从“月亮女神”到人体必需 人类追寻它用了200年(下)

作者:魏德勇来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-09-05

​天天吵着补硒,你知道科学家们为发现和研究硒吃了多少苦吗?

书接上集。话说在贝采里乌斯及其徒子徒孙的不懈努力下,硒的第二个同系物乙硒醇终于问世了。许多科学工作者也发现了硒的魅力,纷纷加入到研究硒化物的大军。

一位名叫瑞德的英国科学家上场。充满韧劲的他,注定成为硒研究史上绕不开的人物。

破坏达尔文纪念大会的实验

瑞德是英国剑桥大学泡普教授的助教。1909年的一天,他接到泡普教授的一个任务,即进行硒化物的研究并在短期内有所突破。

瑞德先在室内进行实验。没过几天,同事们都被硒化物的臭气熏到,抱怨连天。

不得已,瑞德把实验阵地搬到剑桥大学实验楼的楼顶。这下可好,既安静,又通风。可没过几天,校长带着一堆管理人员来到楼顶,当面指责他。原来,剑桥大学正在广场召开达尔文诞辰一周年纪念大会,不想一股臭气顺风而至,大会被迫停止。校长等人循着臭气找到楼顶,见瑞德正专心致志地做着关于硒化物的研究实验。开明的校长知道瑞德此举是专注研究,便说了几句鼓励的话带人匆匆离去。

英国剑桥大学(图片来源:新浪网)

英国剑桥大学(图片来源:新浪网)

瑞德没有放弃,他又把实验阵地移到远离市区的沼泽地边。虽然不会影响别人,但很快就遇到了新的麻烦:实验中硒化物的气味招来了“臭味相投”的蚊虫 ,瑞德被咬得全身是包!没办法只能把自己包得严严实实的,只露出两只眼睛,继续在沼泽地边的实验室奋战。

他的付出没有白费。1930年,瑞德与同行一起制备出硒的第一个同系物——甲硒醇。

硒对动植物的影响

硒醇是硒的有机化合物之一,包括甲硒醇、乙硒醇、正丙硒醇等。瑞德等人制备出甲硒醇后,又相继发现甲硒醇对治疗癌症有一定作用。一石激起千层浪,世界各国的科学家都对硒元素及硒醇展开深入研究,以期其在各领域得到广泛运用。

1936年,美国科达他州的羊、牛等牲畜患上罕见的土磷病。它们的牙齿、四蹄等发软,发育不良。原因是当地的土壤中含有大量的硒,硒被植物吸收后再进入牲畜身体,从而引起硒中毒。科学家们得出结论:过量的硒对动物有害。无独有偶。1950年,欧洲科学家发现低浓度的硒能防止实验动物的肝坏死,减少各种因营养不良引起的病症。一时间,西方媒体出现不少用硒化物及硒醇治疗家畜疾病的报道。

西方科学家全力研究硒元素的同时,我国东三省发生了一件事,就是许多村民患上了克山病。这种病因十多年前在黑龙江克山县被首次发现而得名。作为病因不明的心肌病,克山病的症状主要表现为心肌的坏死、修复等改变,一直没找到治病的方法。解放后,在周总理的关注下,专家经过多年研究得知,克山病的诱因之一就是缺硒。医生们通过对东北部分患病区域的居民进行补硒治疗,克山病得到有效控制。此案例向世界初步表明,人体需要适量的硒元素。

克山病研究室的工作人员给食盐加硒(图片来源:新闻网)

克山病研究室的工作人员给食盐加硒(图片来源:新闻网)

物以“硒”为贵的新解

上世纪五十年代后期,科学家们逐渐弄清了硒的生物原理,发现了它的医学价值。原来,硒直接参加人体里酶的代谢,缺硒可引起许多营养缺乏病的发生,致使肿瘤和心血管病发病率提高。与心血管病有关的微量元素除了钒、铬外,最主要的就是硒。

1957年5月17日,美国生物化学家克劳斯·施瓦茨发表了一篇十余年前撰写的论文,论文主题为:硒是营养性肝坏死的重要保护因子。原来,二战期间,许多德国市民和士兵患上肝病,德国政府请以研究营养健康闻名的施瓦茨来解决问题。施瓦茨最先发现引起德国病人肝脏坏死的主要原因是人体缺乏蛋白质,后来弄清病毒性肝炎和肝硬化患者的血清里硒的浓度(即血硒)比正常人低很多。经过反复对比、分析,施瓦茨确定德国人患肝病的主要原因是缺硒,进一步研究得出结论,硒与人体健康息息相关。

施瓦茨教授画像(图片来源:腾讯视频)

施瓦茨教授画像(图片来源:腾讯视频)

虽然施瓦茨的结论成为硒元素研究的重大突破,在硒研究史上有着里程碑的意义,但由于战争频发等原因,他撰写的关于硒与人体健康的论文直到1957年才发表。为了表示对施瓦茨的尊敬和纪念,国际上设立“施瓦茨”奖,奖励那些在硒研究领域中做出杰出贡献的科学家们。中国科学家曾两次获得此奖:硒与克山病的关系(1984年)、硒与肝癌的关系(1996年)。

施瓦茨的论文引起世界各国及联合国的重视。1973年,联合国世界卫生组织(WHO)宣布硒是人和动物生命必需的微量元素。1988年,中国营养学会把硒列为15种每日必须摄入的膳食营养素之一,建议成人每天摄入硒50—200微克。

时至今日,国际上专注于硒元素研究的团队达上百个,分布在三十多个国家和地区。世界各国科学家对硒的科学作用,尤其是对人体的影响基本达成共识。硒对人体来说既有益又有害。有益之处在于,人体不能离开硒,长期缺硒会导致抵抗力下降、神经紊乱,影响视力,诱发肝炎、不孕症、克山病、癌症、心血管疾病等。硒被誉为“肝脏的守护神”,能杀死90%的肝炎病毒。有害之处在于,过量摄于硒会导致人体中毒,临床症状为头疼、丧失嗅觉、神经过敏等。

人体缺硒的后果(图片来源:农业网)

人体缺硒的后果(图片来源:农业网)

补硒最好从食物中来,海鱼、鸡蛋、猪肉等高蛋白质食物中硒含量一般较高,另外某些蔬菜中的硒含量也较高。海鱼是自然硒含量最高的食物,750克海鱼含硒量可达50微克。由此可得,小孩如果偏食的话,很容易导致缺硒。

物以“硒”为贵。这句曾经较流行的补硒宣传语自有一定道理。这里的“物”,不是指物体,而是指动植物尤其是人类。

作为地球上的稀散元素,硒不但对动植物尤其是人类产生重要影响外,还在现代工业领域大显身手。硒是优良的光电和半导体材料,大量应用在光电管、激光器、镇流器的制造和无线电传真、电视技术上,与人类的生活息息相关。

硒在工业领域最广泛的用途,莫过于推动激光打印机的发展。上世纪七十年代,科学家通过蒸镀把硒附在鼓基上,制成感光鼓,俗称硒鼓。硒鼓装进打印机,就制成原始的激光打印机。物以“硒”为贵,稀有的原材硒导致激光打印机售价奇高,很难走向市场。八十年代以来,由于科技的进步,硒鼓原材由硒改为有机光导材料,这样既减少了成本,又让污染变小,所以很受市场欢迎。虽然硒鼓里没有硒或含极少量的硒,但市民都习以为常,还是叫感光鼓为“硒鼓”,沿用至今。

硒鼓(图片来源:苏宁企业购)

硒鼓(图片来源:苏宁企业购)

从“月亮女神”到人体必需元素,人类研究硒元素用了整整200年。虽然人类对硒的研究工作艰难而缓慢,但它在生理、生化等方面的独特功能已引起生物、药学、医疗、保健等领域的科学工作者的高度重视,相信为了人类更好的未来,定会有更多的科学工作者会投身到硒及其化合物的研究中。

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【参考资料】

1、 论文《神秘的“克山病”》,见“聚文荟”网站。

2、 论文《从贝采里乌斯发现硒说起》,作者金灵芬,《化学教学》1998年第2期。

3、 论文《为硒科学做出贡献的人们》,《科学养生》2016年12期。

4、 论文《我国硒研究成果荣获“施瓦茨奖”》, 《地方病通讯》1984年03期。


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