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旅游和体育引来的好奇 我特别喜欢旅游和体育，在我旅行和观看比赛的时候，有一些现象引起了我的好奇。 我发现我们国家许多优秀的马拉松运动员都来自云南、西藏、青海这样的高海拔地区，一些著名的运动员参加大赛之前，也会选择在这些地区进行集训，世界上顶尖的竞赛选手大多数来自非洲高原。  这位就是打破了人类马拉松纪录的基普乔格，他来自位于非洲高原的肯尼亚。1小时59分40秒，42.195千米，听到这几个数字，可能感到十分陌生；但是如果我说他的每千米配速为2分50秒，可能还是很陌生。  这幅图相信很多男生都非常熟悉，这就是北京市体育中考的1000米男子的评分标准，3分37秒为满分，与2分50秒的差距可见一斑。不仅如此，基普乔格还要跑42个2分50秒，这其中的差距显而易见。  为什么会有这样一些现象呢？这些现象背后有什么共同原因吗？难道是不同人种的天赋差异，或者是我们的运动设施没有人家完备？我发现这些现象都与一点有关，就是高海拔地区。 提到高海拔，我们就会想到高原反应、高原病等一系列疾病。这些疾病是如何产生的？缺氧。没错，这就是高原地区显著的特征。  我的疑问就更深了，为什么运动员要到缺氧地区进行训练，缺氧不是会带来很多疾病吗？难道生物体内进化出了适应缺氧的某种机制。 EPO与HIF合力使人体产生更多氧气 氧气和呼吸是密不可分的，借助有氧呼吸，人体内4万亿个细胞得以维持生存和功能。我们体内一个个圆盘状的红细胞作为氧气的搬运工，活跃在身体的各处，为我们输送必要的氧气。  我做出一个设想：会不会是我们体内有一种感受到缺氧环境的机制，它能够促进红细胞的分泌，从而产生了更多的氧气。 就像这幅图一样，有一种无形的声音在我们身体当中，高举小喇叭大叫道：“2019年所有法定节假日都结束了，赶紧起来上班”，叫醒了所有沉睡的红细胞，促使它们履行自己的工作职责。  说到这儿，我不由得提出一个疑问，这样的生理过程，数十年来没有一个生物学家发现吗？我马上查阅各种资料，发现生物学家其实早就对这些问题有所关注了。 他们发现这其中的幕后黑手是一种叫促红细胞生成素的物质，EPO是它的简称。从它的名字就可以看出，它是一种激素，蛋白质家族的一员，来源于肝脏和肾脏，基本功能就是促进我们的脊髓产生更多的红细胞。  由于红细胞是一种能为我们运输氧气的搬运工，所以，它是否与我们刚才所说的高原缺氧环境有关呢？是不是由于高原缺氧环境导致我们的肾脏分泌更多的EPO，而更多EPO的出现，又会刺激我们的骨髓产生更多的红细胞。红细胞从数量上占据压倒性优势，最终弥补了空气中氧含量的不足。  了解了这样的科学原理，我们就可以解释，为什么来自东非高原的优秀选手们能够跑出优秀的成绩，而且来自这些地区的运动员们，往往统治着从中距离到马拉松几乎所有项目了。  另外，强大的EPO还可能作为一种兴奋剂在竞技运动中被滥用。  说到这儿，问题又来了，到底是谁感受到了这种缺氧，谁调节了肾脏分泌更多的EPO呢？我不得而知。  也就是说，生物体内到底存在着怎样的氧气感受系统呢？这三位科学家帮助我解决了这个疑问，他们就是去年刚刚获得诺贝尔生理学或医学奖的科学家。 这三位科学家找出了这个身体反应背后的基因表达——一种名为缺氧诱导因子的蛋白质，简称HIF。顾名思义，这种缺氧诱导因子，能感知周围的缺氧环境，并对此做出调节。 这样我们就可以解释刚才所说的身体反应了，正是由于HIF的存在，我们才能感受到周围环境让身体处于缺氧状态，进而促进肾脏分泌更多的EPO，EPO又能促进脊髓产生更多的红细胞。这个过程相当于劳动力人口不断增加，最终适应了这种工作需要。
我的思路就这样一下打开了，畅想一下，这样伟大的发现，是否能应用于生活中、基础研究和临床应用上。 大胆设想：通过控制HIF抑制癌细胞生长 肿瘤，我们都很熟悉，俗称大肉瘤子，这种说法非常形象，因为肿瘤就是由于肿瘤细胞不断增殖产生的结果。 肿瘤里面是没有血管的，可是真正的肌肉组织里面是有血管的，血管能为我们身体每一处细胞送上氧气，带走二氧化碳和代谢废物。 可是肿瘤是没有血管的，那么聪明的肿瘤细胞要维持自己的生存，不断扩张，它应该怎么办呢？它想到了HIF，通过拉拢身边的HIF，促进生成更多的红细胞和血管，从而产生足够的氧气和营养物质，维持自己的生存，不断扩张自己的队伍，最终击垮人类。 我们是否可以通过控制HIF来抑制肿瘤的恶化呢？理论上说是可以的。另一方面，如果能刺激HIF的分泌，是否可以用于治疗其他病症呢？ 或许我们可以通过刺激HIF的分泌，产生更多的血管和红细胞，治疗由于血液循环不畅而导致的循环不良。当然，这些都只是一些设想，还需要未来更多人去投入实践。 作为一个中学生，我也有自己的设想。我希望未来能设计出这样一种药物：它能够标记HIF蛋白，我们将这种药物注射到人体内，它能够催化HIF蛋白将其降解掉，这样肿瘤细胞就无法拉拢自己的小弟，无法再产生更多的氧气和足够的营养物质供自己生存，最终会因为缺氧而死。 尽管作为一名中学生，我还无法将这个设想投入实践，但我相信，未来仍然会有更多的科学家为此投入实践，我也会持续关注这一问题的进展，希望我的设想最终能够成为现实。 |
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