书城科普读物元素精英(科学新知丛书)
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第10章 古今怪病之谜(2)

痴呆透析

除了弱智这一不幸病变外,痴呆常和老年联系在一起。所谓老小孩、小小孩,指的是人到老年后特有的弱呆现象。1999年是国际老人年。据统计,我国60岁以上的老者已有1.2亿,到2000年将达1.3亿,已超过老年社会60或65岁以上人口占总人口数7%的规定,也和许多发达国家一样进入老年型国家。老年人自己,他们的儿孙乃至全社会都渴望人们老年时代生活幸福,不但是长寿,而是在晚年都保持强健的生活自理能力,明达的智力和旺盛的精力。然而有相当多的老年人会得老年性痴呆症,患者表现出语言障碍、定向困难(分不清东南西北)、肌阵挛、癫痫发作、幻觉、傻笑等,一般出现症状后6~8个月死亡。并不是所有老年人都会这样的。何谓老年?生物学家尚无“老”的定义。我国古籍有50为艾、60曰耆、70称老、80耋、90耄、百岁为“期颐”或称“天年、”120岁为寿的说法。有许多卓越人物,在耋耄之年仍以其卓越的智慧,为社会作出杰出贡献;也有许多普通人,虽在天年,仍能从事平凡的劳动,保持良好的生活习性,造福家庭和后代。

然而,老年痴呆症毕竟是客观存在的。1976年医学界在研究了大量病例后,发现患者脑、肌肉和骨组织中铝含量高,特别是脑灰质中的铝量高出任何对照,为正常人的4~6倍。因而认为,这种痴呆可能是铝中毒。这样,就把微量元素铝推到了作案的前台。人们又想起酸雨地区,池塘和湖泊中鱼翻白死亡也和铝有关;因为当pH<;5.6时,特别当pH为4以下,土壤、岩石中的铝溶解成Al(OH)2+或Al(OH)+2释出,容易被鱼体吸收而中毒,从而使它又罪加一等。

早在1970年就已有报道,慢性肾功能衰竭患者呈现高铝血症;1972年文献提出这些肾病患者间断性地进行血浆透析治疗后,就得到致命危险的代谢脑病,称为“透析脑病”或“透析痴呆”,也就是病灶从肾向脑转移。以下是铝对神经失调和痴呆影响的诸多记录:关岛居民的肌(肉)萎缩侧束硬化和帕金森氏病与铝密切相关,在高发区的饮用水内含有高浓度的铝和低浓度的钙、镁,钙、镁缺乏所引起的继发性甲状腺机能亢进可使铝肠道吸收加多,增进了在中枢神经上的沉积,随后此病症高发;铝是亚尔森墨氏症的元凶,此症的特点是呈现神经组织病变和老年斑,已发现铝和硅排列在常有淀粉样核的老年斑核心的中心区域,形成“硅铝酸盐岩石”。铝的摄入还导致骨的中毒,临床症状的病理性骨折、骨痛以及近关节肌痛,而且用维生素D治疗无效;铝对造血系统也有毒性,铝致脑病和骨软化的患者常发生小红细胞低色素性贫血症,但并不缺铁。铝毒性虽然是从尿毒症患者开始发现的,但近年来已证实,即使肾功能正常者受铝污染或口服铝制剂也会形成铝超载而中毒。

微量元素铝的摄入是导致痴呆的原因之一,那么怎么防止呢?由于多数天然铝化合物难溶于水,在天然水系的常规pH下,铝成为氢氧化物沉淀,所以饮用水、植物、动物和人体组织中的铝含量都不高,不致中毒,久未引起重视,因而尚未见有关铝的标准。但从20世纪70年代报道了铝与痴呆症的关系以来,人们有点“谈铝色变”了,因为铝进入人体的渠道实在不少,其中日用钢精锅用得最频,可能出的问题也最大,需要认真对待,以堵住危害。

钢精锅实即铝锅,导热性好,适于煮饭烧水,但亦有用来炒菜的。通常铝制炊、食具表面有一层致密的氧化物膜,对弱酸、弱碱及水呈惰性。例如用铝锅煮沸pH为3的柠檬酸溶液10分钟,溶出的铝仅0.2毫克/升,不构成毒害。1986年在英国著名的杂志《自然》上有一篇论文指出茶水中含铝高,这是由于当含氟量大约〔(70~150)×10-6〕的茶叶,用铝锅煮制,形成氟铝络合物。实验指出,当氟含量为l毫克/升(这是自来水中的正常浓度)时,用柠檬酸调成pH为3溶液,在铝器中煮沸10分钟,即溶出200毫克/升铝,为无氟时的1000倍。将西红柿(每250毫升50克)放在铝锅中于上述氟量时烹制10分钟,可溶出150毫克/升铝,超过通常饮用水铝量100倍。并且铝显示毒性的pH约为4,此时铝以二羟铝络离子存在。西红柿中的维生素C,糖醋鱼块中的醋都呈酸性,均加重铝的溶出,故不宜用铝器烹制。对铝与痴呆关系的研究丰富了烹饪化学。

矮友福音

1958年在伊朗锡拉兹地区美国医生普纳塞德发现了一群侏儒症患者,除了生长发育迟缓、身材矮小(医学上通常将身高在1.40米以上为正常,1.00米以下为侏儒,1.00~1.40米间为矮个)外,还有严重的贫血、生殖腺功能不足、皮肤粗糙而干燥、嗜睡和食土癖(几乎每天吃到1磅土)。这是一种奇特而典型的病例,于20世纪60年代初作了正式报道,表明医生已作了详尽的科学考察。任何科学论文特别是一种新型病症的报告,都是作者们以极其严肃的、可靠的、负责任的态度精心完成的。不论是一项成功的研究或是一项错误的揭示,都是对人类知识宝库的贡献,都是珍贵的创造精神的弘扬,都是前无古人后启来者的。没有创新就没有科学。普纳塞德的报告对这种“伊朗村病”作了详细分析。他首先研究了食物的情况,人们不是常说“病从口入”吗。这里的人以面包为主食,动物性蛋白摄入极少。起初他考虑病因主要是贫血,通过补铁贫血确实得到了矫治,但怎样解释生长阻滞与睾丸萎缩呢?聪明的医生想到了历史上没有任何“劣迹”的微量元素锌。于是他让病人口服一定量的硫酸锌,奇迹发生了,病人的各种症状得到了显著改善。但是有意思的是,注射硫酸锌,不论是肌肉注射或是静脉点滴输液,作用却不明显。

普纳塞德的报告引起社会的广泛兴趣。对中东地区的面包分析表明,在城中食用的经过发酵和乡村地区未经发酵的面包都含有大约30毫克/千克的锌,但前者含的能与锌结合成难溶复合物的6-磷酸肌醇较少(约为后者的一半),对锌的吸收影响也小,而后者则不是这样。这是“乡村病”患者缺锌的主要原因。

进一步的研究表明,由于锌是许多酶的组分,因此缺锌的影响是多方面的,后果也极严重。锌的缺乏影响蛋白质合成、激素分泌以及细胞分裂;特别是直接或间接地抑制原始软骨细胞的分裂,妨碍软骨组织的成熟和骨细胞性变过程的正常进行和分化,进而影响细胞的矿化和成骨细胞的激化。人群调查和动物实验显示,当锌摄入不足时,虽然有时并无明显临床症状,但却影响生长发育。例如,孕妇锌供应不足(血锌值低),新生儿一般体重较小。学龄前儿童锌营养状况与生长发育关系特别密切。通常锌势态好者,发育较佳;锌营养状况不良者,发育等级也较低下。锌对脑及智力发育作用重大,在第三部分“智能之源”中已提到,这里还应强调的是,锌对于脑中蛋白质及核酸合成都是必需的,缺锌时脑组织DNA合成比其他器官受累更为显著。

矮人村在我国也有,也许更为奇特。位于四川省中部的资中县东南约60千米处的一个偏僻的山旮旯里的阳鸣村,自20世纪30年代以来“矮人辈出”,几十年下来,现今全村男女100多人身高均为40~80厘米。他们刚出生时生长发育完全正常,奇怪的是就在5~6岁间却永久地停止了生长。此外,在该村中央,一些生长在田间地头的农作物也长不高;相反,在远离此几百米处却草木茂盛。另外,虽然本村人全矮,但一山之隔的邻村,却无一矮人。原因何在?原来在村庄的中央,有一口20世纪20年代打的古井,几十年来村民一直饮用此井水。因此,提出了对此水的质疑。省、市、县有关水文、地矿检查部门专程多次对矮人村饮用水源的水质作了深入的检测化验,证实水质中钙、磷及各种微量元素奇缺,对人体的生长发育有很大的影响,这口井的水极有可能是导致村民长不高的元凶。这个事实说明饮用水质的极大重要性,而目前社会上流行的“纯净水”,品牌甚多,质地如何,实值得忧虑。现在我们再回到普纳塞德的硫酸锌是否对四川矮人村病也灵验呢?就是补锌,方式也得讲究。1977年在世界著名的《科学》杂志上曾有一篇权威论文谈及人乳和牛乳的不同营养效果,其中就涉及锌的服用形式。人乳中的锌系与小分子量配体如氨基酸结合,它有利于锌的吸收,所以婴儿很少患由于缺锌引起的肠原性肢端皮炎;牛乳中锌含量虽较人乳高,但大部分锌与高分子蛋白质配体结合而不易吸收,只喂牛乳仍不能满足锌的生理需要及维持代谢平衡。断母奶改喂牛奶的婴儿,易得上述皮炎。现在来看,母乳可能更有利婴儿的长高、智力发展及全面体质改善,与锌的吸收有关。

肠病性肢端皮炎是一种致命的、异常染色体隐性的遗传疾病,主要在婴儿中发生,并在母乳喂养停止后急剧发展。病征是在皮肤上有进展性的肢端、口腔、肛门及生殖器部位的大脓胞皮炎,同时伴有甲沟炎和秃发;眼部出现眼睑炎、结膜炎、畏光、角膜浑浊;胃肠道紊乱严重,包括慢性腹泻、吸收异常、脂漏;神经症状是暴躁、震颤和偶发性小脑失调。这些病人通常生长滞缓和生殖腺功能不足。直到1974年才明确此皮炎与缺锌有关,近年来找出其病因在于胃肠道吸收锌功能异常。以锌剂治疗后,基本病征消失,80%以上的患者一次性补锌即可痊愈而基本不复发。

地方奇病

发生在某一定特定地区,同一定的自然环境有密切关系的疾病叫地方病。通常由特定微量元素失衡引起,在一定地区内流行年代比较久远,而且有一定数量的患者表现出共同的甚至是奇异的病征。常见的有地氟病、地方性克汀病、克山病、大骨节病等。

地氟病指地方性氟中毒,是在世界范围内广泛流行的古老病症,其基本病征是氟斑牙和氟骨症。氟斑牙也叫氟斑釉或氟牙症,表现为牙面无光泽,粗糙似粉笔。也有的牙面呈黄褐色甚至黑色;还有的牙缺损,牙釉质损坏脱落。出生于高氟地区的8~15岁儿童,如氟斑牙患者在30%以上,即可定为地氟病区;小说《镜花缘》中有黑齿国者,当属此无疑。患氟斑牙、有关节痛和功能障碍表现的人,经X射线检查有骨质硬化等症状,而且尿氟量高于正常值,即可诊断为地方性氟骨症。

患者除关节痛外,还可能出现骨骼改变、关节畸形甚至造成残废。

第四部分的“主族栋梁”中已提到氟是人体必需元素之一,通常每人日需1.0~1.5毫克氟,主要来自饮水。饮水中含氟量如低于0.5毫克/升,儿童龋齿患病率增高;如为0.5~1.0毫克/升,龋齿和氟斑牙患病率都最低;如在1.5毫克/升以上,氟斑牙患病率随含氟量增加而上升;如在4.0毫克/升以上则出现氟骨症。过量的氟在体内与钙结合成氟化钙,使人体内的钙、磷代谢平衡受到破坏,血钙因而降低,导致溶骨细胞活性增强,促进溶骨作用和骨的吸收;形成的氟化钙沉积于骨骼和软组织中,并使牙冠钙化不全,牙釉质受损,妨碍齿的钙化。氟离子与钙、镁等离子结合,使一些需要这些离子的酶(如骨磷化酶)的活性受到抑制,从而促进氟中毒的发生。

地氟病的预防主要是降低水中含氟量,其治疗大多使用钙剂。钙不仅可调节体内的钙、磷代谢平衡,而且氟和钙有很强的亲和力,在消化道内氟可直接与钙结合成氟化钙排出体外。铝盐和硼盐都能与氟成络合物而尿排。20世纪70年代中印度学者提出用蛇纹石(镁硅酸盐)治疗氟中毒,这种民间矿物药能使尿排氟量增加2~3倍,并能解除患者疼痛,改善关节功能。

在前面多处提到微量元素碘(第二部分“健康挚友”,第三部分“智能之源”,第四部分“主族栋梁”),它的过度缺盈都会导致一种地方性甲状腺肿的世界性怪病。同时,在该病流行区还会出现一种先天性地方病叫地方性克汀病,这种病危害胎儿和婴幼儿。如他们在发育期缺碘,导致甲状腺素缺乏,引起大脑、神经、骨骼和肌肉等发育迟缓或停滞。主要病征是呆小、聋哑、瘫痪,“克汀”(Cretin)的拉丁文原意就是呆小。这种病在1614年首次报告自意大利阿尔卑斯山区的观察,一旦形成就很难治愈,成为家庭和社会的负担。全世界至少有0.6亿患者,我国贵州省都匀县凯酉乡属重度缺碘地区,克汀病发生率相当高。据1980年的报道,在1964个18岁以下的受检人员中,有克汀病256例,患者年龄最大的15岁,患病率为13.0%;在29个村民小组中有26个发现有克汀病,其中有一个组患病率高达37.2%。1993年我国制定了2000年实现消除碘缺乏病的规划;1995年5月5日举行了隆重的宣传日活动,在当年实现全民食盐加碘,以推进20世纪末的庄严承诺。

与地方性甲状腺肿和地方性克汀病由碘引起互为兄弟一样,人们把克山病和大骨节病由硒引起连称姊妹。克山病是一种以心肌坏死为主要症状的地方病,因1935年最早出现在我国黑龙江省克山县而得名,患者发病急,死亡率很高。大骨节病是一种原因未明的地方性变形性骨关节病,主要发生于少儿,其基本病征是关节疼痛、增粗、关节畸形、软骨变性与坏死,最终瘫痪和残废。两者病区重叠。在克山病病区环境与居民体内缺硒的研究中,发现使用亚硒酸钠取得明显治疗和预防效果,揭示了硒缺乏是其发病的基本因素,从而启发人们考虑大骨节病与微量元素硒之间的联系,并开始试用亚硒酸钠防治该病。在整个20世纪70年代,我国科学工作者在对全国20个省、市和自治区200多个克山病区和非病区进行深入的内、外环境调查以后,在病区进行大面积口服亚硒酸钠防病的实验观察,发现:在服硒的36603个儿童中,仅21人发病,其中3人死亡,1人转为慢型;而服安慰剂对照组的9430儿童中,106人发病,其中53人死亡,5人转为慢型。在大骨节病的重发区,持续投硒6年后,手部X-射线检查表明,3~10岁儿童健康率从57.7%上升为96%。截止于1979年,全国各病区服硒人群达142万;而至1983年,全国已有1500余万病区人口坚持实行服硒预防。经统计学方法严格处理后确认,亚硒酸钠是目前防治克山病和大骨节病这对难姊难妹地方病最有效的药物。这是世界上首次将硒作为群体性预防药物大规模应用于人类,是我国科学界对微量元素研究的重大贡献,也是社会主义制度能够集中人力和财力办大事,在较短期间和广大范围内取得优异成绩的生动体现。