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从“月亮女神”到人体必需 人类追寻它用了200年(下)

科普小知识2022-07-22 16:07:34
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一本书接一本书。在彼得雷乌斯和他的弟子们的不懈努力下,硒的第二种同系物——乙甾醇终于问世了。许多科学家也发现了硒的魅力,并加入了硒化物研究的大军。

一位名叫瑞德的英国科学家上台了。充满韧性,他注定成为硒研究历史上一个不可分割的人物。

摧毁达尔文纪念会议的实验

瑞德是剑桥大学的助理教授。1909年的一天,他接受了波普教授的一项任务,即对硒化物进行研究,并在短期内取得一些突破。

瑞德首先在室内进行实验。几天后,同事们都被硒化物的臭味熏得浑身发臭,怨声载道。

作为最后的手段,瑞德把实验位置移到了剑桥大学实验室大楼的顶部。太好了。这里安静通风。但是几天后,校长带着一群管理人员来到楼顶,当面指责他。事实证明,剑桥大学正在广场举行会议纪念达尔文的一岁生日。会议*停止,因为它不想让一股难闻的气味随风飘来。校长和其他人跟着恶臭来到大楼的顶部,看到瑞德正在专心地做关于硒化物的研究实验。知道瑞德的行动是集中在研究上,开明的校长说了几句鼓励的话,并催促人们离开。

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英国剑桥大学(照片来源:Sina.com)

瑞德没有放弃。他把实验位置移到远离城市的沼泽地。虽然它不会影响其他人,但它很快就遇到了新的麻烦:实验中硒化物的气味吸引了“志同道合”的蚊子,而瑞特被一个袋子咬了个遍!我忍不住把自己裹起来,只露出眼睛,继续在沼泽附近的实验室里战斗。

他的努力没有白费。1930年,瑞德和他的同事制备了硒的第一种同系物——甲基硒醇。

硒对动植物的影响

硒醇是硒的有机化合物之一,包括甲基硒醇、乙基硒醇、正丙基硒醇等。在瑞德等人制备甲基硒醇后,他们相继发现甲基硒醇对癌症治疗有一定的作用。一块石头激起千层浪。世界各地的科学家对硒和硒醇进行了深入的研究,希望它们能广泛应用于各个领域。

1936年,美国柯达州的羊、牛和其他牲畜患了罕见的土壤磷病。它们的牙齿和蹄子很脆弱,发育不良。原因是当地土壤含有大量的硒,被植物吸收后进入牲畜体内,导致硒中毒。科学家已经得出结论,过量的硒对动物有害。这不是巧合。1950年,欧洲科学家发现低浓度的硒可以防止实验动物肝脏坏死,并减少营养不良引起的各种疾病。当时,西方媒体有很多报道说硒化物和硒醇被用来治疗家畜疾病。

当西方科学家正在尽最大努力研究硒的时候,在中国东部三省发生了一件事,那就是许多村民患了克山病。这种疾病的起因是10多年前在黑龙江省克山县首次发现的,因此得名。克山病作为一种病因不明的心肌病,其主要特征是心肌坏死、修复等改变,目前尚无治愈方法。解放后,在周总理的关注下,专家们从多年的研究中了解到,硒缺乏是克山病的病因之一。在中国东北的一些受影响地区,医生通过给居民补充硒有效地控制了克山病。这个案例向世界表明,人体需要适量的硒。

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克山病研究室工作人员在食盐中添加硒(图片来源:news.net)

“硒”作为最有价值物质的新解读

20世纪50年代末,科学家们逐渐了解了硒的生物学原理,并发现了它的医学价值。事实证明,硒直接参与人体内酶的代谢,硒缺乏可导致许多营养缺乏性疾病,导致肿瘤和心血管疾病的发病率增加。除了钒和铬,硒是与心血管疾病有关的最重要的微量元素。

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多年前写的论文。本文的主题是:硒是营养性肝坏死的重要保护因子。事实证明,在第二次世界大战期间,许多德国公民和士兵患有肝病。德国*要求以营养和健康研究闻名的施瓦茨解决这个问题。施瓦茨第一个发现德国病人肝脏坏死的主要原因是人体缺乏蛋白质。后来,他发现病毒性肝炎和肝硬化患者血清中硒的浓度(即血硒)远低于正常人。经过反复比较和分析,施瓦茨确定德国肝病的主要原因是硒缺乏。进一步的研究得出结论,硒与人类健康密切相关。

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施瓦茨教授肖像(图片来源:腾讯视频)

尽管施瓦茨的结论已成为硒研究的重大突破,并在硒研究史上具有里程碑意义,但由于频繁的战争和其他原因,他关于硒与人类健康的论文直到1957年才发表。为了表达对施瓦茨的尊重和纪念,设立了国际“施瓦茨”奖,以奖励在硒研究领域做出杰出贡献的科学家。中国科学家两次获得该奖项:硒与克山病的关系(1984年)和硒与肝癌的关系(1996年)。

施瓦茨的论文引起了世界各国和联合国的关注。1973年,联合国世界卫生组织(世卫组织)宣布硒是人类和动物生活中必需的微量元素。1988年,中国营养学会将硒列为每天必须摄入的15种膳食营养素之一,并建议成人每天摄入50-200微克硒。

到目前为止,有数百个国际团队致力于硒的研究,分布在30多个国家和地区。世界各地的科学家已经就硒的科学效应,特别是对人体的科学效应达成了基本共识。硒对人体既有益又有害。本发明的有益效果是:人体不能离开硒,长期缺硒会导致抵抗力下降、神经障碍、视力影响、肝炎诱发、不孕症、克山病、癌症、心血管疾病等。硒被称为“肝脏的守护神”,可以杀死90%的肝炎病毒。有害的是,过量摄入硒会导致人体中毒,临床症状有头痛、嗅觉丧失、神经过敏等。

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人体缺硒的后果(图片来源:农业网络)

最好从食物中补充硒。高蛋白食物,如海鱼、鸡蛋和猪肉,通常含硒量较高,而一些蔬菜也含硒量较高。海鱼是天然硒含量最高的食物,750克可以达到50微克。由此可见,如果儿童偏爱食物,很容易导致硒缺乏。

“硒”是最昂贵的物质。这个曾经流行的硒补充剂的口号有它自己的原因。这里的“东西”不是指一个物体,而是指动物和植物,尤其是人类。

硒作为地球上一种稀有而分散的元素,不仅对动植物,尤其是人类有着重要的影响,而且在现代工业领域也发挥着重要的作用。硒是一种优良的光电和半导体材料。它广泛用于制造光电池、激光器和镇流器,以及无线电传真和电视技术。它与人类生活密切相关。

硒在工业领域最广泛的用途是促进激光打印机的发展。20世纪70年代,科学家通过蒸发将硒附着在鼓座上,制成感光鼓,通常称为硒鼓。当碳粉盒装入打印机时,就制成了原来的激光打印机。“硒”是最昂贵的材料。稀有的原材料硒导致激光打印机价格极高,这使得它们很难进入市场。八十年代以来,由于科学技术的进步,硒鼓的原料已经从硒转变为有机光导材料,不仅降低了成本,而且减少了污染,因此在市场上很受欢迎。尽管硒鼓里没有硒或硒含量很少,但市民们已经习惯了,并仍称感光鼓为“硒鼓”,至今仍在使用。

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硒鼓(照片来源:苏宁企业采购)

从“月亮女神”到人体的基本元素,人类研究硒已经有200年了。尽管人类对硒的研究是艰难而缓慢的,但它在生理、生化等领域的独特功能已经引起了生物、制药、医疗、保健等领域科学家的极大关注。相信更多的科学家将致力于硒及其化合物的研究,为人类创造更美好的未来。

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[参考]

1.论文《神秘的克山病》可以在“巨文汇”网站上找到。

2.金灵芬,化学教学,第2期,1998。

3.论文《人们对硒科学的贡献》和《科学养生》2016年12期。

4.论文《中国硒研究成就获施瓦茨奖》,《地方病通讯》,1984年第3期。