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中含有的其他物质 决定的。任何溶解在水中的物质都会影响液态水形成六角形固体冰 晶的能力。举例来说，一般情况下，富含盐的海水在℃结冰，而不是在纯水冰点的0℃；人们冰箱里的伏特加，通常其体积的40％是酒精，而这些酒精对结冰具有很大的影响，当温度降至 …29℃左右时，伏特加才会结冰。即使是大多数的天然水也不会正好在0℃时结冰，因为它们通常都含有一些矿物质或其他杂质，从而降低了冰点。
和酒精一样，糖也是一种天然的防冻剂。溶液中含糖量越高， 冰点就越低。（深谙含糖量和结冰间关系的食用化学家们正在开发 一种无糖的半固体饮料。在常规的半固体饮料中，人们利用糖控制 饮料的固液状态，防止液体完全结冰。因此，在尝试生产无糖半固 体饮料时，必须控制饮料的固液状态，减少无糖冰块的产生。根据 最近的报道，经过20年的努力，研究团队已经将人工甜味剂和木糖醇结合，开发出了一种新型的减肥半固体饮料。）因此当霜冻征兆出现后，葡萄排除水分，从两个方面保全了自己：首先是减少了 水容量；其次是提高了剩余水中的糖浓度。通过这两点，葡萄就能 抵御更低的温度而不至于结冰。
减少水分应对寒冷？这听起来甚为耳熟，不就如同遇冷排尿吗？糖含量高的现象，我们不也似曾相识吗？但当我们回到糖尿病 之前，我们还得到动物王国转一圈。
神奇林蛙的启发（1）
在寒冷的环境中也有生机勃勃的动物世界。一些两栖动物如牛 蛙，在湖泊或河流的底层度过寒冷的冬季；庞大的南极鳕在冰层下 自由自在地游泳，它们的血液中含有抗冻蛋白质，能够吸附冰晶 体，抑制冰晶继续生长；在南极表层，毛毛虫在…51℃的环境中生 活14年后才能羽化，而蝴蝶只能在夕阳下翩翩起舞数周。
但是世上没有一种动物比小小的林蛙更加让人叹为观止的。
林蛙是一种约5厘米长的小精灵，它们的面部仿佛戴着一张黑色的面具，只露出眼睛，形似电影里的佐罗。从格鲁吉亚北部一直到阿拉斯加，包括北极圈北部都能找到这种小动物。早春的夜晚，你可以听到它们交配的叫声，好像小鸭子的声音一样。但直到冬去春来，你都不会再听到林蛙的叫声，因为整个冬天林蛙都处于冬眠状态。本来凡是冬眠的哺乳动物，都需要靠一层厚厚的脂肪保温并 提供能量，而林蛙却并非如此，它们是完全进入冷冻状态。它们将 自己埋在3～5厘米厚的树枝或树叶下面，从此进入假死状态，就 如同泰德·威廉姆斯希望艾克实验室做到的那样。而这种现象似乎只能在科幻小说中才能看到。
林蛙被冻得僵硬如尸。
如果在冬天，你步行时不小心踢到了一只林蛙，一定会认为它 已经死了。林蛙完全冻结后，所有的生命活动都会随之停止——没有心跳，没有呼吸，也没有可检测到的脑部活动。它的眼睛睁得老大，全身僵硬，异常惨白。 但如果你安营扎寨，待到次年春暖花开时，你就会发现小林蛙开始不紧不慢地收起了它的伪装。林蛙解冻后几分钟，伴随着体温 的升高，其心跳也开始神奇地恢复，同时开始进行呼吸；眨眼几次 以后，它的眼睛也恢复了颜色；它伸伸腿，坐起来。不久，它便开 始四处活动，寻亲访友，并踏上了追逐爱人的浪漫之旅，如同什么事情也没有发生过一样。
最了解林蛙的人莫过于加拿大渥太华的化学家肯施·多瑞了，他和妻子珍妮特从20世纪80年代初期便开始研究林蛙。有一次， 当他的同事在收集用于研究的林蛙时，意外地将其留在了车厢里， 此时正好遇上霜冻。当肯施·多瑞早上醒来时，林蛙已经被冻成冰 了。你可以想象一下，当多瑞在实验室把这些小东西解冻后，发现 它们又活蹦乱跳时的目瞪口呆状。
多瑞立刻被这一现象所吸引。他当时正着迷于活体组织的低温 冷冻技术，这种需要付出高昂代价的方法是为了试图冷冻一些权 贵，以便他们在未来医学发达之时能得到起死复生，因此低温冷冻技术自诞生之日起就备受抨击。但是在医学领域，低温冷冻技术大 有用武之地。其中，人们在生殖医学方面已经取得了革命性突破， 已经可以通过冷冻的方式保存卵子和精子了。
下一步的目标是如何保存人体器官，以方便移植。如果这个目 标成功的话，那么必将是医学领域的一个巨大突破，由此每年将会 挽救成千上万的生命。当时，人体肾脏仅能在体外保存两天，而心 脏只有数小时。因此，器官移植很大程度上是在与时间赛跑，允许 医生为病人找到最好的供体器官，并将其带回手术室的时间非常有限。在美国，每天都有十余人因为没有及时得到器官移植而死亡。如果供体器官可以冷冻贮存，并在需要的时候恢复活性进行移植，那么手术的成功率定将大为提高。
然而到当时为止，这一切都还只是奢望。人们已知道如何使用 液氮以每分钟315℃的速度降低组织温度，但这还远远不够，因为 还是不知道如何在保存活力的前提下，冷冻大量人体器官。而且正 如前面所讨论过的，人们还远没有达到可以冷冻并让人起死回生的技术水平。
多瑞为这个研究机遇兴奋不已，林蛙的主要器官与人体类似，因此这一研究方向的应用前景将不可限量。在当时，动用所有的技术力量也无法冷藏人体任何一个重要器官，而这种小小的动物却具有冷冻所有器官并死而复生的本领，这不能不令人称奇。经过多年研究，多瑞终于得到了大量关于林蛙是如何起死回生的第一手资料。
首先，林蛙的皮肤能立即感受到温度降至冰点左右。几分钟后，它开始排除血液和组织器官细胞中的水分，不过这一过程并不是通过排尿实现的，它将水分集中到腹部，同时肝脏将大量的（相对于林蛙而言）葡萄糖注入血液，并辅以释放额外的糖醇，其结果 是血液的糖含量提高了几百倍。所有这些变化大大降低了林蛙血液的冰点，从而能有效地把血液变成一种含糖的防冻剂。
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神奇林蛙的启发（2）
当然，林蛙体内仍然含有水分，这些水只是被安置到了更为安全的地方，从而能减少对机体造成的损害。此外，这种变化还能产生一些有益的效果。多瑞在解剖冻结的林蛙时意外地发现，薄冰层像三明治一样被皮肤和腿部肌肉夹在中间，腹腔内也有一大块冰包围着林蛙的器官；这些器官已经大量脱水，枯槁如葡萄干。林蛙通过这种方法小心翼翼地将它的器官保存在冰块中，就如同人们将等待移植的器官放在冰块中运输一样。通常医生在切除器官后，会将其放入一个特制的塑料袋中，然后用一个装满碎冰的低温箱保存，以便在不产生冻结或受损的情况下，尽可能地降低器官的温度。
林蛙的血液中虽然保有水分，但是高浓度的糖不仅降低了血液 的冰点，还迫使水形成更小的、更少的锯齿状结构的晶体，以保证晶体不会刺穿细胞壁或者毛细血管。当然，所有这些也无法确保万无一失，但是林蛙自有一套修复的独门绝活。在严冬里，林蛙能产生大量的纤维蛋白原，这种凝血因子能够帮助它们修复在降温过程 中出现的损伤。
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糖尿病帮助人类度过冰河期（1）
排除水分，提高糖含量是抵抗寒冷的有效办法。葡萄如此，林蛙也是这样，那么人类呢？
是否存在这样一种巧合，13 000年前冰河期的不期而至也能使 受害居民的后裔具备独特的基因特点，从而能排除水分，提高血糖含量呢？
这种理论的提出在学术界引起了轩然大波，但是糖尿病极有可能帮助欧洲人的祖先在晚冰期突如其来的寒冷中生存下来。
晚冰期来临时，任何抵御寒冷的适应能力，无论这种能力在正常情况下多么不利，都可能决定一个人的寿命是活到成年还是早年夭折。
你可以想象一下小部分特定人群对寒冷的异常反应。面对经年累月的寒冷，他们的胰岛素供应相对减缓，血糖因而上升，同林蛙一样，这些能够降低血液的冰点。他们排尿更为频繁，以使体内含水量减低（美国陆军最近的研究表明寒冷天气条件下脱水的危害很小）。这些人也许还能够依靠棕色脂肪燃烧血液中过剩的糖以产生热量，甚至也许他们能产生额外的凝血因子修复因寒流袭击造成的 组织损伤。不难想象，在严寒下他们比普通人更具有优势，更有甚者，如果他们能像林蛙一样，只是出现暂时性的高血糖，那么就更有可能活到生育年龄。
目前已有证据支持这一理论。
当老鼠暴露于冰点时，它们的身体能对自身胰岛素产生抵抗。 本质上讲，这种对寒冷的反应就是糖尿病。
在天气寒冷的地区，在较冷的月份里糖尿病的患病人群明显增多。这就意味着在北半球，每年十一月到来年二月，糖尿病患者比六月到九月间多很多。
而在温度开始降低的时候，常常会有更多的儿童被诊断为I型糖尿病。
纤维蛋白原是能够帮助林蛙修复冰晶造成的损伤的凝血因子， 而在冬季人体内这种凝血因子的水平也神奇般地达到峰值（研究者 指出，这或许意味着对于中风而言，我们常常忽略了寒冷的天气这 个危险因素）。
对285 705名患有糖尿病的美国退伍军人进行的一项研究，记 录了血糖水平的季节性差异。研究人员注意到他们的血糖水平确实 随着温度的降低而迅速攀升，同时在夏季达到低谷。更有说服力的 是那些生活在气温较低、季节性温差较大环境下的研究对象，其冬季和夏季血糖水平的差异更为明显。看上去糖尿病似乎与寒冷有着 某种深层次的联系。
到目前为止，对于人体对寒冷的反应与I型或II型糖尿病易感性间的关系，我们还不甚明了。但我们确实了解到，一些今天看似有害的基因却有助于我们祖先的生存和繁衍，如血色病和鼠疫的关系。因此回顾历史、放眼未来，那些我们今天讨厌的基因，或许曾经、或者将来能给我们带来好处。
进化是伟大的，但它并非十全十美。每一次适应都可能是多个 物种间的妥协。公孔雀漂亮的羽毛使它们对母孔雀更具吸引力，但 同时也让捕猎者更容易发现它们。人类的骨骼结构让我们能直立行走，并提供了足够的头颅空间以容纳大脑，但是两者的组合却使得 婴儿的头部只能勉强通过母亲的产道。自然选择发挥作用时，所依据的并不是某一特定植物或动物的“利弊”；而是在当前环境下， 该物种能否有更多的生存机会。当出现危及人类生存的突发性环境 变化，如新的疾病、新的捕食者或新的冰期时，自然选择的目标是 集中于那些能够提高生存概率的遗传特性。
“你们没搞错吧，”一位医生看了上述关于糖尿病的理论后愤懑 不已，“I型糖尿病可是会导致严重的酮症酸中毒甚至早死的呀。”
可这只是现在的情况。
冰河期时，在一个有大量棕色脂肪的人身上，如果出现暂时性 的糖尿病症状，情况又将如何？由于食物短缺，人体内的血糖水平 已经很低，而棕色脂肪还会将大部分血糖转化为热量，因此即使在 只有少量胰岛素的情况下，冰河期时的糖尿病患者的血糖水平也可 能永远不会达到警戒水平。但是现在的糖尿病患者只有很少，甚至 没有棕色脂肪，他们也不生活在常年寒冷的环境中，因此血液中的 糖原无法得到有效利用和代谢。其实对于病情严重的糖尿病患者而 言，无论其吃多吃少，只要体内缺乏足够的胰岛素，都会感到饥肠辘辘。
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糖尿病帮助人类度过冰河期（2）
加拿大糖尿病基金会一直资助多瑞从事关于林蛙冷冻现象的研究，因为他们知道，虽然目前还不能在晚冰期和糖尿病间建立起确切的联系，但是这并不意味着我们不需要从自然界中寻求对付高血 糖的解决之道。耐寒动物如林蛙，恰恰是运用高血糖的抗冻特点成功生存了下来，或许林蛙控制高血糖并发症的方法也能够为我们治 疗糖尿病提供线索。植物和微生物适应极端寒冷的方法如果为我们所用，一定会带来意想不到的效果。
对于明确糖尿病、血糖、水和寒冷间的联系，我们显然还要走过一段漫漫的探索之路。
不再惧怕高胆固醇
人类与太阳的关系真是错综复杂。上小学的时候，我们就知道地球上所有生态系统的存在都依赖于充足的阳光；植�