(来源:Jonathan Zawada)

进食即对话,食物即技术

食物亦是一种沟通的媒介。

汉娜·兰德克尔

Hannah Landecker

加州大学洛杉矶分校社会及遗传学研究所主任,在2018-2019年期间担任博古睿研究院研究员。

2020.09.16 / 阅读时长20分钟
Noema
伊壁鸠鲁派(享乐主义)善于审时度势,善于选择人物和事件,务使这些适合于他们那异常敏感的智性;他们舍弃其余,甚至大部分经验,因为那些是他们难于消化的食物。斯多葛派(坚忍克己者)则习惯于将小石子、小虫子、碎玻璃片和毒蝎囫囵吞下,而丝毫不感恶心,他们胃口极佳,生活无论把什么杂物倒进他们的胃里均能接受。
——弗里德里希·尼采(Friedrich Nietzsche)《快乐的科学》

俗话说饮食男女,吃东西天经地义,可吊诡的是,这件事一经认真琢磨,又会让人觉得有些怪异。为了生存,我们作为生物,需要不断地吃进其他生物。从现代西方逻辑学的角度来看,我们一般假定食物在进入我们口中之后,就不再是它本来的面目,而只是我们安身立命的“燃料和材料”,从而解决这一情势在逻辑上的潜在诡异之处。

然而,《细胞宿主与微生物》(Cell Host & Microbe)和《自然评论:内分泌学》(Nature Reviews Endocrinology)等刊物曾刊文详细分析过这个问题,引发有关食物和进食科学观念的深刻转变,或许这有望推翻关于人和食物之间关系的各种假设。我们认为,这种食物观念主要是从一种“机械”模式向一种近乎于迷幻的模式转变,这种转变赋予食物比标准的“燃料+材料”模式更多的能动作用和效力,在标准的“燃料+材料”模式中,食物只是被燃烧和重新利用的原料。

现在,食物不仅仅是食物,人们正在研究食物及其成分的沟通和信息特性,以及在基因调节、环境感知、维持心理界线和调节细胞代谢过程中的作用。食物能语,会发出暗示和信号。我们只有有意识地思考,才能些许觉察到身体在和食物对话的微妙过程中的感知和反应。

认为进食是一种对话,本身就是观念上的发展,可能会破坏现在对人类内在本质和自主性的新认知。同时,这种发展非常具有实际意义,这意味着将来有关健康和长寿的干预技术可能从营养、新陈代谢领域切入。

食物是“燃料+材料”之喻,暗示人体是一种非常特殊的进食体,是一个由小型部件组装成的马达,其正常运行依靠燃烧能量。德国医生、科普作家弗里茨·卡恩(Fritz Kahn)1926年在其插图《人体工厂》就勾勒出现代人身体的这一本质特征,他将身体描绘为一个化学工厂,食物在肠道中被分解,然后在肝脏加工,最后为肌肉供能。人体工厂内部有工人向进入肠道的食物喷洒各种酶,将碳水化合物和蛋白质分类,并传送到肝脏分配室的运输箱中,而控制室则全部位于大脑中。

卡恩关于人体工厂的构想现在已经远远落后于我们的时代了。当时德国化学工业在全球首屈一指,所以在卡恩的想象里,人类社会发展的极致是以制造业和利用化学转换提高生产力为基础的工业社会。大脑成为指挥和控制中心,而脏腑成为机器工人,只是盲目地遵照大脑的指令加工原材料,这其实反映了一个长期存在的阶级观念:把人体比照资本主义社会,资产阶级坐镇大脑控制室,而工人阶级在脏腑工厂辛苦劳作。

你以为这只是一个隐喻,一种向普通人传播科学知识的独特方式吗?其实远非如此。隐喻总是影响深远。它们塑造着人们的饮食方式,影响着食物的生产方式和价值定义,影响着有关公众健康和相关医疗方案的建议,从根本意义上说,它们形成了我们理解人类和人类社会的范畴。

我们认为食物没有能动作用,只是按照人的意愿行事,被人类控制、生产、烹饪、操纵等等,而否认它自己的目的性与自主行动的权利。就连那句有名的谚语“人如其食”,也是源于19世纪的化学想象:当时人们认为大脑富含磷酸盐,所以,缺乏磷酸盐之类的营养物质会削弱一个人批判性思维的能力。而酶作用物的唯一作用是作为身体的限制性成分。

当然,强势话语总是有其缺陷的一面,从鲜奶倡导到摄生饮食,莫不如此。但是,即使是主张“食物有生命!”的少数派观点,也揭示出人们关于食物的定向思维是——食物是一张白纸,只有人才能赋予它意义。除了迷幻蘑菇和本周流行的超级食物之外,食物几乎总是客体,而不是主体。人类吃食物,而不是食物吃人类。

至少我们是这么认为的。

这些隐喻的一个直接后果是,在科学和医学中,诸如基因工程和营养物质等主题之间存在着根本性的不对称。医生、作家悉达多·慕克吉(Siddhartha Mukherjee)最近经历了一场小手术,身体刚刚康复,他对这个问题有过思考。他说,在手术恢复过程,可以使用消炎药物和抗生素,但是无从得知什么食物能有助于伤口愈合。

其实,我们只是还没有做这方面的研究而已。我们知道如何编辑基因结构,但不能理解我们所吃食物中的基因物质。慕克吉感叹道,当今世界,分子靶向治疗都已成为现实,但科学仍然不能精确地告诉我们,何种饮食能增进癌症患者或手术恢复期病人的健康。


“食物能语,会发出暗示和信号。”


诸如此类的话题涵括着百年来关于食物、饮食和健康的观念发生改变。随着人体微生物组学的兴起,以及学界对人类肠道这个充满信息交流和感官复杂性的所在达到一种精细的了解,研究者开始理解食物、微生物、人类细胞和器官之间的各种复杂对话。一些科学家不禁想知道,代谢途径中的关键因素是否可能用于控制衰老过程。还有一些科学家在观察食物和身体细胞之间的交流,并想知道生物技术是否能模仿身体的分子技术,通过细胞膜输送药物。有研究者在测试食物的成分,以及食物在经过我们的新陈代谢过程之后产生的生化产品,如果这些研究取得成果,就可以用来调整细胞能量的用途,或帮助人体组织的修复。

因此,就“什么是食物?”这一问题,我们有了一套崭新的答案。当我们食用植物、动物和菌类时,我们吃的不仅仅是卡路里或碳水化合物、蛋白质、脂肪和维生素。所有生物都有自己的细胞和基因物质。也就是说,我们也一直在吃脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。长期以来,人们一直以为这些物质被完全分解,被用作满足人体所需的材料。对于大多数被摄取的物质来说,的确如此,但在肠道细胞相互作用的微观层面上,还有很多问题值得探究。

大多数食物(如水果和牛奶)都含有微小的胞外囊泡,其中一些被称为外吐小体,这些胞外囊泡最初可能在(如葡萄柚或奶牛的)细胞中制成。这些纳米大小,脂肪包裹的胞膜可以非常容易地进出细胞,因为它们有能力穿透脂质膜,将其携带的物质输送到细胞膜另一侧。囊泡的脂质胞膜也能保护其携带的物质顺利通过细胞间环境恶劣的区域(例如肠道)。胞膜本身可以携带关于目标的信息,即胞膜表面的蛋白质可以视为信息送达的地址,从而保证胞膜只能进入某类细胞,但不能进入其他种类的细胞。

外吐小体携带多种生物物质,但我们特别感兴趣的是参与基因调节的小分子核糖核酸。研究人员一直认为,这种小分子核糖核酸是生物用来控制自身基因表达的一种调节工具。但事实证明,来自摄入的食物及牛奶中的囊泡可以被其他生物或细胞吸收,包括生活在肠道中的细菌。

路易斯维尔大学张皇阁(Huang-Ge Zhang)研究团队最近一项以老鼠为研究对象的生姜实验,发现生姜中携带小分子核糖核酸的外吐小体能被肠道特定微生物(尤其是乳杆菌科菌种)选择性地吸收,这些微生物是在老鼠和人类体内很常见,对他们身体有益,因此经常出现在商业化益生菌中。生姜小分子核糖核酸促进了这些微生物的生长,但也引发了它们基因表达的变化。就像一个小型鲁布·戈德堡(Rube Goldberg)式机器一样,其中一个不太可能的装置会触发另一个装置,来自生姜的信号促发一种细菌酶的产生,而这种细菌酶反过来又向老鼠的肠道细胞发出信号,促使它们制造另一种分子,叫做白介素—22的细胞因子。

这种细胞因子有促进组织修复之功效。研究人员发现,它在内层黏膜的增加能改善黏膜溃疡和损伤的症状,这些症状是他们有意在作为人类结肠炎模型的老鼠身上诱发的。简而言之,摄入生姜小分子核糖核酸会触发宿主老鼠的肠道内部细菌生长和基因表达,反过来增强了老鼠的肠道完整性。


“人类塑造了自己的食物世界, 但是,我们必须更加关注食物世界如何塑造人类。”


这话可能听起来有些令人费解,事实上,解释植物、肠道微生物组和动物宿主之间关系的分子生物学本身就非常复杂。毫无疑问,随着研究的深入,我们会取得更大的研究成果。这里,我们可以给出一个简明扼要的解释:一些被摄入的基因物质并不仅仅是分解成我们所需的营养。它们还有激活和抑制肠道细菌基因的功能,其产物对吃进生姜并拥有微生物组的人体的生理机能来说非常重要。这种相互作用机制非常复杂。目前的研究认为,分子作为媒介,在摄入的食物、微生物组和进食个体本身之间传递信息。

这些发现具有很大的实际意义,因为肠道完整是消化和免疫健康的基础。所谓的“肠漏症”会让炎症或过敏物质进入组织。虽然我们还不能完全确定其中的因果链,但肠壁完整性的破坏可能既是自身免疫性疾病和慢性炎症的征兆,也可能是其诱因。就像各种身体内部屏障(如母亲和孩子之间的血脑屏障或胎盘屏障)一样,肠壁将有害物质拒之门外,同时主动和选择性地传输所需物质的能力,对人体健康来说至关重要。

这些发现也引发了相当深刻的哲学问题。正如围绕人类微生物组的许多最新研究一样,这个观点提出了一个有趣的悖论。我们需要食用来自身体外部的其他实体,以保持身体的健康边界。描绘出这些独立实体如何通过携带小分子核糖核酸的大囊泡发生密切联系的详细路径图,提高了我们对这些实体互相作用方式的理解层次。最近大家对人类食物链可能是新型病毒从动物传播到人的原因这一问题的关注,可以充分说明[Office5],人类塑造了自己的食物世界,但是,我们更要关注这些食物世界如何塑造人类。


“人们很可能会问,在离嘴或鼻子这么远的地方,这些味觉或嗅觉感受器在做什么。”


除非有合适的接收设备,否则,信号没有任何意义。肠上皮是消化道内壁的细胞层,包含分散的单一激素产生细胞,它对摄入的营养物和微生物代谢物非常敏感。这些细胞被称为肠内分泌细胞,一共约占肠道内壁的1%,是人体最大的内分泌器官。这一点让人相当诧异,而且一般人恐怕也不知道。

我们可以把它们想象成一种内部感觉器官。大多数人一般都认为感觉器官在身体表面,比如眼睛、耳朵、皮肤、舌头等。然而,现在有越来越多的证据证明,脏腑具有复杂的感觉能力。受我们所吃食物、体内微生物进一步消化之物和来自微生物的信号的影响,肠内分泌细胞能产生20多种不同的激素,其中大多数激素都有一个高深莫测的名字,如胆囊收缩素和胰高血糖素样肽—1之类。这些激素反过来作为信号,传递信息给近处的细胞、神经、到远处的组织和器官,直至大脑,告诉大脑肠道目前的状况以及如何应对。

大多数人从未听说过的肠内分泌激素,驱动着每个人都熟悉的身体感觉。从饥饿感、饱腹感、嗜睡和恶心,到更模糊的感觉状态,如胃酸或肠蠕动,影响摄食的驱动因素和反应是在感知、发出信号和校准的持续而复杂的对话中产生。

肠内分泌细胞如何“知晓”和“报告”消化道的信息?因为它们特别配备了异常敏感和高特性的感受器。感受器是对特定配体具有高度特异性的三维蛋白质结构,它释放出一系列连锁效应,比如产生激素。这些配体只适合这些感受器,就像一把钥匙只能开一把锁,这样,肠内分泌细胞上的感受器“品尝”从它们旁边落下的物质,并作为回应,产生激素来传递信息。

这些激素中的其中一部分经过一小段距离后,到达胃壁和肠粘膜神经末梢表面的另一组感受器。这些神经反过来向诸如低位脑干和下丘脑(大脑底部的一小块区域)等部位不断发送关于所吃食物的体积和成份的信号,甚至能感知诸如摄入蛋白质的氨基酸组成等细节。

人们很可能会问,在离嘴或鼻子这么远的地方,这些味觉或嗅觉感受器在做什么。科学家首先在舌头及鼻腔内的组织中发现了感受器,当然就根据它们在味觉、嗅觉甚至光探测方面的功能将它们归类。但是现在,这些感受器出现在从未被认为是感官的地方。科学家居然在肾脏、肺和脂肪等各种组织的细胞上发现了气味和味觉感受器,因此这些结构得到一个通用名称——“化学感受器”,以承认它们所发挥的广泛作用。

科学家还在这些器官表面发现,某些化学感受器专门针对细菌代谢的副产品。例如,结肠细菌产生的短链脂肪酸,作用于肾细胞,引发血压升高,这可能是因为饭后需要加快血液循环,以便在人体内输送营养。


“在这里,我们可以看到食物是由具有高度感知能力的内脏感觉器官不断摄取和解释的信息。”


这又是对人体化学工厂分解和营养模式的巨大挑战。自20世纪初,俄国生理学家伊凡·巴甫洛夫(Ivan Pavlov)发现条件反射理论以来,我们就明白,对食物的感官探测是激素反应的心理触发因素,而激素反应会刺激消化酶和其他食物成分的释放。现在我们认为脏腑器官也是感知和交流(如果无意识的话)信息的场所,需要抛弃这样陈旧的假设:人体如工厂,要正常运转,就是由一个认知的、感知的装置(大脑)决定一个愚蠢的、盲目的内部结构(身体)的各种行为。

可能有些人还不能转变以机器比喻人体的思维方式,但这些最新科学发现告诉我们,这种思维方式有可能全面崩溃。人体并不是一台机器。如果我们把进食理解为一种生命的生物化学语言,那么,在这里,我们可以看到食物是由具有高度感知能力的内脏感觉器官不断摄取和解释的信息。

如果食物在与我们对话,那么,它想我们告诉什么?有些对话是关于食物的内容或大小,但身体不停地解释食物的化学成分,可能有更有趣的功能。例如,在植物经历缺水等环境压力时,该植物必然会产生某些植物代谢物。如果人体食用该植物,这些植物代谢物可以作为信号,传递信息给细胞,使细胞偏爱某些代谢途径。

有没有可能,我们已经进化到可以通过所吃食物的生物性质来感知更宏大的环境状态,并相应地调整我们的新陈代谢方式?从更具体的角度来说,我们有没有可能利用这些信号,有意发展出一条有益于人体新陈代谢和实现长寿的路径?毕竟,现在老龄人口面临前所未有的代谢疾病,这些都是我们个人和社会所面临的紧迫问题。

现在对食物和代谢过程的重视,并不意味着我们就得赶紧购买最新上市的益生菌、芹菜汁,或者立即决定执行酮饮食。过去的一百多年来,人们对食物不够尊重,一味抬高大脑的地位,贬低脏腑的功能。现在,我们对食物和脏腑的科学认识仅仅是重新定位食物和健康之间关系的“食物革命”的开始。

最近关于将糖尿病药物二甲双胍作为抗衰老药物的争论表明,在代谢治疗领域,问题远远大于成就。人类在20世纪20年代从植物中提炼出二甲双胍,从50年代开始将其投入临床使用,目前它是世界上使用最多的糖尿病处方药物。二甲双胍可以降低肝脏中的葡萄糖生成量,对II型糖尿病有显著疗效。在老鼠等模式生物身上进行的实验,证明该药物存在长寿效应,从而激励许多非糖尿病成年人开始将其作为抗衰老疗法药物,在药品核准标示外服用二甲双胍。

但是最近,对非糖尿病成年人的研究表明,二甲双胍会抑制服用者的运动训练效果,减少肌肉细胞的线粒体呼吸,而加大运动量则需要更多的线粒体呼吸。换句话说,旨在长寿的代谢疗法(使用二甲双胍)可能与其它疗法(身体锻炼)相互矛盾。我们对这种广泛使用的药物了解还不够全面,这表明在过去的几十年中,对代谢策略及其机制的研究很大程度上不够受重视,尤其是在其与癌症遗传学和神经科学等领域的关系方面,更是如此。


“是时候承认食物在新陈代谢中的生物效力和能动作用, 而不是无用的酶作用物。”


我们对食物—身体对话和新陈代谢是一种信号和感知范畴的新发现,在理论上和技术上有着广阔的发展前景。在“进食即对话”的新模式下,我们更新了对食物的看法,认为食物是进食者身体的不同细胞沟通(也是细菌和人体的沟通)的媒介。食物、微生物、肠道、大脑和神经之间的化学交流构成了一幅别样的图景,反映出有何物知晓你进食何种食物。这也向我们提出了一个问题,即对话各方是谁。因为,不管我们喜欢与否,这些精细复杂且进化成熟的跨界交流系统现在已经深植于工业化食品世界。

是时候承认食物在新陈代谢中的生物效力和能动作用,而不是无用的酶作用物。是时候深入探究新陈代谢、衰老、睡眠和免疫之间的关系,我们知道他们的关系至关重要,但至今仍对此认识不清。如果能够做到这一点,我们就可以加深对人类进食的理解。

更多优质内容推荐

Noema
人工智能领域的应用误区
阿贝巴·比尔汉(Abeba Birhane) 等 2 位作者
Noema
人工智能需要自我解释能力
妮可·里其洛(Nicole Rigillo)
Noema
De l'Inconnu 剧院
玛拉·伊格尔(Mara Eagle)