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维生素D缺乏是新冠重症患者的潜在罪魁祸首
WileyChina 2020-10-15 13:38
维生素D缺乏与新冠是否有关? 当前,新冠肺炎已在世界范围内广泛传播。新冠病毒的大部分(80%–85%)感染者为无症状,其余为轻度或重度病例。轻度病例表现为非特异性症状,通常包括发烧,咳嗽,疲劳,腹泻,头痛和喉咙痛。无症状或轻度的病症通常会影响年轻人,而老年人则更容易出现严重症状,如急性呼吸道感染。新型冠状病毒的罪魁祸首虽尚未定论,但在 Journal Of Medical Virology 期刊中,来自美国Tulane大学Emad Kandil与Juan Duchesne团队的一篇文章“ Vitamin D insufficiency as a potential culprit in critical COVID‐\19 patients ”,对于维生素D缺乏症的患者与新冠患者的相关性进行了深入研究。研究表明,维生素D缺乏症(一种影响老年人、肥胖者、肤色较深的人或阳光照射不足的人的常见疾病)会成为急性呼吸道感染的风险因素。 在文章中,通过对总计1368名新冠阳性患者的数据分析得出结论,维生素D水平低(即缺乏)与患者病症及预后更加严重显著相关。维生素D缺乏不受年龄、性别或共病等“混杂因素”的影响,在疾病严重程度的表现中起着独立的致病作用。维生素D参与人体多种免疫反应:维生素D及其受体在先天和适应性免疫系统中均发挥作用,并减轻体内的抗微生物和抗炎过程。鉴于分子水平上的认识,作者推断维生素D缺乏症患者会增加出现更严重的病症或更糟糕的预后的风险。 另一项分析也表明,在每天补充维生素D的情况下,预防急性呼吸道感染的效果显著;该效果在维生素D缺乏的患者中表现更为明显。 鉴于维生素D通常是安全、价格低廉且较容易获得的药物,采取及时预防和治疗的措施可以减轻高危人群的严重病症 。 引用本文 : Munshi, R,Hussein, MH,Toraih, EA, et al.Vitamin D insufficiency as a potential culprit in critical COVID‐\19 patients. J Med Virol. 2020;1‐\8.https://doi.org/10.1002/jmv.26360 原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jmv.26360 期刊简介: Journal of Medical Virology 出版有关影响人类健康对病毒领域的基础研究和应用研究的原创性论文。发表的文章涉及描述人体病毒感染的特征、诊断、流行病学、免疫学和发病机制的报告,以及有关病毒形态、遗传学、复制及与宿主细胞相互作用的基础研究。
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维生素D缺乏可能会增加患COVID-19的风险
热度 1 zhpd55 2020-9-7 15:44
维生素 D 缺乏可能会增加患 COVID-19 的风险 诸平 据美国芝加哥大学医学中心( University of Chicago Medical Center )格雷琴 · 鲁宾( Gretchen Rubin ) 2020 年 9 月 3 日提供的信息,在对接受 COVID-19 测试的患者的回顾性研究中,芝加哥大学医学院 ( University of Chicago Medicine , UChicago Medicine ) 的研究人员发现维生素 D 缺乏与被冠状病毒感染的可能性之间存在关联。 芝加哥大学医学院医院医学主任( Chief of Hospital Medicine at UChicago Medicine ),也是此项研究的领导作者大卫·梅尔泽( David Meltzer )博士说: “ 维生素 D 对免疫系统的功能很重要,维生素 D 补充剂先前已被证明可以降低病毒性呼吸道感染的风险。我们的统计分析表明,这对于 COVID-19 感染可能是正确的。 ” 研究团队对芝加哥大学医学院( UChicago Medicine )的 489 名患者进行了检查,这些患者的维生素 D 水平在接受 COVID-19 测试之前的一年内进行了测量。与维生素水平足够的患者相比,未经治疗的维生素 D 缺乏症( 20 ng / mL )的患者, COVID-19 冠状病毒检测阳性的可能性几乎是其两倍。 这项名为 “ 维生素 D 状态和其他临床特征与 COVID-19 测试结果的关联( Association of Vitamin D Status and Other Clinical Characteristics With COVID-19 Test Results ) ” 的研究于 2020 年 9 月 3 日在《美国医学会杂志网络开放版》( JAMA Network Open )发表—— David O. Meltzer, Thomas J. Best, Hui Zhang, Tamara Vokes, Vineet Arora, Julian Solway. Association of Vitamin D Status and Other Clinical Characteristics With COVID-19 Test Results . JAMA Network Open , 2020; 3 (9): e2019722 DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2020.19722 。 meltzer_2020_oi_200688_1598473478.89934.pdf 在此之前已经在健康科学的预印服务器( medRxiv )上报告了其发现结果。 一半的美国人缺乏维生素 D ,非裔美国人、西班牙裔人和居住在芝加哥等地区的人,缺乏维生素 D 的比例更高,是因为芝加哥冬天很难获得足够的阳光照射。 大卫·梅尔泽说: “ 了解治疗维生素 D 缺乏症是否会改变 COVID-19 风险,不仅在当地,而且在全美国国和全球都具有重要意义。 ”“ 维生素 D 价格便宜,通常服用非常安全,并且可以广泛使用。 ” 大卫·梅尔泽和他的团队强调了进行实验研究的重要性,以确定补充维生素 D 是否可以降低 COVID-19 的风险以及潜在的严重性。他们还强调需要研究哪些维生素 D 补充策略在特定人群中最合适。他们已经在 UChicago Medicine 并与当地合作伙伴开展了多项临床试验。更多信息请注意浏览原文或者相关报道。 原文: meltzer_2020_oi_200688_1598473478.89934.pdf
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[转载]CK:维生素D发现史
fqng1008 2019-3-23 21:42
在机体的钙、磷代谢中,维生素 D起重要的调节作用。维生素D缺乏病的发生与钙、磷代谢有密切的关系,对机体的影响是全身性的,其突出的表现是佝偻病(rickets)或骨软化症(osteomalacia)的发生。维生素D被称为“抗佝偻病维生素”,正像维生素C被称为“抗坏血病维生素”、尼克酸被称为“抗癞皮病因子”一样,反映了它与这种营养缺乏病的历史渊源。 雾霾似乎是工业革命不能摆脱的 “副作用”。每次查房去看病历里的骨代谢指标,不论是否合并骨代谢疾病,十有八九都低于正常范围,这也许是城市化、空气污染、高层建筑、户外光照不足造成的,近期有研究显示,北京居民(市内)维生素D缺乏的患病率高达87.1%,也印证了我们在病历中的观察,而平均仅为12.3ug/L的25OHD水平,远远低于目前欧美20-30ug/L的水平。说起雾霾,历史上工业化进程中的英国和北欧,正是因此使维生素D缺乏正式成为医学要解决的课题。 佝偻病 维生素 D是20世纪初在对佝偻病的研究中发现的。但在此之前,维生素D缺乏病的存在却由来已久。据古生物学的考察,公元前八千年(新石器时代)或更早的人类骨骼就有因佝偻病(骨软化症)所造成的变形。16~19世纪,随着工业革命的进程,英国和北欧成为佝偻病发病的重要地区,当时在英国许多工业区到处都可以看到因腿部弯曲、脊柱变性、肋骨变形而致残的儿童。该病尽管多见于婴幼儿、儿童和青少年,但也会累及成人,骨盆变形的女性容易出现分娩困难,骨盆出口狭窄危险性很大,如不剖腹产则很容易造成难产,也容易生出不健康孩子。Riekets是16世纪初英国的一位接骨医生,他以熟悉这种病而闻名于当时,所以人们就称这种病为rickets。现在多数学者认为最早科学描述的佝偻病的是 Danil Whistler和 Francis Glissin 。1645年,Whistler在荷兰莱顿(Leidcn)发表了他的医学博士学位论文“关于英国儿童常患的rickers.病” (Mordo puerli Anglorum,quempatrio idiomatevicant“the rickets ”,Lugduni Batavorum 1645)。1650年,Glissin教授在他的专著的“佝偻病”(De Rachitide,London,1650)中详细地阐述了这种病的临床和病理,及其与坏血病的差别。 光疗法 在漫长的认识过程中,对于佝偻病的病因曾有种种解释,直到 19世纪末还是众说纷云:有人认为是由于婴儿在通风不良的室内生活,缺少新鲜空气引起的;有人认为与遗传因素有关,或是由于母体营养不良而先天造成的;有人认为与微生物感染有关;有人根据野生物在动物园内易发生骨质软化推测限制活动可能是发病的原因;有人认为可能与内分泌系统功能紊乱有关。现在看来这些认识虽然没有抓住问题的本质,但在不同程度上也反映了佝偻病或骨软化症病因及发病机理的复杂性,至今许多因素的作用还有待深入探讨。 在对佝偻病病因的各种解释中,食物因素及日光照射与佝偻病的关系是经过长期观察和反复的验证才得到确认的。而关于日光照射与佝偻病关系的认识是与人们对佝偻病的流行病学的了解分不开的。 1820年,波兰医生Jedrzej Sniadecki观察到,生活在华沙城里的孩子佝偻病患病率明显高于农村孩子,他认为可能与狭小拥挤的华沙建筑物挡住了阳光有关,把患病孩子带到乡村接受光照后,成功地治疗了患病孩子,但其研究结果并未受到重视,当时科学界普遍认为,阳光照射皮肤治疗骨骼疾病是不可思议的。 在 18世纪晚期,Niels Ryberg Finsen开始使用阳光治疗狼疮和肺结核,还开发出了人工光射线作为治疗手段,结果引起科学界对阳光与健康关系的研究;1903年,Niels Ryberg Finsen获得诺贝尔奖。 Niels Ryberg Finsen(1860-1904) 光疗时代的开启者 1890年英国医生Palm TA首先指出佝偻病主要发生于日光照射不足的地区。英国的流行病学调查的资料表明在人口稠密的城市里,佝偻病的发病率显著地高于农村,寒冷多雾的冬春季发病率多于阳光明媚的夏秋季。人们从不同群的生活习惯中也逐渐觉察到日光的作用,户外活动少的妇女、儿童和老人,佝偻病(或骨软化症)的发病率高,大儿长大开始行走后,由于能得到较多的日光照射,发病率明显下降。一些医学专家这一时期也提出一种观点,认为高纬度地区的许多疾病包括佝偻病,是因为阳光照射不足引起的。同时人们也意识到鱼肝油是一种很好的预防佝偻病的健康食品。另外也有试验表明,照射阳光与食用鱼肝油可以起到相同的治疗效果。Alfred Fabian Hess进一步提出自己的见解:光同等于维生素。尽管阳光照射和骨骼发育的关系并不明确,但Arnold Rikli的一句名言掀起了一个健康运动,“水具有神奇疗效,空气作用更好,但最有效的是阳光照射”,当时普遍认为,日光浴可以治愈很多种疾病。1912年,Raczimski J.指出:日光能使小狗的骨矿物增加,佝偻病病因中起主要作用是缺少日光照射。 1919年,Huldschinsky提出,如果阳光可以治疗佝偻病,那么人工的光线在理论上也能治疗这一疾病。在1918-1919年冬季Huldschinsky成功地证明用石英-汞灯发出的紫外线照射重症佝偻病患者的暴露部位,可以有效治疗佝偻病,他还聪明地发现,光治疗效果不是对骨骼的直接影响,因为照射佝偻病患者的一只手臂可以戏剧性地治愈双臂佝偻病。 1921年,Hess and Unger这两名纽约医生通过对佝偻病的流行病学观察,发现这一疾病与季节性的阳光变化有关系。他们还将8个患有佝偻病的儿童放在纽约城市医院的屋顶接受阳光照射,他们通过X光检查记录到了每个孩子的骨骼改善变化,最后得到科学界普遍接受。此后,美国政府成立了一个机构,建议父母们让孩子接受合理的阳光照射,18世纪30年代到50年代,一些制造商也开始制造紫外线(ultraviolet,UV)灯在药店出售。 今天的人们很难相信,当时欧洲和美国的很多医院建立了日光浴室和阳台,以方便病人接受阳光治疗,波士顿的儿童医院把佝偻病儿童放在船上,因为当时许多人认为,新鲜的空气,尤其是海洋空气对佝偻病治疗有益,使其避开拥挤的市区和污染的空气,直接暴露在阳光下。这也催生了塔夫茨医学中心流动儿童医院( Floating Hospital for Children)的诞生,至今这家儿童医院仍然存在。 Floating Hospital for Children 到 20世纪初,科学家已经意识到晒太阳可以改善骨健康,20世纪前几十年是光生物学和日光浴的鼎盛时期,由此诞生了光生物学,研究自然和人工辐射对所有生命形式的影响,光疗研究太阳光治疗疾病的能力,光生物学家和光疗专家用阳光有效治疗佝偻病、肺结核和皮肤银屑病。 鱼肝油、佝偻病动物模型与维生素 D的发现 1824年,D Scheutte开始为佝偻病患者开出鱼肝油这一处方,但直到1920年前后,当营养学发展为实验科学和维生素被发现的时期,人们在这方面的认识才有了迅速的进展。 1914年 Casimir Funk在他的经典著作《维生素》中指出:“很可能佝偻病在膳食中缺少某些为机体正常代谢所必需的物质,或是供给量不足才发生的。这些物质在良好的母乳中存在,鱼肝油中也有,但牛奶和谷物很少”。同年,美国的研究人员Elmer McCollum和Marguerite Davis在鱼肝油中发现一种物质,后来被称为“维生素A”。 Casimir Funk(1884-1967) 1919至1920年间,英国医生Edward Mellanby等在五年多的时间内,用400多只狗进行实验,在室内用低脂奶和面包喂养小狗,由于接触不到光照,狗身上出现了佝偻病症状。就算给小狗吃含维生素B、C的食品,也不能在短期内改善症状。但他发现患病的狗被喂鱼肝油(cod liver oil,鲟鱼或海鱼肝油)后,就会痊愈,并且鱼肝油还能预防佝偻病。于是他认为,维生素A或者是一种相关的物质(存在于鱼肝油中)可以防止佝偻病的发生。1921年 Mellanby指出:“脂肪与佝偻病的关系是因为它含有某种维生素或某些附属成分”。他指出:抑制骨质钙化或使骨生长速度超过钙化速度的原因是:①食物缺少钙、磷;②缺少含有抗佝偻病物质的油脂;③谷类及碳水化合物过多;④没有肉类;⑤限制活动等。Mellanby的实验结果表明食物中有多种成分与骨骼的生长及钙化有关。他们的主要成就是确切地证明了食物因素与佝偻病的发生有关,并科学地建立了维生素D缺乏病的实验动物模型,为研究“抗佝偻病因子”的作用创造了条件。 Edward Mellanby(1884-1955) Elmer McCollum是维生素D的最终命名者。 在此之前, ElmerMcCollum在维生素A研究上的成功,约翰霍普金斯大学在1917年邀请他加入,主持新成立的化学保健系。有人戏称那时的他又矮又瘦,看起来非常不健康,因而不被面试官们看好。第二年,霍普金斯大学的儿科学教授John Holland向他咨询是否有佝偻病的动物模型。McCollum向他展示了几个患病的大鼠,并与他探讨佝偻病的机制。两人通过交流,很快开始协作这方面的研究。而两位骨科研究者Edward Park和Dr Paul Shipley也很快加入团队。在开始的几个钙和磷不平衡的膳食实验中,McCollum发现缺乏一定的动物脂肪就会得佝偻病。他和团队成员谨慎地认为佝偻病可能是由于缺乏维生素A或缺钙引起的。 Elmer McCollum(1879-1967) 命名维生素 D 1920年Hopkins报告氧和高温能破坏维生素A的活性。 1922年McCollum等在此基础上做了另一组膳食试验。他利用氧和高温首先把鱼肝油中的维生素A破坏掉,然后喂食佝偻病的狗,结果仍然可以治愈。证明鱼肝油中的“抗佝偻病因子”在有氧的条件下能耐受100度的高温14h,而“抗干眼病因子”(维生素A)在这种条件下完全失去活性。McCollum把这种有抗佝偻病效果的、耐热的、脂溶性的、但不同于脂溶性“抗干眼因子”的物质称为维生素D。因为这已经是当时第四个被命名的维生素。 早期工业应用:食品的紫外照射 1923年左右,伦敦的Hume和Smith团队,及纽约的Alfred Fabian Hess和Weinstock团队分别发现了被紫外线照射的食物可以治愈佝偻病。并且,由于饲养员不按方案操作,Hume和Smith发现大鼠照射紫外线与食用照射紫外线的食物对于佝偻病的治疗具有同样的效果。同期,Goldblatt和Soames团队发现照射紫外线的大鼠肝脏,可以治愈患佝偻病的大鼠。 1923年,美国威斯康辛大学生物化学家Harry Steenbock发现,对食品或其它有机材料照射紫外线,会增加其中的维生素D含量。在对鼠、狗类动物的食品照射紫外线后,这类食品可以治疗动物的佝偻病。于是Steenbock自己花了300美元把自己的发现申请了专利。紫外照射技术在食品行业,尤其是奶制品行业流行起来,到了1945年,美国的佝偻病几乎全部被消灭了。 维生素 D的结构确证 一些科学家认为是皮肤中的胆固醇被阳光中的紫外线照射而转变成了体内的活性成分,因为活性成份被鉴定为胆固醇。但未被紫外线照射的胆固醇却没有效果,而照射后的胆固醇结构也没有发生改变。 1923年,Goldblatt 和Soames 发现经紫外线照射的大鼠肝脏有抗佝偻病作用。1924年,Steenbock和Black发现经紫外线照射的酵母对佝偻病大鼠有疗效,此后陆续发现紫外线照射其它食物也有类似的效果,特别是牛奶经照射后,抗佝搂病效果显著增加。 曾在洛克菲勒大学工作过的 Alfred Fabian Hess也认为阳光可以起到维生素的作用,他于1926年邀请德国的胆固醇专家Adolf Windaus一起研究这一问题,后者是德国哥廷根大学一位专业研究甾醇类物质的专家。在伦敦的O. Rosenheim也加入了这一团队。他们认为,以前人们通过以前的皂化、重结晶等方法所得到的“纯化胆固醇”其实并是纯,而是含有一定的“杂质”,正是这种杂质,在被紫外线照射后,转化成了治疗佝偻病的有效成份,即这种杂质是维生素D的前体。Rosenheim等人推测,这种杂质的含量可以只有2000分之一左右。 经过讨论,他们设计了如下实验:首先把胆固醇二溴化、重结晶,然后再通过处理转化为胆固醇。这个时候,其中已经不再含有原来的 “杂质”了,即便通过紫外线照射,也不能产生治疗效果。这就证明了他们的推论。 Heilbron等人发现,普通的纯化胆固醇的紫外吸收峰有三个(269, 280, 293 nm)。这一发现给Windaus以很大启发。他一方面通过真空干燥、炭吸附等方法得到了胆固醇中的“杂质”,另一方面,他与同事筛选了几十种激素,通过紫外吸收、颜色反应、易氧化特性等三个方面的对比,他们认为这种杂质可能就是麦角固醇,而麦角固醇在紫外线的照射下,确实表现出了治疗佝偻病的作用。Rosenheim等与Windaus等人经过交流,也得到了相同的结果。1927年,他们发表了这一发现,认为这一杂质是麦角固醇 。 1928年Adolf Windaus获得了诺贝尔化学奖。 而他认为没有 Alfred Fabian Hess,自己不可能获奖,所以他把自己的资金分给了Hess一部分。 Adolf Windaus(1876-1958) 1928年获诺贝尔奖 麦角固醇经紫外线照射后产生的物质很快于 1931年被伦敦及丹麦等地的团队分离纯化,并命名为钙化醇。研究显示,0.01μg/d 剂量的钙化醇就可以短期内治愈佝偻病大鼠。 而获得了诺贝尔奖的 Adolf Windaus再接再厉,带领55位博士和博士后,组成了一个庞大的团队来研究维生素D的结构的研究。1935年,Adolf Windaus以胆固醇为原料,合成了7-脱氢胆固醇。1936年,通过紫外线照射7-脱氢胆固醇,钙化醇(VD3)的结构被这一团队研究得到,它是麦角固醇的同分异构体,有一个羟基,三个共轭键。差不多与此同时,人们从鱼肝油中也分离出结晶的胆钙化醇(Brockman,1936,1937)这些实验说明7-脱氢胆固醇是VD3的前体,鱼肝油中的“抗佝偻病因子”就是维生素D。 钙化醇被发现了,但新的问题接着出现。因为钙化醇可以通过麦角固醇照射阳光转化,那么没有阳光时,人体又如何摄取这一物质? 1937年,Adolf Windaus和同事在多种动物和人体的皮肤内,以及一些食品中分离鉴定7-脱氢胆固醇,而它的紫外照射后的产物也具有治疗佝偻病的疗效,于是他分别把钙化醇和后7-脱氢胆固醇的紫外照射物称为维生素D2和维生素D3。 麦角固醇 (A), 维生素 D-2 (B),7-脱氢胆固醇 (C), 和维生素 D-3 (D)的结构. 激素维生素D:代谢及生理活性 1930~1960年,不同学者对维生素D与钙、磷代谢、骨质生成和骨盐周转 (turnover)的关系进行了大量的研究,对维生素D对有机酸(柠檬酸)代谢、肠粘膜上皮细胞膜的通透性及动物生长的作用也进行了许多观察,但还很难把这些多种多样的研究结果综合起来说明维生素D生物化学作用的机理。 放射性同位素在医学研究中的应用,为人们探讨维生素 D的生理作用开创了广阔的道路。Lindquist B(1952)用 45Ca 研究维生素D对钙代谢的作用,发现15IU的维生素D2可以使佝偻病大鼠肠钙的吸收在 4h内达到最高峰,血清钙的最高值在6h内出现,在36~48 h 才看到其对骨钙沉积的作用,此后,人们对维生素D作用的“滞后”(the lag in action of vitamin D)又进行了许多实验观察。虽然由于维生素D的使用剂量及所采用的测定方法不同,直接比较这些测定结果是困难的,但人们注意到机体对维生素D的各种生理反应都存在着“滞后”的现象,这点仍是很重要的。人们还注意到在体内给以一定量的维生素D,其生理作用仍不明显。这提示原型维生素D可能必须在体内经过代谢后,才能形成活性物质而发挥其生理作用,也可能与VD的吸收及运转到靶组织与受体起作用需要一定时间有关。另外,在临床上观察到某些尿毒症患者,常伴有骨骼的病理变化,使用大剂量维生素D也无明显疗效,若是给这种病人先做肾脏移植后再给维生素D,则骨骼的病变可以消失。这说明维生素D的生理活性,对骨骼病变的防治作用及肾功能是否良好有密切的关系。 1955年,Velluz等人完整地阐述了麦角固醇如何在紫外线作用下转化为钙化醇。从1966年以来,De Luca 等对维生素D的作用机理进行了大量的研究工作,用3H标记的维生素D3给大鼠注射,然后将各组织的氯仿抽提物进行硅酸柱层析,并在1968年分离和鉴定出25-(OH)D3的存在,进而证明了这种维生素D代谢物是在肝细胞微料体酶系统的作用下生成的,它的抗佝偻病作用为原型维生素D3的2~5 倍。 1969年Haussler和Norman在研究肠道上皮细胞的核碎片时,发现了与维生素D特异性结合的蛋白质-- 维生素 D受体 。目前发现,维生素 D受体不仅存在于小肠和骨骼,还广泛分布于大脑、心脏、胃、胰腺、激活T、B淋巴细胞、皮肤、生殖腺等。提示维生素D在机体中发挥着更广泛的作用。 1971至1972年左右,Michael F. Holick的团队发现了维生素D活性结构的代谢机制。在肝脏,维生素D被发现转化成为骨化二醇(calcidiol),部分骨化二醇又被肾脏转化为骨化三醇,这才是维生素D的活性结构。骨化三醇作为一种激素在血液中循环,发挥调节体内钙、磷平衡的作用,从而促进骨骼正常生长。同一时期,DeLuca.Norman 和Kodicek等也进一步证明在体内维生素D经肝脏和肾脏两步代谢生成1,25-(OH)D3和1,25-(OH)2D3后才能充分发挥其作用。以同样剂量(5IU)的维生素D3和25-(OH)2D3 灌注小肠,观察肠钙吸收达到高峰的时间分别为16、10和8 h,以后者为最快。在活性强度上,1,25-(OH)2D3 也比25-(OH)D3 大2倍以上。从而人们认为1,25-(OH)2D3与PTH、降钙素都是维持机体钙、磷的内环境稳定(homeostasis)的重要激素。1,25-(OH)2D3 的生成、运转 及其在细胞内的作用机理与其它类固醇激素相似,所以肾脏也有内分泌功能,肠、肾、肌都是1,25-(OH)2D3 这种激素作用的靶组织。这一概念的形成是当代医学科学的一项重大成就。这方面的进展不仅使人们对维生素D的代谢和生理作用有了更深刻的了解,而且也使维生素D缺乏病病因、发病机理及防治措施的研究有了新的突破。 维生素 D的整个代谢过程和代谢各中间产物的不同活性,为机体组成了一个以维生素D为核心的调节网络,不同部位的酶和外部因素共同调节这一通路,其与广泛分布的维生素D受体相互作用维持着机体的正常运作。 最后,再次致敬国内的医学前辈在该磷代谢和维生素 D研究领域的贡献。前面已经提到1930年代-1960年代由于受到技术的限制,很难把这些多种多样的研究结果综合起来说明维生素D生物化学作用的机理。在这一时期,我国的刘世豪教授和朱宪彝教授在骨软化症的钙磷代谢研究中成果卓著。 从 1934年至1942年间,刘、朱等发表了30余篇有关软骨病和佝偻病钙磷代谢的研究文章,而在美国巴尔的摩《医学》杂志的最后一篇论文《钙磷代谢研究对肾性骨营养不良发病机理的意义及AT10和铁剂的治疗作用》被推崇为“代谢性骨病研究的奠基石”。由朱宪彝等首先命名的“肾性骨营养不良”,至今仍为国际学术界所沿用。在朱宪彝教授逝世后,美国著名骨代谢专家帕菲特(Parfitt.A.M)发表长篇纪念文章时说:“三四十年代全世界关于钙磷代谢的研究大部分出之于北平协和医学院。” 关于刘世豪教授和朱宪彝教授可以参见本系列的相关文章: 内分泌医学史 l 刘士豪(1900-1974) 内分泌医学史 l 朱宪彝(1903-1984)
个人分类: 临床研习|657 次阅读|0 个评论
[转载]维生素D水平低与能形成瘢痕的肺病相关
zhpd55 2018-7-12 05:49
维生素D水平低与能形成瘢痕的肺病相关 约翰•霍普金斯大学的研究人员研究了在10年内收集的6000多名成年人的医疗信息,并且发现血液中维生素D含量低于正常水平与早期间质性肺病(ILD)的风险增加相关。 间质性肺病(ILD)是一类相对罕见的疾病,其特征是肺部瘢痕和炎症,而这些可能会造成进行性,失能性和不可逆的肺损伤。在美国,估计每年大约有20万个确诊的病例,其中大多数是由环境毒素如石棉或煤尘造成的,但也可能是由自身免疫性疾病、感染、药物副作用或其它未知的原因引起的。 一旦确诊患有该病,大多数人的生存期不会超过5年。 在一系列研究中,研究人员试图了解与由计算机断层扫描(CT)发现的该疾病的早期征兆(可能在症状出现之前很久就存在影像异常)有关的、新的、可治疗的因素,这可能有助于指导未来对该病的预防策略。 最新的数据分析结果发表在2018年6月19日的《营养学杂志》( Journal of Nutrition )上。该结果显示维生素D水平低可能是发展出间质性肺病的一个因素。 虽然研究人员警告说研究结果不能证明它们之间存在因果关系,但该研究数据支持今后的研究需要调查维生素D缺乏症的治疗(例如补充剂或日光照射)是否可以帮助那些有该疾病风险的人预防或减缓疾病的进展。 目前,对确诊患上间质性肺病的患者而言,没有任何经过验证的治疗或者治愈该病的方法。 约翰•霍普金斯大学医学院医学副教授,约翰•霍普金斯Ciccarone心血管疾病预防中心预防心脏病学副主任 Erin Michos, M.D., M.H.S. ,表示 “我们知道激活的维生素D激素具有抗炎特性,并有助于调节免疫系统,而免疫系统会因ILD而出问题。文献中也有证据表明,维生素D在阻塞性肺病(如哮喘和COPD)中发挥作用,而我们现在发现这种关联也存在于这种会形成瘢痕的肺病中。” 为了寻找这种关联,Michos和她的研究团队使用了来自多种族动脉粥样硬化研究(MESA)的数据。该研究从2000年到2002年招募了6,814人, 参与者的平均年龄是62岁,53%是女性。 38%的参与者是白人,28%是非洲裔美国人,22%是西班牙裔,12%是华裔。 在首次临床就诊时,工作人员抽取了每个参与者的血液样本,并测量了维生素D的水平等。 那些维生素D水平低于每毫升20纳克 (约20%的参与者)被认为是维生素D不足(2,051人), 那些维生素D水平为每毫升20-30纳克的人被认为具有“中等”而不是最佳的水平,而那些每毫升含量为30纳克或更高的人被认为已达到推荐的水平。 所有受试者在首次就诊时接受了心脏CT扫描,有些患者在随后的随访中还提供了附带的或部分的肺部图像。 在10年的时间里,2,668名受试者进行了全面的肺部CT扫描,并由放射科医师评估是否存在瘢痕组织或其他异常情况。 与具有足够维生素D水平的受试者相比,缺乏维生素D的受试者的肺部亮点(受损肺组织)的平均体积更大(约2.7 cm 3 )。 这些差异是在调整了肺部疾病的年龄和生活方式风险因素(包括目前吸烟状况,吸烟年数,缺乏身体活动或肥胖等)之后得出的。 研究人员在考察全肺扫描的数据时表示,与具有最佳维生素D水平的参与者相比,那些维生素D水平不足或仅中等水平的参与者在其全肺扫描中发现异常(间质性肺病的早期征兆)的可能性要高50%至60%。 “我们的研究表明,足够水平的维生素D可能对肺部健康很重要。 我们现在可能需要考虑将维生素D缺乏症添加到该疾病过程相关因素的列表中,该列表中包括已知的ILD风险因素,例如环境毒素和吸烟等。” Michos进一步说, “但是,还需要更多的研究来确定优化血液维生素D水平是否可以预防或减缓这种肺部疾病的恶化。” 人们可以通过在夏季阳光下每天花15分钟晒太阳或通过食用脂肪含量高的鱼或强化奶制品来提高其维生素D水平。 一些有严重缺乏症的人可能需要考虑补养品。 据2013年全球疾病负担研究报告,全球每年约有595,000人患上间质性肺病,而且每年约有 491,000人死于此病。更多信息请访问 www.hopkinsmedicine.org. https://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/low_vitamin_d_levels_associated_with_scarring_lung_disease Low Vitamin D Levels Associated with Scarring Lung Disease Release Date: June 19, 2018 Share Fast Facts Vitamin D may be protective for the lungs. - Click to Tweet Investigating preventable risk factors for deadly lung disease. - Click to Tweet Credit: iStock Reviewing medical information gathered on more than 6,000 adults over a 10-year period, Johns Hopkins researchers have found that lower than normal blood levels of vitamin D were linked to increased risk of early signs of interstitial lung disease (ILD). Interstitial lung disease is a relatively rare group of disorders characterized by lung scarring and inflammation that may lead to progressive, disabling and irreversible lung damage. An estimated 200,000 cases a year are diagnosed in the United States, most of them caused by environmental toxins such as asbestos or coal dust, but it can be caused by autoimmune disorders, infections, medication side effects or, sometimes, from unknown causes. Once diagnosed with the disease, most people don’t live longer than five years. In a series of studies, the researchers sought to learn about new, and potentially treatable, factors related to early signs of the disease seen by CT scans — imaging abnormalities that may be present long before symptoms develop — which may help guide future preventive strategies. Results of the most recent data analysis, published in the Journal of Nutrition on June 19, suggest that low vitamin D might be one factor involved in developing interstitial lung disease. Although the researchers caution their results can’t prove a cause and effect, their data support the need for future studies to investigate whether treatment of vitamin D deficiency, such as with supplements or sunlight exposure, could potentially prevent or slow the progression of the disorder in those at risk. Currently, there is no proven treatment or cure once interstitial lung disease is established. “We knew that the activated vitamin D hormone has anti-inflammatory properties and helps regulate the immune system, which goes awry in ILD,” says Erin Michos, M.D., M.H.S. , associate professor of medicine at the Johns Hopkins University School of Medicine and associate director of preventive cardiology at the Johns Hopkins Ciccarone Center for the Prevention of Cardiovascular Disease. “There was also evidence in the literature that vitamin D plays a role in obstructive lung diseases such as asthma and COPD, and we now found that the association exists with this scarring form of lung disease too.” To search for that association, Michos and her research team used data from the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA), which from 2000 to 2002 recruited 6,814 people from Forsyth County, North Carolina; New York City; Baltimore, Maryland; St. Paul, Minnesota; Chicago, Illinois; and Los Angeles, California. The average age of participants was 62, and 53 percent were women. Thirty-eight percent of participants were white, 28 percent were African-American, 22 percent were Hispanic and 12 percent were Chinese. At an initial clinical visit, staff took blood samples for each participant and measured, among other things, vitamin D levels. Those with vitamin D levels less than 20 nanograms per milliliter — about 30 percent of participants — were considered vitamin D deficient (2,051 people). Those with vitamin D levels of 20–30 nanograms per milliliter were considered to have “intermediate,” although not optimal, levels of the nutrient, while those with 30 nanograms per milliliter or more were considered to have met recommended levels. All participants underwent heart CT scans at the first visit and some also at later visits, offering incidental and partial views of the lungs. At 10 years in, 2,668 participants had full lung CT scans evaluated by a radiologist for presence of scar tissue or other abnormalities. The vitamin D-deficient participants had a larger volume, on average (about 2.7 centimeters cubed), of bright spots in the lung suggestive of damaged lung tissue, compared with those with adequate vitamin D levels. These differences were seen after adjusting for age and lifestyle risk factors of lung disease including current smoking status, pack years of smoking, physical inactivity or obesity. When looking at the data from the full lung scans, the researchers said those with deficient or intermediate vitamin D levels were also 50 to 60 percent more likely to have abnormalities on their full lung scans suggestive of early signs of interstitial lung disease, compared with those with optimal vitamin D levels. These associations were still seen after additionally adjusting for other cardiovascular and inflammatory risk factors, such as high blood pressure, high cholesterol, diabetes and levels of high-sensitivity C-reactive protein (another inflammatory marker). “Our study suggests that adequate levels of vitamin D may be important for lung health. We might now consider adding vitamin D deficiency to the list of factors involved in disease processes, along with the known ILD risk factors such as environmental toxins and smoking,” says Michos. “However, more research is needed to determine whether optimizing blood vitamin D levels can prevent or slow progression of this lung disease.” People can boost their vitamin D levels by spending 15 minutes a day in summer sunlight or through a diet that includes fatty fish and fortified dairy products. Supplements may be considered for some people with significant deficiency. According to the 2013 Global Burden of Disease study, about 595,000 people worldwide develop interstitial lung disease each year, and about 491,000 die each year from it. Additional authors include Samuel Kim, Di Zhao and Eliseo Guallar of Johns Hopkins; Anna Podolanczuk, R. Graham Barr and David Lederer of Columbia University Medical Center; Pamela Lutsey of University of Minnesota, Minneapolis; Steven Kawut of University of Pennsylvania; and Ian de Boer and Bryan Kestenbaum of University of Washington. The study was funded by grants from the National Institute on Neurological Disorders and Stroke (R01NS072243), the National Heart, Lung, and Blood Institute (R01HL096875, R01HL077612, R01HL093081, RC1HL100543, R01HL103676, T32HL105323 and K24HL131937) and the National Center for Advancing Translational Sciences (UL1TR000040, UL1TR001079 and UL1TR001420), as well as contracts from the National Heart, Lung, and Blood Institute (HHSN2682015400003I, N01HC95159, N01HC95160, N01HC95161, N01HC95162, N01HC95163, N01HC95164, N01HC95165, N01HC95166, N01HC95167, N01HC95168 and N01HC95169), funds from the Blumenthal Scholars Fund for Preventive Cardiology and a research assistance agreement from the U.S. Environmental Protection Agency (RD831697). Michos received an honorarium from Siemens Healthcare Diagnostics in 2016; de Boer has consulted for Medtronic and received equipment and supplies from Abbott for work outside this study. Lederer has consulted for Roche, Veracyte, Philips Respironics, FibroGen, Global Blood Therapeutics, Sanofi Genzyme and ImmuneWorks. Related Stories: Exercise and Vitamin D Better Together for Heart Health How Does Vitamin D Affect Women’s Health? Taking Vitamin D May Benefit People with Multiple Sclerosis Vitamin D Status Linked to Weight-Loss Surgery Outcomes
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维生素D真的可以预防结直肠癌吗?
热度 1 zuojun 2018-6-15 05:42
几年前,我的家庭医生在我的常规验血单中,加了一项维生素 D3 。结果显示我 D3 偏低。檀香山是一个阳光灿烂的城市。但是,我是宅女,每天在太阳下的时间应该不到 15 分钟。可能因为这个原因 (加上年龄大了,皮肤吸收阳光制造维生素 D 功能减弱),我需要补充维生素 D 。 医生让我每天口服维生素 D3 (大概是 2000 IU )。 6 个月后再检查,明显有效果。后来,我没有继续口服 D3 ,血液中的 D3 又掉下去了。现在我会常常服用 D3 。 我与一些在美国的中国朋友聊天,他们也有类似的经历:缺 D3 。 今天看到有关维生素 D 的报道,粗粗翻译其中的一部分,跟大家分享。 https://www.npr.org/sections/health-shots/2018/06/14/619896924/does-vitamin-d-really-protect-against-colorectal-cancer Does Vitamin D Really Protect Against Colorectal Cancer? 维生素D真的可以预防结直肠癌吗? June 14, 20181:31 PM ET Patti Neighmond It's been clear for many years that vitamin D helps keep bones strong, but studies have been inconclusive and conflicting about the vitamin's value in protecting against certain cancers, including colorectal cancer . 多年来,我们一直很清楚维生素D有助于保持骨骼健壮。但是,关于维生素能否预防某些癌症(包括结肠直肠癌),研究结果不能定论,还有些结果互相冲突。 Now a large international study provides the strongest evidence yet that vitamin D may indeed be protective against colorectal cancer and that a deficiency may increase the risk of this cancer. The findings appear Thursday in the Journal of the National Cancer Institute . 现在一项大型国际研究提供了最有力的证据,表明维生素D确实可以预防结肠直肠癌,并且指出维生素D缺乏症可能会增加结肠直肠癌的风险。这些结果发表在周四的《美国国家癌症研究所杂志》上。 … Another interesting observation in the study, McCullough says, was that beyond a certain level, increasingly higher amounts of vitamin D in the blood had no effect: Levels of the vitamin that were higher than what is considered adequate were not associated with an even smaller risk. In other words, she says, more is not necessarily better. McCullough说,这项研究中另一个有趣的观察结果是如果血液中维生素D超过一定的水平,越来越高的维生素D含量(对癌症风险)没有影响。也就是说,维生素水平高于被认为“足够的水平“时,不会导致(癌症)风险减小。换句话说,“更多(维生素D)不一定更好。” Her take-home message: Don't race out and buy high doses of vitamin D just in case. Overdoing it can be toxic. Taking too much vitamin D can cause kidney stones and, in very rare cases, death. 她让读者记住:不要为了“以防万一”而立马去购买高剂量的维生素D。过度摄入维生素D可能伤害身体。服用过多的维生素D会导致肾结石,并且在极少数情况下会导致死亡。 The issue of whether vitamin D supplements should be used at all to prevent colorectal cancer is still up in the air. The key question now is whether intervening with people who have low levels of vitamin D can make a difference, says Dr. Jeffrey Meyerhardt , director of the Gastrointestinal Cancer Center at Dana-Farber Cancer Institute in Boston, who was not involved in the study. 是否应该用补充维生素D来预防结直肠癌的问题仍然悬而未决。波士顿Dana-Farber癌症研究所胃肠道癌症中心主任JeffreyMeyerhardt博士(不是该论文作者)说:“现在关键的问题是,干预维生素D水平低的人,是否可以产生影响(即减少癌症)?” … In the meantime, he suggests people talk with their health care provider about having a blood test to measure vitamin D levels. If you're starting in the deficient range, he says, some doctors might prescribe high doses, to be taken each week ( Zuojun’s note: should be each day? ) for a month or two, and then prescribe lower, maintenance levels. 与此同时,他建议人们与他们的医疗保健提供者(注:一般就是医生)谈论进行血液检测,以测量维生素D水平。他说,如果你缺少维生素D,一些医生可能会开大剂量,服用1-2个月,然后转用较低的剂量,以便维持维生素D水平。 The cancer society's McCullough says it is generally recommended that adults have a daily intake of 600 international units of vitamin D up to age 70. Men and women over age 70 should increase their uptake to 800 IUs daily, she says. 癌症协会的McCullough说,通常建议成年人每天摄入600国际单位的维生素D,一直至70岁。她还说:70岁以上的男性和女性每天应摄入800国际单位的维生素D。 People should talk with their doctor because different individuals have different needs, she says. 她说:大家应该与医生交谈,因为不同的人有不同的(维生素D)需求。 It depends on where you live and what race you are, because darker skin tends to absorb less vitamin D. Sun, age, genetics and weight also play a role in how the body processes vitamin D. “这取决于你住在哪里以及你是什么种族,因为较深的皮肤往往会吸收较少的维生素D.”太阳、年龄、遗传和体重也会影响身体中的维生素D水平。 Vitamin D can be obtained from vitamin D-rich foods such as egg yolks, salmon, trout, swordfish, tuna and sardines. Numerous foods are fortified with vitamin D including cow's milk, almond milk, soy milk, some cereals and some orange juices. 维生素D可以从含有维生素D丰富的食物,如蛋黄、三文鱼、鳟鱼、箭鱼、金枪鱼和沙丁鱼获得。许多食物都含有维生素D,包括牛奶、杏仁奶、豆奶、一些谷类食物和一些橙汁。(注:美国的牛奶一般加D。) If you have a serving of salmon, that's about 500 IUs, and a cup of milk would give you 100 IUs, McCullough says, which adds up to the daily recommended dose of 600 IUs. McCullough说:“如果你吃一份三文鱼,约摄入500国际单位的维生素D。一杯牛奶会给你100国际单位的维生素D。”这加起来就是600国际单位,即每天推荐剂量。 But Meyerhardt says most people don't eat enough fatty fish to reach the recommended vitamin D intake. 但Meyerhardt说,大多数人不会吃足够的含高脂肪的鱼,所以达不到推荐的维生素D摄入量。 Most vitamin D doesn't really come from your diet in most cases, he says. And he says multivitamins contain relatively low levels of vitamin D. So you really have to take a supplement to meet recommended doses. 他说,大多数情况下,大多数维生素D并不是真的来自你的饮食。他说,多种维生素含有相对较低水平的维生素D。“所以你真的不得不服用保健品”以达到推荐的维生素D剂量。 Vitamin D is often called the sunshine vitamin, because exposure to sunlight can stimulate production of the vitamin. But exposure to sun is generally not recommended as a way to boost vitamin D, McCullough says, since at excessive levels it can raise the risk of melanoma and other skin cancers. 维生素D通常被称为“阳光”维生素,因为暴露在阳光下可以刺激维生素的产生。但医生一般不建议将太阳光照射作为促进维生素D的一种方式。McCullough说,因为阳光照射水平过高会增加黑素瘤和其他皮肤癌的风险。 More than 20 medical centers and organizations participated in the study, including Harvard, the American Cancer Society and the National Cancer Institute. 超过20个医疗中心和组织参与了这项研究,包括哈佛大学、美国癌症协会和国家癌症研究所。
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冬天里说晒太阳(2)高能射线为什么会被拦
fdc1947 2017-12-22 08:32
冬天里说晒太阳(2)高能射线为什么会被拦 老华:嘿!老温! 老温:你好!老华!请你继续说晒太阳的事情吧。 你上一次说到太阳辐射中包括了几乎所有的电磁波成分,从能量的多少看,太阳辐射中间,可见光大概占一半,红外部分占大约43%,紫外部分约7%。 但是,当太阳辐射穿过大气层到达地面时,在 太阳光谱 上能量分布在紫外光谱区小了许许多多,在 可见光谱 区减少至40%,而在红外光谱区增至60%。 我后来想了想,这些电磁波穿过了大气层就在成分上发生了这样的变化,一定是电磁波与空气的分子发生了作用,而这 还是跟空气中这些分子的内在性质有关。 老华:老夫子很有些哲学家的眼光。事情正是如此。 我们地球的周围有一层大气层, 大气层的成分主要有 氮气 (N 2 ) ,约占78%;氧气(O 2 )占不到21%; 氩气 不到1 % ;还有少量的二氧化 碳、 水蒸气 以及其他气体。太阳辐射的电磁波穿过大气层,各部分的百分比发生的很大的变化,确实是电磁波与大气中分子产生相互作用的缘故。而电磁波与分子的相互作用,依靠传统的力学和电磁学理论来解释就不够了,需要涉及到一点量子力学的知识。 老温:量子力学的理论听说很深奥,我能够理解吗? 老华:没有问题,并不深奥,况且我们也只是涉及一点皮毛。 我们上一次了解了电磁波,根据量子理论,电磁波可以认为是由光子组成,光子的频率对应于光子的能量,频率高的(也就是波长短的),能量就高。这样,对于一个光子而言,伽玛射线的能量最大,X射线次之,紫外线再次,可见光再次,红外线再次,如此等等。 为了了解 太阳辐射与大气分子的作用, 我们还需要了解一下这些分子的结构。 老温:这个我还能够记得一些,氧气分子由两个氧原子组成,氮气分子由两个氮原子组成,水分子由一个氧原子和两个氢原子组成,二氧化碳由一个碳原子和两个氧原子组成…… 老华:好了,我们先说这些。就先拿氧气作一个例子。氧气分子由两个氧原子组成,每个氧原子由氧原子核和8个电子组成,这样,一个氧分子就是两个核以及16个电子。在正常的情况下,两个氧原子核相距约0.121纳米,电子在两个核周围的分子轨道上运动(当然这个轨道只是借用了像太阳系中地球绕太阳运动的轨道这个词,实际上并没有轨道,而只是指电子所处的状态)。这些轨道有不同的能量。打个比方,从能量的高低看,这些轨道所具有的能量,就好像一个梯子一样,一级一级的,底下的能量低,上面的能量高,称为能级。每一级上最多只能占两个电子。显然,分子体系的最稳定也就是能量最低的状态,就是电子占据着能量最低的那些轨道。当然,不同的分子就有不同的“梯子”。拿氧分子来说,它的最稳定状态,就是16个电子从“梯子”的最下面一级占起,每一级都占两个电子,但是,有点特殊的是,它的第8级与第9级能量一样,于是就在第8级和第9级上各占一个电子。 老温:带负电荷的电子在带正电荷的原子核外面运动,不会发射出电磁波吗? 老华:这个问题问得好,这就是传统的经典力学与量子力学的不同之处。量子力学认为,原子、分子处在一定的能量状态之下,电子的运动不会发出电磁波。只有从一个状态变化到另一个状态时,才需要吸收或发射电磁波。 比如,上面所说的能量最低的氧分子,如果其中一个电子接受了某一个能量合适的光子,就能够“跳”到“梯子”的一个较高的还空着的一级上去(比如,“梯子”的第8级本来就有电子,而第10级是空的,那么第8级上面的一个电子可以吸收一个光子而跳到上面的第10级,但是要求这个光子的能量正好等于两级之间的能量差)。同样,如果“梯子”上较低的一级上还有一个“空位”,那么较高位置上的电子也可以“跳”下来占据这个空位,由于是从能量较高的位置上跳下来的,于是就会放出一个光子,这个光子的能量恰好就是两级梯子的能量差。电子在“梯子”上跳来跳去,称为在分子轨道间“跃迁”。 老温:“跃迁”,就是跳来或跳去,这个名词很有些文绉绉。 老华:电子在不同能量的轨道间跃迁,一定伴随着吸收或发射光子。但是,当电子跃迁到较高能级的轨道后,分子体系的状态就变得不稳定了。 老温:为什么? 老华:打个比方,地上有相邻的两个凹,一个深一个浅。玻璃球放在较深的凹里,不容易跑出来,它的势能低;放在较浅的凹里,它的势能高,就比较容易滚到较深的凹里。所以,势能较高的状态就相对不稳定。 老温:哦,是这么个道理。 老华:越是稳定的分子,要让它的电子激发跃迁所需要的能量就越大,也就是说,需要吸收频率较大的电磁波(还是打比方,地上的凹越深,要把凹里的玻璃球拿起来,就需要越多的能量)。 组成空气的主要分子如氮气、氧气、二氧化碳、水(蒸汽)等等,在通常情况下都是非常稳定的分子,所以,要让它们的电子产生激发跃迁都需要很高的能量,一般都在紫外波段(可见光与红外线都不行,它们的能量太低)。也就是说,“梯子”中占有电子的轨道与空轨道的间隔很大,电子要想跃迁上去不容易,除非有合适频率的紫外线照射。 另一方面,“梯子”的顶部那些轨道的间隔却越来越小,最后是密密麻麻,当然,如果电子能够跳到那里,就容易脱落原子核的束缚,成为自由电子,剩余的分子就成为了离子,这种小分子的离子也是不稳定的。当然,要想让电子一下子跃迁到很高的能级上去需要得到很高的能量。 跃迁还有一个重要的特点,那就是上面说过的,引起跃迁的光子的能量必须与“梯子”上这两级的能量差相等,太多太少都不行,能量太多或太少的光子,都不能被分子吸收。但是,考虑到“梯子”上端的级差很密,所以高能量的紫外线和能量更高的伽玛射线和X射线都容易被分子吸收,把电子跃迁到很高的能级上去。 老温:那我看出来了,太阳辐射中那些高能量的电磁波就容易被空气分子所截留,是不是? 老华:你说的对,正是如此。这样,高空中的一些氧分子就会吸收太阳辐射中那些能量较高的电磁波,即伽玛射线、X射线和紫外线。 如果能量足够高,那么氧分子就会分解成为两个氧原子。这样,在高空中就会出现一些氧原子。 如果氧原子再遇到一个氧分子,在合适的条件下,就会生成一个臭氧分子(由三个氧原子组成的分子O 3 )。而臭氧分子又会吸收另一种频率较低的紫外线,分解成一个氧原子和一个氧分子。 经过千万年这样的反复循环,其结果是:一方面,在离开地面 20 —25 公里的高空,形成了一个臭氧浓度相对较高的区域,称为臭氧层;另一方面,臭氧层又会吸收和消耗了大量的紫外线。 就这样,经过了大气层与空气中的气体分子相互作用,特别是穿过臭氧层之后,那些很高能量的太阳辐射,基本上被挡住了,大概只有百分之一的主要是能量较低(即波长较长)的紫外线能够到达地面。 老温:哦,这样我就有点清楚了。紫外线被挡住了,就减少了对我们生命的危害。据说紫外线对生物有伤害作用,医院里和一 些公共场所常常有紫外线灯,用来杀菌,开紫外线灯的时候,总是要求人们离开。我记得前几年有一个饭店里忘了关紫外线灯,使得在那里吃饭的人受了照射,报纸上报道过这件事情。 老华:你知道为什么紫外线会对生物有伤害作用吗? 老温:这倒不很清楚。 老华:我们的生物细胞都是由各种分子构成的,除了水以外,这些分子包括蛋白质、DNA、激素、脂质等等,都是有机分子。这些分子虽然比氧气、氮气分子复杂得多,但也还是分子,也是由各种原子核和电子构成,那些电子也在各自的分子轨道上运动。在一定频率的紫外线照射下,会引起蛋白质、DNA等分子的电子激发跃迁,使分子变得不稳定。在一定的条件下这些分子会发生重构或者分解。如果照射强度大或时间长,就有可能引起细胞的遗传变异甚至细胞的死亡。这就是紫外线杀菌或引起癌变(皮肤癌等)的根本原理。我们把塑料绳子放在室外,有光的照射,不多天以后,原来很结实的绳子就“粉”掉了,用手一捻就成了粉末,这也是紫外线把塑料分子中的“化学键”打断了的结果。 老温:照你这样说,我们应当避免紫外线的照射了。 老华:不能机械的理解。要达到杀菌的效果,紫外线的能量要比较大(波长短)、照射时间长。至于致癌的问题,对于波长比较长的紫外线的照射,我们人体有一定的修复的功能。受到照射之后,皮肤会产生黑色素,防止紫外线的深入。当然,我们也一定要防止过量的照射,需要长期在阳光下工作或生活的人们应当避免阳光对皮肤的直接照射,或者在必须暴露的皮肤上涂防晒霜。 另一方面,在紫外线的照射下,我们皮肤里的一种类固醇会转化成维生素D,这是非常重要的一种维生素。在维生素D的帮助下,我们的小肠才能够把食物中摄入的钙元素吸收进体内。缺乏维生素D,就一定会缺钙,吃再多也没有用。所以,我们每一个人都还是要经常晒晒太阳,特别的老人和小儿。小孩子在长身体长骨头,需要最多的钙质,所以更要晒晒太阳,不要因为冬天天气寒冷,只是在家里“捂着”,那样是要影响小儿的健康成长的。老人们钙的流失大,容易骨质疏松。所以,除了多喝奶补充钙质之外,也要多晒太阳。晒太阳,要尽可能把手、脸、头露在外边。带着手套、帽子,把围巾捂着脸,紫外线透不进去,晒的用处就不大了。 老温:看来,这是一个问题的两个方面。既要晒,又不能过头。古人所谓“过犹不及”,大概就是这个意思。 老华:哲学家说得极是。 老温:哎,我突然想起来,你刚才讲的紫外线被大气中分子阻挡的原理,说紫外线被分子吸收,引起分子中电子的激发跃迁。这里,好像有一个漏洞,那就是跃迁上去能量高的电子不也可以再跃迁回来而放出紫外线? 老华:老夫子厉害,这确实是一个问题,不过,我们今天讲得又太多了,该回家了,这个问题下次再讲吧。 老温:好,下次再说,再见。 老华: 再见!
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晒太阳与失眠、抑郁症及老年痴呆
热度 10 fdc1947 2016-12-19 08:02
晒太阳与失眠、抑郁症及老年痴呆 冬天到了,人们都喜欢晒太阳,从小孩子到老头老太太都是如此,北方人称晒阳干,我们家乡方言称为孵(音bu)太阳。 记得小时候,家里和教室里都特别冷,一到课间或休息,小孩子便到阳光下打闹玩耍。如果阳光下还有一个墙角,那一帮孩子便往往朝着那墙角上挤,或者大家贴着墙紧紧地站成一排,站在两边的人狠命的把人们往中间挤,直到把中间的某一个人挤出来,被挤出来的又跑到边上去挤。济南人称之为“挤油油”,我的家乡称“轧煞老娘换糖吃”,小孩子们又闹又叫,好不快乐。老人则坐在椅子上,笼着袖子,在太阳下或孤独的闭着眼睛,或三三两两的聊天。 现在,小孩子比过去少多了,我很少见到院子里有在户外打闹追跑玩耍的小孩子。老人们倒是多得很,而且大都健康,在角落里闷坐的少了,在阳光下一起散步甚至以较快速度走步的不少。毕竟时势不同了,社会在变化。 但是,不管时代怎么变化,人们冬天在户外喜欢晒太阳,则是不变的。晒太阳有许多好处。 首先,晒太阳会使我们暖和。这是人们冬天晒太阳的最直接的原因。 其次,阳光中的某些紫外线能够使我们的皮肤将一种胆固醇转化为维生素D。维生素D是我们非常需要而常常缺乏的。如今大家都注意补钙,多吃一些富含钙质的食物,但是,摄入的钙质是否能够吸收,是一个大问题。我们知道,我们吃进肚子里的营养物,并不等于进入了我们的身体内,这些营养物要经过我们的肠壁进入到血液中,才算是真正进入了体内,整个过程就是营养物的吸收。钙本身并不能单独被肠壁吸收,先需要与一种特殊的“钙结合蛋白”相结合,然后才能够被我们吸收,而维生素D是我们体内这种“钙结合蛋白”的合成所需要的。换句话说,有了维生素D我们才能够更好地吸收钙,如果维生素D不足,补钙也白补。而这种维生素D很大程度上需要靠阳光由我们的皮肤合成,所以,我们人类特别是老人和孩子,都需要晒晒太阳。 当然,这种晒太阳不是把我们用帽子、围巾、手套包得紧紧的在太阳下晒,而是要让阳光直接晒到我们的皮肤才好。也就是说,晒太阳时最好要露出我们的头、脸和手。 人老了,各种功能都在退化,身体容易有许多毛病,也比较容易心情抑郁。弄得不好,就成了抑郁症。多晒晒太阳能够使人们心情愉快,减少抑郁的情绪。据说,北欧人由于居住地纬度太高,日照短,从而在秋冬季抑郁症患者增加,自杀的较多。有人猜测,这可能与褪黑激素增加有关,也有说与维生素D不足有关。到底与什么有关,我也说不好,但是,北欧人光照不足和抑郁症患者较多则是事实。多晒太阳,就能够改善这种情况,这大概是没有什么疑问的。 所谓褪黑激素,是我们人类大脑中松果体分泌的一种激素,一般人们在半夜分泌较多,结果之一是使人睡得好(所谓保健品的“脑白金”中即含此物)。在强光照射下,褪黑激素会减少分泌。这也是我们坐飞机到欧美去往往晨昏颠倒、产生时差的原因。褪黑激素就常常用来“倒时差”。我们多晒太阳,就可以在白天抑制这种褪黑激素的分泌,而让它到晚上再多分泌一些。所以,人们有时候睡不好觉,甚至失眠,也应该在白天多晒太阳,这有利于晚上睡好觉。 阿尔茨海默症是老年人的一个大敌,认知能力的下降甚至痴呆给老人及其家庭以及整个社会都带来极大的困扰。据说。多晒太阳对此也有很大的好处。 关于多晒太阳与减少老年痴呆危害之间的关系,人们做了不少研究。例如2008年的《美国医药协会期刊》上的一项研究显示:仅仅通过调节光线的强度,就能缓解老年痴呆引起的一些行为紊乱症状。研究选取了荷兰的189名居民和12个老年疗养中心进行试验,其中有87%的人患有老年痴呆,平均年龄86岁,试验时间长达三年半。研究结果显示:接受明亮光线照射的老年人与接受昏暗光线的老年人相比,认知功能的衰退下降了5%,抑郁症状减少了19%,活动功能受限下降了53%。 研究认为,阿尔茨海默症可能与维生素D(又是它!)的缺乏有关。美国 加州大学戴维斯分校的阿尔兹海默症研究中心,通过对382名年龄在60岁到90岁之间的老年人进行跟踪,研究对象分为正常认知,轻度认知障碍以及老年痴呆,结果显示缺乏维生素D的老年人患上老年痴呆的几率更高。新泽西罗格斯大学的研究也认为,在平均水平下,那些低水平维生素D的老年人认知衰退的速度比拥有充足维生素D的老年人衰退速度更快。 这方面的研究如今还是很前沿的。就在五天前(2016-12-12),《科学网·新闻》报道了一项最新的发表于《自然》杂志的研究成果,报道说: 美国麻省理工学院的Ed Boyden及其团队成员将小鼠暴露在亮灯下。经过连续一周每天1个小时的照射,这些小鼠的大脑开始含有较少的阿尔茨海默氏症标志物——β-淀粉样蛋白斑块。光线似乎增强了清除淀粉样蛋白以及减少其生产的细胞活性。虽然这离在人类身上发挥作用还有很长一段路,但由于它看上去是一种安全的疗法,因此或许能很快进入人类试验。 总而言之,晒太阳,特别是冬天里晒太阳,总是有很多好处的。北方天气寒冷,如今却都有取暖设备,屋子里暖暖和和的,有人就老是呆在室内,不肯出外,这不好。无论男女老少,大家都应当有积极的户外活动,晒晒太阳,活动筋骨,减少疾病,有益健康,何乐而不为之。 古书《列子》上有一个寓言故事,说宋国有个农夫,到了冬天没有什么御寒的衣服,晒晒太阳,觉得很暖和,于是对他老婆说,我把晒太阳很暖和这个方法告诉国君,一定能够得到奖赏的。这就是后世成语“负日之献”的来历。负日就是晒太阳,古代我们没有f的这个音,“负”字就读为“bu”,根据杨绛先生的说法,本文一开始提到的“孵太阳”就是古语“负日”的遗存。 本文也就在此对各位作真正的“负日之献”。 附: 《列子》 :“昔者宋国有田夫,常衣緼( yùn , 乱麻,旧絮 )黂( fén ,粗麻布),仅以过冬。暨春东作,自曝於日,不知天下之有广厦隩室,緜纩狐 貉 。顾谓其妻曰:‘负日之暄,人莫知者,以献吾君,将有重赏。’”
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黑头发、白头发和老天爷的公平
热度 3 fdc1947 2016-12-17 08:06
黑头发、白头发和老天爷的公平 我们中国人一般都是黑头发。记得那年有一首歌说“黑头发飘起来 ”,是为了宣传亚运会申办奥运会的,有人认为有“种族主义”的嫌疑。是不是有这个嫌疑,是不是要办运动会,与我们“外地”的普通老百姓特别是老头老太太关系不大。我只知道人老了,头发就会发白。 人老了,头发白了,这是自然规律。不过,对于白头发,发感慨,那也是在没有老的时候。苏东坡感叹“多情应笑我早生华发”的时候不过四十几岁,说“妈妈的白发”的歌曲不计其数,但是二十来岁的年轻人唱这类歌曲的时候,他们的妈妈也不过四十多岁吧。真到了六十五岁以上的老年人(这是世界卫生组织定义的),就不大在乎白头发了。 大家都注意人老了要白头,但是, 较少的人去注意人老了头发会稀疏 。其实,头发的变白和头发的稀疏同样是老年人的生理特点。有这么多说妈妈白头发的歌曲,而好像没有说“爸爸和妈妈头发稀疏了”的歌曲,连诗歌也没有。好像白头发是可以歌颂和感叹的,头发稀疏就没有这个资格了。 对于老年人,头发白了或稀疏了,这是正常的现象。但是, 我注意到一个事实,那就是满头白发的人很少是头发稀疏的,相反,产生较少白发的老人却往往秃顶 。看看普通的老人们的合影,要么是满头银丝,“鹤发童颜”,要么是头顶发亮,若干黑色的头发勉强地“地方支援中央 ” (这里强调的是普普通通的老人,染成青丝强称年轻的人们不在此列)。各位看看我们的周围,是不是主要就这两种情况?与上面所说两类人相比较,满头乌发和只有稀稀拉拉几根银丝的老人似乎不多。即使是头发黑白相间、并不秃顶的老人,跟自己年轻时相比,头发也总是稀疏了很多。 年轻人的头发为什么是乌黑发亮了?那是因为我们的头发根部的发囊(毛囊)内有黑色素细胞,那细胞能够分泌出黑色素,黑色素渗入了我们的头发之内,于是,我们的头发就黑了。发亮则是皮脂的缘故,这里不提。 人老了,毛囊里的黑色素细胞不行了,分泌的黑色素少了,甚至细胞死亡了,不分泌黑色素了,头发缺乏了黑色素,自然就变白了。 人老了,某个毛囊不行了,没有营养可以供给头发,这根头发就只有脱落。头发是有寿命的,生的少,掉的多,整个头顶的毛发就会越来越少。 所以,满头银发的老者,是因为其头发毛囊中的一部分细胞(黑色素细胞)不行了,但是,其余的细胞还是好的,所以,头发照样有营养,照样生长,只是长出了白发。 头发稀疏的老者则是另一种情况,是因为其一部分头发的毛囊出了问题,不行了,所以那部分头发掉了,但是,好的那些头发毛囊仍然在生长着头发,而且是黑头发。 同样是一部分不行了, 一种是毛囊内的一部分细胞不行了,另一种是一部分毛囊不行了, 这就造成了上面所说的两种情况。看来,我们的老天爷还真是公平的。 我们还可以注意到,满头白发的老人,他们的白发似乎比较粗壮,而稀疏黑发者的头发则比较细软。我想,这是否意味着原来比较粗硬的头发是因为其毛囊本身比较发达,营养毛囊的血管较好,所以不容易完全损坏。而细软头发对应的毛囊则“比较弱”,也容易损坏。当然,决定是满头白发还是稀疏黑发抑或是年轻时就“少白头”的原因,最主要的应当是他们的遗传因子。 据说,北欧人因为照到阳光的机会少,所以。他们的头发颜色较浅,黑色素很少,这样,可以让较多的阳光中的紫外线照射到他们的头顶皮肤上,产生较多的维生素D。而热带地方的人们黑色素较多,他们往往拥有浓密的黑发,那可以较多地抵御阳光中过于强烈的紫外线,避免癌变。 冬天的时候,我们老年人应当多出去在阳光下晒晒,多产生一些我们很缺乏的维生素D。您看看,满头的银发和稀疏的黑发,给了两者相对平等的机会。我们的老天爷是不是很公平?
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维生素D水平与中国老年人大脑衰退之风险
热度 3 zhpd55 2016-7-28 18:21
维生素 D 水平与中国老年人大脑衰退之风险 诸平 《老年医学杂志 A 辑:生物科学与医学》( The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences ) 2016 年 7 月 12 日发表了新加坡、美国、日本以及中国作者联合撰写的一篇论文,阐述了维生素 D 水平与中国老年人大脑认知能力衰退风险之间的关系。 2016 年 7 月 27 日 , MedicalXpress 网站对此进行了简要介绍。此项研究成果是由杜克 - 新加坡国立大学医学院( Duke-NUS Medical School )、美国杜克大学医学院( Duke University Schoolof Medicine )、日本筑波大学医学院( Faculty of Medicine, University of Tsukuba )、中国疾病防控中心( Chinese Center for Disease Control and Prevention )、北京大学 Raissun 高级研究所( Raissun Institute for Advanced Studies, Peking University )的研究人员合作完成的 。 维生素 D(vitamin D , VD) 是固醇类的衍生物,具有抗佝偻病作用,故又被称抗佝偻病维生素。 目前认为维生素 D 也是一种类固醇 激素 ,维生素 D 家族成员中最重要的成员是 VD2( 麦角钙化醇 ) 和 VD3( 胆钙化醇 ) 。维生素 D 均为不同的维生素 D 原经紫外照射后的 衍生物 。植物不含维生素 D ,但维生素 D 源在动、植物体内都存在。维生素 D 是一种 脂溶性维生素 ,有 5 种 化合物 ,对健康关系较密切的是 维生素 D2 和维生素 D3 。它们有以下三点特性即存在于部分天然食物中 ; 人体皮下储存有从胆固醇生成的 7- 脱氢胆固醇,受紫外线的照射后可转变为维生素 D3 。因此适当的日光浴足以满足人体对维生素 D 的需要。但是新加坡、美国、日本以及中国的研究人员联合研究发现,中国老年人当中维生素 D 水平低的,随后患认知能力下降的风险和认知能力障碍会增加。 由于维生素 D 对于维持健康的骨骼和肌肉是必要的。维生素 D 缺乏会导致少儿佝偻病和成年人的软骨病。佝偻病多发于婴幼儿,主要表现为神经精神症状和骨骼的变化。神经精神症状上表现为多汗、夜惊、易激惹。骨骼的变化随年龄、生长速率及维生素 D 缺乏的程度等因素有关。可出现卢骨软化、肋骨串珠等。骨软化症多发生于成人,多见于妊娠多产的妇女及体弱多病的老人。最常见的症状是骨痛、肌无力和骨压痛。症状包括骨头和 关节 疼痛、 肌肉萎缩 、失眠、 紧张 以及痢疾腹泻。维生素 D 主要用于组成和维持 骨骼 的强壮。它被用来防治儿童的佝偻病和成人的 软骨症 ,关节痛等等。患有骨质疏松症的人通过添加合适的维生素 D 和镁可以有效的提高钙离子的吸收度。除此以外,维生素 D 还被用于降低结肠癌、乳腺癌和前列腺癌的机率,对免疫系统也有增强作用。 维生素 D 的前体也就是生成维生素 D 的原料存在于皮肤中,当阳光直射时会发生反应转化为维生素 D3(VD3) , VD3 分子被运送到肝脏并且转化为维生素 D 的另一种形式 25 位单脱氧 胆固醇 ,这种形式的效用更大。然后 25 位单脱氧胆固醇又被转运到肾形矿脉并在那里被转化为 1 , 25 位二羟胆钙化 ( 甾 ) 醇,这种形式是维生素 D 最有效的状态。然后维生素 D 将和 甲状旁腺激素 以及降血钙素协同作用来平衡血液中钙离子和磷的含量,特别是增强人体对钙离子的吸收能力。维生素 D 不宜用于血钙过高的病人,或者血液中钙离子含量偏高的人。另外对患有肾结石和动脉硬化的病人来说也必须小心使用,因为维生素 D 可能会引起他们的 甲状旁腺疾病 ,削弱 肾功能 甚至引起心脏疾病。除此之外, 据相关信息报道维生素 D 在维持健康的大脑功能方面也扮演了一个重要的角色。已有研究结果显示,那些维生素 D 水平较低的人,心血管和神经退行性疾病的风险会增加 , 而来自欧洲和北美的研究结果显示,维生素 D 水平低的人与未来认知能力的下降有关。 新加坡、美国、日本以及中国的研究人员合作进行的最新研究结果,是以中国老人为研究对象,随访了 1202 名年龄在 60 岁或者以上的、认知完整的中国老年人,随访持续时间为 2 年。采用简易智能测量表( Mini-Mental State Examination , MMSE) 来评价参与者的认知状态。认为当 MMSE 评价得分低于 18 时即为认知障碍;当 MMSE 评价得分偏离基线 ≥3 时就认为是认知衰退。多变量逻辑回归模型被用来研究维生素 D 水平和认知能力下降和认知障碍的发生率之间的相关性。这也是首次大规模在亚洲进行的一项前瞻性研究,即研究维生素 D 状态与中国老年人认知衰退的风险和障碍之间的相关性。 无论性别和老年化程度 , 在此项研究开始之前维生素 D 水平较低的个体,认知能力表现出显著下降人数大约是维生素 D 水平正常的个体的两倍。此外 , 维生素 D 水平基线较低的个体,未来认知障碍的风险也会增加 2~3 倍。 Duke-NUS 医学院健康服务和系统研究项目主任( Director of theHealth Services and Systems Research Programme at Duke-NUS Medical School ),也是该研究论文的第一作者戴维·马沙尔( David Matchar )教授说: “ 虽然此研究对象来自中国 , 但是其研究结果适用于亚洲地区 , 因为其大部分老年人还是华人 , 如新加坡就是一个例证。 ” 这些发现强化了这样一个观念即维生素 D 可以预防神经元损伤和减少 , 并呼吁更密集的调查来研究补充维生素 D 对认知能力下降的影响。更好的理解维生素 D 能保护神经元,可能有助于认识随着人口老龄化的到来,阻止 认知能力下降 患病率的迅速增加,有效干预措施的机制。更多信息请浏览原文。 David B. Matchar , Choy-Lye Chei , Zhao-Xue Yin , Victoria Koh , Bibhas Chakraborty , Xiao-Ming Shi , Yi Zeng . Vitamin D Levels and the Risk of Cognitive Decline in Chinese Elderly People: the Chinese Longitudinal Healthy Longevity Survey . The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences , 2016, doi: 10.1093/gerona/glw128 . First published online: July 12, 2016 Abstract Background : Vitamin D has a neuroprotective function, potentially important for the prevention of cognitive decline. Prospective studies from Western countries support an association between lower vitamin D level and future cognitive decline in elderly people. No prospective study has examined this association in Asia. Methods: This community-based cohort study of elderly people in China follows 1,202 cognitively intact adults aged ≥60 years for a mean duration of 2 years. Plasma vitamin D level was measured at the baseline. Cognitive state ofparticipants was assessed using the Mini-Mental State Examination (MMSE). Cognitive impairment was defined as an MMSE score 18. Cognitive decline wasdefined as ≥3 points decline from baseline. Multivariable logistic regression models were used to examine the association between quartiles of vitamin D levels with cognitive decline and incidence of cognitive impairment. Results: Participants with low vitamin D level had an increased risk ofcognitive decline. Compared with the highest quartile of vitamin D levels, themultivariable odds ratios (ORs; 95% confidence interval) for cognitive declinewere 2.1 (1.3–3.4) for the second highest quartile, 2.2 (1.4–3.6) for the thirdhighest quartile, and 2.0 (1.2–3.3) for the lowest quartile. The multivariable ORs of incident cognitive impairment for the second highest, third highest, andlowest versus highest quartiles of vitamin D levels were 1.9 (0.9–4.1), 2.6(1.2–5.6), and 3.2 (1.5–6.6), respectively. Conclusions: This first follow-up study of elderly people, including theoldest-old, in Asia shows that low vitamin D levels were associated withincreased risk of subsequent cognitive decline and impairment.
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[转载]谭天伟:视野有多宽 事业走多远
jxz1963 2016-5-26 09:12
谭天伟:视野有多宽 事业走多远 ■本报记者 陆琦 每年开学典礼和毕业典礼上,北京化工大学校长、中国工程院院士谭天伟都要说这么一句话:一个人的视野有多宽,他的事业就能走多远。 这句话既是一位校长对青年学子的殷切寄语,也是一位留学归国人员创新创业的切身体会。 受益于三位导师 “到‘十三五’末,中国有可能成为世界上首先用生物质生产PX的国家。”谭天伟说,“用纤维素做PX,这是一项革命性技术,转化率很高。”既注重课题研究的前瞻性,又考虑其产业化的可能性和经济可行性。这是谭天伟一贯的科研风格。 早在1999年,谭天伟就开始琢磨用地沟油制生物柴油。当时,国内原油供给并不紧张,没有人理会他这种近乎疯狂的想法。一家企业的负责人甚至笑他杞人忧天:“小谭啊,这个项目恐怕等你退休也应用不了。” “咱中国人从来不缺创造的热情!”几经努力,谭天伟领导课题组提出了酶法合成生物柴油技术,转化率高达96%,品质达到欧洲标准,万吨级的工业化装置如今也已开始运行。 谭天伟经常跟他的学生强调:一方面要原始创新,技术引领必须站在学科前沿;另一方面要为经济和产业服务,否则发展就没有立足之地。 其实,谭天伟是在向几位导师学习的过程中,形成了自己的风格。“从清华到德国、瑞典,受到不同老师的影响,思维方式发生了转变,让我受益匪浅。” 从本科到博士,谭天伟在清华鼓励原创的环境下,养成了独立思考的习惯。 在德国,他的导师非常注重成果产业化。谭天伟记得,他用3个月时间完成了一个实验,认为做得很好,而德国导师却把他的报告扔进了垃圾桶,并告诉他,经济成本虽然是企业考虑的事情,但为了更好地进行成果转化,科研人员选题时也应该考虑成本。 他的瑞典导师则非常注重创新。“选题如与前人有雷同,他就说不要干,再去想。”谭天伟至今印象深刻。 万事开头难 “国外的条件再好,我还是希望能在自己的家里做些事。”1993年,谭天伟学成归国,来到北京化工大学做博士后。 那时,他所拥有的仅仅是2万元的博士后研究经费。于是,他想尽一切办法紧缩开支。 “蹬着三轮车从学校到三台山购买危险化学品,公共汽车不允许坐,出租车舍不得打。”谭天伟回想起当年情景仍历历在目,“大清早出发,20多公里路,来回三个半钟头,但还挺高兴。” 还有一次,谭天伟从东单买了恒温水浴锅等设备,抱着大包小包坐104电车回学校。售票员特别不高兴:“带这么多东西,你怎么还来挤公交车?”他不好意思笑笑说:“省钱。” “每次省下来的车钱,能多买不少药剂和设备呢!”靠这样精打细算,谭天伟利用有限的科研经费起步了。 他后来常常对年轻老师说:“青年人刚开始工作的时候,一定要踏踏实实,打好基础,等到机遇来临的时候,你才能抓住它。” 正因深知年轻人起步的艰难,谭天伟当校长以后,给每一位引进人才相应的启动经费,并且专门成立青年引进人才孵化平台,给青年科研人员提供过渡用的实验室及运行费。 “一个人的发展,个人素质和自身努力当然非常重要。”但在谭天伟看来,无论能力多强,没有好的环境和外界的支持,也是发展不起来的。 他经常参加博士后联谊会、归国人员联谊会的沙龙,了解年轻人的需求,力争给他们创造机会。 更难能可贵的是,当了校长、院士,谭天伟还一直在给本科生讲课。“一学期48学时,再忙也要挤出时间来。”因为他认为,只要教师出身,必须尽一份教学的义务。 再坚持一分钟 科研的道路上布满荆棘。可谭天伟坚持:“哪怕只有1%的希望,也要作100%的努力。” 20 年前的北化工科研基础薄弱、经费短缺,当了解到维生素D的研究被列入“九五”攻关项目,谭天伟立刻意识到,这是一个难得的机遇。 答辩时面对两个强有力的竞争对手,因为回答问题和研究思路都比较切合实际,经费要求又比别人少得多,最终谭天伟以微弱优势获胜。这让谭天伟喜出望外,“这毕竟是我第一个真正靠竞争获得的大项目”。 随着项目推进,谭天伟发现,维生素D的原料麦角固醇成本高,无法和国外产品竞争。中期考评的时候,评委们质疑能不能做成,认为这个项目必判“死刑”了。 但是,谭天伟没有放弃。 1997 年暑假,在参观华北制药厂青霉素车间时,谭天伟看到青霉素菌丝体被当成废物被农民拉走,当时马上冒出一个想法:“这些菌丝体中是否有我要的麦角固醇?” 他赶紧要了一包带回北京分析。结果发现,麦角固醇含量竟高达1%,而对此没有任何文献报道过。他立即意识到,这可能是廉价提取麦角固醇的一种新途径。 谭天伟赶快调整思路,全力进行从青霉素菌丝体提取麦角固醇的工作。“要是沿着别人的路走,想超车何其难也。”他另辟蹊径,用废物提取原料,出奇招解决了问题。 由于生产成本的降低,项目成果很快实现了产业化。这项技术先后获得北京市科技进步奖一等奖、国家技术发明奖二等奖。 在科研过程中,谭天伟经常鼓励年轻人要敢于创新,“有时候觉得困难简直无法逾越了,再坚持,再坚持一分钟,可能就跨过去了,最后的胜利就在于再坚持一下的努力当中”。 《中国科学报》 (2016-05-26第1版 要闻)
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