多功能肾

作者:袁越

在传统医学的语境里,肾的地位非常高,以至于补肾变成了一个庞大的产业。现代医学则认为肾就是血液的过滤器而已,一点也不神秘,不需要天天花钱去补。话虽如此,考虑到血液参与了动物体内几乎所有的生理和生化反应,肾的功能还是相当重要的,确实值得好好保护。

举例来说,2024年12月30日出版的《美国科学院院报》(PNAS)刊登的一篇论文,指出肾是高山反应的重要调节器,尼泊尔的夏尔巴人就是因为有一对好肾,这才能够成为全球登山爱好者最信任的高山向导。

这篇论文的作者来自皇家山大学(Mount Royal University),他们对比了生活在低地的尼泊尔人和夏尔巴人的肾脏功能,发现后者的肾能够迅速地调节血液的酸碱平衡,帮助夏尔巴人更好地应对海拔的提升。

原来,随着海拔的升高,空气中的氧气含量会迅速下降,一旦身体检测到了这一变化,便会自动增加通气量,加速二氧化碳的排出,这种生理反应被称为缺氧通气反应(hypoxic ventilatory response)。但在高海拔情况下,这个反应会导致血液pH值升高,其结果就是碱血症(alkalemia),严重时可以致命。夏尔巴人的肾脏比低地尼泊尔同胞更善于应对这一情况,能够迅速加大血液中碳酸根的排出速度,从而把血液pH值调节到正常水平。

从某种意义上讲,这个结果说明夏尔巴人的肾脏具备更强的记忆力,能够对此前经历过的高海拔事件做出更迅速的应对。

说到记忆力,很多人认为这是神经细胞特有的功能,但其实几乎所有的细胞都拥有某种程度的记忆力,这会帮助细胞更好地应对复杂的生存环境。但是,神经细胞的记忆功能有个非常特殊的机制,学名叫作间隔效应(spacing effect)。这个机制早在1885年就被科学家们鉴定出来了,大意是说,一个人最好把学习时间间隔开,这样更有利于记住所学内容。

举个例子,如果你有12分钟的学习时间,那么你最好把它分成四段,每次学习三分钟,休息十分钟后再学三分钟,如此这般重复三次。这样学习的效果要比连续不断地学习12分钟的效果更好。

此前的大量研究均显示只有神经细胞具备这个间隔效应,其他类型的体细胞都没有。来自纽约大学(New York University)的科学家决定挑战一下这个结论,他们设计了一个复杂而又精巧的实验,证明人工培育的胚胎肾细胞同样具备间隔效应,相关论文发表在2024年11月7日出版的《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上。

这个结果并不奇怪,因为肾脏每时每刻都会遇到各种各样的化学小分子,如果肾细胞能够对它们形成某种记忆的话,就可以帮助肾脏更好地完成血液过滤器的任务。

不过,这项实验更显著的意义在于它首次证明非神经细胞很可能和神经细胞具有相同的记忆机制。这个新的认知可以帮助科学家们更好地研究记忆功能的进化过程和分子机理,并在此基础上研制出能够提高记忆力的药物。

另外,科学家们尚不清楚除了肾细胞之外是否还有其他类型的非神经细胞具备类似的功能。如果答案是肯定的,将会帮助药理学家们设计出针对癌细胞的新药,因为此前的研究发现癌细胞是有记忆的,它们能够记住曾经面对过的化疗药物,从而降低药物的疗效。如果我们能发明出一种方法让癌细胞更健忘,兴许就能增加癌症的治愈率。 肾脏夏尔巴人