含量丰富,霉菌产生的代谢产物对包括人类在内的许多生物都是有害的,我们无法分解利用。而那些传统意义上的营养物质,对不同人而言,所能起到的作用也不一样。
科学家曾发现一种肥胖基因——Plin2,拥有这种基因的人群比其他人更容易发胖。Plin2基因会产生一种调节脂肪储存和新陈代谢的蛋白质,在这种蛋白质的作用下,人们的食欲会增大,更倾向于食用高脂肪食物,而且脂肪更容易在细胞中堆积,从而导致肥胖。与之相反,一种名叫BDNF的基因能起到帮助瘦身的作用。BDNF基因生产的蛋白质负责告诉大脑“吃饱了”,以此控制人体不要过量进食,同时还能降低人体的新陈代谢率,减少脂肪的吸收利用。
食物影响基因
食物在基因的控制下有序地构建生物,但是,这种作用不是单一的,食物也会反过来影响基因,在某些方面改变生物。
乍听上去,这个说法有些玄乎,但是有一个食物影响生物生长发育的例子我们十分熟悉,那就是蜂蜜与蜜蜂。在蜂巢中,工蜂和蜂后的分工截然不同,工蜂不具有生育能力,主要负责家务劳动,蜂后一生唯一的任务只是繁殖出更多的蜜蜂。刚出生时,工蜂和蜂后没有什么不同,长大后,却发生了这样的改变,原因是它们的食物不相同,以花蜜和花粉为食的蜜蜂长大后成为工蜂,而未来的蜂后则以蜂王浆为食。花蜜和蜂王浆到底有什么区别,为何能导致这样的差异呢?
蜂王浆是工蜂加工过的一种富含蛋白质的黄色物质,并含有糖和脂肪酸,比普通花蜜的营养更加丰富,但也比天然花蜜少了一些成分,比如来自植物的微小核糖核酸(miRNA)。中国南京大学的一个科研团队通过实验发现,花蜜中的植物miRNA能够决定蜜蜂是成为工蜂还是蜂后。
科研人员在实验室人工合成了两种花蜜,一种花蜜中含有植物miRNA,另一种除去了植物miRNA,然后将花蜜分别喂给不同的蜜蜂幼虫。结果发现,吃了含有植物miRNA的花蜜的蜜蜂幼虫比对照组的较小,而且卵子也较小,换句话说,它们更像是工蜂。而喂食没有加入植物miRNA的花蜜的幼虫长大了更具女王般的气质和外表——它们有更大的身体和更大的卵巢。进一步的分析发现,其中一个植物miRNA与蜜蜂幼虫体内的一个特定基因相互作用,抑制蜜蜂幼蜂的卵巢和整体的生长发育,导致蜜蜂幼虫无法发育成为蜂后。
食物影响基因的现象可不止存在于蜜蜂中。2003年,美国杜克大学的研究人员做了这样一项实验:首先给实验豚鼠植入一种叫做agouti的基因,这种基因除了会让豚鼠的毛色变为黄色,还会使它们容易患上肥胖症和糖尿病;随后将怀孕的豚鼠分为两组,一组喂食富含叶酸和维生素B12的饮食,另一组则没有额外补充这些B族维生素。结果,饮食中富含B族维生素的母鼠生育出毛色为棕色的幼崽,而且体重正常,不易患糖尿病;没有补充B族维生素的母鼠则生出了受agouti基因控制的小鼠。B族维生素之所以有这么大的能力,是因为它们能够提供甲基,大量甲基更频繁地与豚鼠胚胎的基因结合,从而调控了豚鼠幼崽基因的表达。
食物改造人体
B族维生素通过提供甲基改变豚鼠基因表达的现象在人类身上也可能存在。此前研究表明,恶劣环境、不良习惯都会对人体乃至其后代产生深远且有害的影响,比如战争、饥荒等恶性事件的亲历者常常饱受疾病折磨,甚至英年早逝;“老烟枪”的后代比普通人的后代健康风险更高等。科学家将这些现象的原因归结为“基因表观遗传”,即基因序列不发生变化,基因表达量及相应生理功能却发生了可遗传的改变,而甲基正是导致基因表观遗传的重要因素之一。因此,能够提供甲基的食物也可以通过这种方式来改变人体,我们知道,孕妇在怀孕时补充B族维生素和叶酸对胎儿的生长发育是有益的,也许其中机制就与甲基调控有关。
这仅仅是食物对人类基因影响的一例。科学家发现了越来越多的这种情况。
2012年,中国南京大学的生物学家张辰宇及其团队发现了一个奇特的现象:人类的血清和血浆中竟然存在来自植物的miRNA,按理来说,人类血清中含有RNA酶,外源的miRNA不可能在血液中稳定存在,为何植物miRNA还能在血液中被检测到呢?
研究人员推测,植物miRNA很可能来自人类常吃的稻米,它们在人体内也像在蜜蜂体内那样参与了基因作用,对人体产生影响,会使人体变胖,甚至会出现高血脂症状。
食物塑造人体的机制,人们才刚刚窥见一斑,食物中的营养物质、不能被吸收的物质甚至食物包装中的物质都可能参与塑造人体,关于食物和基因之间的相互作用对人类意味着什么,还有很多工作要做。