化學致癌的發現
1775年,英國醫生波特發現,經他治療的陰囊癌患者多是掃煙囪的工人。19世紀下半葉,隨著冶金工業的發展,接觸煤焦油的工人中癌症發病率極高。1915年,日本的山崎和石川用實驗證明煤焦油可引起皮癌。1933年,肯納威和庫克等人,從幾毫克煤焦油中分離出一種屬於多環芳烴的化學物質,這種物質具有很強的致癌作用。
1954年,有三名化學家用二甲亞硝胺溶劑做實驗,不久兩人發生了肝硬變。1956年,馬吉等人研究表明:各種亞硝胺隨著結構的不同,可在實驗動物的不同部位引起癌變。
化學致癌
就化學致癌而言,最引注目的是“雙區理論”。20世紀50年代,法國普爾曼教授夫婦首開“結構致癌活性關係”的研究,提出了“K區理論”。20世紀70年代後,美國傑林納等人,提出了“灣區理論”。中國的科學工作者總結和發展了上述“雙區理論”。研究表明,在代謝過程中,產生兩個致癌親負電荷的反應活動中心,而其表現致癌潛力的最優距離,恰與DNA互補堿基對中,兩負電荷中心的間距相一致。由此推斷:致癌作用的決定性步驟是互補堿基對之間的橫向交聯,即在DNA的雙股間發生了互補移碼變異,如同兩行並列隊伍中的某隊隊員,彼此交換了位置。當這種帶有錯誤信息的DNA在細胞中潛伏下來,就會將錯誤信息帶到正常的DNA分子上,從而引發了整個細胞的癌變。這一發現是對化學致癌機理研究的重大突破。
活動遺傳基因
美國遺傳學家巴巴拉·麥克林托克1902年生於美國康涅狄格州,1923年畢業於康奈爾大學,1927年獲博士學位,1936年到密蘇裏大學工作,1941年去紐約,在冷泉港實驗室工作。
1951年,麥氏發表她的新的遺傳學說,即基因“躍遷”的“活動遺傳基因”理論。麥克林托克嶄新的遺傳學理論,證明遺傳基因是運動著的微粒物質,有時候能夠迅速發生驚人的改變;說明了植物和動物的某些先天特征如何從一個機體轉換至另一個機體,從而揭示了基因活動轉移的奧秘,同時也推翻了遺傳基因是固定而變化緩慢的這一傳統學說。當時,對於這一嶄新的理論,全世界隻有5名生物學者持肯定態度。直到20世紀60年代一些生物學家用電子計算機進行研究並證實這一理論後,麥氏才成為生物學界公認的科學先知。1983年12月10日,瑞典國王把1983年諾貝爾生理和醫學獎頒發給美國遺傳學家巴巴拉·麥克林托克,以表彰她發現“活動遺傳基因”。
霍特爾技術
長時間描記心電圖的技術就叫作霍特爾技術。霍特爾技術在1961年應用於臨床。用霍特爾儀器記錄的心電圖稱之為動態心電圖,簡稱D.C.G,或叫霍特爾。霍特爾係統包含一個可以攜帶式的自藏磁帶記錄裝置,病人根據需要在每天活動過程中隨身攜帶,通過電報和導線將檢測者的心電活動記錄在磁帶上,然後再經複合心電掃描器或心律失常記錄器等方式將磁帶記錄的選定部分按正規速度記錄在標準心電圖紙上。
海藻類中的有益成分
海藻是海洋所賜予我們的營養寶藏,它們含有大量的維生素、礦物質、葉綠素、β胡蘿卜素、纖維素,其幾乎零熱量的特質是現代人防治肥胖和各種慢性病的最佳食品。海藻僅含微量蛋白質及脂質,但它的蛋白質品質優異,尤其是含有陸地蔬菜普遍缺乏的甲硫氨酸和胱氨酸,經常食用,可補一般蔬菜之不足。海藻類的脂質含量非常高且特殊,因為海藻類所含的脂質,是對人體有益的EPA等不飽和脂肪酸,以及多量的墨角藻甾醇,對於降低血液中的膽固醇頗有助益。
海藻還被提煉出一種叫做U—Fucoidin的成分,經過實驗,證實具有抗癌作用,可有效抑製癌細胞的增殖。海藻中羊棲菜的鈣質,居所有食物之冠,是牛奶的10倍,鐵質是豬肝的4倍。
化學製取天然藥物
20世紀50年代先後自印度蘿芙木中獲得降壓活性成分利血平,以及從降血糖藥長春花中獲得抗癌活性成分長春花堿,成為兩個很有價值的藥物,引起了各方重視。
天然藥物化學的發展有兩個轉折點。
其一是1930年前後,由於微量元素分析法的導入,試料量降至毫克水平,推進了天然成分的分析工作。
其二是1960年前後,各種層析方法興起,使微量天然新成分的分離純化簡便易行,同時紅外光譜、核磁共振、質譜等新技術問世,結構研究工作趨向微量、快捷和正確。新技術的興起使研究天然藥物化學成分的周期大大縮短。人們不僅研究有效的民間藥物,而且擴展到藥用植物的近緣品種。大自然是一個天然藥庫。人類可以從中汲取寶貴的藥物。中國用中草藥治病有數千年的經驗,寶貴的醫藥遺產的整理是今後的重要任務之一。
紅、黃、綠色蔬菜和水果激發人體免疫力
紅、黃、綠的植物中,含有豐富的類胡蘿卜素及類生物黃堿素。這兩種天然植化物,經研究顯示,都可激發人體的免疫力。而有些實驗結果甚至顯示,類胡蘿卜素對癌細胞可能具有直接的毒性。
核磁共振成像
1946年發現核磁共振現象後,到1972年,核磁共振主要被化學家和物理學家用於研究分子的結構。1973年,英國學者勞特布爾在主磁場內附加一個不均勻的磁場,並逐點地誘發核磁共振無線電波,然後對這些一維投影值進行組合,從而獲得了一幅二維的核磁共振圖像。1974~1978年,英國諾丁漢大學和阿伯丁大學的物理學家們,在研製核磁共振圖像係統方麵取得較大進展。1978年5月28日,他們取得了第一幅人體頭部的核磁共振圖像,1980年下半年取得了第一幅胸、腹部圖像。從此,英國、美國、聯邦德國、荷蘭、日本等國紛紛投入主要技術力量從事核磁共振係統研製。到1982年底,已有許多醫院和科研單位,把這種圖像技術應用到臨床診斷和其他醫學領域的研究中去。
核糖體
核糖體是最小的細胞器,是在光鏡下見不到的結構。1953年,Ribinson和Broun用電鏡觀察植物細胞時發現胞質中存在一種顆粒物質,1955年,Palade在動物細胞中也看到同樣的顆粒,進一步研究了這些顆粒的化學成分和結構。1958年,Roberts根據化學成分命名為核糖核蛋白體,簡稱核糖體Ribosome,又稱核蛋白體。核糖體除哺乳類紅細胞外,一切活細胞(真核細胞、原核細胞)中均有,它是進行蛋白質合成的重要胞器,在快速增殖、分泌功能旺盛的細胞中尤其多。
核醫學
核醫學是采用核技術來診斷、治療和研究疾病的一門新興學科。它是核技術、電子技術、計算機技術、化學、物理和生物學等現代科學技術與醫學相結合的產物。核醫學可分為兩類,即臨床核醫學和基礎核醫學或稱實驗核醫學。前者又與臨床各科緊密結合並互相滲透。核醫學按器官或係統又可分為心血管核醫學、神經核醫學、消化係統核醫學、內分泌核醫學、兒科核醫學和治療核醫學等。
黃曲黴毒
黃曲黴毒主要存在於發黴的糧、油、花生中,它是黃曲黴及寄生曲黴的代謝產物,毒性極強,可致肝癌。由於黃曲黴素是一種熱穩定的化學物質,所以在烹調過程中不易破壞。預防措施主要是防黴。但如果食品已黴變產毒,則應采取適當去毒措施:如花生米可用排除黴粒法;大米可用碾軋法及水搓法;植物油可用加堿去毒法等。
有機物及礦物燃料不完全燃燒時,可產生一類強致癌物——多環芳烴,苯丙(A)芘為其典型代表,廣泛存在於自然界。它進入食品的途徑主要有:
(1)環境汙染,煙塵及汽車廢氣中含有大量苯丙(A)芘,經葉片及根轉入植物體內。
(2)不合理的加工方法,如煙熏和火烤食品,常因油的滴落燃燒造成對食品汙染。
(3)機油汙染,榨油和軋麵過程中往往由於機油滴落造成汙染。
(4)貯藏容器的汙染,如啤酒常因貯存在塗有瀝青的酒槽中受到汙染。
(5)直接進口的食品,在銷售運輸過程中受灰塵的汙染,也可以使苯丙(A)芘升高。JJJ
基因
基因是指攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列,也稱為遺傳因子,是控製性狀的基本遺傳單位。基因通過指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息,從而控製生物個體的性狀表現。
基因敲除
基因敲除是基因打靶技術的一種,類似於基因的同源重組。指外源DNA與受體細胞基因組中序列相同或相近的基因發生同源重組,從而代替受體細胞基因組中的相同、相似的基因序列,整合入受體細胞的基因組中。此法可產生精確的基因突變,也可正確糾正機體的基因突變。
基因移植
基因移植是對人體異常的基因進行置換或引入外源基因以克服由於人體的某些基因或染色體異常造成的遺傳病。這項技術給人類展現了可能實現的夢想。
人們通過現代生物學技術檢查出人體哪些基因是“好基因”,哪些基因是“壞基因”,哪些基因是正常基因,哪些基因是非正常基因或致病的突變基因。同時,也能夠人工合成基因,或從克隆基因冷藏庫中取出“好基因”,用優質基因替換劣質基因,或用正常基因替換致病基因,以解除病人的先天疾苦。不過,到目前為止,對個別疾病來說,這雖已不是幻想,但就大多數情況來看,離夢想的實現,仍很遙遠。
基因技術
基因工程應用的另一個主要方向是利用基因移植技術定向改造農作物的遺傳特性,使其按照人們預期的設想發育。自然界中有些細菌具有抗除草劑、耐高溫、耐鹽堿、耐幹旱等性能,這些性狀正是農作物所缺乏的。把細菌的這些性能,通過基因移植技術移植到農作物上,將從根本上提高農作物抵抗病蟲害的能力。1982年,美國孟山都公司和比利時根特大學的科學家,分別成功地把細菌抗卡那黴素基因移植到向日葵、煙草和胡蘿卜等農作物的細胞中,使這些作物獲得了很強的抗卡那黴素的能力。科學家們認為,這是利用基因工程技術改變農作物性狀的一個重大突破。1986年,比利時一個遺傳科學家小組把能產生殺死昆蟲幼蟲毒素的蘇雲金杆菌基因成功地移植到煙草細胞中。害蟲幼蟲吃了這些帶有蘇雲金杆菌基因的煙草,兩天以後就會身體麻痹而死。這種煙草還能把這種抵抗力一代一代地遺傳下去。
基因的性別
遺傳病一直被認為是某個基因突變所致,缺少某個基因,或者基因過剩。但現在還需要查明基因的“性別”,以及雄性和雌性複製區別。
英、法兩國的科學家在實驗中研究證實了對2至3年前幾個科學實驗室產生的某些基因的母本複製品和父本複製品並不等量的懷疑。英國劍橋的生物學家證明,負責加強製造老鼠胰島素的基因隻有在父本複製品顯示出來並使母本複製品“保持沉默”的情況下才能正常地發揮功能。與此同時,法國科學家發現貝—維氏綜合症遺傳病的(這種少見的疾病能引起癌)患者沒有染色體11的一個區段的母本複製品,這個複製品位置被一個父本複製品代替了。這些研究結果徹底推翻了以前人們認為來自父本和母本的基因不存在性別區別的觀點。