元素週期表是否需要重新修訂？ | 一週科技速覽_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴（ID：fanpu2019）,阅读更多！2019-08-18 08:51
導 讀
1、問世150週年的元素週期表是否需要重新修訂？
2、肥胖、糖尿病，也有可能是腸道免疫細胞惹的禍
3、人工智能賦予武器類人智慧，可自主決定擊殺目標
4、長壽三要素：蘋果、茶和自律
5、中老年的血壓模式與其患老年痴呆症的風險相關
編輯 | 徐穎、陳航
編譯 | 徐穎、陳航
化學·材料
Chemistry & Materials
重寫元素週期表
Squeezing All Elements in the Periodic Table: Electron Configuration and Electronegativity of the Atoms under Compression
元素週期表自問世以來的150年間，一直是化學和材料科學領域研究的重要基礎工具。近期，來自瑞典查爾姆斯理工大學的Martin Rahm和諾貝爾獎得主Roald Hoffmann等共同發表了一篇新文章，為元素週期表增加了一個全新的維度（壓強），為化學和材料研究提供了一套全新的原則。目前，該文章已發表在雜誌Journal of the American Chemical Society上**[1****]**。
在高壓下，原子的性質可以發生根本性的變化，會產生具有不尋常性質的極其迷人的化學結構，並且可能發生在正常條件下不可能發生的反應。在壓力這一全新維度下，要研究的原子的新組合數之多令人難以想象 | 圖片來源：Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology
在高壓下，原子的性質可以發生根本性的變化。這項新研究表明，隨着壓力的增加，原子的電子構型和電負性會發生變化。電子構型（電子排布）是元素週期表結構的基礎，它決定了系統中不同元素屬於哪個組。電負性也是化學中的核心概念，可以視為元素週期表的第三維，它表明不同的原子吸引電子的強度。總的來説，電子構型和電負性對於理解原子如何相互作用形成不同的物質非常重要。在高壓下，通常情況下不能結合的原子可以產生新的，前所未見的具有獨特性質的化合物，一個眾所周知的例子就是如何用石墨形成鑽石。該研究便從理論上預測了元素週期表中118個元素中93個元素的性質是如何隨着壓力的變化（從0帕斯卡增加到300千兆帕斯卡）而發生變化的。
正如Martin Rahm所説**[2****]**，該研究的重大意義在於：“首先也是最重要的，我們的研究為提出新的實驗提供了令人興奮的多種可能，這些實驗可以提高目前我們對元素的理解。即使這些實驗產生的許多材料在常壓下不穩定，它們也可以讓我們深入瞭解哪些屬性和現象是可能的，此後的步驟將是找到達到相同結果的其他方法。”
[1]https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b02634
[2]https://www.chalmers.se/en/departments/chem/news/Pages/Rewriting-the-periodic-table-at-high-pressure-.aspx
腸道免疫
Gut immunity
腸道免疫細胞在肥胖相關的胰島素抵抗中發揮關鍵作用
UHN scientists discover the critical role played by gut immune cells in obesity-related insulin resistance
人體腸道微生物| 圖片來源：COLLECTIVE EVOLUTION
腸道免疫系統保護我們免受潛在的感染以及食物引發的不良反應。研究人員發現，不僅挑食會引發腸道免疫系統的削弱並導致糖尿病的發生，越來越多的研究證實，肥胖同樣如此：在肥胖發生過程中，我們的免疫系統通常會對腸道組織“滲漏”的細菌成分做出反應，並引起炎症，而這些炎症可以驅動胰島素進行“抵抗”，使人易患糖尿病。
Dan Winer博士（多倫多全科醫院（Toronto General Hospital）和多倫多健康大學網絡（University Health Network , UHN）病理系的科學家）長期以來一直對腸道在糖尿病中發揮的作用感興趣。Winer博士及其團隊近日在《自然通訊》雜誌上發表的最新研究成果，便闡明瞭高脂飲食如何影響腸道免疫系統的一個組成部分——B細胞，尤其是那些產生IgA的類羣**[1****]**。
IgA由我們的身體自然產生，對於調節腸道中的細菌至關重要。它可以作為一種防禦機制，幫助中和潛在的有害細菌（這些細菌可以利用環境變化的優勢，如消耗不均衡或高脂飲食）。而在肥胖發生過程中，腸道中能夠產生IgA抗體的B細胞水平較低。
通過研究，Dan Winer博士發現，IgA缺乏的臨牀前模型（缺乏保護性IgA）在餵食高脂肪飲食時伴隨着血糖水平的惡化。同樣，將來自這些IgA缺陷模型的腸道細菌移植到沒有腸道細菌的模型中能夠造成疾病的轉移，這證明IgA可以在飲食伴隨的肥胖中調節腸道中有害細菌的數量。另外，在肥胖的IgA缺陷模型中，小鼠腸道內的細菌在物理距離上更接近腸壁，因此更容易破壞腸壁。這些模型還存在腸壁滲漏，這導致腸道和脂肪組織出現更多的炎症，也是引起胰島素抵抗和糖尿病的重要危險因素。除此之外，研究人員通過外科減肥手術發現，在減肥手術後不久能夠看到患者糞便中IgA水平升高，表明IgA和腸道免疫系統在肥胖人羣中的重要性。
總體而言，該研究強調了高脂肪飲食、肥胖和缺乏腸道IgA這三方面因素與促進炎症和胰島素抵抗之間的緊密聯繫。腸道IgA抗體可以調節病原菌，防止“漏腸”和肥胖帶來的其他併發症，瞭解這方面知識將有助於抗擊糖尿病。
Winer博士説：“如果我們能夠增加這些產生IgA的 B細胞或它們的產物，那麼我們就可以控制腸道中的細菌類型，尤其是那些更容易與炎症和胰島素抵抗相關的細菌。（Gommerman等人在《細胞》雜誌也曾提出這種構想，以通過調節腸道菌羣治療多發性硬化症**[2****]**）” “這項工作為新的腸道免疫生物標誌物的研發以及治療肥胖及其併發症等（如胰島素抗性和II型糖尿病）提供了研究基礎。”
[1] https://www.uhn.ca/corporate/News
[2] https://www.sciencedirect.com
人工智能·武器
AI & Weapon
人工智能武器或將來臨
The US Army is developing AI missiles that find their own targets
武器可以脱離人類掌控，自行判斷並決定是否擊殺目標，這是科技的進步還是災難？不可否認的是，人工智能武器或成為第一個可自行決定誰該被殺的戰爭機器。
圖片來源：Capt. Brian Harris, 16th Combat Aviation Brigade
近期，美國陸軍的一項名為Cannon-Delivered Area Effects Munition（C-DAEM）的計劃**[1****]**，企圖利用人工智能技術製造出具有類人智慧的炮彈導彈，使用人工智能來選擇目標，這意味着該武器將不受人類監督。
該項目引發了人們的擔憂，因為該技術意味着導彈將成為一種致命的自主武器，因此，許多人正在努力嘗試禁止這種技術在武器領域的應用。
[1] https://www.newscientist.com
食品與保健
Food and Health Care
長壽三要素：蘋果、茶和自律
Apples, tea and moderation – the 3 ingredients for a long life
富含類黃酮的食物，如蘋果、茶和紅酒可降低患癌症和心臟病的風險 | 圖片來源：EDITH COWAN UNIVERSITY
埃迪斯科文大學（Edith Cowan University）近日在《自然通訊》雜誌發佈了一項最新研究成果，研究人員通過分析丹麥的飲食、癌症和健康人羣的數據，評估了23年來53,048名丹麥人的飲食情況，結果表明食用富含類黃酮的食物，如蘋果和茶，可以預防癌症和心臟病，這對吸煙者和酗酒者更為有效**[1****]**。
習慣性食用富含類黃酮（這類化合物多存在與以素食為基礎的飲食和飲料中,如水果、蔬菜、黑巧克力、茶、紅酒等）食物的人，極少死於癌症或心臟病。這項研究發現那些食用富含類黃酮食物的人死亡風險較低，對於那些因吸煙和酗酒而患有慢性疾病風險的人來説，保護效果尤其明顯。
然而，值得注意的是，攝入類黃酮並不能完全抵消因吸煙和酗酒導致的死亡風險增加。酒精攝入和吸煙都會增加炎症和血管的損壞，這會增加患一系列疾病的風險。因此，保持健康的最佳方式就是自律——戒煙和減少酒精攝入量。正如作者所説，“我們知道改變這種生活方式（戒煙戒酒）可能非常具有挑戰性，因此鼓勵人們攝入黃酮類化合物可能是一種減輕風險增加的新方法，同時我們也鼓勵人們戒煙和減少酒精攝入量。”
研究發現，每天攝入約500 mg總黃酮的參與者患癌症或心臟病死亡的風險最低。從各種不同的植物性食物和飲料中獲取不同的黃酮類化合物，是非常重要的。這一目標很容易通過飲食實現：一杯茶，一個蘋果，一個橙子，100克藍莓（藍莓可以降低血壓和減少患心血管疾病的風險）和100克西蘭花提供的多種類黃酮化合物總量即可超過500毫克。
雖然這項研究已經證實攝入類黃酮與降低死亡風險之間的聯繫，但這種保護作用的確切機制尚不清楚。目前已知黃酮類化合物具有抗炎和改善血管功能的作用，這或許可以解釋為什麼它們與降低患心臟病和癌症的風險有關。
[1] https://www.ecu.edu.au/news/latest-news/2019/08/apples-tea-and-moderation-the-3-ingredients-for-a-long-life
醫療健康
Medical Health
中老年的血壓模式與其患老年痴呆症的風險相關
Blood pressure patterns in middle-age, older adults associated with dementia risk
與具有正常血壓模式的人羣相比，在中年患有高血壓並持續至晚年以及中年時為高血壓，而在晚年變成低血壓的人羣，患有痴呆症的風險更高。
這項“觀察性研究”包括近4,800名參與者，在24年間的五次就診中，這些參與者通過測量血壓，以及詳細的神經認知評估，來評估他們是否患有痴呆症。結果表明，利用前五次的診斷結果，在第六次就診中診斷出516例新的痴呆病例。
研究作者在報告中説**[1****]**，與始終維持正常血壓的人羣相比，人羣中痴呆症風險的增加與在中年時期（54~63歲）具有高血壓（高於140/90 mm Hg或服用抗壓藥）並持續到晚年或在中年為高血壓而晚年為低血壓（低於90/60 mm Hg）這些血壓模式相關。中年高血壓兼晚年低血壓的血壓模式也與輕度認知障礙的風險增加有關。
然而，這一研究具有一定侷限性。除了一些參與者在中年時期由於血壓較高或認知能力較差退出研究外，這些參與者的地域因素也使得該結果無法推廣到其他區域。
[1] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-08/jn-bpp080819.php
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