老白
氧氣為王
像上面說的美劇里那樣重啟基因表達,首先要看看大量失血有什么后果。失血過多,最簡單直接的結果就是死人了。不過原因倒不在于血液本身,而是血液里攜帶的維持生命所必需的各種成分,其中最最重要的就是氧氣。我們呼吸的空氣,通過氣管進了支氣管,而支氣管一直不斷地分支,分到最后變成了一個一個的小泡泡,就是肺泡。肺泡周圍裹著毛細血管,是人體跟外界進行氣體交換——就是氧氣進入人體而二氧化碳還回大氣——的地方。裹在肺泡外面的毛細血管血液流速很慢,方便該出去的氣體出去,該進來的氣體進來。我們知道氧氣和二氧化碳是不能以氣體的狀態存在于血液中的,因為一個一個小氣泡出來會堵住血管,后果很嚴重的。能夠溶解在水里的氧氣其實很少,所以氧氣在血液里基本是跟血紅蛋白結合在一起的,血紅蛋白主要存在于血紅細胞(紅血球)里面。當血液沿著毛細血管慢慢流過肺泡的時候,血紅蛋白就把“飄”在肺泡里的氧氣抓了過來,把自己攜帶的二氧化碳放了出去。裹在肺泡周圍的毛細血管匯連在一起,變得比原來更粗,最終匯集成了肺靜脈,帶著充滿氧氣的新鮮血液回到心臟,再從心臟走體動脈去到全身各處,把氧氣“快遞”給各個器官。
有供氧,有生命
我們為什么一定要有氧氣才能活下來?因為我們需要能量啊。一般來說,一個成年人一天需要大約兩千大卡的熱量用來維持人體的正常功能。人體有運動、呼吸、消化、免疫、泌尿、生殖、內分泌、神經這八大系統,光是神經系統就要燒掉很多熱量。神經系統是放電來傳遞消息的,那么這個電是從哪里來的呢?
這就是很經典的化學能量轉化成電能的范例了——
神經細胞,最最簡單粗暴地看,可以看成是細胞膜包著溶液(細胞內液)泡在另外一種溶液(細胞外液)里。這兩種溶液成分差別很大,細胞內液的鈉離子濃度比細胞外液的鈉離子濃度低很多,所以細胞膜外帶的正電荷就比細胞膜內帶的正電荷多很多,這樣就在細胞膜上形成了一個電場,用物理的眼光看,它就是一個電池。電池要放電,只需要把陰極和陽極兩頭兒搭根兒線連上就可以了。
在神經細胞里,起到這個連線作用的就是一種叫做離子通道的蛋白質。這個離子通道一般來說是關著的,一旦打開,那就相當于細胞膜上忽然出現很多小洞,細胞膜外的鈉離子們通過小洞蜂擁進入細胞膜內,就形成了電流。至此化學能成功轉化為電能。然后問題就來了:鈉離子進來以后,細胞膜外的鈉離子濃度自然就降低了,濃度差沒有了,下一個信號來了神經細胞就放不了電了,所以得恢復濃度差才能保證神經細胞正常工作。要恢復這個濃度差,就要靠一種叫做鈉鉀離子泵的蛋白質兢兢業業地把鈉離子給泵出去。然而逆著離子濃度差方向運送離子的話,是逆流而上,需要能量的。離子泵的能量就來源于一種叫做ATP的分子。
沒有氧氣的后果很嚴重
劇烈活動的時候,肌肉供氧不夠,糖沒燒干凈,沒變成最終產物水和二氧化碳,而產生了乳酸,乳酸堆積會刺激神經產生痛感。但是如果完全無氧的話呢?呃,那么細胞就要開始死掉了—因為能量不夠用啊。
就拿前面講過的神經細胞來說吧,沒有能量了,細胞膜內外的離子濃度差不能維持也就算了,干脆連維持細胞活動所必需的基本功能都停下來了。首先就是新蛋白質合成的機器停工了,因為耗能太大,然后各種細胞的骨架結構也撐不住了,最后細胞就開啟死亡過程了。
人體內細胞死亡過程也分為兩種,一種是程序性細胞死亡,是一個正常過程。就拿血紅細胞來說,一般一個血紅細胞存活時間不過四個月多一點,衰老的紅細胞會被巨噬細胞等白細胞分解掉。這樣的自然死亡是一個受嚴格控制的過程,都是最后啟動蛋白酶—一種把大蛋白質分子切成小段的蛋白質—把細胞自身的蛋白質給消化掉了,剩下的殘渣由白細胞打掃干凈。還有一種細胞死亡的過程叫做壞死,這個過程的破壞性就比較大。壞死細胞的細胞膜通透性變大,直接導致細胞腫脹,最后破裂,細胞里面的蛋白質啊,核酸啊,各種細胞器比如線粒體啊,就都放出來了。這些東西放到細胞外面,就會誘發免疫系統的反應,就是我們經常會說的發炎。
引起細胞壞死的原因包括物理因素,比如各種外傷;化學因素—中毒,還有就是缺氧。細胞自然凋亡也好,壞死也好,重要的是身體制造出來的新細胞能夠替換死去的細胞。估算出來人體每秒大約產生兩百萬個新的血紅細胞,這就是新陳代謝。可是要是太多細胞因為缺氧壞死,而制造新細胞的機器又因為缺氧停工,那么然后……就沒有然后了。
返老還童必須攻克供氧這道坎兒
所以在上文說的美劇中,老警察中了槍,失了很多血,這就是供氧的缺失,他身體里很多細胞應該已經開始壞死了。要逆轉這個過程,其實就是逆轉上面說的缺氧的嚴重后果,目前還沒有發展出可行的方法。更不要說把身體恢復到幾十年以前的狀態,這個看上去可真不是泡泡罐子就能解決的問題。可是能同時擁有二十歲的體魄和勇氣外加七十歲的經歷和智慧,人生多完美啊。要是有那么一天,真的能夠給基因編程,讓人活到那個狀態,該有多么讓人期待啊。
逃避死亡,古已有之
自從人類文明誕生以來,在絕大多數文化中人們對于死亡都抱著厭惡、排斥的態度,從而想方設法地逃避死亡。大體上,古人對此有三種思路。
一種是死后復活。世界各地的帝王們為此建立了巨大的墓葬,把自己的尸體經過繁復的工序制成木乃伊,或者為自己披金戴玉,希望自己能在和生前世界一樣的地下世界重生。平民們也盡可能地“視死如生”,增加殉葬品。
另一種則是“靈魂不滅”,強調人死后有另外一個不死的(非物質的)靈魂,或升天堂,或墜地獄,或者投胎轉世,因此肉體的死并非真正的死滅,以此安撫人心。然而第一種傳說渺茫,而且多年下來沒人見到尸體爬起——真見到大概還得嚇人一跳;第二種論調中的靈魂看不見摸不著,始終不能讓所有人安心。同時自然界中蛇蛻皮之后會換上一身新皮,日月、金玉,百年千年也不壞不朽。于是一部分人類想到了第三種思路:改造自己的生命形態,讓自己也成為不朽之身。
中國、印度和西方的煉丹術都是這種思路下的產物。千百年下來,無數方士、煉金術士們為了這個目的孜孜不倦地進行各種實驗研究,在天文學、生物學、物理和數學方面做出了許多發現,為后人的文藝創作提供了無數靈感,甚至由此產生了近現代化學。但在求長生這個根本目的上,他們卻沒有取得什么成果,依然是“人生七十古來稀”。