声誉不佳的防腐剂可能有助于抵御细菌。
硝酸盐是热狗和其他肉类中的防腐剂,同时还是某些绿色蔬菜(如莴苣和菠菜)的天然成分。人们一度认为它是饮食中的祸端,因为它与胃癌有着潜在的联系。但是,现在生物学家却开始认为食用硝酸盐其实是身体固有的感染防御系统中的一部分,基于这个观点,他们开始对各种疗法进行试验。
硝酸盐(NO3-)开始受到怀疑是在1950年代,那时候研究者发现,它的一类衍生物N-亚硝胺会破坏实验鼠和农畜的DNA并引发癌症。在这之后又进行了大量流行病学研究,却基本上未发现硝酸盐的摄入与人类胃癌有何必然的联系。
有关硝酸盐正面作用的说法始于1994年,那一年,瑞典斯德哥尔摩卡罗琳斯卡学院的Jon Lundberg和英国埃克塞特市半岛医学院的Nigel Benjamin分别独立地观察到,人类的胃中容纳着大量一氧化氮气体(NO)。Lundberg和Benjamin立刻猜想,这种气体可能会杀死胃中的细菌,因为当一氧化氮通过白血球与微生物遭遇时,就会削弱它们。
问题是这种气体从何而来。一氧化氮在身体中具有几大重要功能,其中包括扩张血管的作用。为了实现这些活动,一种细胞酶(一氧化氮合成酶)会将这种气体从一种名为精氨酸的氨基酸中释放出来。一直以来,化学家还知道另一种机制:在低pH值的条件下,亚硝酸盐(NO2-)会形成氮-氧化合物的混合物,其中包括一氧化氮。口腔中的细菌会把硝酸盐转变成亚硝酸盐,当它被吞咽下时,胃中就自然而然地产生了一氧化氮。如果一氧化氮确实对胃有好处,那么以富硝酸盐唾液为食的无害细菌可能与人类有共生关系。
Benjamin的小组很快就证明了抗菌效应,他们采用的方法是将造成胃感染的细菌分别单独和与亚硝酸盐混合处理后再置于胃液中。研究者发现,尽管人们经常把胃酸看作胃抵抗入侵病菌的主要防线,但大肠杆菌、沙门氏菌及其他细菌在其中只能生存几个小时;而如果在浓度很标准的酸中加入亚硝酸盐,细菌就会在不到一小时内被杀死。随后,Lundberg及其同事从刚吞咽了硝酸盐药片者的口腔中获取唾液,将这些唾液涂在鼠胃的内表面。排列在它们胃上的粘膜将变厚、充血,而这两者都是抵御感染和溃疡的重要屏障;若使用几乎不含硝酸盐的唾液,则老鼠不显示任何变化。Benjamin还观察到,引起蛀洞的细菌在富含亚硝酸盐环境下会发生自毁作用,这一事实也促使人们进行实验确认高硝酸盐的食物能否防止蛀洞。
“我们曾经把所有这些东西都看成有毒和致癌的,但现在我们转而认为(硝酸盐)扮演着促使体内平衡的重要角色。”美国华盛顿大学的微生物学家Ferric Fang说道。
两个小组都在研究基于硝酸盐化学的抗菌疗法。Benjamin制备了一种一氧化氮膏状物,用于治疗在发展中国家常见的细菌性皮肤感染;而Lundberg在卡洛琳斯卡学院进行一项研究,想要弄清楚向口干舌燥的插管治疗病人供给唾液能否防止溃疡。研究者们还远未理解如何使用一氧化氮治疗系统感染。Fang认为:“这包含无数的生物活动,你怎样才能真正地让一氧化氮仅仅作用于病菌,而完全避免降低血压呢?我们还不知道该怎么做。”
翟丽荔/译
曾少立/校
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