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未来新概念武器
dsm9393 2020-10-21 20:52
未来新概念武器 都世民（ Du Shimin ） 摘要：本文讨论 未来 战争 新概念 武器 。分别讨论以 下七类 新概念 武器 ： 信息 战 武器 、信息心理战装备、 定向能 武器 、 生化 武器 、 气象 武器 、 反物质武器、 离心式武器 ，最后讨论单兵武器装备。文中所述的内容，大都是正在研判中的，尚未装备部队。 关键词 ：新概念 武器 ， 信息 ， 网络 ，高 能量 ， 生化 。 引言 未来新概念 武器 应该具有以下特点：颠覆性、新颖性、灵活性、强的杀伤力、形态改变等 。 一般说来 ， 新概念 武器 是按 武器 原理、所属学科、作用范围、杀伤属性来分类 ，本文归纳为 8 类： 〔 1 〕信息 武器 ； 〔 2 〕信息心理战装备 ； 〔 3 〕 定向能 武器 （激 光 武器 、微波 武器 、次声 武器 、粒子束 武器 ）； 〔 4 〕生化 武器 ； 〔 5 〕 气象 武器 （人造地震、海啸、山崩、雪崩、 太阳能 ）； 〔 6 〕反物质武器 ； 〔 7 〕 离心式武器 ； 〔 8 〕单兵武器装备。 目前对这一些武器的分类说法，没有标准的词汇，例如有人称气象 武器 为 环境武器，这一说法与气象武器是有关联，但 “环境”这个词汇，既包括气象环境也包括电磁环境，有天然和人工之区别。这些新概念武器，有些没有投入使用，是在研制之中，因此名称不可能规范。 信息战 武器 所谓信息武器 ， 是指利用信息技术和计算机技术 制造的 武器装备 ，可 在预警探测、情报侦察、精确制导、火力打击、指挥控制、通信联络、战场管理等方面 ， 实现信息采集、融合、处理、传输、显示的网络 化、自动化和实时化 。 信息化武器装备体系 之间的 对抗是未来信息化战争的重要特征。 通过信息和网络才把战场上各个系统、各个层次的力量以及各种武器装备有机地联结为一个整体 。 信息的全时获取、高效处理和充分利用 ， 已成为现代战争的中心环节。夺取制信息权已经成为夺取制空权、制海权的先决条件，是夺取和保持整个战场主动权的关键所在，是战争的首要制胜因素。 利用多种信息感知手段方可获取全时、全天候信息 。 在信息化条件下，通过太空的卫星、高空的战略侦察机、中空的预警机、低空的无人机，以及各种各样的声、光、电传感器共同构成时间、空间和功能互补的感知系统，各种探测器的运用为实施大范围的空中侦察创造了条件。多光谱照相机、激光扫描像机、电视摄像机、合成孔径雷达等等，装备在飞机或卫星上，提供目标图像。 微光夜视仪 、 红外热成像仪 、红外激光成像雷达等成像装备，使传统的夜战转化为 24 小时 全天候作战的新概念 。 在功能上 ， 信息 战 武器 可 分 三大 类 ： 一是综合电子信息系统 ( 即 C4ISR 系统 ) ，其在功能上又可分成信息获取、信息处理、信息传输和指挥控制 4 个分系统；二是信息化杀伤武器；三是信息化作战平台 。 在传统的战争中，消灭敌人的有生力量和武器装备 ， 是首要攻击目标。随着武器装备中信息含量的进一步增大，信息成为决定部队战斗力的重要因素。 C4ISR 系统将整个战场联成一个整体，因此，敌方的信息系统及其指挥决策过程正逐渐成为信息化战争最主要的打击目标。传统的 “ 火力摧毁 ” 被 “ 信息 + 火力 ” 的战法所取代。软杀伤与硬打击相结合，已成为信息化作战的常用方法。 信息 战 武器扩大 了 作战空间 。 只要是信息能够到达的地方，都有可能成为信息化战争的战场，战略纵深的目标和战区内的目标 ， 同样容易受到信息化战争的攻击。在现代作战体系中，一般意义上的战场环境条件如天候、时差、地形、地貌等 ， 对作战行动的制约作用急速淡化，外层空间对作战行动的制约作用迅速上升，并日益成为信息条件下作战行动新的战场 制高点 。 不仅如此，人类正在加速发展的新概念武器如 定向能武器 、 粒子束武器 、 激光武器 等等，都与外层空间技术有着密切联系，有些甚至部署到外层空间。美国已开始制定新的太空战略 —— 面向 21 世纪的控制空间战略，计划将全球卫星定位系统都部署在太空中，并组成一支规模庞大的 “ 太空舰队 ” ，用于破坏和攻击外国的卫星。美国已开始组建 “ 天军 ” 。 信息心理战 信息心理战是心理战的延伸 。早在二战开始，美国人就开始 “心理战”。 早在 20 年前，媒体就曾出现过有关心理武器方面的报道。 1987 年 ， 美国军队的野战章程中一个条款就专门指出：心理战也就是在和平或者战争时期，针对外国的敌对的、友好的和中立的受众 ， 进行有计划的宣传和心理活动，美国还专门建立心理战的队伍和相关部门。 1985 年 ， 美国建立了陆军国内行政部门和心理战联合指挥部。 2000 年出版的《第三次世界大战 — 信息心理战》一书 ，其 作者通过大量的 案例 举证、分析，说明美国及西方国家如何利用信息资源武器击垮苏联。 2009 年，美国建立了 “计算机操控指挥”的独立机构，以便在互联网上进行攻击战。 2010 年 6 月，美国安全部把“心理战”更名为“军事信息保障行动”（ Military Information Support Operation) 。 信息心理战对人类是非常危险的，因为它会歪曲历史，毁掉国家的历史文化遗产，抹去国家的记忆和认同。要搞清楚 信息心理战概念 ， 需要弄清信息与心理 、 信息心理战与传统心理战信息 、 心理战与信息战的关系 。 信息心理战是一种以信息技术为载体的战争 模 式。 它 的 基本特征 是影响 对 方人员的心理及能力 。 主要 实施 路径是现代传输 、 传递与传媒技术 。 网络信息资源 成为进行信息心理战的最主要的工具。而美国是世界上利用网络信息资源进行信息心理战的主要国家。 信息心理战是 非常危险和有害的 。它常常是通过歪曲现实来操纵受众，利用网络信息资源来对受众进行洗脑，网络空间常充满侵略、暴力、歪曲的宣传，以及虚假的信息 ，就是其目的所在 。此外，由于网络信息资源常常还会改变接受信息的规则，这种以歪曲、造假的方式提供信息 ， 甚至会导致一些人智力的降低 。 因为，人们受此影响不再合乎逻辑地去思考，不再理性、客观、完整地认识世界。 信息心理战对于保卫国家的安全和赢得局部战争胜利 ， 具有相当重要的意义。虽然信息心理战与大规模的伤亡性战争相比 ， 是不需要流血 ， 但是 它有 非常大的破坏力。 为什么网络信息资源能成为信息心理战的最主要工具 ？ 当代的研究人员（如 К . Г . 弗鲁姆金、А . Б . 弗里德曼、阿尔文·托夫勒等人）曾经提出 ” 碎片化思维 ” 的概念。弗里德曼还指出，碎片化思维是人的一种思维模式，在这种思维模式下，人在引用资料时只考虑文字的长度、忠实原文，却不去研究随意出现的复杂信息的文字及符号结构；另外，人不可能对某个信息长时间关注。一旦形成碎片化的思维模式，其结果就像孩童时期思维 ， 易受他人控制。而且能够控制多数人的心理，在战争中必然使己方处于有利地位，这是美国等一些国家热衷于此的原因。 定向能 武器 定向能 武器 ，又称作 “ 束能武器 ” 。 它是在 物体 表面 ， 利用某种 方式 产生极高的 能量密度 ，从而使对方的 人员 和 电子设备 、 武器 等受到损坏，甚至产生强大 杀伤力 。按 发射 能量 的 载体 不同，可分为激光、 微波 、 射频、 声波 、 粒子束 武器 等。 不同频段的 电磁波 造成 伤害 的 机制 不完全相同，如 波长 较长的 电磁波 主要引起 热损伤 ，而 波长 较短的 电磁波 则主要是使 人员 、 设备 等 表面 的各种 化学键 造成 损伤 。 粒子束 武器则主要利用 粒子束 极高的 动能 对目标造成 毁伤 ，而 声波武器 主要依靠自身在 空气 中产生的 冲击波 对目标造成 毁伤 。 定向能 武器 主要 有以下 特点 ： 〔 1 〕可以 秘密 使用 ， 这类武器无声、无形 。（ 激光武器 除外）不易被发现 ； 〔 2 〕 攻击 时间短，来得 突然 ，对方难以确定武器攻击方向，几乎没有响应时间 ； 〔 3 〕 这类武器行进 “轨迹” 平直 ，不同频段会受到不同的影响 ， 不受 重力 、 风 （ 声波武器 除外）、的影响；〔 4 〕从 发现 到 命中 目标所需时间极短；〔 5 〕能量集中且 功率 高，毁伤效果显著； 〔 6 〕可能用于拦截 弹道导弹 发射、加速、飞行。 激光武器 （英文： Laser Weapon ） 是 定向能 武器中 研制比较 成熟、发展迅速、最具实战价值的武器。 它 是用高能的激光对远距离的目标进行精确打击或用于防御导弹袭击的武器，可分为战术激光武器（ THEL ）与战略激光武器两类。它具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等性能，在光电对抗、防空和战略防御中可发挥很好作用。 激光武器攻 击目标方式有穿孔、层裂、 致盲 。因其 作用的面积很小，应将 能量集中 在目标的关键部位 ， 使其毁坏 。 它不存在多次发射的寿命问题 。 激光武器的缺点是不能全天候作战，受限于大 雾 、大雪、大 雨 ，且激光发射系统属精密光学系统，也受大气严重影响，如大气对能量的吸收、大气扰动引起的能量衰减、热晕效应、湍流以及光束抖动引起的衰减等。 2020 年 10 月 13 日 ， 美国通 用原子电磁系统公司（ GA-EMS ）与波音公司宣布联合开发 100-250 千瓦级 防空反导高能激光武器 （ HEL ）。 GA-EMS 负责开发可以升级的可分布式增益激光器、高能锂离子电池系统和 综合热管理系统，波音公司负责开发光束定向器以及精确截获、跟踪与定位（ ATP ）软件。 另 据美航天新闻网 2020 年 10 月 13 日报道，美国与 7 国 共同签署了《 “ 阿尔忒弥斯 ” 协议》， 要 研发 空射高超声速导弹 / 新型激光武器 等 。 激光武器可安装在人造卫星、飞机、地面上 。 它 主要用于对付高速小型目标；同时 也 用于破坏 对 方光学系统和摧毁红外制导系统； 若 利用卫星可以有选择地用激光束击中任何人和目标， 甚至 可以致人于死地。激光武器 正朝向反导和太空武器方向迈进 。 电磁脉冲武器 号称 “ 第二原子弹 ” ，它已经实用化 。 常规型的 电磁脉冲 炸弹已经爆响 。它 对 电子信息系统 及 指挥控制系统 及网络等会构成极大威胁。电磁脉冲武器主要包括 核电磁脉冲弹 和 非核电磁脉冲弹 。 非核电磁脉冲弹 ，是利用炸药爆炸压缩 磁通量 的方法产生高功率微波的电磁脉冲武器。 核电磁脉冲弹 是一种以增强电磁脉冲效应为主要特征的新型 核武器 。 微波武器 是很高能量的电磁辐射效应，有关电磁辐射对人体的影响的研究，已经有几十年的历史，这两者彼此关联 。 微波武器 可使敌方武器、通讯、预警、雷达系统设备中的电子元器件失效或烧毁；导致系 统出现误码、记忆信息抹掉等，强大的高功率微波辐射会使整个通讯网络失控。甚至能够提前引爆导弹中的战斗部或炸药。当微波照射功率低时，可使一些武器操纵人员造成生理功能紊乱，出现烦躁、头痛、记忆力减退、神经错乱以及心脏功能衰竭等症状 。 微波照射功率高时，会使眼患白内障，皮肤内部组织严重烧伤。 粒子束武器 、 微波武器 在内的定向能武器，现在还在预研阶段，有专家估计将在下个世纪可能用于实战 。 生化武器 生化武器 （ Biochemical Weapon ）旧称细菌武器。是指以细菌、病毒、毒素等 ，让人 、动物、植物致病或死亡的武器。曾作为一种 大规模杀伤性武器 ，至今仍然对人类构成重大威胁。生化武器是利用生物或 化学制剂 制作的武器，它包括 生物武器 和 化学武器 。 生物武器 是以生物战剂杀伤有生力量和破坏植物生长的各种武器、器材的总称。生物战剂包括 立克次体 、 病毒 、毒素、 衣原体 、 真菌 等。 据国外文献报道，可以作为生物战剂的致命微生物约有 160 多种，但能引起疾病和传染能力的为数不多。 生物武器 有悠久历史，却又不断更新 。 · 第一次世界大战期间，德国曾首先研制和使用生物武器（当时称为细菌武器）。 · 在二战期间，侵华日军就广泛研究和使用生物武器，组建了 731 细菌作战部队。 · 二战期间，英国在格鲁伊纳岛试验了一颗 炭疽杆菌 炸弹，直至 1990 年英国官方才宣布该岛已脱离危险。 · 1979 年 ， 苏联位于斯维 洛夫 斯克市西南郊的一生物武器生产基地曽发生爆炸，造成该市肺炭疽流行，死亡 1000 余人，影响 10 年之久。 生物武器可分以下几类 ： 病毒类、细菌类、真菌类、毒素类、立克次氏体类、衣原体类 。 生物武器有以下特点 ： 〔 1 〕 生物武器是各种武器中面积效应最大的武器，会给人类带来灾难性后果 ； 〔 2 〕 使用方法简单 ， 可通过气溶胶、牲畜、植物、信件等多种不同形式释放传播 ， 难以防治 ； 〔 3 〕研制 成本低 ； 〔 4 〕 传染途径多 ； 〔 5 〕 致病性强 。 基因武器 ： 是 现代 新概念武器 的又一发展趋向。它是指利用 基因工程技术 研制的新型生物战剂，又称作第三代生物战剂。它运用先进的遗传工程这一新技术，用类似工程设计的办法，按人们的需要通过 基因重组 ，在一些致病细菌或病毒中接入能对抗普通 疫苗 或药物的基因，或者在一些本来不会致病的微生物体内接入致病基因 ， 制造成 生物武器 。粒子基因武器对未来战争可能会造成影响 。 基因武器可分为以下几种 ： 〔 1 〕 微生物基因武器生物武器库中的常见家族，包括：利用微生物 基因修饰 生产新的生物战剂、改造构建已知生物战剂、利用 基因重组 方法制备新的病毒战剂；把自然界中致病力强的 基因转移 ，制造出致病力更强的新战剂；把耐药性基因转移，制造出耐药性更强的新战剂。〔 2 〕毒素基因武器；〔 3 〕 转基因 武器 ， 利用基因技术对食物、药物进行处理，制成强化或弱化基因，诱发特定或多种疾病，降低对方的战斗力和增强己方士兵的作战能力。 军事领域的基因工程是一种种族灭绝的武器。因为人的任何形态都 与 基因 有关 ，因此用基因武器杀人，可以达到灭绝种族的目的。 基因武器难以检测、预防、隔离，成本低， 其 后果将是毁灭性的。 基因武器 有以下特点 ： 〔 1 〕杀伤力极强，成本极其低廉 ； 〔 2 〕使用方便，战术运用灵活 ； 〔 3 〕具有较强的敌我分辨能力，只攻击和传染特定人群 ； 〔 4 〕施放手段和杀伤力过程隐蔽性强，具有强大的威慑作用 ； 〔 5 〕对施放地区有较长时间影响 。 脑控武器 是一种新概念武器 。 它试图对大脑的特定生理功能实现分子水平的精确攻击，想通过掌控制脑权赢得战争。脑控战是围绕思维认知领域展开的对抗活动，其目的是通过影响、攻击、干扰和控制对方人员的思维认知，甚至使其放弃对抗。 脑控武器也称为精神控制武器或神经控制武器 。 心灵控制 技术分为多类，大致有药物、电子芯片、、纳 米技术、微波等方式。 脑控战包括初级和高级两种形态 。 初级形态的主要手段有心理攻击、舆论造势、谋略对抗以及诱惑欺骗等等，是一种重要的辅助作战手段。 脑控战的高级形态则是利用脑控武器直接针对敌方人员尤其是指挥员的大脑进行攻击，是一种釜底抽薪的高效战法。 电子精神控制技术就是根据这一原理，通过高灵敏的接收元件接收并放大大脑活动所产生的微弱脑电波电磁辐射信号，经专门的译码软件处理就可读懂大脑内部的思维活动，反过来通过向神经系统发射调制后的特定脑电波信号，也可以向人脑直接写入信息，从而实现对人脑的直接遥控。 关于脑空武器，有关概念和说法，都是根据这样一个报道， 2007 年美军曾在伊拉克北部和萨德尔城地区先后对脑控武器进行了试验性实战运用。这一说法，并没有充分的证据，生物医学对人的意识认知并没有搞清楚，有关这些问题，后面再进行讨论 。 气象武器 早在 1977 年，联合国就颁布《禁止将影响气候手段用于军事目的公约》，在 1992 年的《联合国气候变化框架公约》中，再次重申了禁止研发气象武器的规定，但是，以美国为首的欧美军事强国对于气象控制技术的研究始终未曾停滞。 1935 年，德国将军和军事战略家鲁登道夫出版《总体战》一书，指出战争不是军事领域的一维对抗，而是延伸至经济、科技、文化及社会各领域的全维度对抗。气象武器通过制造各类自然灾害，造成敌对国家农业减产、交通瘫痪、能源供应中断、民众流离失所，进而引发深重的社会危机。有鉴于此，早在 20 世纪 50 年代，美国总统艾森豪威尔就提出 “ 气象控制比原子弹还重要 ” 的观念。据英国《焦点》月刊报道， 20 世纪 80 年代以来，美军收集、整编了全世界上千个机场的气象资料，并定期修正。美军先后投资进行过数十个秘密的气象研究项目 。 气象武器特点 ： 〔 1 〕 气象武器是体现总体战思想的战略性武器 。 〔 2 〕具有与核生化等大规模杀伤性武器匹敌的破坏能力。气象武器不再是能量转换的介质，而是扮演催化剂和倍增器的作用，就毁伤范围和破坏程度而言，气象武器较传统的大规模杀伤性武器有过之而无不及。 〔 3 〕使用隐蔽，导致受害国追责困难。气象武器的实施是以自然界正常气象变化作为掩护，通过人工催化手段对局部范围内的气象变化过程施加影响，往往需要几天后 = 才能反映出来 。〔 4 〕 气象武器的隐蔽性，为非战争状态下国家之间的对抗提供了新的手段。 〔 5 〕气象武器的不可控性。虽然它以自然环境为作用对象，它的不可控性同样也可能造成连锁性的自然灾害 。 〔 6 〕 气象武器 是在一定天气条件下进行 ， 而且只能在局部地区影响相关的天气 ， 它是人工作业 ， 必须接近有利天气区，这在双方交战 状态 下会受到限制 。 为此美军对气象武器的军事应用前景持审慎态度，并将拥有气象武器的时间表定在 2025 年。由此可见，从武器试验到制式化装备部队，气象武器还需要走过一段漫长的路程。 1998 年，英国在沿西海岸向大气层输入电能，使对流层中的镁 原子 电离产生一个密度可变的静电屏蔽层，以控制气团的运动，从而尝试对半径 5000 公里范围内天气的人工控制。 气象武器 ： 一是在一定天气条件下进行；二是在局部地区进行，影响相关的天气区；三是人工作业必须接近有利天气区，这在双方交战 状态 下会受到影响；四是多采用催化剂进行作业。 据 1981 年 4 月 1 日英国《卫报》报道，英国经过 13 年的秘密研究，突破了传统的施放催化剂影响局部天气的框框，从调节大气 基本结构的思路出发，通过人工调节对流层中静电屏蔽层的密度来决定气团的运动，从而实现对天气和气候的控制。据称，它可以控制 5000 公里范围内的天气，而且成功率超过 93% 。 气象武器类型 包括以下几类 ： 温压炸弹 是 美国国防部 降低防务威胁局在 2002 年 10 月组织海军、空军、能源部和工业界专家，利用两个月时间突击研制的，并成功应用于 阿富汗 战场。 温压炸弹 爆炸时能产生持续的高温、高压，并大量消耗目标周围空气中的氧，打击洞穴和坑道目标效果显著。 制寒武器 。 美军曾在距地面 17 千米的高空试验引爆一颗甲烷或二氧化碳炮弹等 制寒武器 ，爆炸后的炮弹碎片遮蔽太阳，天气骤然变得异常寒冷，这足以将热带丛 林的人冻死 。 高温武器 是通过发射激光炮弹，使沙漠升温，空气上升，产生人造旋风，使敌人坦克在沙暴中无法行驶，最终不战自败 。 其钢制弹壳内装有易燃易爆的化学燃料，采用高分子聚合物粒状粉末，以便提高武器系统的威力和安全性；爆炸发生时会产生超压、高温等综合杀伤和破坏效应。这种炮弹既可用 歼击机 、直升机、 火箭炮 、大口径身管炮、近程导弹等投射，打击战役战术目标，又可用中远程 弹道导弹 、 巡航导弹 、远程作战飞机投射，打击战略目标。 热压气雾武器 是运用先进的油气 炸药 原理。它在撞击后弹体燃料会马上被点燃，从而产生大量的浓雾爆炸云团，通过热雾和压力摧毁建筑物内的目标，并能在很大范围内杀伤敌人，在目标区域内的敌人很快会被压力压死、气雾憋死。 云雾炮弹 又称作 燃料空气炸药 炮弹，通常使用 环氧乙烷 、 氧化丙烯 等液体炸药，将其装填在炮弹内，通过火箭炮或迫击炮发射到目标上空。 这是一种消极被动性武器。它主要是运用人工方法制造出一种能保护舰船和军事设施的防护幕，使对方舰船、飞机以及岸基雷达无法发现，达到神出鬼没、隐蔽出击的目的。 人工消云、消雾武器 是指采用加热、加冷开播撒催化剂等方法，消除作战空域中的浓雾，以提高和改善空气中的能见度，保证已方目视观察、飞机起飞、着陆和 舰艇 航行等作战行动的安全。 人工控制雷电 是指通过人工引雷、消雷的方法，使云中电荷中和、转移或提前释放，控制雷电的产生，以确保空中和地面军事行动的安全。人工控制雷电的方法有：利用对带电云团播撒冻结核，改变云体的动力学和微物理学过程，以影响雷电放电；采用播撒 金属箔 以增加云中电导率，使云中电场维持在雷电所需临界强度以下来抑制雷电；人为触发雷电放电，使云体一小部分区域在限定的时间内放电。 海啸武器 是 利用风浪和海洋内部聚合能使大洋表层和深层产生海洋潜潮，从而造成敌海军舰艇、水下潜艇以及其他军事设施的倾颠和人员死亡。到目前为止，真正引起巨浪的方法未问世 。 自然界中，海啸常常是由海底地震和山石崩裂引发的 。 但是，在 1954 年 ， 美国在比基尼岛上进行的核试验，却激发了军事科学家们研制海啸武器的浓厚兴趣。那次核爆炸，在距爆心 500 米的海域内 ， 骤然掀起了一个 60 米高的海浪 。 巨大的风浪常常导致舰毁人亡，军事设施毁坏。 太阳能武器 。 美、俄科学家们还正在研制一种 “ 太阳能武器 ” 。 “ 太阳能武器 ” 能在一瞬间制造出几千度的高温，强烈的高温光线能从太空穿过厚厚的云层抵达地球表面，其温度足以融化和烧毁地球上的任何敌对目标。 “ 太阳能武器 ” 不像中子弹，中子弹只会杀死建筑中的所有生物，而建筑却仍然完好无损地保存在那里。 “ 太阳能武器 ” 的致命弱点是阴雨天无法使用，不过这个难题在今天显然已经不成问题，因为科学家可以将 “ 太阳镜 ” 送到太空之中。 “ 太阳能武器 ” 能在瞬间制造出几千度的高温。也许它的唯一缺点就是杀伤力实在太大了，就像氢弹爆炸一样，被它击中的地区将会立刻变成一片大面积的焦土。 另外还有 一种利用太阳光来消灭敌方的武器。实际上利用太阳光作为武器，早被使用过。 1994 年，俄罗斯卫星曾在轨道上安放了一面镜片，镜片的反射光在夜间擦过地球，这说明如今的技术已经能够在 4 万米高空集中镜面反射光。据计算，聚集的热源中心温度可达数千度，可以毁灭地球上的一切。这种武器也很有可能出现在新世纪的战争中。 气象武器是通过人工影响天气和气候用 于 军事 。 利用人工影响天气的方法 有 水灾、飓风、雹灾、旱灾 、海幕、海啸 和地震 等 ， 会 给对方造成极其严重的损失。 发达国家正在积极试验研究气象战争 ， 并在局部战争中加以应用 ， 必将是未来战争的重要 棋子 。近年来 , 冰雪、地震、干旱、暴雪、沙尘、洪涝等极端天气频发 , 一次次反常的气象灾害给人以惊醒 , 也引发了一些对 气象武器 的猜测。 反物质武器 1986 年 ， 首次发现反物质，只有极少量的物质能同它的反物质相互作用，能够释放出极高的能量。可用作热核爆炸的扳机，或者激励出极强的 X 射线或γ射线激光。反物质研究已成为一些国家研究的热点。它是目前核武器中最强、最重要的一种。 反物质的巨大军事应用潜力已引起军方极大关注。斥巨资加以研制。 上个世纪 50 年代 ， 前苏联就在萨哈罗夫的领导下 ， 从事反物质武器的研制工作。 20 世纪 80 年代初 ，我国以 反物质发现者赵中尧担任技术顾问，开始反物质研究 。 反物质武器是一种以 反物质 作为能量 、推进剂或爆炸物，目前还处在于预研中。一旦研究出来，极有可能造成人类浩劫。 早在 1983 年，美国兰德公司就耗资 200 万美元为美国空军进行生产和使用 10 万亿个反质子 / 秒的可行性研究。 2008 年 9 月，爱德华兹突然现身美国五角大楼，向美军高官汇报他的最新研究成果。他说 ： “我们在反物质武器的研究上已获得重大突破——我们成功研发了一种能长期有效储存反物质的容器，这意味着反物质的军事用途即将成为现实！ 其实建立反物质武器的最大困难是产生和存储反物质。一公克反物质与一公克对消灭的物质，可以产生 180 万亿焦耳的能量，相当于 4.3 万吨的 TNT 炸药（相当于投在广岛 3 倍的原子弹的能量）。 生产反物质需要昂贵且庞大的 粒子加速器 ，还需要有相当于大城市的总用电量，才能获得极少数的 反物质 ，且极难保存。 迄今为止，科学家还没有发现地球上有反物质存在，于是提出了两条获取反物质的途径：一是在实验室里制造，二是到宇宙中去寻找。 1995 年，世界上第一家反物质研制工厂一一位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心制造出了第一个反氢原子。到 2002 年底，已经制造出了约 5 万个反氢原子。但是反物质的产量离可使用量还有很大距离。 1998 年 6 月 3 日，由丁肇中教授发起的带有全球意义的寻找宇宙反物质事件，使得这一领域一度成为全球科学家最为关注的焦点。 1998 年，中国研制的传感仪·阿尔法磁谱仪由美国发现号航天飞机带到了太空；另一台新阿尔法磁谱仪计划在 2008 年组装完毕，搭载美国宇宙飞船升空，继续 寻找反物质 。 反物质武器特点 ：〔 1 〕 威力巨大，但是其附带杀伤效应较小。〔 2 〕杀伤手段和杀伤破坏目标更为单一 。〔 3 〕 研究手段中高科技含量非常高。研制反物质武器仍然是任重而道远。 反物质不仅可以作为武器的炸药，还可用来制造星际航行火箭、航天器、太空船的超级燃料。 离心武器 离心式武器是由嵌入的环形枪膛组成，可以使 钢 珠旋转到很高速。该武器一侧的发射装置可以将弹珠连续射出，每次可以实现多弹齐发。 据《新科学家》报道，一名美国发明家正在研发一种奇妙的枪，它能够将子弹旋转到极高的速度后射出。这种新颖的设计理念已引起一些防御专家的浓厚兴趣。 据报道，有 “ 以离心推力发射武器 ” 的 专利 ， 在这 专利 设计中，钢珠存放在一排排的狭窄枪膛里，在枪膛中间强力旋转钢珠达到极高的速度 ， 每个狭窄弹膛下面的发射装置自动将靠近它边缘的一个弹珠送进一个较小的弹舱。叩动扳机后，这些弹珠被投射到一个引导轨并从弹药盘边缘附近的孔射出。 这种枪是根据滑膛枪的原理研制的，它 能 将钢珠旋转到非常高的速度，滑膛的另一端是一种释放装置，将钢珠一个接一个地射出，一次可以射出好多个钢珠。射出的钢珠的飞行速度大约每秒 300 米，和手枪的速度差不多 。 这种枪和传统的枪相比， 响 声小 、 故障少 、 子弹多，可连续高速射出，从而可以释放出巨大的火力对目标造成巨大破坏。 单兵武器装备 未来士兵到底是什么样？ ·世界上多个国家对此进行了深入研究，对单个士兵的穿戴、头盔、武器都进行了相关研究，提出了各种各样的研究计划。对不同兵种单兵作战和防护系统，综合加以考虑，并制定相应的技术标准。 ·这些单兵技术系统实际上包括信息采集、处理、传输，还包括作战系统。 ·单兵携带的电脑、集瞄准具、步话机和发射天线于一体的头盔，各种传感器和点面火力结合的新式武器等。 ·新式武器融合了夜视镜、全天候激光瞄准器和热成像仪。新式武器带有拐弯射击系统，这种设备安装有小型高分辨率摄像机和监视器的武器，能帮助士兵在拐弯处实时观察到墙后的目标。新式武器可带多管发射器，火力强大，一个单兵的火力可抵一个步兵排。 ·传感器可用于监视武器装弹和枪管温度，液晶显示器用于提示过热和低电警告，并提醒步兵武器里面还剩下多少弹药。武器传感器可以感知周围环境特点，包括地形和敌人位置，并能识别敌人的伪装。 · 视觉增强系统（被称为 IVAS ），这是一种士兵穿戴式作战平视显示器护目镜，采用先进传感器，能够克服人类视觉的一些局限性，并迅速整理目标数据。将两种夜视功能（红外线和微光放大）、与士兵武器无线连接的瞄准镜、叠加在士兵视野内的导航标志 ， 以及其他增强现实技术，都整合到一套坚固的护目镜以及经军用化处理的微软 HoloLens 平视显示器中。 ·单兵穿戴服装是用特殊纤维材料制作，能适合不同的气候条件，具有防火、防辐射、防化和防生物武器的能力。甚至这些材料可以制作天线。单兵穿戴系统可通过高速数据链，遥控多种武装车辆、多用途运输车辆及多种无人侦察、攻击机执行战术任务。使 人与无人战车或战机协同作战 。 ·单兵头盔可防弹，不仅重量轻、防护力强，还装有微型助听器，能过滤战场上可怕的爆炸声和惨叫声，将头盔变成射击的武器，使之成为 “矛”与“盾”的结合体 。还可以与士兵眼球运动的瞄准系统相连。只要士兵眼睛瞄向目标，枪就会 自动对准 ，士兵用语音即可下达射击命令。 ·单兵靴子。如果能够变成探测地雷器，这就大大增强了单兵的防护。目前尚未见报道。 以上综述了 8 种新概念武器，来源于有关资料，对其中的有些问题另文讨论，本文参考文献略 。
个人分类: 军事科普|21070 次阅读|0 个评论
螃蟹博士的轮子
热度 33 xinyumri 2015-8-10 14:08
把克雷布斯 (Krebs) 听成是螃蟹 (Crabs) ，完全是我那吃货的天性和蹩脚的英语听力造成的，姑且将错就错吧。 螃蟹博士准确的全名是 汉斯· 阿道夫 · 克雷布斯 (Hans Adolf Krebs) ，德裔犹太人，生化学家。 1937 年，螃蟹博士发现了生命代谢中重要的代谢通路——三 羧 酸循环（ tricarboxylic acid cycle ），又称柠檬酸循环（ citric acid cycle ）或 克雷布斯 循环（ Krebs cycle ）。虽然他的论文不幸遭到了被《自然》拒稿的待遇，只能屈尊发表在影响因子很低的荷兰杂志《酶学》（ Enzymologia ）上。然而，这项工作是如此之重要，使他成为 1953 年诺贝尔医学奖得主。 螃蟹博士的发现为什么重要？我们也许可以从饶毅最近在北大毕业典礼的讲话说起。饶毅说：“从物理学来说，无机的原子逆热力学第二定律出现生物是奇迹；从生物学来说，按进化规律产生遗传信息指导组装人类是奇迹。”他希望：“在你所含全部原子再度按热力学第二定律回归自然之前，它们——既经历过物性的神奇，也产生过人性的可爱。” 饶毅这段话，给文艺范添加了些科学韵味。但若是遇上较真儿的物理学家伙，人家不一定会买这个账。因为，从有序到无序这个熵增加的过程，只发生在孤立的封闭系统。对于一个开放的系统，是完全可以做到从无序到有序的。而我们的生命，正是这样一个开放系统。这个系统把我们每天吃进肚子里的食物和吸进肺里的氧气转化成能量，然后用这些能量组装出一个个井然有序又千差万别的生命。 这个能量转化的过程，便是我们通常所说的代谢。代谢过程是在线粒体里进行的，在许多的生化教科书中，这个有着双层膜的细胞器被称作是能源工厂（ power house ）。在这个工厂里，食物中的糖和脂肪被加工成 ATP 分子。 ATP 分子有两个磷酸键具有很高的吉布斯能，因而能为其他的生化过程提供能量。若是打个金融时代的通俗比方， ATP 可算是细胞中杠杠的硬通货了。有了它，离子可以在离子通道处买入场券，去浓度高的地方凑热闹；收下了 ATP 的心肌蛋白则会卖力地收缩舒张，让顽主们潇洒地去玩心跳。如此说来，线粒体又有些像细胞中的中央银行或金融中心，把货币分配到需要它的地方去。只不过，这个银行超级经济和高效，从不搞土豪式的囤积居奇，也不玩高富帅的杠杆，更不制造伟光正的泡沫。 线粒体的代谢有多经济和高效？可以以心脏为例来说明。若是按每分钟 70 跳的平均心率来算的话，我们每个人的心脏在一天 24 小时内要不停地跳十万次以上。这超过十万次的心跳，每天把总量约 7000 升的血液，通过总长逾 16 万公里、如河流一样遍布全身的血管，源源不断地输送到身体的各个部位。多少的机械功啊！这么多的机械功又需要多少 ATP 呢？据不精确的计算，我们的心脏每天要消耗掉 5 公斤的 ATP ，而心脏本身的重量，平均只有大约 300 克。正是这不到 300 克的心肌细胞里的线粒体，每天要生产 5 公斤的 ATP 来维持心脏的正常运作。若是有一秒钟所有的线粒体都罢工了，会是怎样的情形呢？那时候心肌细胞里库存的 ATP ，就只够维持 50 次的心跳了，这也正是心肌梗塞致命的原因。所以，没有了线粒体，心跳是玩不起的。 螃蟹博士发现的这个三 羧 酸循环的轮子，就坐落在线粒体的中心位置，有点儿像中央银行的印钞机。呃，我已经把我知道的金融词汇快用完了，这书有点儿说不下去了，咱还是接着用发电厂说事儿吧。 线粒体发电厂 电镜下的线粒体 线粒体结构图解 文艺范儿的线粒体 线粒体有双膜，亦有自己的基因（ mtDNA ），在所有细胞器中独此一份。 mtDNA 和细菌基因的相似度颇高，因此有理论认为有核细胞在进化的过程中吞噬了细菌，把它们改建成了发电厂。 和发电厂需要煤或石油一样，线粒体生产 ATP 也有两种主要原料，这就是食物里富含的葡萄糖（淀粉）和脂肪酸（脂肪）。有些细胞比较挑食，比如我们的大脑，只用葡萄糖来生产 ATP 。而勤勤恳恳生命不息搏动不止的心脏，食谱则较广，葡萄糖和脂肪酸都行。从葡萄糖或脂肪酸到 ATP 的这个生产过程，大概由三个分厂流水作业来完成。一分厂负责预加工，由两个分车间把葡萄糖和脂肪酸分别降解成只有两个碳原子的乙酰。乙酰再由辅酶 A 这个搬运工给送到二分厂，它的两个碳原子在这里被分解成了二氧化碳。与此同时，电子被传给了尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 ( NAD + ) 和黄素腺嘌呤二核苷酸（ FAD ） ，（呃，这中文的化学名词太拗口了！）变成了 NADH 和 FADH 2 ，这两个分子就是二分厂的产品。 NADH 和 FADH 2 被送到三分厂后，经过一连串的电子转移，释放出的能量便可以被用来进行 ATP 的组装了。 螃蟹博士发现的三 羧 酸循环，正是生产 NADH 和 FADH 2 的二分厂。它就像个不停地转动着的轮子，载上乙酰分子，甩出 NADH 、 FADH 2 及二氧化碳。当我们休息的时候，这个轮子就会转的稍慢一些；当我们运动的时候，它又会以十倍于平时的速度旋转起来。这个轮子每载入一个乙酰分子，就会生产出 3 个 NADH 和一个 FADH 2 分子。这些分子被送到三分厂后，一共能生成 11 个 ATP 分子。在葡萄糖代谢所产生的 38 个 ATP 分子中，共有 24 个是通过三羧酸循环产生的。而一个 16 碳脂肪酸所产生的 131 个 ATP 分子，则有 96 个来自于三羧酸循环。环环紧扣的反应，简洁而高效，让人惟有惊叹化学之美与造化之神奇。 三羧酸循环 螃蟹博士于 1981 年谢世，他的学生和博士后又成了生化领域的领军人物。他们喜欢在大会小会上回忆螃蟹博士，说他临终前一个月还追着学生要实验数据。有时他们也会提起他喜欢运动，尤其是骑摩托，他把他心爱的坐骑称作是—— the Krebs cycle. 螃蟹博士和他的轮子 （本文照片全部来自互联网，特此鸣谢。）
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人狂犬病灭活疫苗评估：病毒株的生化特性和遗传学鉴定
热度 10 yanjx45 2012-6-1 15:46
( 这是德国学者近期对市面上的各种人狂犬病灭活疫苗的部分质量指标的评估，此为发表在《 Vaccine( 疫苗 ) 》杂志上的论文摘要的译文。 ) 世界卫生组织（ WHO ）建议对狂犬病毒疫苗生产中使用的细胞系的纯度以及抗原特性进行定期评估。本文中，作者采用 SDS-PAGE 和考马斯亮蓝 / 银染色技术，来分析 17 种已上市的人用狂犬病毒灭活疫苗的病毒和非病毒蛋白。对大量的 60–70 kDa 信号质谱分析的结果表明， 在大多数疫苗中，人源血清白蛋白（ HSA ）是最主要的成分 。疫苗中的 HSA 定量结果显示，所有检测的 PVRV （ vero 细胞狂犬病毒纯化疫苗）、 HDCV （人类二倍体细胞疫苗）及 PHK （原代地鼠肾）疫苗中， HAS 的平均含量为 22 mg / 剂。相比之下， HSA 含量在 PCECV （鸡胚细胞培养的狂犬病毒纯化疫苗）中降低了 1000 倍，在 PDEV （鸭胚细胞狂犬病毒疫苗）中为零。 Western blot 的分析结果进一步证实， 虽然所有检测疫苗的病毒蛋白水平相近，但 HSA 的含量却存在很大差异。 此外，对疫苗病毒的 N 和 G 基因内的序列进行了测定，以鉴定毒株。对于大多数测过序的疫苗，对外宣称的疫苗株均已得到证实。然而，遗传学鉴定也发现了一些差别，说明 WHO 要求对疫苗种子株的分子特性进行鉴定的建议是合理的。此项研究充分证明 不同的人狂犬病毒疫苗之间的纯度有差别 ，并且提示 需要进一步研究，以确定非活性成分对此类疫苗效力的影响 。
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生化与细胞所徐国良课题组招聘
talentblog 2012-3-1 13:53
招聘副研究员、博士后和助理研究员 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所徐国良课题组现面向社会公开招聘副研1名，博士后1名，助理研究员1名。徐国良课题组的研究方向主要是动物生长发育与病变过程中基因表达的表观遗传调控 (epigenetic regulation) 的作用及其分子机制，为疾病诊治提供理论依据。实验室详细情况介绍请参考 www.sibcb.ac.cn/PI.asp?id=8 。受聘者将协助指导研究生。受聘者可享受有吸引力的薪水和其他福利。 应聘副研究员应具备以下条件： (1) 有志从事科学研究； (2) 良好的分子生物学或相关专业背景。在国际刊物上发表过重要论文, 或有国外学习、工作经历； (3) 富有独立工作能力、责任心和协作精神； (4) 思想开放, 乐于学习和接受新事物。 (5) 有实验动物操作，如ICSI或生物化学研究经验者优先考虑。 应聘博士后应具备以下条件： (1) 具有博士学历，本科为化学，生物学或医学专业。 (2) 有从事分子生物学研究的研究经验，精通分子克隆与蛋白纯化鉴定或动物实验的候选人优先考虑。 (3) 富有独立工作能力、责任心和协作精神。 (4) 思想开放, 乐于学习和接受新事物。 应聘助理研究员应具备以下条件： (1) 有本科或硕士以上学历（医学或生物学专业），对科学研究有较大的兴趣。 (2) 能学习掌握基本的分子与细胞生物学实验技术。 (3) 有较强的团队合作精神；动手能力强；工作细心，能持之以恒。 (4) 录取后能在本岗位上工作三年以上。 (5) 有实验动物操作，如ICSI或分子生物学研究经验者优先考虑。 应聘者请将中文简历及其他应聘材料通过电子邮件发送至 xugl-lab@sibcb.ac.cn 。相关待遇面议。谢绝来电来访，应聘材料恕不退还，招聘单位将予以保密。在职位未满之前长期有效。符合要求者，将尽快安排面试。
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人类寿命是否跟大脑发达的程度相关？
热度 1 Icanplay 2012-2-16 17:09
薛定谔认为熵增也存在于生命体中。人体也是生化反应堆，从某种意义上讲，人每时每刻都在与熵增抗争，抵制无序（存在争论）。但是我们先撇开争论，假设熵增存在与生命体中，试想一下，那人类是怎样抵抗熵增呢？(这是小弟的一个疑问，求各位解解) 我的假设是信息，人的感知能力！人的大脑越发达，接受信息，处理信息，反馈信息的能力越强，那么人抵抗熵增的能力越强，因为动物都具有趋利避害的本能，面对危险，反应越是敏捷，被侵害的可能性就越小，那么生命体由有序转变成无序的过程就减缓，熵增就减缓，衰老就会减缓！（ 不知道这方面有没有相关研究)
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尼美舒利事件尘埃落定？远远没有结束！
热度 1 徐峰 2011-3-22 11:32
药品除治疗作用外，还具有一定的危害性，导致机体组织器官功能性或器质性损害，引起生理功能、生化代谢紊乱和组织结构改变等不良反应，损害病人健康，造成残疾、甚至死亡，是为药源性疾病。事实上，药源性疾病是一种严重的药物不良反应。近年来因严重药物不良反应而撤市的药物不少。 2003 年 8 月 8 日 ，德国拜耳公司宣布：从国际药品市场撤出西立伐他汀钠 （拜斯亭）。翌日，我国国家药品监督管理局发出紧急通知，禁止使用西立伐他汀钠。 2004 年 9 月 30 日 ，美国默沙东制药公司宣布，从全球市场上召回解热镇痛药罗非昔布（万络）。顺便在此对默沙东制药公司表示敬意。因为万络的离去，它带走了默沙东公司一年 25 亿美元的收益；它刚刚进入我国的医保用药目录；它 1999 年才问世，在全球市场上仅仅生存了 5 年。但默沙东当断则断！ 2011 年 1 月 28 日 SFDA 要求癌症镇痛药达宁（右丙氧芬）逐步撤市。右丙氧芬于上世纪 50 ～ 60 年代在国外上市。 2004 年，英国药品管理部门对右丙氧芬的风险 / 效益进行了评估，评估结果认为，右丙氧芬在治疗疼痛效果方面无明显优势，而药品过量的风险却不可被接受， 2005 年 1 月英国宣布将此药品逐步撤出市场。 2009 年 6 月，欧洲药品管理局在欧盟范围对此药品进行了评估，得出结论：右丙氧芬的风险尤其是过量使用导致死亡的风险大于其治疗效益，建议将右丙氧芬及其复方制剂逐步撤出欧盟市场。美国食品药品监督管理局 (FDA) 也组织专家对右丙氧芬的安全性和有效性进行了评估， 2009 年 7 月 FDA 发布信息，允许右丙氧芬仍留在市场，但要求在说明书中加入黑框警告，强调过量使用导致的风险。与此同时， FDA 要求制药公司开展一项新的研究，以明确右丙氧芬在心脏方面的毒副作用。 2010 年 11 月 FDA 也做出了右丙氧芬撤市的决定。中国 SFDA 为保证公众用药安全，依据《药品管理法》和《药品管理法实施条例》有关规定，也于今年 1 月 28 日发出通知，决定将含右丙氧芬的药品制剂逐步撤出我国市场。 达宁的撤市历史，其实也可能是尼美舒利将要经历的事件。值得注意的是右丙氧芬是因过量风险较大而被英国、欧盟、美国下市的。中国 SFDA 在右丙氧芬撤市事件中表现得非常跟国际接轨。 联系到尼美舒利， 由于利害关系，生产厂家声称： “ 有不少关于药品尼美舒利用药的报道，是某些别有用心的人的主观臆断 ” ，尼美舒利 “ 在上市后从未有过不良反应的报告 ” 。这个论点在学术界和临床实践中显然都是站不住脚的。吊诡的是，有媒体报道， 2 月 19 日 国家食品药品监督管理局在独家回应媒体采访时表示，从目前对尼美舒利的不良反应监测来看，未出现异常情况。此话当真？未见 SFDA 公开申明。 对尼美舒利的安全性论证肯定不会很快就有结果，但查阅中国期刊全文数据库，可以明确的是：尼美舒利引起严重不良反应是肯定存在的。 作为专业人士，我认为尼美舒利会逐渐被撤市，只是时间早晚而已。其实，这一点无论厂家或者 SFDA 也许大家都心知肚明。为什么世界上最先进发达的美国人不用这个药？真的是厂家没有申请在美国申请吗？这么大的一个市场，制药公司会无视这个蛋糕？我奉劝所有 12 岁以下儿童的家长，不要在自己的小孩发热时去药店自行购买使用尼美舒利。连印度都禁止在 12 岁以下儿童使用尼美舒利了！我们中国的儿童还当小白鼠？我期望即便目前因种种原因不能将尼美舒利撤市，那么在尼美舒利的说明书中至少应该显示其不良反应主要有潜在的肝损害、急性肝炎，而不是只有胃灼热、恶心、胃痛等；至少应限制 12 岁以下儿童的使用。请 SFDA 为病人、病儿着想！ 有人说：只有国家 SFDA 对药品安全性的认定才有安全性。我同意，但有保留，因为： SDFA 对药品安全性的认定有一定的滞后性。上市后药品不良反应监测作为整个药品监管体系的重要组成部分，其主要目的就是尽可能早的获得安全性问题的信号，全部信息汇总到药监局，由药政部门做出或继续使用、或停止生产销售使用的决定。这里，不存在先知先觉或后知后觉的选择。只要有严重不良反应，就应该限制或停用。正如拜斯亭，正如右丙氧芬。当初， SFDA 的专家们不是也认定拜斯亭是安全的吗？右丙氧芬是安全的吗？最后还不都是乖乖接轨撤市。既然对安全性的认定有滞后性，既然现今已有不少尼美舒利引起肝损害的严重不良反应的病例报告，那么，任何人都不应该再继续在 12 岁以下儿童中使用尼美舒利，专业人士更应该有担当，有良知，有勇气，把儿童的生命健康看得高于一切，无论是自己的掌上明珠，还是邻家的普通子孙。 网上有 SDFA 药品评价中心的专家发表高见：青霉素还会引起过敏反应死亡，不是还没有下市。我觉得这要从历史的发展来看。二战时期，抗感染药物异常奇缺，如果不用青霉素，病者可能就会因感染死亡，就算冒着过敏性休克的危险，在彼时仍然要用青霉素。但现在，大量可替代青霉素的抗生素不要太多，即使用青霉素，也得做皮试，何况青霉素在市场上基本已经消失了，诸位还有谁听说过青霉素的过敏死亡反应报告？ 归根到底，尼美舒利究竟是救命良药，还是致命毒药？其安全性需要 SFDA 组织大规模的流行病学调查，做出权威回答。尼美舒利事件尘埃落定？远远没有结束！ （说明：本文写作过程无任何利益冲突关系。）
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当前生物学研究的热门
热度 4 zls111 2011-3-16 11:13
在看PLos biology杂志的文章，顺便以学科来看文章，主要是想看下关于进化生物学有什么新的文章。粗粗的一看plos biology把生物分的学科真够多，数学也算进来了。 这几年觉的生化，神经是比较热门，确实也在下面体现出来了，这方面有很多文章。 但意想不到的， 进化生物学，计算生物学，遗传与基因组学 也是相当热门，甚至有超过生化与神经学科的趋势。真是意想不到！ 国内的发展趋势离这个还是蛮远的，有生物学科的学校有这些热门方向还很少。也许做生化和神经很烧钱，但计算生物学，进化生物学与基因组学相对来而来还不是很烧钱，也是以后发展趋势，为什么不大力发展这些呢？ 还有国内的一些观念，觉得做传统实验就是做生物，有的时候都不敢大胆提出做进化，如evo-dev，改成dev-evo，这些真是好笑，大家面对都是生物学问题。我倒觉得成本到是一个重要因素，做实验花那么多钱，应该强调效率，用效率来评价研究。 来自： http://www.plosbiology.org/article/browse.action 2011-03-16 Anesthesiology and Pain Management (5) Biochemistry (328) Biology (1) Biophysics (194) Biotechnology (116) Cardiovascular Disorders (17) Cell Biology (666) Chemical Biology (25) Chemistry (10) Computational Biology (398) Computer Science (7) Critical Care and Emergency Medicine (2) Dermatology (8) Developmental Biology (443) Diabetes and Endocrinology (48) Ecology (398) Evidence-Based Healthcare (1) Evolutionary Biology (677) Gastroenterology and Hepatology (15) Genetics and Genomics (809) Geriatrics (8) Hematology (30) Immunology (181) Infectious Diseases (190) Marine and Aquatic Sciences (6) Mathematics (37) Mental Health (39) Microbiology (270) Molecular Biology (494) Nephrology (1) Neurological Disorders (59) Neuroscience (578) Non-Clinical Medicine (16) Nutrition (17) Obstetrics (6) Oncology (92) Ophthalmology (7) Otolaryngology (1) Pathology (10) Pediatrics and Child Health (8) Pharmacology (18) Physics (2) Physiology (152) Plant Biology (112) Public Health and Epidemiology (53) Radiology and Medical Imaging (13) Respiratory Medicine (7) Rheumatology (4) Science Policy (133) Surgery (3) Virology (119)
个人分类: 科研笔记|5216 次阅读|4 个评论
略论衰老、应激、亚健康的生化同源性
热度 3 yindazhong 2010-12-28 16:31
1 关于应激与亚健康 的相关性 1.1 亚健康 上世纪 80 年代中期，前苏联学者 N• 布赫曼教授以及后来的许多学者通过研究发现，人体存在着一种非健康非患病的中间状态，人们把这种状态称为亚健康状态，也称病前状态、临床前期、潜病期等。由于现代人类社会的环境恶化加剧和运行速度加快，人类面临着越来越多的紧张和压力，这些压力通过心理生理过程转变成为人体的应激状态或称之为亚健康胁迫。 1.2 亚健康的分布及其影响 1 ）亚健康状态分布广，影响大。据统计，中国处于亚健康状态的人数已超过 7 亿，占全国人口总数的 60% ～ 70% 。亚健康状态的人群特征是：精神欠佳，机体活力降低；反应能力减退；待人处事较差，适应能力下降等。直接影响工作效率、生活质量，甚至危及特殊作业人员的生命安全。 2 ） “ 精英阶层 ” 中亚健康发生率高，国家社会的创新、决策能力下降。 亚健康人群中高级管理人员、机关干部、脑力劳动强度大的人群占了很高比例。 3 ）亚健康已经成为必须重视的医疗问题。亚健康作为不适状态，明显影响健康寿命，甚至出现大量无病兆猝死、过劳死现象，如不能得到及时治疗，往往会转化为器质性疾病。大多数恶性肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等均是从亚健康状态转入的。 4 ）亚健康不仅导致了巨大的经济损失，也是影响医疗费用投入的重要因素之一：每年因疾患导致的经济损失高达 14000 多亿元，相当于每年消耗我国 GDP 的 14% 还多。是导致医疗费用大幅上涨和 “ 看病难、看病贵 ” 的原因之一。 因此，重视亚健康的问题已成为社会、医疗保健机构、个人的共同需要。减少医疗投入、减轻经济负担需要对亚健康进行积极的健康管理和健康促进。 1.3 世界亚健康研究现状 由于亚健康的高发生率及其在疾病预防中的重要意义，使亚健康迅速在世界范围内引起关注并成为研究热点。世界卫生组织指出 : 亚健康是 21 世纪威胁人类的头号杀手。并提出了亚健康的评估标准。对于慢性疲劳综合征的研究，已形成了相关诊断标准和干预方案。 早期健康管理是发达国家的发展方向。美国经过 20 多年的研究得出结论： 90% 的个人和企业通过健康管理，医疗费用降低到原来的 10% ；而 10% 的个人和企业未做健康管理，医疗费用比原来上升 90% 。哈佛大学等的研究表明，通过改善生活方式， 80% 的心脏病和糖尿病、 70% 的中风、 50% 的癌症是可以避免的。 保健康、抗衰老历来都是中国也是全球生物医学研究关注的焦点。资料显示中国人口老龄化速度超过发达国家，预计到 2050 年我国的老年人口将达到四亿五千万，而成为世界之最。同时，随着人们生活水平的提高和健康观的变化，医疗模式正由单纯的疾病治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合的模式。全球医学界越来越清楚地认识到 “ 最好的医学不是治病的医学，而是使人不生病的医学 ” 。因此，解读衰老，防治亚健康，已越来越成为国内外研究老年健康和医疗保健优化研究的关键点。 2 生物应激及相关衰老理论 为了较深入的理解亚健康状态产生的生化机制，本文将从衰老生化的角度对人体的应激过程生化做一些系统地反思。 生老病死是生物界普遍存在的规律，生物为何会衰老？人能不能长生不老？这一直以来都是生命科学与医学领域的重要研究内容 。 越来越多的研究证据表明，衰老是生物体各种功能的普遍衰弱的过程。具有普遍性、渐进性、累积性等特点。解释衰老本质的学说有进化论衰老学说、神经内分泌衰老学说、端粒衰老学说、自由基衰老学说、非酶糖基化衰老学说以及羰基毒化衰老学说等等。根据对老年色素类物质逐步形成的生化过程的认识，同时基于对自由基氧化和非酶糖基化的深刻理解和研究，我们在国际上独树一帜地提出了羰基毒化衰老学说 。明确指出，羰 - 氨反应是脂类和糖类两大能源物质新陈代谢过程中不可避免的核心生化副反应，能在体内产生广泛而又缓慢地交联，最终造成体内蛋白、脂质、核酸等生物大分子的不可修复性损变 —— 所谓熵增性生化改变 —— 从而造成机体功能的老化或退行性改变 。 2.1 自由基衰老学说 1956 年美国的 Harman 教授将辐射化学中的自由基概念引入生物领域 。自由基衰老学说认为，衰老是自由基对组织细胞的有害攻击造成的，衰老过程是活性氧代谢失调累积的过程。在正常情况下，细胞内自由基、活性氧的产生与清除处于动态平衡状态。随着年龄的增长，在衰老等逆境条件下，这种平衡遭到破坏，结果自由基和活性氧的浓度超过了伤害 “ 阈值 ” ，导致蛋白质、核酸、酶被氧化破坏，特别是膜脂质中的不饱和双键最易受自由基的攻击发生过氧化，导致生物体的氧应激伤害，最终衰老与死亡。 2.2 非酶糖基化衰老学说 Cerami 于 1985 年提出非酶糖基化衰老学说 。非酶糖基化衰老理论认为糖基化 / 美拉德 (Maillard) 反应在生物衰老过程中扮演了相当重要的角色。各类单糖及醛酮分子与氨基酸及蛋白等作用，首先形成 Schiff 碱，进而重排成 Amadori 产物， Amadori 产物经过脱 NH 3 、水解形成多种不饱和醛酮，进而在一定条件下进一步交联形成高级糖基化终产物 AGEs(advanced glycation end-products) 。非酶糖基化过程中产生的不饱和醛酮与自由基损伤脂类产生的毒性醛酮有相似结构，而非酶糖基化的最终产物 ——AGEs 也与自由基损伤造成的 ALEs （ advanced lipoxidation end-products ）一样能导致生物大分子的交联、聚合、沉积和变性。老年人由于糖代谢功能下降，血糖常常居高不下，故而造成血管、心肺、关节等的交联硬化和功能退化。 2.3 羰基毒化衰老学说 1992 年印大中教授首次阐明羰 - 氨反应是自由基氧化与非酶糖基化两大生化副反应的共同点，是老年色素形成的关键过程 。 越来越多的研究表明，羰基毒化（应激）是自由基氧化和非酶糖基化损伤中后期出现的一个共同过程。羰基毒化造成的生物大分子交联（即羰 - 氨交联反应）在老年色素的形成、老年退行性疾病相关的蛋白质变性以及器官衰老相关的组织纤维化过程中的作用得到了越来越广泛的研究和重视。作为两大能源物质的糖类与脂类在氧化过程中都会造成对生物本身的伤害。而羰 - 氨反应是生物老化、分子交联、分子变性过程最核心的内容 。 羰 - 氨反应使羰基与蛋白质、脂、核酸及亚细胞成分产生交联，改变生物大分子形状和正常生理功能。如 MDA 与蛋白质很易发生交联，形成蛋白轭合物，引起神经轴突的神经纤维丝的共价交联变性，这些衍生的分子进行的化学交联显然抗拒正常细胞降解和循环过程。许多衰老相关疾病中的部分病因是由多种生化反应产生的毒性羰基因子引起的，这类疾病包括：神经变异性疾病，如帕金森病和阿尔兹海默病；慢性炎症，如风湿性关节炎和糖尿病晚期合并症；局部缺血再灌注损伤，如中风和心肌梗塞；以及其它与羰基应激相关的病变，如白内障和脂褐素形成等。 动物体对羰 - 氨毒化的老化伤害有多种防御：如抗氧自由基和抗氧化体系防止不饱和羰基化合物的产生；对羰基化合物以硫醇化合物还原共轭清理和游离氨基酸直接清除排泄；羰基降解酶类（如醛氧化酶、谷胱甘肽转移酶等）对羰基化合物的清理；对羰基化合物的受体识别，吞噬清理、可逆还原和部分剪切修复。疾病、应激和衰老加速这个制造不饱和醛酮的老化过程：例如，炎症、发烧、中风、手术等都能导致人们体液的 TBARS 含量增加 。总之，动物和人类体内不饱和羰基化合物的含量是一个制造和清理之间的动态平衡。可以说抗氧化及羰基毒化的防御体系、修复更新体系、细胞的繁殖体系的基因共同组成了一个与寿命和衰老相关的网络，其生态和运作因物而异，因人而异，也可因环境变化而变化。 印大中 教授早年在瑞典完成了关于老年色素形成机制的相关研究 。根据老年色素形成的生化本质进而提出了羰基毒化衰老学说，所谓 “ 狭义衰老学说 ” ，为进一步提出 “ 广义衰老学说 ” ，所谓衰老过程的核心驱动力为 “ 生化副反应损变的失修性累积 ” 打下了实验和理论的坚实基础。 我们在广义衰老学说中进一步提出了在衰老研究中看基因突变不如看蛋白质聚变的观点 ，指出：基因突变往往致病，造成病理性退行性变，如癌变和线粒体基因突变疾病等；蛋白质聚变则无所不在，潜移默化，可造成无临床症状的生理性老化衍变，如脂褐素积累，血管硬化，皮肤起皱等，导致所谓 “ 真正衰老改变 ” 。 我们还提出：自由基损伤生物大分子，自由基是外因，属于衰老衍变的启动因子和加速因子；而各种生化分子结构中的 “ 烃 - 羟 - 羰 - 羧 ” 功能团的衍变，是生化大分子的共性氧化衍变，是生命物质本身的变化，是衰老改变的内在物质基础 ( 内因 ) 。导致不可逆生化终产物 AGEs 和 ALEs 的逐步形成，这便是熵增衰老的具体生化内涵 ，也就是人类衰老过程的生化本质。 上述衰老学说突破了当前 “ 从生物大分子 ( 主要从基因和蛋白质 ) 看生命奥秘 ” 的思维局限，开拓性地提出了从生化反应的共性元素， “ 分子功能团 ” 的水平，或所谓 “ 亚分子水平 ” ，看人类生理性衰老的共同分子机制的思想。在 “ 亚分子功能团水平 ” ，衰老以及老年退行性疾病的形形色色表演都可以得到器官水平、细胞水平以至分子水平的科学诠释。 3 关于衰老、应激、亚健康的相关性 在大量的衰老研究过程中，自由基氧化应激衰老是一个极为重要的研究领域。在检测氧化应激的过程中，脂质过氧化产物（ LPO ）状态，有时又称为硫代巴比妥酸反应物（ TBARS ），是一个最常用的指标 。因为该方法实际上是在检测毒性羰基化合物，例如丙二醛和羟基烯醛，的总量，对此我们有必要引起关注。进而，我们提出无所不在的羰基应激也许就是衰老、应激和亚健康的关键，或所谓百病之 “ 病根 ” 。 为了更好的理解生化副反应损伤与亚健康的相互联系，我们先来讨论 “ 亚健康 ” 和 “ 疲劳 ” 之间的联系。从表面上看 ,“ 亚健康 ” 和 “ 疲劳 ” 很类似。 “ 疲劳 ” 生化主要包括：乳酸积累、 ATP 消耗、生物垃圾堆积、组织损伤等。但前两个生化变化与能量代谢过程的急性消耗联系紧密，与造成老年退行性疾病的垃圾积累和组织损伤关系不大。 “ 亚健康 ” 则与后两者的积累联系更密切，所谓积劳成疾。研究表明生化副反应造成的组织损伤和毒性垃圾在产生的早期是可以被机体积极地修复清除的，机体的休息与睡眠成功地执行并基本完成了这一使命 ( 如休息与睡眠对中枢神经系统疲劳和应激的修复 ) ，所谓常人不睡则病，睡则病轻，睡眠乃 “ 日复一日的返老还童 ” 。然而值得深思的是，中医的许多医疗措施恰好启动和加速了这个修复和恢复过程，加速了清除生物垃圾 ( 主要为毒性羰基垃圾 ) 的生化代谢过程 。如拔火罐，泡热水澡、干蒸湿蒸、刮痧、针灸、按摩，甚至放血疗法，都隐含了重要的抗疲劳科学，即刺激身体，积极清除代谢垃圾。。 为什么如此这般 “ 折腾 ” 一番便会有防病、抗病、抗疲劳、治亚病态的作用 ? 下面我们从现代生物医学的角度加以探讨。现代生命科学研究已清楚地证实，不饱和的羰基类物质是在体内不断地被制造出来的最危险、又最大量的代谢垃圾 。在种种应激和亚健康状态下，生物体的任何组织器官及体液中，如血液、尿液、汗液等体液，都可大批量地检测出这类 “ 毒素 ” 。大量研究表明，无论我们的身体遭遇什么应激，大多最终转变和体现为氧应激，进而表现为体内 TBARS 浓度的增高。劳作、疲劳、紧张、高强度运动、通宵不眠等等都会造成体内 TBARS 浓度的急剧增高 。应该指出，几乎所有与疾病相关的身体状态改变或病变都会造成 TBARS 在体内的含量增高，最常见的例子就是炎症。道理很简单，炎症就是身体自发地制造氧应激，制造过氧化氢 (H 2 O 2 ) 以清除病原体，然而该过程也伤害了人体自身的细胞和组织。因此我们体内 TBARS 的量基本代表了身体的应激状况，即 “ 亚健康 ” 的状况。从这个角度来讲，我们的身体清除 TBARS 或羰基类毒素就是在清除 “ 亚健康 ” ，在 “ 治应激病 ” 、 “ 治同根病 ” 。 生物体防御 “ 亚健康 ” 和 “ 应激病 ” 的第一道防御就是众所周知的抗氧化体系，包括抗氧化剂和抗氧化酶的环环相扣的作用。第二道防御是 “ 抗羰基毒化 ”, 包含了衰老过程生化本质的主要内容。第三道防御为修复更新，属于生物组织最终的取弃抉择。简言之： 1 ）抗应激； 2 ）扫垃圾； 3 ）换零件 这三大维持体系。三大系统的合作及其成效形成了我们机体的健康态，亚健康态以至衰老发生。 研究表明：清除了体内不断产生和积累的羰基类毒性生物垃圾，也就清除了老年退行性疾病物质积累的生物基础，同样也清除了衰老物质积累的生物学基础。我们认为这就是应激态老年退行性疾病和衰老过程共同的生物化学过程，所谓百病之 “ 根 ” 。 联系刮痧、火罐等抗疲劳、抗亚健康措施，我们认为诸多中医传统医疗措施，因制造了机体的轻微损伤而引发了全身的 “ 初级应激反应 ” ，启动了我们身体抗羰基应激的防御机制——‘扫垃圾’的进程，使得健康之躯终于在 “ 浴火 ” 中再生。相关研究，如超表达谷胱甘肽转移酶和热休克蛋白等，均从不同的角度证实了这个现象。这个原理便可能是所谓 “ 治同根病 ” 、 “ 治亚健康 ” 的基本原理。在治疗疾病的基础上，持续抗氧化和抗羰基毒化，进而较彻底地清除引起机体组织缓慢中毒的生物垃圾，使得病原受抑，病机淡去，这也许就是 “ 治病断根 ” 的生物医学机理。 总之，防止种种应激造成的羰基毒化似乎就是中西医学医所共同着眼应对的疾病和老化的 “ 萌芽 ” ！因此，注重相关领域的研究和探索也许将会一并解决衰老、应激、亚健康这一连串生命科学领域的综合复杂难题。 （文章在《老年医学与保健》2010，16；337-340 刊出） （正页）略论衰老、应激、亚健康的生化同源性.pdf
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[转载]亦明要说话，大家听一听
fs007 2010-11-30 11:16
敬告网友 在被揭、批长达三年之后，方舟子好像终于抓到了我的软肋，对之死咬不放。对此，本人做出如下声明： 第一，我反复查看了我的那个利用耐高温乙醇氧化酶清除人体内的酒精的专利申请和产品说明，没有发现其中有任何违法、欺骗的问题； 第二，不论是申请专利，还是向国内厂家推介，我都曾明言这个产品是我在实验室内的发明，不是定型产品，而需要进一步的研究开发； 第三，即使这个产品最终被证明无法达到本人的预期效果，它也不过与世界上99%以上的专利申请的命运一样，即不了了之； 第四，本人在这个问题上的唯一失误，就是由于匆忙和疏忽，在给《中国青年报》的信中说了这样的话： 方舟子这个生物化学博士竟然不懂得乙醇氧化酶是乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase，ADH)和醛类脱氢酶(aldehyde dehydrogenase，ALDH)的统称，以为真的有一个乙醇氧化酶。事实是，我在产品说明书中所说的乙醇氧化酶，就是指乙醛脱氢酶，也就是专门把毒性比乙醇更大的乙醛氧化成乙酸的酶。 这个失误在covet指出之后，我马上复查自己的产品说明书，发现准确的说法应该是这样： 我的产品说明书中，明明是用乙醇氧化酶系统来统称乙醇脱氢酶和醛类脱氢酶，即这个产品由这两种酶组成，其作用原理就是利用这两个酶将酒精在进入血液之前氧化成无害的乙酸。 第五，本人已经给共青团中央写信，要求就本人当年参加回国创业考察团时是否存在诈骗问题进行调查，并将结果通知《中国青年报》。 实际上，方舟子以十年前盗卖Salk研究所的专利这样的劣迹来追打本人，只能凸显其极端的无耻和极端的邪恶。而他之所以要在这个时候抓住这个问题对我进行疯狂攻击，其目的不外有两个：第一，转移人们对他抄袭剽窃问题的关注，第二，破坏本人的信誉。而他所使用的手段，也不过就是当年对付肖传国的故伎 群攻死咬。因此，本人恳请诸位网友明察，不要与他们缠斗，那样恰恰中了他们的奸计。本人愿意就我们双方的专利问题，或者任何其他问题，与方舟子进行面对面的公开辩论。 根据本人对方舟子的了解，越是他穷凶极恶之时，越是他被打得最痛之际。而在过去的一个月中，由他亲自发起的对本人的两轮攻势，完全证明了这一点：第一轮攻势是在我即将向MSU举报他抄袭老师之际；第二轮是在我深挖他的抄袭历史，并且在网上公布《科唬作家方舟子》、《文史畸才方舟子》之际。由此可以断定，本人的工作已经触及到了方舟子的中枢神经，摸到了他的死穴，达到了让他痛得发狂的地步。本来，按照原计划，在写完《打架斗士方舟子》之后，我的方学研究即告结束，本人将回到久违的胡学研究上去。现在看来，战斗正未有穷期，对方舟子的揭批工作远远没有到结束的时候。本人在此宣布，在完成《打架斗士方舟子》之后，本人将致力于《方舟子抄袭剽窃一百例》的搜集、考证和编纂工作。欢迎诸位网友的支持和参加。
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[转载]分不清辣椒水与乙醚的生化博士再次献丑
fs007 2010-11-21 02:57
驳方舟子及网友tj关于亦明专利的无耻谰言 作者：聆听者 最近（11月14-15日）方舟子转载了作者tj的文章《亦明（葛莘）的大力丸害人》（转载时间：2010-11-14 06:05:07），并在微博上发表（时间：11月15日 14:23）了关于亦明专利的言论。相关文章附在后面，有关页面我已保存，如有不同可视为博主已修改。如有需要，请与我索取berryyard@163.com 先来说说酒精（乙醇）在体内代谢的问题，如果具体的了解可在中国专利数据库（知网版）搜索葛莘的专利《含有嗜酸嗜硷耐高温微生物基因产物的制品及其应用》，也可以上网自己搜点别的资料。 学习过生物化学的人都应该知道：乙醇可在体内被乙醇脱氢酶（ADH）脱去两个氢原子，生成乙醛；乙醛在乙醛脱氢酶（ALDH）的催化作用下转变为无毒的乙酸，继而转变为乙酰辅酶A，最后进入三羧酸循环途径，生成二氧化碳和水，乙酰辅酶A也可参与其他的生命活动。乙醇还有其他代谢途径，在此不赘述。 通过上面一段，我们知道：乙醇在两种酶（乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶）的作用下，生成乙醛后，再生成乙酸，这两步的酶都是不可缺少的。根据国际酶学委员会的分类：乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶都属于氧化还原酶类（酶的六大类之一）中的脱氢酶类（另一亚类是氧化酶类）。 有了这些概念准备后，我们再看看葛莘专利中是怎么说的。因为人类的这两种酶有很多亚型，并且催化的效率也不一样，专利中说人类的乙醇脱氢酶（ADH）系统非常复杂，至少可以分成六类同工酶，人体内有十多种醛类脱氢酶（ALDH），并做了具体的分析。同时对比了白种人与黄种人在在这两种酶（ADH和ALDH）亚型上的对比，得出因此，可以说黄种人较白种人易产生酒精中毒的原因是遗传因素决定的。由于黄种人的ADH活性高，饮酒后乙醇很快被氧化成乙醛，而由于ALDH的活性低，使乙醛迟迟不能够被氧化成乙酸，所以产生酒后的诸多中毒症状（Yin et al.,1992）这些说明了开发产品的原因：本产品根据上述的原因，利用基因产品对酒精中毒进行基因补救。通过进一步分析得出开发产品思路很显然，消除酒精毒害的最好办法就是在其进入血液之前，将它氧化成没有毒性的乙酸（具体看产品介绍）和可克服的问题所以，要通过口服外源乙醇氧化酶来治疗乙醇代谢基因的缺陷，首先要克服上面的问题。另外要说一下，这里的乙醇氧化酶不是根据国际酶学委员会来定的，作者在专利中有所交代定义：乙醇氧化酶：乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的总称。 再看看专利中的对产品的介绍吧。 本产品是将利用基因工程手段克隆到的嗜酸嗜碱耐高温细菌的乙醇、乙醛脱氢酶基因，用过常规的生物方法在大肠杆菌和酵母细胞中超量表达，经过纯化之后，与辅剂、添加剂制成片、丸、散、胶囊、汤料等制剂，供消费者在饮酒的同时服用，加速消除体内乙醇、乙醛，达到保肝健体的作用。 相信大家已经清楚了专利中的大致内容了，也清楚了这三个名词的概念：乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶、乙醇氧化酶（专利定义：包括前两者），清楚这些后，大家自己也可以看出第一段中提到的文章的荒谬了。可知他们是多么的不学无术了。 我就分析几点： 1、《亦明（葛莘）的大力丸害人》中第一段说按他前半段的描述，在中国人的消化系统里面，乙醇到乙醛到乙酸的限速步骤是后面一步（乙醛到乙酸），所以他应该开发乙醛氧化酶，而不是乙醇氧化酶（乙醇的酶氧化产生乙醛，而不是乙酸）。 大家看出来了吗？他应该开发乙醛氧化酶，而不是乙醇氧化酶这不是说明tj把乙醇氧化酶当成了乙醇脱氢酶了吗？专利定义中已经说了乙醇氧化酶：乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的总称。可见这个tj没仔细看，要不也不会犯这样低级的错误。 2、《亦明（葛莘）的大力丸害人》中 按照亦明老师的大力丸： 消化系统的乙醇+酶-消化系统中的乙醛-血液中的乙醛（短时间大量进入血液，浓度增长很快） 这个大力丸不但不能解酒，反而加剧毒性，不是害人么。 可是专利中说很显然，消除酒精毒害的最好办法就是在其进入血液之前，将它氧化成没有毒性的乙酸，也就是消化系统的乙醇+酶-消化系统中的乙醛-消化系统中的乙酸（因为有乙酸的生成，乙醛的浓度降低，减小了乙醛对人体的危害，也即克服酒醉）。但这个tj还振振有词地说按照亦明老师的大力丸，不知道tj的亦明是哪家的，还说害人，这不是造谣吗？到底是谁在害人？ 3、《亦明（葛莘）的大力丸害人》最后一段亦明（葛莘）的大力丸。 有一句本项目应用基因工程方法,从嗜酸耐高温微生物中克隆出乙醇氧化酶基因，可见还是把乙醇氧化酶当成了乙醇脱氢酶，请看原文本产品是将利用基因工程手段克隆到的嗜酸嗜碱耐高温细菌的乙醇、乙醛脱氢酶基因。又是不学无术的一例证明，不排除故意歪曲、栽赃陷害的可能性。文中还栩栩如生地说趁热服用，我怎么就找不到这个字眼呢？ 4、方舟子微博：方学家亦明（葛莘）其实是个卖大力丸的骗子。他一直在国内骗投资生产解酒保健品，号称用乙醇氧化酶把乙醇氧化成无毒的乙酸，已申请了国家专利，年销售额可达1.5亿元。实际上学过高中化学就知道，乙醇氧化后变成的是毒性更大的乙醛。这个解酒保健品是要把喝酒变成喝乙醛，乃是酗酒毒品。 我真的不好意思说方舟子是一位生物化学博士了。要是说tj的文章犯这种错误也就算了，可生物化学博士也能犯这种错误吗？就算野鸡大学的生物化学博士也比你强啊！分析一下：号称用乙醇氧化酶把乙醇氧化成无毒的乙酸这句话如果把乙醇氧化酶理解为乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的总称也没有错；实际上学过高中化学就知道，乙醇氧化后变成的是毒性更大的乙醛这句话单独理解也没有错，因为乙醇在有催化剂（铜或银）的条件下加热，能被空气里的氧气氧化，生成乙醛。要是从前面两句话推出这个解酒保健品是要把喝酒变成喝乙醛，乃是酗酒毒品可就错了。看来方舟子这位生物化学博士也把乙醇氧化酶当成乙醇脱氢酶了。这样的生物化学博士来搞科普，质量就不敢保证了啊。 关于专利误解（或歪曲）的文章很多，相信大家能看出破绽。我也是初学者，如有不妥之处请指出。 最后附上原文； 亦明（葛莘）的大力丸害人 (2010-11-14 06:05:07)转载 标签： 杂谈 分类： 其他 作者：tj 按他前半段的描述，在中国人的消化系统里面，乙醇到乙醛到乙酸的限速步骤是后面一步（乙醛到乙酸），所以他应该开发乙醛氧化酶，而不是乙醇氧化酶（乙醇的酶氧化产生乙醛，而不是乙酸）。 按照亦明老师的说法，欧洲人消化、分解乙醇的过程是： 消化系统的乙醇-血液中的乙醇-血液中的乙醛（quasi steady state并且浓度近似为0）-血液中的乙酸（毒性大大降低） 按照亦明老师的大力丸： 消化系统的乙醇+酶-消化系统中的乙醛-血液中的乙醛（短时间大量进入血液，浓度增长很快） 这个大力丸不但不能解酒，反而加剧毒性，不是害人么。 亦明（葛莘）的大力丸： 中国有三亿人饮酒,其中20%以上患有酒精类肝病。酒精中毒严重地威胁着人民的 身体健康。酒精在人体内经消化系统进入血液, 在肝脏先是被乙醇脱氢酶氧化为乙 醛,然后被乙醛脱氢酶氧化为乙酸。其中乙醛是造成酒后症状的主要物质,酒精中毒 实际上是乙醛中毒。不仅如此,乙醛还可能致癌。分子遗传学研究证明,东方人种 中,乙醇脱氢酶活性较欧洲人种高,而乙醛脱氢酶活性较欧洲人种低,结果饮酒后乙 醇被快速氧化为乙醛,但乙醛转化为乙酸的速度极为缓慢,从而对人体造成很大的伤 害。本项目应用基因工程方法,从嗜酸耐高温微生物中克隆出乙醇氧化酶基因,然后 令其在生物反应器中超量表达,最终制成蛋白制剂。由于该基因来自嗜酸耐高温微 生物,所以它们的产物也具有嗜酸和耐高温的特性,能够在人的酸性胃液中起作用, 将乙醇氧化成乙酸,阻止或减少乙醇进入血液之中。这些蛋白质在高温情况下性质 稳定,便于加工生产,并可制成汤剂供消费者趁热服用。目前中国市场上虽然有多种 解酒类保健品,但没有一个是真正意义上的生物工程产品,并且其保健作用并不十分 明显。本项目融最先进的基因工程与蛋白质工程于一体,技术含量极高,但生产工艺 简单。本项目的主要内容己经申请国家发明专利。本项目产品具有作用机理明确, 成份简单,功能性强,安全性高等特点。全国三亿酒民,如果其中十分之一每年使用 一次本产品,每次按五元人民币计算,年销售额即可达1.5亿元。 方舟子微博（11月15日 14:23）：方学家亦明（葛莘）其实是个卖大力丸的骗子。他一直在国内骗投资生产解酒保健品，号称用乙醇氧化酶把乙醇氧化成无毒的乙酸，已申请了国家专利，年销售额可达1.5亿元。实际上学过高中化学就知道，乙醇氧化后变成的是毒性更大的乙醛。这个解酒保健品是要把喝酒变成喝乙醛，乃是酗酒毒品。
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能量代谢应激与衰老生化本质——历史的回顾
热度 1 yindazhong 2010-1-3 17:48
年前，应《实用老年医学》杂志邀请，以能量代谢应激与衰老生化本质为专题，组织国内衰老研究领域的相关专家写了一组系列文章。其中含：一篇引言，六篇专题。该杂志拟在 2010 年首期发表该系列专题。今得知系列文章付印，于是征得同意，也将在本博客栏中逐渐选择登出相关内容。一为加速衰老研究最新进展的介绍；二来因为衰老机理太复杂，需要加大科普力度；三为满足在前几次博文中有些读者对于了解衰老与运动疲劳相关探讨的要求；第四当然也希望就此机会，请各位学者专家，品头论足，拍砖留念。 但今天自己复读了一遍，觉得文章有点太奥，亦有点太专，专业性多于娱乐性，跳跃性大于逻辑性，这里先请大家海涵，以后一定改进。真正想对衰老机理及其整体研究状况有一个系统认识的读者可阅读我八年前由科学出版社出版的高级科普书籍《破解衰老之谜》。 今天先发系列论文第一段，前言： 能量代谢应激与衰老生化本质历史的回顾 为了解释生物衰老现象，现代衰老研究已逐步深入到对衰老本质的认识。尤其是近百年来，老年医学工作者们已从不同层次和领域提出了许多学说，但总的说来不外乎两大类：一是认为衰老是一个由遗传基因调控的程序化过程；一是认为衰老是由环境伤害引起的随机过程。 随着高等动物机体主动衰老的可能性被学界逐渐否认，遗传因子损伤与生理性衰老的相关性也越来越遭到质疑。因为尽管直接的 DNA 损伤和突变与种种老年性疾病息息相关，但研究发现，与人体在漫长的衰老过程中无所不在的生理性蛋白质损变的积累相比， DNA 损伤的明显特征恰是往往造成机体的病理性改变。因此，学界进一步提出基因与防病、抗病、或生病有关，可以决定寿命，但不导致衰老！那么衰老或者说机体老化的速度到底是什么因素在起决定作用呢？ 大量的实验证据表明：应激决定损伤 。 尽管由遗传因子调控的抵抗应激、新陈代谢、机体稳态和蛋白质更新的网络系统扮演着高等动物衰老的先天性制约因子和维护修复系统的角色，然而生化损伤导致的机体失修性改变，才是衰老的真正表现形式。狭义地看，能量代谢过程中被氧自由基应激和非酶糖基化应激以及所推举而出的羰基应激过程，似乎更能代表普遍的、深刻的、超越其它理论的衰老分子机理。从这里出发，进一步的分子共轭交联所造成的生物体的熵增性改变不可修复的积累性改变，才是对人体生理性衰老的最为合适的物理化学诠释。这也就是我们提出广义衰老学说的理论基础。 2006 年 5 月澳大利亚著名衰老研究科学大师 Robin Holliday 教授在纽约科学院院刊上发表了一篇令人触目惊心的文章衰老不再是生物学的未解之谜。接着， 2007 年，以提出细胞复制衰老而享誉世界的美国加州大学教授 Leonard Hayflick ，将他终于认清的关于解密衰老机理的几篇非常类似的文章在不同的场合频频发表，向世界宣告生物衰老之谜已经终于解开。 为了厘清该领域科学发展的脉络，让我们再简单回顾一下跨入 21 世纪的近十年来，发生在中国科学界的关于衰老机理研究的主要事件及其科学内涵。 2000 年笔者回到祖国，在《生命科学研究》发表了衰老研究的新纪元，开始了在国内衰老机理研究的新长征。 2002 年科学出版社出版了笔者的专著《破解衰老之谜》，向国内学术界完整地介绍了笔者与 Brunk 教授提出的羰基毒化衰老学说。 2003 年，《中国老年学杂志》在第 9 期刊首，发表了笔者的文章，题为衰老，生命与熵增之战，在老年学研究领域首次一语道破天机地指出了熵增衰老的具体生化内涵羰基应激作为自由基氧化和非酶羰基化的共性核心过程。 2005 年初笔者与陈可冀院士撰写的衰老机制，生化副反应损变的失修性累积，将衰老机理的本质从千丝万缕的衰老基因的乱局中清理了出来，提出了能量代谢生化过程造成的损伤是衰老的驱动因子，而防御、更新、修复和代谢的基因网络对机体的维护共同决定了生物体的寿命。 2005 年 6 月，笔者与陈可冀院士的英文综述文章衰老机理的本质被美国老年学学会的权威杂志《实验老年学》杂志作为特异论文发表在刊首。进而获得了中国老年学最高奖杰出贡献奖。 2008 年春，我们在专业杂志向学术界正式宣告：衰老，千古之谜的终结。 无疑，我们根据老年色素形成的生化本质提出的羰基应激衰老学说，所谓狭义衰老学说，为进一步提出广义衰老学说，所谓衰老过程的核心驱动力为生化副反应损变的失修性累积打下了坚实的基础。 我们创新性地提出了自由基损伤生物大分子，自由基是外因，属于衰老衍变的启动因子和加速因子。而各种生化分子结构中的烃 - 羟 - 羰 - 羧功能团的衍变，是生化大分子的共性氧化衍变，是生命物质本身的变化，是衰老改变的内在物质基础（内因）。既是熵增衰老的具体生化内涵，也是人类衰老过程的生化本质。 我们的衰老学说突破了当前从生物大分子（主要从基因和蛋白质）看生命奥秘的思维局限，开拓性地提出了从生化反应的共性元素，亚分子功能团的水平，或所谓表观基因组学，表观蛋白质组学和表观系统生物学水平，看人类生理性衰老的共同分子机制的思想。在亚分子功能团水平，衰老以及老年退行性疾病的形形色色表演，都可以得到严谨的科学的诠释。 总之，我国生物医学科学家关于衰老本质的突破性研究成果，所谓老应同源和老病同源的新概念，标志着人类对于生命本质认识的重要突破，也标志着人类对于衰老千古之谜的生物化学以及生物物理化学解答的到来。
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衰老解密解出神经科学奥秘
热度 1 yindazhong 2009-8-11 11:02
衰老解密解出神经科学奥秘 前一篇博客说道咬定青山一个月，苦写衰老解密后续篇，是为何物？值得那么大惊小怪吗？不看不知道，一看 也不能全知道。因为该文章在博客中目前只能为洋片，只能给出洋文的片段： 所谓 可供专家钻研， 亦为大家开眼。 若要尽知详情， 耐心等待半年。 不过为了满足某些看客的好奇心，先贴上文章的引言，并附上与老外的争辩（择时而发），让网上冲浪的好手，一道领略科学风口浪尖的头晕目眩。 Aging Resolution Implying Resolution of Neurobiochemistry －－ Revealing the Missing Codes of Life Science Dazhong Yin Abstract While the enigma of aging is understood as a result of molecular dysfunction caused by increasing entropy due to the fail of maintenance systems, a brief history of the interpretation of aging mechanisms and the exact biochemistry connecting the entropy and biological aging is addressed. Lipofuscin formation mechanisms revealing irreparable accumulative changes represent the most important aging related alterations of entropy increase in biological kingdom, which is very different from the aging process of inorganic materials. A fifth level of aging mechanism studies that highlights the importance of functional groups of biochemistry, the missing codes of life science, is put forward in this review. Significance and validities of such life codes in biology beyond genomic and proteomic concepts has also been clarified. An open-minded pondering with functional groups of biomolecules, such as carbonyl stress, may explain fatigue and sleep biochemistry in neurobiochemistry and biomedicine in broad sense. When the 19 th World Congress of Gerontology and Geriatrics confirmed and celebrated the explanation of biological aging in Paris in June 2009, most biological scientists still have been suffering the confusion of the aging mystery in related fields . Most gerontologic and geriatric scientists yet not really understand what exactly is the real value of the resolution of aging. While professor Hayflick stated aging phenotype is resulted from dysfunctional molecules caused by increasing entropy , the most headache question to many biomedical scientists becomes what is the exact biochemistry bridging the entropy and aging. More challengingly, questions were raised such as: since the enigma of aging is solved, namely maintenance systems are the determinants of longevity, thus how damage plays into the pathogenesis of degenerative diseases and how may the detailed understanding be needed to make practical use? The objective of this review is: 1) to review the history of aging interpretation and clarify further the exact biochemistry connecting the entropy and aging; 2) to address a fifth level of aging mechanism studies and highlight the missing code of life science; and 3) to predict significance and validities of such codes into a broad field of neurobiology and life sciences. 1. The Evolution of the Entropy-Related Aging Interpretation Before going into the detailed biochemical interpretation of entropy increase during senescence, a quick overview of the aging studies is fundamental. While over 300 aging theories being developed in biological history, about 30 of them are continuously regarded of importance . On one hand, these theories may be best divided in two categories, the genetic and stochastic parties. The genome relevance to aging mechanisms, after over 200 genes were discovered and identified, the pathophysiological maintenance network (system) is realized to mostly work together in determining the animals longevity (instead of being the driving force to accelerate aging) . On the other hand, the aging associated phenotypes and theories have been studied and classified mainly into four classes. Such classes are biologically ranked as at: 1) the whole animal level; 2) the organ level; 3) the cellular level; and finally 4) the molecular level . Whereas the enormous amount of data from all biological fields, particularly from various biomedical branches, have been so confusion in the literature, in some situation, aging investigation was dismissed as just too complicated for serious scientific study . It is sometimes suspected in the society of life sciences that Western biomedical research is getting lost in the forest of overloaded massive data, such as from genomics, proteomics, metabolomics and systems biology, a quickly growing field that will certainly add more complexity to the chaotic life science of gerontology and geriatrics. Should life science become more and more complicated or if there will be some simple access, or code, that could solve the mass? Not devoted to look for such code, however, we happened to view some biochemistry of life science in common under lipofuscin investigation . No matter how complicated and confusion the biological impairments start and/or develope, two major energy metabolism induced biological stresses representing most important biological side-reactions are understood as the key aging causes . These two are known as free radical oxidative stress and nonenzymatic glycosylation stress (being simplified as glycation stress later) . While the oxidative stress may finally form advanced lipid peroxidation end-products (ALEs), the glycation stress can result in advanced glycation end-products (AGEs) . By realizing with surprise that these two biochemical stress carry a similar middle step －－ carbonyl-amino reaction －－ the reaction was primarily pinpointed by the author as a common reaction during lipofuscin formation and it was proposed later as carbonyl toxification theory of aging in 1995 . Because the crosslinkages resulting from biological reactions are mostly irreparable , the carbonyl stress, and other biochemical cross-linking culprits had already been stressed in a crosslinkage theory of aging by Bjorksten already in 1968 . After a half-century, the carbonyl stress appears to remain as the key process of the crosslinkage-related inevitable aging alterations both intracellularly and extracellularly . Since a large number of experiments showed clear defects of the free radical theory of aging , Sohal and others, while verifying the free radical theory of aging (Orr and Sohal, 1994), has tried also to build up a new flagship to interpret aging mechanisms, the so called oxidative stress hypothesis of aging . The reformed theory is thoughtful, but it is unsatisfactory to consider oxidative stress and related impairments to be the genuine aging mechanism since most of such damages are repairable by maintenance system. When the oxidative stress theory was found not to correlate with the maximum lifespan (MLS), the understanding of aging mechanisms became much more confused than ever before . For clarifying the complex of concepts in the field, we propose to illustrate the problem with a quite simple formula as given below (Formula 1): Damages ( aging causes ) Repairing ( maintenance ) = Aging alterations ( aging process ) Formula 1. Aging mechanisms (and process) in a general view. From the formula, one may recognize simply that carbonyl stress-related age pigment formation is more significant than oxygen free radicals during real aging process simply because it contributes almost directly to the crucial accumulation-based aging process, the right side of the formula given above. Although a complete picture of biological aging mechanisms cannot be obtained only through the accumulation biochemistry of biological alterations (garbage accumulation , in the case of lipofuscin formation), a general picture of aging starts to emerge. Because no matter how complex the detailed aging mechanisms (causes and consequences etc.) may be, their main clues and the final results are available, especially the net result of impairments and restorations, which are highlighted by the accumulation biology of age pigments, the well known hallmark of aging as articulated primarily by Sohal et al. (Sohal, 1981; Porta, 1990; Yin, 1996; Szweda, et al. 2003). More open-mindedly, considering the nature of aging of all kind of materials, impairments and damages are encountered to either organic or inorganic materials. The difference is that inorganic materials can not repair the damages, but organisms may fix impairments and damages by direct or indirect means (such as protein restoration or cell proliferation) to renew life . Various physicochemical damages may be the direct causes of aging for inorganic materials. In the biological world, however, such damages are not the aging alterations/process per se . Most alterations of biological aging are accumulative instead of degradative, such as collagen crosslinking and lipofuscin formation. Referring to entropy, although Schrodinger predicted that the entropy increase must be inevitable in biological system , organisms with enough diet, however, have no problem to gain energy (to reduce entropy) to avoid simple energy dispersal (simply to eat more). The actual problem is how the system may maintain its designed functioning pattern. The entropy increase related biological change has never been understood (only remaining as imaginative physics and as empty talk in biochemistry) until systematic understanding of formation biochemistry of lipofuscin and age pigments . The age pigment associated changes implying the exact polymerization-associated molecular alterations in relation to entropy have been formally clarified only recently . Biochemically, the crosslinking reaction of unsaturated carbonyls with amino compounds seems to be a more important reaction inducing physiological aging-related alterations. This is simply due to the fact that unsaturated carbonyls have a molecular structure of second bite (namely, it contains a pair of conjugated carbonyls or similar structure like hydroxy-ene structure) so that a further reaction is possible if a detoxification process fails to follow the first bite. As a result, steady crosslinking of low energy potential due to cyclization and/or conjugation (with increased entropy!) and thus irreversible by-products can be produced. Organisms, if they have no enzyme to break down such side-reaction induced by-products (e.g. AGEs and ALEs) with their limited (gene programmed) types of enzymes, so they have to put up with and pile them up with age . In other words, whereas the instant damages of the free radical/Maillard reaction belongs to pathological causes, which are mostly repairable or reversible (e.g. in the case of early glycation), the carbonyl stress induces mainly the irreversible accumulative physiological alterations with aging. . To sum up, the crucial problem that the entropy theory of aging is requested to answer is what is the exact biochemistry behind the entropy increase during aging. Scientists have been missing an adequate resolution until recently . Biological side-reactions, which have been discussed comprehensively in the foregoing sections, occur spontaneously in life activities, mainly including free radical oxidation, non-enzymatic glycation, carbonyl stress and protein crosslinking, etc. provide the best answer . The irreparable impairments are the molecular explanation of entropy increase. For example, protein cyclic conjugation is an exergonic process that increases the entropy of living systems. Stochastic by-products of crosslinking accumulate gradually because they cannot be degraded by normal proteinases, such as the crosslinked connective tissues in blood vessel, in wrinkled skin and in other protein complex, like lipofuscin, fibrosis, amyloids, tangles, senile plaques or lens cataract in vivo , which may form due to either physiological or pathological reasons (Korenchevsky, 1961; Selye, 1970; Bailey, 2001; Diazani, 2003; Binder et al., 2005). 2. A New Level of Aging Mechanism Study Revealing Life Code Ten years after our carbonyl aging hypothesis proposed, the carbonyl stress aging is developed to have a broader coverage as the essential mechanisms of aging in 2005 . Whereas irreparable damage accumulation of biological side reaction is summarized as the general interpretation of aging, the age pigment biochemistry and the entropy law were integrated to support strongly the general aging theory. The general aging theory was first appreciated in China as an Excellent Contribution and awarded by Chinese Gerontologic Society in 2006 and 2007 . (不好意思， 本文只能就此打住。有兴趣者，请暂时虚怀，若对群山，所谓：对面能说话，相逢得半年。 不过实在熬不过那么久的，可以琢磨请我前往交流，轻微腐败即可，哈 )。
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