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生活与健康是人类永恒的主题,千百万年来,人类一直在追求着高品质的生活,追求着健康。如何达到这一目标,当今该领域的最新成果有哪些?怎样将新成果应用于日常生活,帮人们维护健康?《生活与健康》将从细菌与疾病的问题,全球流行病的问题,疫苗研究及一些生活健康习惯的问题等方面,为读者奉献最新、最前沿的生活与健康领域的研究动态。《生活与健康》也是生活与健康领域的研究人员和科普爱好者的高品质读物。
尽管现已明确证实,“纳米细菌”只是普通矿物质与周围物质通过结晶形成的无生命纳米颗粒,它们对人体健康或许仍有重要影响。我们认为,纳米细菌样颗粒是在一个自然过程中由矿物质与蛋白质结合而成的,这个过程能防止人体内出现有害的结晶化。但在一定条件下,也会促进更多纳米颗粒的形成。
自然界中,很多矿物质能自发地聚集,甚至可能表现出结晶的趋势。比如,钙离子极易与碳酸盐和磷酸盐结合,形成方解石(calcite)和磷灰石晶体。因此,不论是蛋白质、脂类,还是其他带电基团,任何对钙离子或新生磷灰石晶体具有高度亲和力的分子,都可以视为钙化抑制剂,因为与矿物质结合后,这些分子会直接干扰结晶过程。在人体内,蛋白质与钙离子或新生晶体结合形成的复合物,只有两个目的:存储或清除矿物质。
不断清除矿物质可以防止异常钙质沉积的发生。然而,与这些矿物质结合就必须持续不断地投入更多蛋白质,如果矿物质的量超过抑制性蛋白质,抑制机制就会失效。当矿物质占据了蛋白质上的所有结合位点,这些“绑架”了蛋白质的矿物质反而可以成为“晶种”,启动结晶过程。这个失控的过程不仅会产生“纳米细菌”,还会导致异常钙化(例如结石的形成和动脉钙化)。尽管是潜在的致病因素,但这些纳米颗粒首先应被看作正常钙调节循环的—部分,而且“矿物质一蛋白质复合物”的形成机制也与正常的骨骼形成有关。因此,与其说钙沉积是异常钙化疾病的诱因,不如说该现象是某些代谢过程出现异常,影响矿化抑制作用和矿物质清除效应而产生的结果。
现在讨论如何将这些知识转化为医疗手段,还为时过早。结晶抑制与接种的概念大概可以解释科学家曾在纳米细菌身上观察到的各种现象。通过相互融合增大自身体积,矿物质一蛋白质复合体可以不断演化,合并成纺锤结构,最终变成膜状物。这种形态上的改变。现在可以用蛋白质与矿物质问简单的相互作用来解释,即蛋白质的抑制作用失效,矿物质化作用占据上风。根据我们提出的假设,培养细胞的器皿中会出现纳米细菌样颗粒,是因为这里没有人体内部那种动态的矿物质清除机制,它们是静止状态下正常钙代谢的简单副产物。
我们能够从血液和其他体液中得到的所有“纳米细菌”,都具有简单而且可预测的化学构成,能反映出周围介质中可用构建单元的本质。通过改变培养基成分,我们能轻而易举地改变纳米颗粒的结构。如今,我们可以根据任何指定结构构建纳米细菌样颗粒。利用这种方法,我们已经能够生产一系列与生物学相关、结构上相似的离子复合物,我们称为生物粒子(bion)。生物粒子的形状和大小各异,可以模仿各种生物形态,看上去栩栩如生。除了证实“纳米细菌”本质上并非生命以外,生物粒子有望进一步阐明,在自然界中纳米模块构成的“建筑材料”是如何组合和拼装起来的。
弄清楚由矿物质和有机分子结合而成的这些颗粒如何在自然界中形成,或许有助于揭开生命起源之谜。我们可以想象,通过一个类似于生物粒子生长的自我复制过程,矿物质和有机小分子复合物形成了生命的第一个构建单元,并以某种方式使自己永久保留下来。这样的矿物质一有机分子复合物可能对最早的生命相关过程起到了保护和区隔作用,甚至可能成为启动本身生命过程所需的催化中心。不过,这些只是令人兴奋的推测,也是我们目前正在探索的课题。
“纳米细菌”,作为一种在自然界和多种慢性病中广泛存在的一系列钙化现象,最终能在分子层面上得到完美解释,无疑是一个令人兴奋的进展。对这种天然产生的矿物质与有机分子的复合物,我们已有了精确的定义和深入的了解,科学家将以相关研究成果为基础,进一步探索如何利用这些生物粒子改善人类健康——尽管它们本身没有生命。P20-21