微量元素中的“生命”興替史

付冰冰

微量元素是生物維持生命和生產(chǎn)必不可少的營養(yǎng)素之一，它們直接或間接地參與機(jī)體幾乎所有生理和生化過程，與動物生長和健康密切相關(guān)。微量元素缺乏或過量都會導(dǎo)致動物生物化學(xué)的、結(jié)構(gòu)的和功能性的病理學(xué)變化。

當(dāng)今社會對微量元素的認(rèn)識，無論是從生物種類上、微量元素形式上，還是微量元素供給量以及比例上都有巨大的變革和突破，它對生命尤其是動物的生長、繁殖、免疫、抗病等都會產(chǎn)生較大的影響。

有益的微量元素：

促進(jìn)生物個(gè)體健康的“黑騎士”

動物對微量元素利用的高低取決于其吸收狀況，而微量元素的形式是影響其吸收和利用的主要因素之一。

為此西南大學(xué)動物科技學(xué)院的研究者們設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用于研究不同來源微量元素對魚類生長、代謝和非特異性免疫力的影響。

實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究得出，氨基酸微量元素可以改善魚類的生長性能，提高非特異性免疫力，且其作用效果優(yōu)于無機(jī)微量元素，在生產(chǎn)實(shí)踐中值得推廣。

動物學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識到無機(jī)鹽形式的微量元素存在著難吸收、生物利用率低、生化功能差和對環(huán)境污染大的缺點(diǎn)。

與此同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)氨基酸微量元素具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、分子量低、易吸收、生物學(xué)效價(jià)高等特點(diǎn)之后，對于微量元素相關(guān)的研究成果就可以廣泛地應(yīng)用到畜禽飼料工業(yè)中，通過調(diào)配魚類飼料中的微量元素的形式及劑量，可以有效提高魚類的成活率，進(jìn)而提升水產(chǎn)飼養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率。

基于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的稻田淡水養(yǎng)魚模式一步步從田間地頭擴(kuò)展，逐步發(fā)展到近海大陸架漁業(yè)，從前“靠天”，如今“靠科技”，科技讓人們有效認(rèn)識自然的同時(shí)，人們也發(fā)現(xiàn)了與自然共生、和諧相處的新模式。

有害的微量元素：

生命個(gè)體健康的潛在殺手

曾經(jīng)鼎盛一時(shí)的羅馬帝國很快衰落，歷史學(xué)家給出了種種解釋，可能是多種原因作用的結(jié)果，但考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更直接的和看得見的證據(jù)，那就是鉛污染和鉛中毒。

鉛是一種價(jià)格低廉的金屬，資源分布廣泛，冶煉技術(shù)也不難，是人類最早利用的金屬之一，且在各個(gè)早期文明古國或地區(qū)都曾被冶煉和廣泛使用。

據(jù)史料記載，古羅馬人喜歡用不易生銹的鉛制作各種器皿和飲水的鉛管，婦女擦臉的粉也都是鉛制品。貴族和帝王甚至將鉛加在常吃的葡萄醬中，以除酸味并染色。

嚴(yán)重的鉛中毒不僅損壞人的健康，使人體能下降，而且破壞人的神經(jīng)中樞，使大腦皮質(zhì)興奮和抑制功能發(fā)生紊亂。但受自然科學(xué)發(fā)展的限制，當(dāng)時(shí)的古人并未意識到這一點(diǎn)。

為了研究使用各種含鉛青銅器（如烹飪器、食器、酒器、水器等）煮、盛、儲食物、酒水等，是否會導(dǎo)致食物鉛污染？商周時(shí)期上層階級長期食用這些被鉛污染的食物、酒水是否會導(dǎo)致鉛中毒？骨鉛含量（指生活性鉛接觸）與墓主人生前社會地位是否有關(guān)聯(lián)性？國際頂級考古科學(xué)期刊《Journal of Archaeological Science》記錄了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技史教授秦潁與他的團(tuán)隊(duì)。

課題組按照傳統(tǒng)范鑄工藝，根據(jù)不同鉛含量配比制作了含鉛的青銅碗，用這種青銅碗做了一系列溶鉛實(shí)驗(yàn)，用原子吸收分光光度計(jì)和原子熒光光度計(jì)對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行了鉛含量測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用含鉛青銅器煮、盛或加工食物、飲品會導(dǎo)致食物的鉛污染，尤其是烹制酸性食物、溫酒等造成的鉛污染最嚴(yán)重。

比如，用含鉛2%的青銅容器室溫下盛米酒24小時(shí)，米酒中的鉛含量就可以達(dá)到28 mg·L-1，超出發(fā)酵酒國家標(biāo)準(zhǔn)的50多倍；如果再加熱溫酒一刻鐘，可超出衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的100多倍。

那么，經(jīng)常食用這些受污染的食物是否必然導(dǎo)致不同程度的鉛中毒，接下來的工作就是尋找考古學(xué)證據(jù)。

秦潁教授告訴本刊記者，課題組對調(diào)查采樣的商周時(shí)期山西絳縣、安徽滁州市等地近年發(fā)掘的商周時(shí)期不同等級墓葬墓主、殉人、人牲等骨骼進(jìn)行了系統(tǒng)采樣和骨鉛含量分析，結(jié)果表明墓主骨鉛含量與墓葬等級（反應(yīng)生前的社會地位）呈正相關(guān)，如山西絳縣橫水墓地有5個(gè)殉人的M2158大墓，墓主顱骨鉛含量是同墓葬殉人顱骨平均鉛含量的近17倍；有4個(gè)殉人的M2036大墓，墓主指骨鉛含量是同墓葬殉人指骨平均鉛含量的7倍多；有2個(gè)殉人的M2144大墓，墓主脛骨鉛含量是同墓葬殉人脛骨平均鉛含量的10多倍。

鉛在體內(nèi)會以不溶性磷酸鉛的形式聚集在骨骼中造成骨質(zhì)疏松，商周貴族墓葬中墓主人的尸骨往往分解的很嚴(yán)重，而殉葬的人和牲畜反而保存的很好（殷商時(shí)，底層民眾更多用陶器，而不是青銅），或許也可以用貴族攝入過量的鉛來解釋。

這些高等級墓葬墓主骨鉛含量有的已和現(xiàn)在的鉛中毒患者的骨鉛含量相近。骨骼中微量元素鉛含量的檢測為我們揭示神秘而又充滿未解之謎的商周社會提供了一種科學(xué)而有效的手段。

重金屬鉛在體內(nèi)大量的富集會嚴(yán)重地傷害人的神經(jīng)系統(tǒng)，正是鉛中毒，使得殷商像羅馬帝國一樣，整個(gè)政權(quán)的高層變得傻乎乎，殷商后期一些貴族莫名其妙的荒誕行為，或許是重金屬鉛中毒的癥狀。

“你可以設(shè)想一下，鉛中毒使中國青銅時(shí)代上層階級的人數(shù)不斷減少，貴族子弟的身體素質(zhì)越來越差，生下來或年幼便夭折，甚至不孕不育；統(tǒng)治者或早逝，或萎靡不振，或性情狂亂，行為失控?！鼻貪}補(bǔ)充道，然而由于時(shí)代局限，他們卻把因鉛中毒引起的一系列生理上和精神上的疾病歸咎于“殷降大虐”、“風(fēng)水不好”等。

青銅是銅錫合金，但可能是出于鑄造工藝的原因，中國夏商周三代青銅器都含有一定量的鉛，且多數(shù)是含鉛量大于2%的鉛錫銅合金，高的可以達(dá)到百分之十幾。秦潁表示，正如溶鉛實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，用含鉛的青銅器儲、盛、溫酒都會導(dǎo)致嚴(yán)重的鉛污染。

趨利避害：

用自然科學(xué)照亮人類文明進(jìn)程

鉛中毒不光對人類的身體產(chǎn)生很大危害，對哺乳類動物同樣具有殺傷力。武漢大學(xué)曾經(jīng)做過一項(xiàng)關(guān)于鉛與小鼠的實(shí)驗(yàn)，學(xué)校實(shí)驗(yàn)動物中心工作人員為課題組提供24只健康雄性昆明小鼠 ，體重 15.1 ～ 18.7 g ，隨機(jī)分為1個(gè)對照組和3個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每組6只；分別自由飲用0，0.1 %，0.2 %，0.4 %醋酸鉛溶液。6周后處死小鼠，取生物材料進(jìn)行試驗(yàn)。

他們發(fā)現(xiàn)，如果用小鼠經(jīng)自由飲水，分別給予0，0.1%，0.2%，0.4%醋酸鉛染毒6周之后，可導(dǎo)致小鼠肝細(xì)胞和骨髓細(xì)胞DNA損傷，體內(nèi)抗氧化酶活性降低，并且這一損傷隨醋酸鉛劑量的增加體現(xiàn)越明顯。

人類對鉛和其化合物對人體組織有毒性的認(rèn)識是近現(xiàn)代的事情。國內(nèi)外對鉛毒作用的研究主要集中在中樞神經(jīng)、外周神經(jīng)、造血及腎臟方面。研究發(fā)現(xiàn)，鉛及其化合物可通過消化道、呼吸道和皮膚等途徑侵入人體，干擾血液的合成，損傷神經(jīng)系統(tǒng)和腦組織。鉛中毒還會造成死胎、流產(chǎn)、不育、嬰兒畸形和嬰兒早死，使人口大減。

在中國國家博物館從事講解工作的袁碩看來，人類歷史中的文化行為，無論是王朝更迭還是藝術(shù)創(chuàng)作，無論是禮儀祭祀還是娛樂宴飲，都有其自然科學(xué)的底層邏輯，自然科學(xué)可以照亮多遠(yuǎn)的未來，就可以照亮多遠(yuǎn)的過去。

以銅為鑒，可以正衣冠。以古為鏡，可以知興替。自然科學(xué)的研究表明，正視自然給予人類文明進(jìn)程的反饋，從中總結(jié)出顛破不破的自然規(guī)律，與自然和諧相處，在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展之間守住綠水青山，方得金山銀山，或許這正是可持續(xù)發(fā)展的終極要義。endprint