第十三章 透過狹小的窗子
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生物學家喬治·瓦爾德曾經把自己的一個研究專題——眼睛的視覺色素比作“一個狹小的窗戶，從遠處看，隻能看到一絲光亮。
當你走近它的時候，看到的景象就愈加開闊，直到最後你貼近窗戶時，看到的就是整個宇宙”。
的确是這樣，我們首先應該關注人體的細胞，然後是細胞的微型結構，最後是結構内分子之間的相互作用。
隻有這樣做，我們才能理解将化學品引入人體内部環境的嚴重而深遠的影響。
醫學研究最近才開始關注單個細胞産生能量的功能，這種能量是生命存在必不可少的因素。
人體産生能量的機制不僅關乎健康，而且關系到所有生命——它的重要性超過了最重要的器官，因為沒有正常有效、釋放能量的氧化作用，身體各部分機能就不能正常運行。
然而，用于對付昆蟲、齧齒類動物、雜草的化學品卻可以直接破壞這一系統，擾亂其完美運行的機制。
幫助我們認識細胞氧化的研究是生物學和生物化學領域最令人驚歎的成就之一。
作出貢獻的研究者中包括很多諾貝爾獎獲得者。
在前人研究的基礎上，這項研究一步一步地進行了二三十年。
即使如此，仍有一些細節沒有完成。
而且，我們是在過去的10年才把各種研究整合到一起，使生物氧化成了生物學基礎知識的一部分。
更重要的是，在1950年之前接受基本訓練的醫務人員并沒有機會了解生物氧化的重要性和破壞生物氧化的後果。
生産能量的過程不是在某一器官中完成，而是在身體的每一個細胞裡進行。
一個活細胞，就像一團火焰，通過燃燒燃料為生命提供能量。
這一類比詩意有餘，精确不足，因為細胞“燃燒”的溫度與正常體溫相當。
然而，正是億萬個默默燃燒的小火苗點燃了生命之火。
“一旦它們停止燃燒，心跳就會停止，植物再不能抵抗重力向上生長，變形蟲不會再遊動，神經會失去知覺，智慧不會再在大腦中閃現”，化學家尤金·拉比諾維奇說。
細胞中物質向能量的轉換是一個不斷流動的過程，像一個永遠轉動的輪子，是自然循環的一種。
葡萄糖形式的碳水化合物燃料一粒一粒、一個分子又一個分子地進入這個輪子；在循環過程中，燃料分子會經過破裂以及一系列微小的化學變化。
這些變化都是有序進行的，一步接着一步，每一步都由一種專門的酶指引和控制着。
每一步生産能量的同時，也會産生廢物（二氧化碳和水），經轉化的燃料分子會進入下一個階段。
當這個輪子轉滿一圈後，燃料分子已經耗盡而進入一種新的狀态，準備着與新的分子結合，開始新的一輪循環。
細胞像一個化學工廠一樣工作的過程是生命世界的一個奇迹。
發揮作用都是極微小的部分，使這個過程平添了幾分神奇。
一般情況下細胞都很小，用顯微鏡才能看得到。
但是，氧化過程是在一個更小的地方完成的，細胞内的這個顆粒叫作線粒體。
雖然人們知道這種線粒體已經有60多年，但是過去它們都被當作未知的細胞元素，不知道它的重要作用。
直到20世紀50年代，線粒體的研究才活躍起來，并取得了豐碩的成果。
這一領域突然得到衆多關注，5年内有1000篇論文發表。
人們再一次對人類非凡的創造力和解開線粒體之謎的耐心感到敬畏。
試想一下，這麼小的顆粒，即使用顯微鏡放大300倍也看不到。
現在竟然有技術可以分離這種顆粒，并把它拆分，分析其構成，确定它們極其複雜的功能，真是令人難以想象。
這一切都是電子顯微鏡和生化學家高超技術的功勞。
現在我們知道，線粒體是一個個微小的酶包裹體，是包含氧化過程所需的各種酶的混合體，這些酶精确而有序地排列在線粒體的壁和隔層上。
線粒體就像一個“動力室”，大部分的能量生産反應都在這裡發生。
氧化的初步環節在細胞質中完成後，燃料分子就進入線粒體。
氧化過程就在這裡完成，大量的能量也是從這裡釋放的。
如果不是為了如此重要的結果，線粒體中氧化作用不停轉動的輪子就失去其意義。
氧化循環每一階段産生的能量通常被生物學家稱作ATP（三磷酸腺酐），一種包含三種磷酸鹽的分子。
ATP之所以能提供能量，是因為ATP可以将其所含的一種磷酸鹽轉化成其他物質，在此過程中電子來回高速運動産生能量。
因此，在肌肉細胞中，當末端的一組磷酸鹽輸送至收縮肌肉時，收縮的能量就産生了。
接着，産生另一個循環——循環之中的循環：ATP分子送出一組磷酸鹽，保留剩餘兩種，生成二磷酸鹽分子ADP。
随着輪子繼續轉動，另外一種磷酸鹽又會補充進來，于是ATP得到恢複。
這就像我們使用的蓄電池一樣，ATP是充滿電的電池，ADP
當你走近它的時候，看到的景象就愈加開闊，直到最後你貼近窗戶時，看到的就是整個宇宙”。
的确是這樣，我們首先應該關注人體的細胞，然後是細胞的微型結構，最後是結構内分子之間的相互作用。
隻有這樣做，我們才能理解将化學品引入人體内部環境的嚴重而深遠的影響。
醫學研究最近才開始關注單個細胞産生能量的功能，這種能量是生命存在必不可少的因素。
人體産生能量的機制不僅關乎健康，而且關系到所有生命——它的重要性超過了最重要的器官，因為沒有正常有效、釋放能量的氧化作用，身體各部分機能就不能正常運行。
然而，用于對付昆蟲、齧齒類動物、雜草的化學品卻可以直接破壞這一系統，擾亂其完美運行的機制。
幫助我們認識細胞氧化的研究是生物學和生物化學領域最令人驚歎的成就之一。
作出貢獻的研究者中包括很多諾貝爾獎獲得者。
在前人研究的基礎上，這項研究一步一步地進行了二三十年。
即使如此，仍有一些細節沒有完成。
而且，我們是在過去的10年才把各種研究整合到一起，使生物氧化成了生物學基礎知識的一部分。
更重要的是，在1950年之前接受基本訓練的醫務人員并沒有機會了解生物氧化的重要性和破壞生物氧化的後果。
生産能量的過程不是在某一器官中完成，而是在身體的每一個細胞裡進行。
一個活細胞，就像一團火焰，通過燃燒燃料為生命提供能量。
這一類比詩意有餘，精确不足，因為細胞“燃燒”的溫度與正常體溫相當。
然而，正是億萬個默默燃燒的小火苗點燃了生命之火。
“一旦它們停止燃燒，心跳就會停止，植物再不能抵抗重力向上生長，變形蟲不會再遊動，神經會失去知覺，智慧不會再在大腦中閃現”，化學家尤金·拉比諾維奇說。
細胞中物質向能量的轉換是一個不斷流動的過程，像一個永遠轉動的輪子，是自然循環的一種。
葡萄糖形式的碳水化合物燃料一粒一粒、一個分子又一個分子地進入這個輪子；在循環過程中，燃料分子會經過破裂以及一系列微小的化學變化。
這些變化都是有序進行的，一步接着一步，每一步都由一種專門的酶指引和控制着。
每一步生産能量的同時，也會産生廢物（二氧化碳和水），經轉化的燃料分子會進入下一個階段。
當這個輪子轉滿一圈後，燃料分子已經耗盡而進入一種新的狀态，準備着與新的分子結合，開始新的一輪循環。
細胞像一個化學工廠一樣工作的過程是生命世界的一個奇迹。
發揮作用都是極微小的部分，使這個過程平添了幾分神奇。
一般情況下細胞都很小，用顯微鏡才能看得到。
但是，氧化過程是在一個更小的地方完成的，細胞内的這個顆粒叫作線粒體。
雖然人們知道這種線粒體已經有60多年，但是過去它們都被當作未知的細胞元素，不知道它的重要作用。
直到20世紀50年代，線粒體的研究才活躍起來，并取得了豐碩的成果。
這一領域突然得到衆多關注，5年内有1000篇論文發表。
人們再一次對人類非凡的創造力和解開線粒體之謎的耐心感到敬畏。
試想一下，這麼小的顆粒，即使用顯微鏡放大300倍也看不到。
現在竟然有技術可以分離這種顆粒，并把它拆分，分析其構成，确定它們極其複雜的功能，真是令人難以想象。
這一切都是電子顯微鏡和生化學家高超技術的功勞。
現在我們知道，線粒體是一個個微小的酶包裹體，是包含氧化過程所需的各種酶的混合體，這些酶精确而有序地排列在線粒體的壁和隔層上。
線粒體就像一個“動力室”，大部分的能量生産反應都在這裡發生。
氧化的初步環節在細胞質中完成後，燃料分子就進入線粒體。
氧化過程就在這裡完成，大量的能量也是從這裡釋放的。
如果不是為了如此重要的結果，線粒體中氧化作用不停轉動的輪子就失去其意義。
氧化循環每一階段産生的能量通常被生物學家稱作ATP（三磷酸腺酐），一種包含三種磷酸鹽的分子。
ATP之所以能提供能量，是因為ATP可以将其所含的一種磷酸鹽轉化成其他物質，在此過程中電子來回高速運動産生能量。
因此，在肌肉細胞中，當末端的一組磷酸鹽輸送至收縮肌肉時，收縮的能量就産生了。
接着，産生另一個循環——循環之中的循環：ATP分子送出一組磷酸鹽，保留剩餘兩種，生成二磷酸鹽分子ADP。
随着輪子繼續轉動，另外一種磷酸鹽又會補充進來，于是ATP得到恢複。
這就像我們使用的蓄電池一樣，ATP是充滿電的電池，ADP