輝格老師為野獸生活撰寫的 「食物與人類」 專欄第8期，提到了一種假說：
「海產品提供的豐富DHA，為智人大腦發育創造了條件，使得供養如此碩大的大腦成為可能。」
有不少讀者對這個說法感興趣，畢竟故老相傳，「多吃魚會變聰明」，難道是真的？
簡單的問題，往往有一個並不簡單的答案。這個答案，跟三十年來生物學上最令人激動的發現有關，是又一個科學史上的好故事。
多吃魚，吃對魚，對健康有多重要，可能超出你的預期。但我不想只是乾巴巴地告訴你，該吃哪些魚，每天吃多少，我想把這個好故事分享給你，這個故事，就從細胞膜開始說起。（時間不夠的盆友可以直接拉到底部，看該選哪些魚。）
目 錄
1 細胞膜：其實，我是個晶元
2 omega – 3: 實至名歸萬金油
3 三文魚？虹鱒魚？統統到我碗裡來
4 別買魚油了，還是省下錢去買魚吧
01
細胞膜：其實，我是個晶元
在科幻小說《三體》中，想要佔領地球的外星種族三體人，從遙遠的半人馬座發射兩個質子到地球，就鎖死了地球人的科技發展。因為他們掌握了操縱物質維度的技術，能把質子從十一維降到二維展開，在上面蝕刻電路。這樣質子就變成了「智子」，也就是具有量子效應的超級電腦。
讀過《三體》的讀者都知道，這部作品的閱讀體驗就是「震驚，震驚，震驚」。突破想像極限的腦洞一個接一個。即使是這樣，智子也是其中最迷人的腦洞之一。
但子曾經曰過，現實比虛構更精彩。想要驚掉下巴，不一定非要看科幻，讀科學史的體驗絲毫不差。比如，讀了《Biology of Belief》（中譯本《信念的力量》）之後，我的第一個想法是：擦，原來現實中真的存在「智子」的低配版，那就是我們熟悉又陌生的 —— 細胞。
質疑細胞核
問你一個問題：從事科學研究，最需要具備什麼品質？
可能有人選擇才智和天賦，有人選擇恆心和毅力。我的選擇是，勇敢。勇於質疑權威，不為看似不可撼動的經典理論所束縛，甚至勇於否定以前的自己，才能做出突破性發現。
《信念的力量》的作者，布魯斯·立頓（Bruce Lipton，對就是立頓茶包的那個立頓），細胞生物學教授，斯坦福大學醫學院研究員，無疑就是一個具有非凡勇氣的科學家。
Ph. D Bruce Lipton
《信念的力量》
半個多世紀來，從學界到普通人，普遍接受這個說法：DNA描繪了生命的藍圖，定義了我們是誰，因此，儲存DNA的細胞核是細胞最重要的組件，堪稱細胞的「大腦」。
但立頓教授說：
不對！細胞核不是細胞的「大腦」，細胞膜才是！細胞核只是細胞的「性器官」！
麵包、黃油和去核橄欖
為了方便我們這些外行了解細胞膜的結構，立頓教授用麵包、黃油和去核橄欖設計了一個道具。
細胞膜是由磷脂雙分子層構成的，磷脂分子的磷頭，是親水性的；脂尾，是疏水性的。上下層磷脂分子的脂尾靠近，形成一個脂肪層。
磷頭分開兩側，一側與細胞外液接觸，一側與細胞內的細胞質接觸。就好比一個黃油夾心三明治，兩側的麵包就是磷頭，中間的一層黃油，是脂肪層。
如果把含有染料的液體倒在這個三明治上，顯然，染料可以滲透麵包層，卻滲不進脂肪層。好比血液中的一些營養物質，拿葡萄糖分子來說吧，它們是親水性的，所以不能穿過細胞膜的脂肪層進入細胞內部。回想一下，最後葡萄糖是怎麼進入細胞的呢？
是鑲嵌在黃油上的去核橄欖發揮了作用。它形成了一個通道，染料可以經這個通道穿過脂肪層。細胞膜上也鑲嵌著各種各樣的「去核橄欖」，比如我們熟悉的胰島素受體，為攜帶葡萄糖的胰島素開闢一條通道，使血液中的葡萄糖能進入細胞內部。
細胞膜上的「去核橄欖」，叫做整合膜蛋白。除了受體（receptor）外，還有一種膜蛋白叫做效應器（effector）。
受體不是通用的。胰島素受體不能給雌激素打開通道，多巴胺受體也不會給血清素打開通道。一個蘿蔔一個坑，一把鑰匙開一把鎖。
效應器的作用也各不相同。比如轉運蛋白，是送快遞的，幫忙把親水性的化合物，比如葡萄糖、氨基酸、離子、藥物等，從細胞膜外運輸到細胞膜內；細胞骨架蛋白，是做教練的，可以調節細胞的形狀，控制細胞運動；還有酶，是搞基建的，拆拆建建，負責分解或合成分子。
這些受體和效應器，形成了一種「刺激 – 反饋」機制。如果把細胞看成一個獨立的生物體，受體相當於它的感官神經，效應器相當於運動神經。一個細胞膜上有成千上萬個膜蛋白，它們協同工作，根據外界環境信號的刺激來 決策 細胞應該做出怎樣的反應。
對一個生物體來說，這該是哪個器官的職責？毫無疑問，是大腦。
反觀細胞核中的DNA，確實指導蛋白質（包括受體和反應器這些膜蛋白）的合成，但是並不能控制細胞的活動。轉錄，複製，新的蛋白質生成，細胞分裂 —— 這個功能，確實類似子宮。
細胞分裂
如果細胞膜被破壞，細胞會凋亡。甚至只是某些膜蛋白失靈，這個細胞的活動就不再正常，比如胰島素抵抗，就是胰島素受體失靈的結果。如果把細胞核移出呢？無核的細胞仍然能進行生命活動，只是不再分裂生殖罷了。
那細胞膜「大腦」是如何工作的呢？注意，故事的高潮部分就要來了。
1985，加勒比海邊的頓悟
科學發現有時候依賴「頓悟」，立頓教授也經歷過自己的「天啟」時刻。
1985年，立頓教授在一個加勒比海島上的醫學院教生物學。某一天的凌晨兩點，他翻閱自己多年來關於細胞膜的生物學、化學筆記，思考著困擾已久的問題 —— 細胞膜究竟是如何處理信號的。
立頓教授注意到，磷脂分子排列得像接受檢閱的衛隊一樣整齊。在化學上，如果一個結構的分子排列很規則，形成重複的圖形，這個結構就叫做晶體。除了堅硬的固態晶體，比如鑽石、鹽，還有液態晶體，比如用來製造液晶顯示屏的晶體。
大家都看過閱兵式。雖然每個士兵都單獨行動，但他們排列得如此整齊，即使在拐彎的時候也能保持完美的隊形。細胞膜的磷脂分子也類似，即使流體膜在動態地改變形狀，磷脂分子的排列方式也沒有改變。於是，立頓教授寫下第一點：
細胞膜是液晶。
接著，他又想到，如果只有磷脂分子，就像只有麵包和黃油的三明治，染料不能通過黃油層，這是一種非導體。但是在黃油裡安上去核橄欖後，也就是細胞膜上有了膜蛋白後，營養物質就可以在受體和轉運蛋白的幫助下進入細胞內部，細胞內的一些代謝廢物也可以排出，於是，立頓教授寫下第二點：
細胞膜是半導體。
再進一步。膜蛋白中的受體就像一道「門」，而某類效應器，比如轉運蛋白，其實是「通道」。於是，第三點：
細胞膜包含 「門」 和 「通道」 。
立頓教授回顧了自己對細胞膜的三點描述，綜合起來是：
The membrane is a liquid crystal semiconductor with gates and channels.
細胞膜是一種包含 「門」 和 「通道」 的液晶半導體。
盯著自己寫下的這句話，立頓教授覺得好像在哪兒看到過。是哪裡呢？他的目光掃過書桌，掃過自己的第一台電腦 —— 1984 年蘋果公司發售的首款Mac電腦，電腦旁是一本說明書《了解你的微處理器》。一個念頭閃過，立頓博士翻到對電腦晶元的定義，書上赫然寫著：
A chip is a crystal semiconductor with gates and channels.
晶元是一種包含 「門」 和 「通道」 的晶體半導體。
細胞膜和晶元具有相同的結構！每個細胞就是一個微微微型電腦！
在凌晨的加勒比海島，立頓教授獨自消化著自己這個驚人的發現。那一刻，讓我想起《三體》中的葉文潔發現太陽是個信號放大器的時刻，想起羅輯發現了宇宙至高秘密黑暗森林法則的時刻。不同的是，這個時刻在歷史上真實存在過，是人類運用理性窺見了自然奧秘的又一高光時刻。
12年後，一項發表在《自然》上的實驗證實了立頓教授的猜想【1】。近二十年來，對細胞膜和膜蛋白的研究已經發展成為一個生物學的重要分支：細胞信號轉導。一個著名的應用就是研製抗癌靶向藥物。
02
omega - 3：實至名歸萬金油
不是在講為什麼要吃海魚嗎？繞這麼一大圈，跟吃海魚有什麼關係呢？
因為海魚富含 omega-3 多不飽和脂肪酸。除了輝格老師提到的DHA，還有EPA。人體不能自行產生 omega-3 脂肪酸，所以這是一種必需脂肪酸。
omega-3 脂肪酸恰好是細胞膜的重要成分，尤其在大腦、心肌和視網膜的細胞膜中，omega-3 脂肪酸佔比達到 30% 以上（還有約50%是蛋白質）。了解了立頓教授的發現，你已經知道，細胞膜才是細胞的大腦，負責對環境信號做出反饋。
所以，omega-3 神通廣大，研究 omega-3 影響大腦、心臟、眼睛和炎性疾病的論文，都一抓一大把，畢竟無論哪個器官說到底都是細胞構成的。
抗擊慢性炎症
和 omega-3 一樣，omega-6 也是一種必需脂肪酸，尤其是花生四烯酸，能夠催化血栓素、攝護腺素等化合物。這些化合物能活化白細胞和血小板，誘導支氣管收縮等，這本來是好功能。
但是現代的食用油絕大部分屬於種子油，含有過多omega-6 脂肪酸。Omega-6 和omega -3 合理的攝入比例不應該超過 5:1，而現代人的攝入比例高於 20:1。
這升高了身體的慢性炎症水準，哮喘、類風濕關節炎和動脈粥狀硬化等炎性疾病的發病率持續上升。
Omega-3 可以在細胞膜上取代花生四烯酸，與它競爭產生血栓素等化合物的酶，干擾花生四烯酸的代謝，這正是 omega-3 的核心抗炎作用【2】。
調節膜蛋白功能
比如一種叫做視紫紅質的視網膜蛋白，在富含 omega-3 的細胞膜中更有效。
另一個例子，是 omega-3 能抑製心肌細胞膜上鈉、鈣離子受體蛋白的活性，這可以在一定程度上阻止心率失常，對冠心病可能引發的猝死有保護作用【2】。
越來越多的研究表明，omega-3 影響著健康的各個方面【3】：
◆ 促進嬰兒大腦生長和發育。孕婦攝入充足的 omega-3，有益於孩子的智力發育，能夠降低 ADHD，自閉症和腦癱的風險。
◆ 有益心臟健康。攝入充足的 omega-3 可以降低 15-30％ 甘油三酯；可以降血壓，提高 HDL 載脂蛋白水準；可以防止血小板聚集，有助於防止血栓的形成；幫助保持動脈平滑，修復動脈損傷，防止硬化動脈斑塊形成。
◆ 防止大腦老化。幫助大腦形成更多的灰質，即處理資訊、記憶和情緒的腦組織；這能預防年老造成的認知功能衰退，降低阿茨海默症患病風險降低。
◆ 保護眼睛。能降低黃斑變性風險，黃斑變性是造成永久性眼損傷和失明的主要原因之一。
03
三文魚？虹鱒魚？統統到我碗裡來
2016年發表的一項研究，通過檢測各主要國家人口血液中的 omega-3 脂肪酸的含量，繪製出一幅全球 omega-3 攝入水準地圖【4】。
綠色：高；黃色：居中；橙色：低；
紅色：極低；灰色：尚無統計
結果顯示，只有居住在日本、格陵蘭島、斯堪的納維亞等少數沿海地區的人，攝入了較多的 omega-3 脂肪酸。中國人的攝入水準是「低」。
這項研究發出警告，omega-3 攝入不足，是全球慢性病發病率持續走高的因素之一。
Omega-3 的食物來源不多，亞麻籽、核桃含有一些 ALA 形式的 omega-3，但是在人體中的轉化率不到 5%。草飼的牛羊肉、雞肉、雞蛋，一些海藻中含有少量的DHA和EPA。最優質的來源還是富含脂肪的海魚。
FDA推薦標準
NIH推薦標準
每天應攝入 650 毫克 EPA 和DHA，其中不少於 215 毫克應該來自於 DHA
NIH: 美國國立衛生院
FDA: 美國食品藥品監督局
雖然前段時間因為虹鱒魚被劃為三文魚鬧得沸沸揚揚，但是虹鱒魚的 omega-3 含量還是可以噠，注意做熟了再吃就行啦。此外，三文魚、沙丁魚、青魚的 omega-3 含量也很高，推薦食用。
按照每 100 克中 omega-3 含量從高到低排列
04
別買魚油了，省下錢買魚吧
看到這兒啦？相信你對文章開頭的問題，「多吃魚會不會變聰明」已經心裡有數。
不過，大多數人並沒有住在沿海地區，海魚可能不好買，吃魚油補劑看上去是一個方便的選擇。
遺憾的是，omega-3 是一種極不穩定，極易氧化的油脂，經過加工提取後，絕大多數魚油補劑的效果遠遜於直接吃海魚。有多項研究表明【5】【6】，吃魚油補劑的效果跟安慰劑沒差別，也就是說，吃魚油並無卵用。
所以，還是省下買魚油的錢直接吃魚吧。怕麻煩可以選金槍魚和沙丁魚罐頭，周末有空了給自己和家人做點兒新鮮海魚，美味又健康。
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參考文獻
1. Cornell BA, et al., "A biosensor that uses ion-channel switches", Nature. 1997 Jun 5;387(6633):580-2.
Marc E. Surette, "The science behind dietary omega-3 fatty acids", CMAJ. 2008 Jan 15; 178(2): 177–180.
3. Mahabaleshwar V. Hegde, Anand Arvind Zanwar and Sharad P. Adekar, "Omega-3 Fatty Acids: Keys to Nutritional Health", Springer International Publishing Switzerland 2016
4. Ken D.Stark et al., "Global survey of the omega-3 fatty acids, docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid in the blood stream of healthy adults", Progress in Lipid Research Volume 63, July 2016, Pages 132-152
5. Theingi Aung et al., "Associations of Omega-3 Fatty Acid Supplement Use With Cardiovascular Disease Risks Meta-analysis of 10 Trials Involving 77 917 Individuals", JAMA Cardiol. 2018;3(3):225-234
6. https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1804989
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