無(wú)論何種生物的生存都伴隨著壓力。所謂壓力是指生存環(huán)境中不利于生物繁衍、生長(zhǎng)和種群擴(kuò)大的因素。然而,壓力對(duì)于動(dòng)植物是有區(qū)別的。對(duì)于動(dòng)物而言,環(huán)境的不利因素很多時(shí)候是轉(zhuǎn)化為心理壓力,而對(duì)于植物來(lái)說(shuō),環(huán)境不利因素可能不會(huì)轉(zhuǎn)化為心理壓力,因?yàn)槠襁€沒(méi)有大量明確的研究結(jié)果證明植物具有神經(jīng)系統(tǒng)?,F(xiàn)在,對(duì)動(dòng)植物的一些新研究表明,適度的壓力有益于動(dòng)植物。由此可以作出推論,適度的壓力對(duì)人也是有利的。
動(dòng)物:壓力有助抗癌
長(zhǎng)期以來(lái),人類(lèi)從自己的生活實(shí)踐、疾病和健康的研究中得出一個(gè)結(jié)論,壓力是導(dǎo)致人患病和早衰的一個(gè)重要原因,例如壓力導(dǎo)致癌癥或各種心理疾病。但是,也有一些研究指出,適當(dāng)?shù)膲毫?duì)動(dòng)物抗御疾病是有利的。
美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家馬修·杜寧等人最近對(duì)小鼠進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),承受輕微壓力的老鼠抵抗腫瘤的能力,比那些毫無(wú)壓力的老鼠更強(qiáng)。
研究人員在實(shí)驗(yàn)鼠身上注入黑色素瘤,使老鼠生成腫瘤。然后,把這些患癌的老鼠分成兩組進(jìn)行對(duì)照研究。一組老鼠放在一個(gè)大籠子里,這個(gè)籠子比平時(shí)放進(jìn)更多的老鼠,至少有20只,同時(shí)籠子中有轉(zhuǎn)輪和玩具。另一組老鼠則放在普通的籠子內(nèi),籠內(nèi)只有5只老鼠,而且沒(méi)有轉(zhuǎn)輪和玩具。
3個(gè)星期后,那些放在經(jīng)過(guò)特別布置的大籠子中的老鼠,其腫瘤縮小了一半,6個(gè)星期后幾乎比小籠子中老鼠的腫瘤縮小了80%。而且,大籠子中的患癌老鼠中,17%的老鼠腫瘤完全消失。令人驚異的是,這些老鼠腫瘤的良性變化完全是在沒(méi)有接受任何治療下發(fā)生的。
形成鮮明對(duì)比的是,普通籠子的患癌老鼠,其腫瘤繼續(xù)生長(zhǎng)。同時(shí),對(duì)老鼠誘發(fā)結(jié)腸癌后進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)也得出了相同的結(jié)果。大籠子中的老鼠的腫瘤縮小了,而普通籠子中老鼠的腫瘤繼續(xù)生長(zhǎng)。
為什么大籠子中老鼠的腫瘤會(huì)縮小甚至消失呢?重要的原因在于壓力。這些壓力是多方面的。其一,大籠子中有運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所和器械,如轉(zhuǎn)輪和玩具,這迫使或誘使老鼠運(yùn)動(dòng)。這是一種行為的壓力。其次,鼠際之間的關(guān)系也是一種壓力。由于大籠子中老鼠多,難免發(fā)生沖突,這也迫使老鼠要參與爭(zhēng)斗和解決沖突。觀察發(fā)現(xiàn),這些老鼠有些被咬,有些留下了打斗的傷痕,因?yàn)榛锇閭儾蝗怯焉频?。這種情況既是行為的壓力,更是心理的壓力,會(huì)迫使老鼠運(yùn)用智力和各種方式來(lái)解決糾紛,甚至動(dòng)用武力。
研究人員發(fā)現(xiàn),由于存在壓力,大籠子中的老鼠體內(nèi)的緊張激素水平提高了,但有一種激素明顯減少了。減少的激素稱為瘦素(Jeptin),其主要功能是調(diào)節(jié)食欲。這意味著瘦素水平的降低有助于抗御癌癥。
不同激素的效果
需要明確的是,瘦素促進(jìn)癌癥生長(zhǎng)有不一致的研究結(jié)果。但是在許多癌癥中,瘦素起到了對(duì)癌的促進(jìn)和誘導(dǎo)作用,例如結(jié)直腸癌和乳癌等。因?yàn)椋菟厥怯芍炯?xì)胞產(chǎn)生的。而肥胖是結(jié)直腸癌的危險(xiǎn)因素,高脂肪、高蛋白飲食則是肯定的危險(xiǎn)因素。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,瘦素刺激腸癌細(xì)胞株HTl29生長(zhǎng),還可刺激原癌基因c-fos的表達(dá)。人體實(shí)驗(yàn)也觀察到,提高飲食中的脂肪含量可以引起瘦索濃度升高及脂肪組織的增加。飲食中脂肪含量增加可導(dǎo)致結(jié)腸細(xì)胞增生,也增加fos蛋白表達(dá)和異常的肛寞病變。所以,高脂肪飲食通過(guò)提高血清中瘦素水平而促進(jìn)結(jié)腸細(xì)胞增生和癌癥的形成。
同時(shí),研究發(fā)現(xiàn),肥胖婦女因瘦素水平增高而促進(jìn)腫瘤的形成。瘦素可使乳腺上皮細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞的數(shù)量增長(zhǎng),增長(zhǎng)率分別為50%和13.8%。瘦素受體在兩種細(xì)胞上都有表達(dá),說(shuō)明瘦素可引起乳腺細(xì)胞的增生和乳腺癌的發(fā)生。
杜寧等人的研究還發(fā)現(xiàn),壓力還會(huì)影響到老鼠的行為中樞——大腦,尤其是對(duì)大腦中的下丘腦影響較大。下丘腦調(diào)節(jié)身體的能量平衡,并且維系著神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)。研究人員發(fā)現(xiàn),大籠子中的患癌老鼠在經(jīng)過(guò)2周后,其下丘腦中為腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)信號(hào)蛋白編碼的基因表達(dá)明顯地增強(qiáng)了,這意味著大籠子中的老鼠體內(nèi)的BDNF增多。
過(guò)去的研究證明,BDNF廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi),在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)神經(jīng)元的存活、分化、生長(zhǎng)發(fā)育起重要作用,并能防止神經(jīng)元受損傷死亡、改善神經(jīng)元的病理狀態(tài)、促進(jìn)受損傷神經(jīng)元再生及分化等生物效應(yīng)?,F(xiàn)在,對(duì)患癌老鼠的研究又發(fā)現(xiàn),BDNF可能對(duì)抗御腫瘤有促進(jìn)作用。
那么,BDNF的抗癌機(jī)理何在?杜寧等人發(fā)現(xiàn),BDNF與緊張激素和瘦素有關(guān)系。由于大籠子中的老鼠與其他老鼠有沖突,從而讓緊張激素處于活躍和增加的狀態(tài),也會(huì)使BDNF增多。在緊張激素的作用下,脂肪細(xì)胞生成的瘦素也隨之減少。瘦素的減少意味著促進(jìn)腫瘤增生的作用降低,也就抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。
此外,杜寧等人還在研究中證明,老鼠承受適度壓力是腫瘤減少的主要原因。為了分清老鼠的腫瘤減小不只是因?yàn)榇蠡\子中的老鼠跑動(dòng)多(因?yàn)橛修D(zhuǎn)輪),而小籠子中的老鼠跑動(dòng)少(沒(méi)有轉(zhuǎn)輪),他們又做了進(jìn)一步研究,發(fā)現(xiàn)老鼠的跑動(dòng)對(duì)抑制腫瘤生長(zhǎng)所起的作用較少。因?yàn)閮H僅有跑動(dòng)的老鼠既沒(méi)有緊張激素的增加,也沒(méi)有BDNF基因表達(dá)的增加,同時(shí)也不會(huì)有體內(nèi)瘦素水平的降低。所以,在壓力的作用下,大腦一內(nèi)分泌系統(tǒng)和多種激素的互動(dòng)才是抑制腫瘤生長(zhǎng)的主要原因。
研究人員認(rèn)為,盡管此項(xiàng)研究是通過(guò)老鼠得出的,但對(duì)人也可能是適用的。過(guò)去,人們都認(rèn)為癌癥病人應(yīng)避免壓力,但老鼠的這項(xiàng)研究說(shuō)明過(guò)去的看法不完全正確。適當(dāng)?shù)膲毫Γ还苁蔷駢毫?、體力或社交方面的壓力,都有抑制癌癥的作用。
植物面對(duì)壓力的結(jié)果
不僅僅是人和動(dòng)物會(huì)面臨壓力,植物也會(huì)遇到壓力。植物的壓力主要是環(huán)境污染和受到傷害,如害蟲(chóng)的侵?jǐn)_以及人類(lèi)的砍伐。
美國(guó)科羅拉多州博爾德市國(guó)家大氣研究中心(NCAR)的托馬斯·卡爾(Thoma sKarl)等人的研究發(fā)現(xiàn),一些植物,如楓樹(shù)、山楊以及楊樹(shù)暴露在被臭氧污染的環(huán)境中或遭受物理?yè)p傷時(shí),它們會(huì)產(chǎn)生應(yīng)對(duì)這些壓力的有效方式,即吸收更多的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs,一類(lèi)含碳化合物的總稱)。這不僅對(duì)環(huán)境和人類(lèi)有利,而且也有利于它們自己。
植物在壓力下吸收更多的揮發(fā)性有機(jī)化合物的原因在于,在壓力之下,植物會(huì)產(chǎn)生一些化合物進(jìn)行自我保護(hù)。但過(guò)多的化合物也會(huì)殃及植物自身,此時(shí)植物會(huì)產(chǎn)生一些酶,將這些化合物轉(zhuǎn)化為毒性較小的物質(zhì),而在酶的產(chǎn)生過(guò)程中,植物需要利用空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化舍物進(jìn)行代謝,此時(shí)植物吸收揮發(fā)性有機(jī)化合物的速度就顯著提高。
其實(shí),這是卡爾等人研究植物吸收大氣污染物時(shí)意外的收獲。研究人員是想弄清,植物對(duì)造成空氣污染和煙霧從有機(jī)化合物是如何吸收的,這些化合物中包括了甲醛、甲苯等。揮發(fā)性有機(jī)化合物的主要來(lái)源是汽車(chē)尾氣、煤炭燃燒以及其他人類(lèi)的活動(dòng)。一些大氣中的VOCs會(huì)與氧氣結(jié)合,從而形成微小的大氣顆粒物,被稱為含氧揮發(fā)性有機(jī)化合物(oVOCs),它會(huì)隔離大氣并導(dǎo)致氣候變暖。
以前的研究表明,植物在進(jìn)行光合作用的過(guò)程中吸收了一種主要的溫室氣體——二氧化碳,但是研究人員尚不能確定,它們是否也能夠在很大程度上消耗oVOCs??柕热藳Q定調(diào)查每年落葉的植物是如何與oVOCs相互作用的。將計(jì)算機(jī)模型、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與野外研究相結(jié)合,研究人員分析了一個(gè)楊樹(shù)葉片樣本到底能夠吸收多少oVOCs。結(jié)果顯示,將植物暴露在oVOCs下會(huì)增加它們常規(guī)的化合物攝入量,比預(yù)期多吸收40%。而在植物不同部位中,樹(shù)冠吸收得最多,最高可達(dá)總吸收量的97%。這意味著落葉樹(shù)木能吸收更多的大氣污染物。越多的大氣被污染,就有越多的oVOCs被植物吸收。而大氣污染不僅對(duì)人和動(dòng)物是一種壓力,對(duì)植物來(lái)說(shuō)是更大的壓力。正是在這樣的壓力下,植物會(huì)加大吸收污染物。
但是,植物能夠處理多少污染物也存在一個(gè)界限,即多大的壓力才是最適宜的,因?yàn)橹参锊⒎悄芡耆龂?yán)重污染。所以,卡爾的研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃對(duì)植物進(jìn)一步研究,以搞清它們應(yīng)對(duì)壓力的限度,同時(shí)也對(duì)松樹(shù)和其他針葉林進(jìn)行研究,以弄清它們是否也能夠吸收oVOCs和其他污染物盾。
同理,人和動(dòng)物面對(duì)輕微壓力有好處,但是,輕微壓力和重度壓力的界限何在,這也是需要以后的研究來(lái)弄清的。否則,壓力過(guò)大對(duì)人和生物也是不利的。因?yàn)椋^(guò)了人和生物所能承受的壓力,輕則可能導(dǎo)致身體和心靈的疾病,重則可以摧毀人和生物。(文章代碼:102406)