他鄉(xiāng)真的難以適應(yīng),這已經(jīng)刻在你的基因里了 微量元素影響人體適應(yīng)性!20世紀30年代,一種奇怪的疾病出現(xiàn)在我國黑龍江省的克山縣。這種病最容易在寒冬的農(nóng)村暴發(fā),患者會突然感到胸口難受、手腳冰涼,還會口吐黃水。最嚴重的情況下,發(fā)病幾小時內(nèi),患者就會離世。從東三省開始,這種疾病曾成為我國十幾個省份農(nóng)村地區(qū)的夢魘。因為最先在克山縣發(fā)現(xiàn),因此這種疾病被命名為“克山病”。從癥狀來看,克山病表現(xiàn)出的是心臟相關(guān)的癥狀,患者的心臟無法有效工作,導(dǎo)致患者缺血、缺氧、代謝障礙,并且很快伴隨著重要臟器的損傷。
這種怪病似乎會在居民間蔓延,有時一整戶人家會在幾天內(nèi)因克山病全部離世,有時即使是健康的人,在病區(qū)居住幾個月后也會患病。而只要搬離病區(qū),就不太會有患病風(fēng)險。直到20世紀70年代,我國科學(xué)家經(jīng)過十多年的努力,終于發(fā)現(xiàn)克山病與一種微量元素——硒元素的缺乏有關(guān)。在我國,克山病主要集中在東北到西南的一條狹長的低硒地帶。從1976年開始,補充硒元素預(yù)防克山病的措施陸續(xù)在全國各個重病區(qū)推廣,克山病的發(fā)病率逐年下降。基于我國科學(xué)家對硒與克山病關(guān)系的研究成果,1990年,世界衛(wèi)生組織(WHO)將硒明確列入了“人體必需的微量元素”一類。
我們現(xiàn)在已經(jīng)知道,硒在人體中主要以和蛋白質(zhì)結(jié)合的形式存在,其中最重要的一種是谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx),硒替代了其中的半胱氨酸中的硫。當GPx遇到了對人體有害的過氧化物,硒就能發(fā)揮作用,將有害的過氧化物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的氧化產(chǎn)物。即使硒如此重要,但攝入量也不能過多。世界衛(wèi)生組織(WHO)下屬的一個小組建議成年男性和女性平均每日攝入26μg和30μg硒,最多不要超過400μg。超過這個數(shù)量,硒中毒可能會影響正常的生理功能,長期過量攝入可能導(dǎo)致死亡。
硒其實是展現(xiàn)營養(yǎng)素對我們身體重要性的一個鮮明案例。我們身體所需的營養(yǎng)物質(zhì),除了提供能量的宏量營養(yǎng)素(碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪),還有一類需求量極小但作用至關(guān)重要的“微量營養(yǎng)素”。它們是維生素和礦物質(zhì)的總稱,包括鐵、鋅、碘、硒、鎂等。事實上,這些元素都是體內(nèi)酶、激素和多種關(guān)鍵分子的核心成分,負責(zé)調(diào)節(jié)新陳代謝、免疫系統(tǒng)和認知功能。它們都和硒一樣,猶如機器中的精密零件,雖小卻不可或缺。從根本上說,微量元素來自地球上的巖石與土壤。植物從土壤中吸收這些元素,食草動物通過吃植物富集它們,再通過食物鏈層層傳導(dǎo)給人類。因此,一個地區(qū)土壤中的元素豐度,直接決定了當?shù)仫嬍硞鹘y(tǒng)的“營養(yǎng)底色”。
科學(xué)家提出了一個大膽的猜想:在長達數(shù)萬年的人類演化史中,這種來自土地的、持續(xù)存在的選擇壓力,已經(jīng)悄然“改造”了不同地區(qū)人群的基因。2025年9月,一篇發(fā)表在《美國人類遺傳學(xué)雜志》上的研究為這個猜想提供了迄今最全面的證據(jù)。研究團隊對全球40個不同人群的基因組數(shù)據(jù)進行了深入分析,重點關(guān)注了與13種關(guān)鍵礦物質(zhì)代謝、吸收和轉(zhuǎn)運相關(guān)的276個基因。研究結(jié)果清晰地表明:人類確實為了適應(yīng)當?shù)赝寥赖奈⒘吭厮蕉l(fā)生了演化。
最突出的證據(jù)來自瑪雅人,他們生活在中美洲的熱帶雨林中。碘是人體合成甲狀腺素必需的微量元素,長期缺碘可以引發(fā)甲狀腺腫大。但由于常年的雨水沖刷,這里的碘元素極其貧瘠。研究者發(fā)現(xiàn)在瑪雅人群中,與碘調(diào)節(jié)或代謝相關(guān)的基因存在明顯突變的證據(jù)。同樣,對生活在非洲中部缺碘的雨林環(huán)境中的姆布提人(Mbuti)和比亞卡人(Biaka)的研究發(fā)現(xiàn),他們與碘有關(guān)的甲狀腺受體基因上也存在突變。并且他們和瑪雅人一樣,身材普遍矮小。2009年的一項研究提出,姆布提人和比亞卡人的矮小身材可能源于對低碘環(huán)境的適應(yīng),這是因為甲狀腺素與人體生長發(fā)育有關(guān)。而在相鄰的Ituri森林中生活的班圖族人雖然身高更高,但他們患上甲狀腺腫大的概率也明顯更高。這也說明,瑪雅人、姆布提人和比亞卡人或許已經(jīng)獲得了對缺碘環(huán)境的適應(yīng)能力。
與資源匱乏的情況類似,這種適應(yīng)同樣也會發(fā)生在資源過剩的地區(qū)。在南亞的布拉灰人(Brahui)中,研究團隊檢測到了對兩種鎂吸收相關(guān)基因的強烈選擇信號——他們生活的地區(qū)土壤中鎂含量異常豐富。研究團隊推測,這兩種基因的突變或許可以使當?shù)厝嗣馐苕V中毒的危害。有時,對于同一種基因,研究者也能看到不同的選擇方向。在2015年的一項研究中,研究團隊發(fā)現(xiàn),鋅轉(zhuǎn)運蛋白基因——這是負責(zé)調(diào)控細胞內(nèi)鋅濃度的基因——在東亞人群和非洲人群中分別存在兩種不同的突變:在其中一個堿基的位置, 96.4%的東亞人都是腺嘌呤(A),而92%的非洲人群都是鳥嘌呤(G)。這種基因突變的出現(xiàn)頻率似乎與土壤和作物中鋅元素的含量密切相關(guān),東亞人似乎已經(jīng)演化出了對缺鋅環(huán)境一定程度的適應(yīng)能力。
這項研究最終發(fā)現(xiàn),對于調(diào)查涉及的每一種礦物質(zhì),研究團隊都在至少一個人群的基因中發(fā)現(xiàn)了適應(yīng)性的證據(jù)。這些微量元素在全球范圍內(nèi)的影響清晰可見。也就是說,在歷史上,每種微量營養(yǎng)素都可能在特定時期、特定人群中推動了人類演化的腳步。
理解不同人群的遺傳背景,有助于我們更精確地識別哪些群體會面臨更高的營養(yǎng)素缺乏或過量風(fēng)險。過去的評估認為全球約有20億人遭受微量營養(yǎng)素缺乏的困擾,但最新的研究指出,這個數(shù)字被嚴重低估了。數(shù)據(jù)顯示,全球高達二分之一的學(xué)齡前兒童和三分之二的育齡婦女正面臨至少一種微量營養(yǎng)素的缺乏。希望隨著更多研究的開展,這些發(fā)現(xiàn)最終能為未來的公共衛(wèi)生決策提供參考依據(jù)。當我們說一方水土養(yǎng)一方人的時候,其實也包含了不同地區(qū)的營養(yǎng)素豐度差異?;氐焦释?,不僅是回到熟悉的風(fēng)景和親人身邊,或許也是讓我們的身體和基因回到那個最適應(yīng)的環(huán)境中。