血液的故事——色香味、血型与灵药？

血可能是最具神秘色彩的人体组织，暗红的液体有时象征着生命，有时代表了罪恶。在对血液缺乏科学认知的年月，血液被古人赋予了太多非理性色彩。在无数的妖魔传说中，人血仿佛是人间第一等的补药，吸血鬼就是其中的代表，这一依靠吸食人血的种族，不但外形英俊，还几乎是长生不死的。中国的民间也流传着“一滴血十碗饭”、“一滴血十滴精”的说法，提醒人们血液是多么宝贵。我们说孩子是父母的骨血，血甚至等同于了生命。某些传统医学理论中人血还可以作药。这些朴素的思想有迷信色彩，也反映了人类很早就意识到血液的重要性。

对于现代的人们，血液既熟悉又陌生。伤口流血、看病验血甚至输血都是稀松平常之事，但除非专门去研究，我们对血液的认知又是寥寥。今天小氘就带领大家科学地认识血液，看一看血液的故事。

【血液的色与味】

大银幕上血浆飞溅可以极大刺激观影者的感官。当然，这些只不过是血液的替代品。我们可以用化学和一点点生物学知识解释血液的颜色和味道。

我们最熟悉的可能是血液颜色的来源——血红蛋白。这是红细胞含有的一种蛋白，使我们的血液能够携带氧气。它还能以碳铵血红素的形式携带一部分二氧化碳，尽管人体大部分的二氧化碳是以碳酸氢根离子的形式排泄的。

血液的红色来源于血红蛋白的二级单元。每四个二级单元都与一个血红素组以多肽链相连。这些血红素组与铁离子结合，吸收特定波长的光，使血液呈现深红色。不过并非所有物种的血液都是红色的，根据携带氧气的蛋白不同，还有绿色、蓝色甚至紫色的血液。

有不少人疑惑为什么我们的静脉隔着皮肤看是蓝色的，翻遍所有生物课本，静脉示意图基本都是蓝色。

我们当然知道血液是红的，只是动脉血为鲜红色，静脉血为暗红色。静脉呈现蓝色是光线与血液、皮肤共同作用的结果。红光比蓝光更容易穿透皮肤组织，而去氧血液比含氧血液吸收了更多的红光，就导致了静脉变成了蓝色（Applied Optics, 1996, 10.1364/AO.35.001151）。

血红蛋白还能解释血液在体外的颜色变化。如果你小心弄破皮肤流血，就能观察到血液变干后是深褐色的，这是由于血红蛋白二级单元中的铁从二价氧化成了三价。

如果你不甚咬破舌头，将会尝到血液的味道——某种金属味儿。血液的独特味道部分来自于血红蛋白中的铁，部分来自它与一些脂肪分子反应产生的特殊化学物质。

这些化学物质中比较有代表性的是1-烯-3-辛酮，它具有类似于蘑菇的金属味芳香。当你的皮肤接触金属时就会产生这种物质，所以那种独特的味道其实并不来自金属，而是来自你自己的皮肤（Angewandte Chemie, 2006, 10.1002/anie.200602100）。

舔钱币时的金属味就来自于1-烯-3-辛酮

血液的金属味则是来自一种特殊的化合物，反式-4,5-环氧-(E)-2-烯癸醛，就是它吸引了肉食动物的注意。2014年的一项研究中，研究者用这种化合物、鲜血、水果香精和无臭物质浸泡木头，用不同的肉食动物做了测试，发现肉食动物对于反式-4,5-环氧-(E)-2-烯癸醛的反应与面对鲜血时一样（PLOS One, 2014, 10.1371/journal.pone.0112694）。

吸引嗜血杀手的血腥味可能就来自于反式-4,5-环氧-(E)-2-烯癸醛

【血型系统】

尽管每个人的血液都是红色并散发金属气味，不同人的血液却是千差万别的。这种差别就是血型。实际存在的血型非常多（国际输血学会确认为35种），但我们一般用以下两套血型系统。

第一种就是大名鼎鼎的ABO血型系统。一个人可能具有A型、B型、O型或AB型血。这一分类方法依据的是红细胞的表面抗原，抗原是一些糖蛋白物质，它们的种类决定了血型。

A型血有A抗原，B型血有B抗原，AB型血兼有AB两种抗原，而O型血则两者全无。我们自己血液里的抗原不会被免疫系统识别，而一旦输入的血液含异于自身的抗原，则会触发排异反应。因而输血时血型匹配是先决条件。

O型血人群被称为万能供血者，因为O型血的红细胞不含有A或B抗原，可以输给任意血型的人。而AB型血人群被称为万能受血者，他们的红细胞含有AB两种抗原，输入任一种或两种抗原都不会引发排异。

血型还可以被称为阳性（如A+）或阴性（A-）。它取决于是否有Rh抗原，在输血前同样要匹配好。Rh阳性血不能输给Rh阴性血，而Rh阳性血可以接受阳性或阴性血。不同血型的人群分布截然不同，O+血型人群最多，高达42%，而AB-血型人群仅有0.5%，因此AB-型血被称为“熊猫血”。

血液是宝贵的医疗资源。美国每天需要将近20000升输血，全美38%的人口可以献血，但只有10%的人口献过（中国的比例更低），显然不能满足输血需求。合成血液应运而生。除了含有常规的水、盐分和血清蛋白，还有来自深海蠕虫的蚯蚓血红蛋白。目前合成血液正在临床测试阶段。

血型并非是不改变的，早在20世纪80年代就有人证明了用某些酶可以破坏红细胞上的B抗原，使处理后的血液能够安全地输给异种血型受血者，但那时的处理成本太高，无法用于临床。

幸运的是，去年来自英属哥伦比亚大学（University of British Columbia）的小组利用“定向进化”技术，从一个起始酶开始，经过多次突变筛选过程，最终找到了一种能高效破坏AB两种抗原的酶（相关阅读：我们都是万能输血者：化学手段解决血型匹配难题）。不过这项工作还没结束，目前的酶还不能将所有的AB抗原破坏，要知道人体的免疫系统有时非常敏感。

【血液的迷信与科学】

关于血液的古老迷信在现代科学的进攻下已经毁灭殆尽，但穿上科学外衣的新迷信却正在扩大影响，血型人格理论就是其中的典型代表。血型决定人格的理论在日本颇为流行，甚至会影响婚姻、就业等人生大事，小氘不在这里过多评论这一无稽之谈，但随着科学的进展，血液对人的影响确认逐步揭示，确实早已不止是运送氧气那么简单了。

2014年美国一项研究表明，AB血型的人可能比其他血型的人在晚年更容易出现记忆力衰退。AB型是最罕见的血型，大约只有4%的美国人是AB血型。这项研究发现AB血型的人出现思考和记忆问题的概率比其他血型人群高82%，这类问题很可能导致痴呆。具有认知损伤的被试者中有6%是AB血型，这一比例高于普遍人群中AB血型人群的比率（4%）。研究人员还调查了第八因子血浓度，这种蛋白质可以帮助血液凝结。高浓度的第八因子与高风险的认知损伤和痴呆之间存在相关性。在这项研究中具有较高浓度第八因子的被试者出现思考和记忆问题的可能性比具有较低浓度这类蛋白质的人群要高24%。而AB血型的人群比其他血型的人群具有更高的第八因子浓度（Neurology. 2014, 10.1212/WNL.0000000000000844）。

关注X-MOL的朋友应该还记得年轻老鼠的血液使衰老老鼠“返老还童”的报道（相关阅读：“返老还童”蛋白，到底存不存在？），这一现代科学版的吸血鬼故事有可能颠覆人类对于血液的认知，甚至解决衰老问题。哈佛团队与反对者间都有各自的证据，针锋相对，互不相让。其原理显然还有待进一步的研究，衰老是系统性的变化过程，因而GDF11蛋白很可能不是唯一的影响因子。小氘认为在已有证据基础上，血液对衰老的影响值得期待。

关于血液疾病和血液中生物标记物的内容过于庞杂，以后有机会再专门写吧。

血液如此的复杂又如此的重要，它奔腾不息，串联全身，期待化学家、生物学家、医学家从不同的角度继续深入研究血液，为人类带来健康保障。

（本文由 氘氘斋 供稿）