加国头条 i4cc.ca ｜ 1型糖尿病？不，我们曾是冰河战士

儿童节到了，我来讲几个小故事，希望你会喜欢：）

首先，我们来明确几个基本理论：

大多数情况下，只有通过遗传产生的疾病，才应该沿着进化线消亡；
自然选择的基本原则是：如果某种基因产生使得生物体不太可能存活和繁殖的性状，那么该基因（以及该性状）将不会被遗传，或至少不会遗传很长时间，因为携带它的个体不太可能生存下去。

然而，让人不解的是，进化本应该是优胜劣汰的过程，为什么有些具有潜在危害性的致病基因（比如1型糖尿病）能够遗传至今？为什么进化会让这种可怕的基因继续存在？

读完下面几个小故事，也许你也能找到属于自己的答案。

1型糖尿病，在北欧后裔人群中更为常见，且高纬度寒冷地区发病率更高。芬兰是世界上青少年糖尿病发病率最高的国家，瑞典，挪威，英国，丹麦紧随其后。当某种疾病哪怕是部分地由遗传因素引起，这种疾病在某一特定人群中的发病率也会显著增加。这时候，我们就应该考虑到“进化”相关的知识，并提出疑问了：因为这几乎意味着，导致该疾病的某些遗传性状曾经帮助那一特定人群的祖先在历史进化线上存活了下来。

糖尿病，对我们有何裨益吗？为了回答这个问题，我们将踏上溯源之旅，这一次的时间单位不是世纪，而是成千上万年。现在请穿上你的滑雪服，我们一起穿越到冰期吧。

一、新仙女木期——寒潮突袭，13000年前的冰天雪地中，人类并未消亡

大约在五六十年前，研究全球气候变化的科学家普遍认为，大规模的气候变化发生的非常缓慢，然而随着科研的深入，越来越多的证据表明，气候存在快速变化的可能。在瑞典，科学家通过研究湖底的淤泥层发现了地球气候曾经发生过剧烈变化的证据，他们从距今13000年前的泥芯样本中，发现了大量北极野花的花粉，这种野花叫做“仙女木”，通常生长在北极地区，只有极其寒冷的时期才会在欧洲大陆繁茂生长。这似乎表明，在上一个冰期之后，地球上出现的温暖气候被气温骤降的严寒天气中断了。为了纪念这些具有报警作用的野花，科学家把这段气候急剧变冷的寒潮期命名为“新仙女木期”（Younger Dryas）。

1989年，一只美国科考队进行了一次远征探险，在格陵兰岛两英里（约合3.2千米）厚的冰盖上钻了一个直达底部的洞，这些冰盖记录着过去11万年间气候变化情况，他们发现，新仙女木期仅仅持续了3年便宣告结束，不仅如此，冰芯还揭示出新仙女木期的来临只用了10年的时间。

这次的证据很清楚——快速的气候变化是真实存在的，以至于科学家都不再使用“快速的”这个词语来形容它，而是改用“突然的”或者“猛烈的”等词语加以修饰。在仅仅10年左右的时间里，全球平均气温骤降近30度，海岸线被数百英里的冰层包围，冰川在南至西班牙和葡萄牙的地方都随处可见，整个世界发生了天翻地覆的改变。

这突如其来的、短暂的气候变化给了人类（尤其是迁徙到欧洲北部地区的人们）带来了毁灭性的打击，在不到一代人的时间里，几乎人类所有生存方法，无论是建造避难所还是打猎，都无济于事，成千上万人在这场灾难中冻死或者饿死，然而，人类最终还是存活了下来。科学家坚信，在这一时期，有些动物完善了它们的生物本能，从而扛过了这段寒潮期（比如后面将要介绍的林蛙），人类会不会也是靠着“生物本能”与“自然选择”幸存下来的呢？人类的血糖中隐藏着什么秘密吗？我们先来看一看寒冷对人类产生的影响。

1.1 人体组织对冷冻的反应

2002年7月，传奇棒球手特德·威廉斯刚刚去世，就被火速空运至美国亚利桑那州的阿尔科生命延续人体冷冻实验室，威廉斯希望未来的医学能帮助他起死回生。阿尔科实验室的工作人员将他的头部冷冻在约零下196摄氏度的液氮溶液里。然而不幸的是，对于威廉斯和其他66具在阿尔科实验室中被极度冷冻的遗体来说，其人体组织对冷冻的反应并不太好。

当水被冻结时，会膨胀变成小块锋利的晶状体。所以，当人体被冷冻时，血液中的水分也会被冻结，形成的冰碎片会刺破血液细胞，导致毛细血管破裂。这就好比冬天在没有暖气的房子里，水管中的水可能会引起水管破裂一样，唯一不同的是，血管破裂了没有人能够修理。

当然，人体其实已经进化出多种方式来对抗严寒，我们的身体不仅能够敏锐的意识到寒冷带来的危害，而且还拥有一整套的自然防御体系。

1.2 人体的御寒反应

1）发抖

回想一下，当你感到极度寒冷的时候，比如在一个寒冬腊月的早晨，为了观看阅兵式而一动不动的站立几个小时，抑或是坐着滑雪缆车穿过寒风呼啸的山间，你必然会开始瑟瑟发抖。发抖就是你身体的第一个应激反应。当你颤抖的时候，增加的肌肉活动会消耗你肌肉里的糖原以产生热量，当然，这个过程和胰岛素是密不可分的。

2）猎人反应

还记得寒冷中手指和脚趾的刺痛感和麻木感吗？这是一种特别不舒服的感觉，也是你身体的下一步应激行动。你的身体一旦感觉到寒冷，就会收缩四肢稀疏的毛细血管网，首先是手指和脚趾，然后就是胳膊和腿。血液会被挤压出来，并推向躯干部分。这就是人体天然的“舍车保帅”原则——必要时舍弃四肢，保全身体的重要脏器。

对于祖祖辈辈长期生活在特别寒冷的气候中的人而言，比如挪威渔民或者因纽特人，这种对寒冷的自主生理反应进一步得到了进化和完善，其毛细血管能够短暂地扩张，在它们再次收缩使血液回流至主要脏器中之前，会将一股温暖的血液输送到麻木的手指和脚趾，以保护四肢免受实际伤害，因纽特猎人可以在几分钟内将手部皮肤的温度从近冰点提高到10摄氏度。这种间歇性的周期性收缩和释放被称为“刘易斯波”，或“猎人反应”。

打寒战和血管收缩并不是身体产生和保存热量的唯一途径，后面我们还会专门介绍一种天赋神力——”棕色脂肪“，来回答你心中对于血糖和胰岛素的疑惑。

在此之前，我们先来看一看寒冷刺激下的另一种反应，你大概早有体验：大多数人暴露在寒冷的环境中一段时间之后，都会有想要小便的感觉。

3）冷利尿

对于冷利尿，即遇到寒冷时需要小便，其主流解释仍旧是”压力说“，只不过这里的”压力“不是来自外部，而是内部。这种理论认为，当人体感到寒冷的时候，四肢的血管会发生收缩，导致体内的血压升高，于是身体就会向肾脏发出信号，要求将体内多余的液体排出。该理论并没有完全解释冷利尿现象，但是或许有助于阐释一些更为严重的问题，比如某种目前影响到数亿人的疾病——糖尿病。

说起糖，我们先来认识一种上乘佳酿——”冰酒“。

二、大自然的馈赠——甘甜美味的冰酒，令人惊喜的发现

有人说，冰酒的诞生是一场”美丽的错误“。据说在400年前，一位德国葡萄酒商希望葡萄能侥幸在晚秋时节多生长一段时间，没想到葡萄园不幸遭遇了突袭的霜冻，葡萄出奇的萎缩了，为了不让一年的辛勤劳动付诸东流，他决定无论如何要将这些冰冻的葡萄采摘下来处理一下，尽可能挽回损失。他将葡萄解冻以后，像往常一样进行了压榨处理，但结果却大失所望，最后大概只榨出了预期量八分之一的果汁。由于他已经别无选择了，只好将错就错，把这些少的可怜的压榨葡萄汁按照传统方式进行了发酵。

谁知”无心插柳柳成荫“，葡萄酒商酿出了一种甘如蜂蜜的美酒，由此成就了冰酒的问世。从糖分的角度来衡量，一般餐桌上饮用的葡萄酒的糖分为0~3，而冰酒的糖分高达18~28。

葡萄的皱缩是水分流失造成的，从化学的角度来说，我们不难猜测为什么葡萄在遭受霜冻之后可能会丧失水分——葡萄中的水分越少，冰晶就越少，葡萄中脆弱的细胞膜也就越不容易遭到破坏。

那么，糖浓度的急剧增加也能起到防冻的效果吗？答案是肯定的。我们知道，冰晶只能由纯水组成，但是冰晶开始形成的温度取决于水中的其他物质，因为任何溶解在水中的物质都会妨碍液态水形成固态冰晶六边形格子的能力。例如，富含盐分的海水一般会在大约零下6.7摄氏度时结冰，而不是在我们认为的水的冰点即0摄氏度。而冰箱里的伏特加，通常其酒精含量大概占瓶子中液体体积的40%，除非你把伏特加酒冷却到零下33摄氏度，否则它不会结冰。

和酒精一样，糖也是一种天然的防冻剂，液体中的糖含量越高，冰点就越低。所以，当葡萄首次“感知”到霜冻的侵害时，排除其果肉所含水分其实是从两个方面保护了自己：首先是减少了水分，其次是提高了残留水分中的糖浓度。这样，葡萄就能经受住更低的温度而不至于被冻结。

通过减少水分来抵御寒冷？这不正像是人体遇冷会排尿的冷利尿反应吗？另外，对于糖分增加这一现象，你也会有种似曾相识的感觉吧？

下面，让我们把目光转向动物界，你会有更惊讶的发现。

三、造物主的神奇——北美林蛙死而复生的奥妙

地球上种种能够适应寒冷气候的生物，无论是我们能看见的还是看不见的，没有哪一个比小小的林蛙更让人感觉不可思议的了。

（图片来源：

https://www.sohu.com/a/238756897_616676）

北美林蛙（Rana sylvatica），又名”阿拉斯加林蛙“，是一种可爱的小动物，它有着一种特殊的本领，让自己在整个冬天都处于休眠的状态。和普通哺乳动物不同的是，林蛙在冬眠时会进入完全冷冻状态，它把自己埋在一两英寸厚的树枝和树叶下，开始玩”假死“的把戏。林蛙在森林地面上冬眠，没有什么隔温挡风的东西，最极端的情况下，身体里2/3的水分都会结冰，林蛙被彻底冻成冰坨，没有心跳，没有呼吸，也没有可以检测到的大脑活动，新陈代谢完全宕机，就像一件玻璃制品。林蛙体内的冰，主要分布在体腔、皮下、淋巴这些不太要命的地方，脑和内脏保持完好。然而，待到春暖花开，林蛙又会慢慢解冻，短短几分钟之内，心跳就能奇迹般的恢复，同时呼吸也变得正常，它毫发无损，就像什么事情都没有发生过一样。

林蛙这一”特异功能“，引起了来自加拿大渥太华的生物化学家肯·斯托里的极大兴趣，他当时正着迷于研究深低温保藏技术（cryopreservation）——冷冻活体组织以达到保存的目的。当时，即使倾尽人类所有的技术力量，也无法冷冻和恢复人体的任何一个主要器官，而这种小小的动物却天生掌控这一复杂的”化学魔法“的本领，能够冷冻自己所有的器官并使它们几乎同时复苏，更重要的是，林蛙与人体有着相同的主要器官。经过多年的研究，斯托里夫妇终于揭开了林蛙”玩命冻结戏法“背后隐藏的秘密。

以下便是他们的发现：在林蛙的皮肤感知到温度即将降至冰点附近几分钟之后，它开始将血液和组织器官细胞中的水分排出，这一过程不是通过排尿实现的，而是将水分集中储存在了腹部。与此同时，肝脏将大量的（相对于小小的林蛙而言）葡萄糖释放到了血液中，并辅以释放额外的糖醇，使林蛙体内的血糖水平上升了数百倍。所有的这些变化都大大降低了林蛙血液中残留水分的冰点，并有效地将其转化为一种含糖的防冻剂。实际上，林蛙是将自己的器官小心翼翼地保存在了冰块中。虽然林蛙的血液中留有部分水分，但是高浓度的糖不仅降低了血液冰点，还能迫使冰晶形成更小、锯齿更少的形状，防止晶体刺穿或划破细胞壁或者毛细血管壁，从而将伤害降至最低。

（图片来源：

https://www.sohu.com/a/238756897_616676）

排除水分并且迫使血糖水平上升以对抗寒冷：葡萄就是这样做的，现在我们知道了，林蛙也是如此。那么，有没有可能使这种方法作用于部分人类呢？是否存在这样一种巧合，那些最有可能具有某种疾病（以过度排除水分和血糖水平极高为特征）遗传倾向的人，恰恰就是13000年前遭受突如其来的新仙女木期侵害最严重的地区的人的后裔呢？可是，假如缺乏胰岛素，他们又是怎么存活下来的呢？

四、天赐神力——棕色脂肪，点燃希望

在新生儿和一些成年人身上，存在一种专门产生热量的特殊组织，被称为”棕色脂肪（brown fat）“。当身体暴露于寒冷环境中时，这种脂肪组织就会被激活。当血糖被输送到棕色脂肪细胞中，而不是存储在普通脂肪细胞中以备未来能量之需时，棕色脂肪细胞就会将其转化为热量。科学家将棕色脂肪释放能量的过程称作”非颤抖性产热“，因为这种产生热量的过程不涉及肌肉的活动。颤抖性产热只在几个小时之内效果显著，一旦你耗尽了肌肉的血糖储备，它就不再起作用了，而且还会使身体感到疲劳。与之相反，只要人体进食或者遇到寒冷刺激时，棕色脂肪就能够不断的产生热量，并且与大多数其他的组织不同的是，棕色脂肪不需要依赖胰岛素将葡萄糖带入细胞当中。

然而，如果想要仅仅依靠棕色脂肪发挥作用，所需要的不仅仅是日常生活方式的改变，如果不是生活在极端寒冷的条件下，成年人实际上没有多少棕色脂肪。要想积累棕色脂肪并且使其真正发挥作用，你需要在极度寒冷的环境中生活数周，注意是像冰天雪地的北极地区那样的酷寒，而且必须一直待在那里，因为一旦你不再睡在”冰屋“里，你体内的棕色脂肪也会立刻停止工作。

五、总结

通过上面四个故事，我们知道了新年女木期的存在，学习到了冰酒和林蛙带来的启示，还了解到了棕色脂肪的神秘力量，看起来，我们现在可以做一个更大胆的假设了：想象一下，与多数人相比，有一小群人对寒冷会有截然不同的反应。面对终年寒冷的气温，他们的胰岛素供应会变得缓慢起来，血糖也随之有所上升。同林蛙一样，这些变化能够降低血液的冰点。他们开始频繁地排尿，以保持体内的水含量处于较低的水平（美国陆军的一项研究表明，在寒冷的天气里，脱水造成的危害非常小）。假设这些人利用身体的棕色脂肪来燃烧血液中过量的糖以产生热量，或许他们体内也会产生额外的凝血因子，帮助修复强寒流袭击造成的组织损伤。不难想像，在严寒的气候条件下，这些人可能比其他人更有生存优势。不仅如此，如果能像林蛙一样，体内血糖的峰值只是暂时性的话，那么他们就更有可能活到生育年龄。

作为一种理论，它是备受争议的，但是糖尿病有可能真的帮助过欧洲居民的祖先在新仙女木期突至的寒冷中生存了下来。

目前已有一些相关的证据可以支持这一理论：

当老鼠暴露在冰点温度之下时，它们的身体就会对自身的胰岛素产生抗性。本质上这种对抗寒冷的反应就是我们所说的（2型）糖尿病；
在天气寒冷的地区，在较冷的月份里被确诊为糖尿病的人明显增多。在北半球，这就意味着在每年11月到次年2月，糖尿病患者比6月到9月多得多；
晚秋时节气温开始下降时，儿童最常被诊断为1型糖尿病；
血纤蛋白原这种用于修复林蛙体内受冰晶损伤的组织的凝血因子，在冬季月份里也会在人体内莫名其妙的达到峰值。

由此看来，糖尿病似乎与寒冷有着某种深层次的联系。

尽管人们可以轻易质疑，一种可能导致早期死亡的病症如何能带来益处，但是我们依然要以一种整体的、全局的角度来正确看待这个问题。请记住，进化的过程虽然很了不起，但是它并不完美。

基因突变并非一无是处，并不是只有X-Men才能从中获益。突变就意味着变化——有害突变会使物种被淘汰或是死亡，而有益突变则会使新的性状得到进化发展。保证这一筛选过程顺利进行的机制便是自然选择。当然，所谓的”有害“或者”有益“，有时候只是视角问题。当环境突然发生可能会导致种族灭绝的变化时，比如一种新的传染病、一种新的捕食者或者一个新的冰期，自然选择便会直奔那些能够提高生存概率的遗传性状而去。

最后想说的是，DNA不是宿命，而是历史的见证者。我们的遗传密码中的任何一个部分，都藏着一段惊心动魄的故事。每一场瘟疫，每一个捕食者，每一种寄生虫，每一次星球剧变，都印证了我们的祖先与命运抗争的传奇故事。每一种突变，每一次变化，都是为了帮他们更好地适应环境，这一切也都被记录了下来。

现在，你能够认同这个标题了吗？

1型糖尿病？不，我们曾是冰河战士。倘若凛冬将至，我们又会卸下伪装，带着延续人类生存的使命，勇敢的踏上茫茫冰原，再一次开启新的征程。

注：

本文不是信口雌黄，而是从最近的阅读中归纳整理而来。

材料的主要来源是来自沙龙·莫勒姆，乔纳森·普林斯所著，程纪莲翻译的《病者生存——疾病如何延续人类寿命》（SURVIVAL OF THE SICKEST），中信出版集团出版，如下：

这本书是2018年8月出的第一版，然而我在网上只找到了一本相似的2007年10月由邵毓敏翻译的同名译著，故推测此书的英文原版成文较早。大家感兴趣的话也可以去搜一搜看看。

=========整理此文的目的 ========

整理此文，一方面是想给所有的小盆友和大盆友们一份儿童节礼物，另一方面，也是想和大家一起，从另一个角度审视疾病，并站在更高的维度上去认识自然与生命。

尽管文中的许多说法，并没有得到充分的科学证实，但这丝毫不妨碍我们高举希望的火炬，在科学探索的道路上，坚定信念，砥砺前行！

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最后，插入一个我很喜欢的MV《something just like this》送给大家，创作背景是一群人帮助一个小男孩实现梦想的感人至深的故事：

一个叫迈尔斯的小朋友在1岁半时被诊断出患有白血病，迈尔斯很喜欢蝙蝠侠，他的梦想是当一个超级英雄，当人们询问他有什么愿望时，小迈尔斯回答说，想亲自扮演一回蝙蝠侠。公益组织 Make A Wish 决心帮迈尔斯达成心愿，为他筹款拍了一部电影《小蝙蝠侠出击》，在拍摄的时候，整个旧金山化身哥谭市，“小蝙蝠侠”迈尔斯在另一个蝙蝠侠的陪伴下，打败坏人。整个电影温馨动人，包括总统奥巴马在内的许多名人都对小麦尔斯送去了支持，酷玩乐队根据这个感人的事件为小迈尔斯写下《Something Just Like This》这首歌！

歌词我也很喜欢，如下：