鄭榮梁
[編者按]自由基醫學是上個世紀六七十年代孕育、誕生的一門生命科學新學科。而后,發展迅速,現已成為基礎醫學、臨床醫學和預防醫學不可或缺的重要組成部分。因為自由基在人體中既具有重要的生物功能,又幾乎與人類常見的重大疾病,如死亡率最高的心腦血管疾病、最兇險的癌癥等都密切相關,因而引起了人們的廣泛關注和興趣。各種大眾傳媒也時有關于“自由基”、“抗氧化劑”的宣傳報道,但都是星星點點、語焉不祥,甚至有些是錯誤的。為此,我們特約請中華預防醫學會自由基專業委員會組織有關專家撰寫了系列文章,從不同角度介紹有關自由基醫學的知識,以饗讀者。
近年來,自由基這個名詞已變得很時尚,出現的頻率也很高,不但出現在專業的醫學刊物上,而且還經常出現在眾多報刊和廣告上。但是。若要問自由基到底是什么?很多人就答不上來了,或不甚了了。其實,自由基與人體的健康緊密相關。
什么是自由基和活性氧
大家都知道,一切物質的最基本單位是原子,原子由位于中央的原子核和位于核外的電子組成。不同的原子含有數目不同的電子,分布在不同層面的軌道上。所有電子都圍繞著原子核公轉,同時也自轉。正如太陽系中的地球,既圍繞著太陽公轉(1圈就是1年),也圍繞著自身的軸心自轉(1圈就是1天)。
當一個原子的外層電子層上兩個電子的自轉方向相反時,稱為成對電子;當兩個電子自轉方向相同時。稱為不成對電子。如果只有單獨一個電子,就必定是不成對電子了。凡含有不成對電子,且可以獨立存在的原子、分子、離子和基團都稱為“自由基”,這就是自由基的定義。不成對電子的能量都較高,自由基很容易給出一個不成對電子,或者從外界得到一個不成對電子來配成對,變為成對電子,由此也就變成能量較低的普通物質。當物質丟棄一個電子時稱為“氧化”:當從外界俘獲一個電子時稱為“還原”。所以,自由基極易發生氧化或還原反應。正由于這個原因,自由基能迅速將人體內的生物分子氧化或還原,由此影響著人的健康和壽命。
鐵生銹,銅變綠,紙變黃脆都是氧化的結果,銹蝕生成的物質就是氧化性產物。構成生物體的基本物質,如:蛋白質、脂肪、醣和核酸等,也會發生氧化作用,生成許多種氧化產物。發黃的火腿和臘肉是氧化的結果,老年人干癟發暗的皮膚也是氧化的結果。機體氧化的過程也就是衰老的過程,有數以百計的疾病正是由于某些重要生物分子遭到氧化的結果。但機體的氧化作用也不能一概否定,更不應該完全制止,因為正是氧化作用為機體提供著一切能量,去執行運動、呼吸、消化、分泌、代謝、血液循環,甚至于思維等多種生理功能。完全制止氧化的結果就是死亡。事實上,一定程度的氧化作用為機體提供了必需的能量,維持著健康和生命,只有過份強烈的氧化才危害健康與生命。這就是我們認識和對待自由基的辯證法。
有一類自由基,它們都含有氧,氧化能力極強,統稱為“活性氧”。活性氧的成員有幾十種,如:超氧陰離子,羥自由基、氫過氧基、烷氧基等。其中,有些雖不是自由基,如:過氧化氫、臭氧,但它們卻是自由基反應的產物。確切地說,正是活性氧影響著健康與生命。
活性氧的產生與清除
正常呼吸和代謝會生成活性氧,所以,每個機體都會不斷產生活性氧。許多環境因素也使機體產生活性氧,例如:紫外線、核輻射、高溫、污染物、病毒、致癌物、毒物、某些藥物和農藥、香煙煙霧和酒精代謝等。
活性氧在體內廣泛參與細胞分裂、分化、防御病原體入侵、調節生殖、生長和發育等許多重要生理功能,這表明一定濃度的活性氧是有益的。可是,活性氧過多卻是有害的,會引起多種疾病,包括:高血壓、血管硬化、心臟病、中風、糖尿病、老年性癡呆、帕金森病、白內障、腫瘤、胃潰瘍和各種炎癥等。活性氧還參與許多病毒性疾病,例如:非典型性肺炎(非典)、艾滋病和肝炎等。
人體內有許多能清除活性氧的物質,例如:超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPXS)等,約10種,統稱“抗氧化酶”。還有一些物質,如:維生素A、維生素C、維生素E、葉酸、尿酸、膽紅素、褪黑激素等,它們能清除活性氧,統稱為“抗氧化劑”。廣義來說,抗氧化酶也屬于抗氧化劑。此外,食物和藥物中也含有豐富的抗氧化劑,例如:萵苣、紫蘇、胡蘿卜、豆類、西蘭花、香菜、生菜、水芹菜、番茄、辣椒、茶葉、銀杏葉、松樹皮、葡萄籽等;還有一些經過提取的化學物質具有抗氧化力,例如:蜂膠素、姜黃素、芝麻醇等,以及許多蔬菜、水果和花卉中含有的黃酮類物質,食物和藥物含有的多酚類、多糖類和有機酸類物質等,種類繁多,不勝枚舉。動物性食品同樣也含有多種抗氧化劑。
順便提一下,最好交替著吃不同顏色的蔬果。顏色深的蔬果含黃酮類物質更多,抗氧化力也更強。食物加熱到200cC以上就會產生大量自由基,所以燉煮的食物更有益于健康,因為在水中加熱的食物大致1000℃,而燒烤炸的溫度常達200~300℃或更高,會產生大量脂類自由基。2005年,世界衛生組織曾公布,一條烤雞腿(注意不是煮雞腿)的毒性相當于抽60支香煙!
機體的防御能力還包含著另一個功能,那就是修復。抗氧化劑是把活性氧清除掉,不讓氧化作用發生,像安全檢查員一樣,起預防作用。而修復卻是把已經被氧化損傷的物質清除掉。并重新建成新的人體組織,就像搞房屋維修的拆遷公司和建筑公司。體內有許多物質是起修復作用的。由此可見,人體對待活性氧的破壞作用是有著十分嚴密和全面的安全措施的。
健康的根基在于平衡
健康機體中活性氧的產生與清除能力處于平衡狀態,互相制約。如果平衡被破壞,活性氧產生過多,或者清除能力過弱,機體處于氧化脅迫或應激狀態,就會引起疾病和衰老。為了健康,應提高防御和清除活性氧的能力。現代營養學新增了抗氧化劑這一新領域。但是,千萬不可誤解,并非防御和清除能力越強越好,物極必反。如果防御和清除能力過強同樣會產生疾病,上面已提到一定數量的活性氧是有益的,不應將其全都清除掉;此外,更重要的是,抗氧化劑過量時反而起促氧化作用,劑量控制不好就有負面影響。如果不是針對明確診斷而進行治病,不要去服用化學提純的抗氧化劑,以免防御和清除過度。
為了維持健康,應該遠離產生活性氧的環境,例如,不要在烈日下曝曬,不要經常做X光、磁共振和CT等放射性體檢,應禁煙、限酒等;同時還應提高機體的免疫功能和防御能力,保持健康的生活方式,例如,不偏食、不過飽、適當運動和活動等。
(編輯祝健)