從瓦爾堡博士的科學實驗看有氧運動在防癌抗癌中的重要作用

周廣慶

奧托·海因里希·瓦爾堡（Otto Heinrich Warburg）博士，是德國著名的生理學家和醫學家，1883年10月8日生于德國弗賴堡，1970年8月1日卒于西柏林，享年88歲。早在1906年24歲之際他即獲得化學博士學位，1911年29歲之際又獲得醫學博士學位，因獲得雙博士學位成為一個天才的雙料博士，成為當時享譽整個歐洲的青年才俊。從1913年起，年僅20歲的瓦爾堡就開始在柏林的威廉皇帝生物學研究所從事研究工作，1931年任威廉皇帝細胞生理研究所所長。同年因“發現呼吸酶的性質及作用方式”被授予諾貝爾生理學或醫學獎，繼之1934年又被選為英國皇家學會會員。瓦爾堡博士一生發表了數百篇非常有價值的科學論文，出版了5部科學專著，培養了大批年輕的生理學家和醫學家，是一位享譽全球的杰出科學家，對人類的醫學事業作出了重大貢獻。

瓦爾堡博士在研究癌細胞過程中發現一個重要現象：惡性癌細胞的耗氧量比正常細胞低。他由此作為切入點進行長時期研究，最后提出了著名的瓦氏效應（Warburg effect）理論：癌細胞的生長速度遠遠大于正常細胞，原因在于癌細胞獲取能量的方式和路徑發生改變;癌細胞采用無氧呼吸的糖酵解方式獲取能量，而正常細胞采用有氧呼吸方式獲取能量。學術界把瓦爾堡博士的這一重大發現和言之成理的理論稱作“瓦氏效應”。

瓦爾堡博士在研究細胞呼吸時發現，當細胞缺氧或者線粒體功能受損導致電子傳遞鏈障礙時，細胞呼吸被迫停留在糖酵解上，后續的三羧酸循環和氧化磷酸化兩個有氧呼吸步驟被關閉掉。缺氧使大部分細胞死亡，余下的生命力較頑強的細胞為了能夠繼續生存下去，把呼吸方式從高效的有氧呼吸切換到低效的無氧呼吸上。這些在缺氧環境下幸存的細胞最初只是把無氧呼吸作為臨時措施應付緊急需要，但以后的長期缺氧使這種臨時措施演變成一種正式途徑，被細胞固定下來，相應地，這些采用低級低效的無氧呼吸細胞就退化為低級的、幼稚的、不成熟的細胞形態，即癌細胞。癌細胞通過從有氧呼吸切換到無氧呼吸，重新建立了新陳代謝通路，適應了惡劣的缺氧環境，得以保持生命，頑強生存下去。

瓦爾堡博士經過實驗發現，正常細胞只有在缺氧的情況下才啟動無氧呼吸，而癌細胞即使在不缺氧的情況下也以無氧呼吸為主，這說明癌細胞已經退化為低級細胞，即我們常說的幼稚細胞。瓦爾堡博士說：“癌癥，高于其他一切疾病，有不計其數的起因。但是引起癌癥的關鍵因素，只有一個原發性的致病起因。簡而言之，癌癥原發性致病起因就是正常細胞的氧氣呼吸的替換作用引起了糖的發酵。”他認為，細胞因缺氧從有氧呼吸被迫切換到無氧呼吸，用糖酵解獲取能量，引起體內糖發酵，產生一系列連鎖反應，改變了人體體征和細胞生存方式，是引起癌癥的主因。瓦爾堡博士對正常細胞的呼吸方式和癌細胞的呼吸方式進行對比研究，獲得了一系列重大發現，形成了他獨特的“呼吸酶”生理學理論。

瓦爾堡博士在實驗室進行癌細胞培養時發現一種現象：如果給癌細胞加氧，形成高壓氧環境，癌細胞培養不好;如果給癌細胞增加二氧化碳氣體，癌細胞就培養得很好。這說明癌細胞喜歡二氧化碳，厭惡氧氣，是厭氧細胞。瓦爾堡博士進一步實驗，氧氣供應減少35%并達到48個小時，正常細胞就開始出現轉化為癌細胞的跡象，氧氣供應繼續減少60%并達到48個小時，正常細胞癌變就會正式產生。他在實驗室里演示了正常細胞逆轉化為癌細胞的過程。當他給癌細胞提供充足的氧氣時，癌細胞的生長受到抑制，如果長時期給癌細胞提供充足的氧氣，可以終止癌細胞生長。

繼瓦爾堡博士的研究之后，全球醫學界圍繞著缺氧是癌癥產生的原因還是癌癥產生的結果展開了長期爭論。經過八十多年的后續研究，人們越來越傾向于缺氧是癌癥產生的原因而不是癌癥產生的結果。美國喬治亞大學對腎癌、肝癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌及胃癌等七種癌癥研究后發現，細胞長期缺氧是正常細胞轉變為癌細胞的關鍵所在，細胞內低氧水平導致線粒體內氧化磷酸化中斷，氧化磷酸化是細胞獲取能量的高效途徑，在失去這一高效途徑以后，細胞不得不轉而求助于低效率的糖酵解獲得ATP能量，這一轉變遂把高級的、完善的、成熟的細胞演變成低級的、幼稚的、不成熟的癌細胞。喬治亞大學得出的結論是：細胞缺氧導致正常細胞代謝障礙，復制出不合格的幼稚細胞，成為癌癥發生和不可控制的首要因素。

從瓦爾堡博士的科學實驗以及其后大量的科學實驗來看，氧氣在防癌抗癌中起著十分重要的作用。在不同的氧氣含量環境下和不同的身體狀態下，人體氧氣的獲取量大相徑庭。人體在安靜狀態下，肺活量遠遠小于運動狀態下，相應地安靜狀態下的氧氣獲取量大大小于運動狀態下的氧氣獲取量。

瓦爾堡博士之后另一位具有全球影響力的著名癌癥研究專家是美國遺傳學家托馬斯·N·賽弗里德（Thomas N·Sayfried）博士，他是波士頓學院的生物學教授、耶魯大學的癌癥研究員。他在瓦爾堡博士的研究基礎上進一步向前發展，提出了“癌癥是代謝疾病”的學說，匯集在《癌癥是一種代謝疾病》（Cancer as a Metabolic Disease）一書之中。他認為，當正常細胞中的線粒體遭受損傷時，能量的生產能力降低，正常細胞因缺乏能量而生存受到直接威脅，引發細胞中的線粒體向細胞中的DNA發出求救信號，正常細胞不得不啟動糖發酵的糖酵解方式來獲取能量，以便在缺乏線粒體的有氧呼吸情況下細胞采取另外一種方式獲取能量以維持基本生存。

人體運動分為有氧運動和無氧運動。有氧運動是指人體在氧氣充足情況下進行的身體運動，常見的有氧運動有登山、慢跑、游泳、騎車、打球等。在有氧運動過程中人體吸入的氧氣與人體對氧氣需求量大致相等，基本上可以達到生理上的平衡狀態。與無氧運動（摔跤、舉重、俯臥撐、仰臥起坐、百米沖刺、室內健身等）的強度大、爆發性、時間短相比，有氧運動的強度較低且富有節律，運動時間較長，一般在30分鐘及以上，運動強度在中等及以上，心率保持在120次/分鐘以上。有氧運動大量獲取氧氣，能充分燃燒（即氧化）體內的糖分，消耗體內脂肪，增強和改善心肺功能，尤其針對癌細胞具有直接的抑制功能，在防癌抗癌方面可發揮重要作用，是腫瘤治療中的一劑良方。

常見的有氧運動包括登山、游泳、慢跑、騎車、打球等，這些有氧運動對癌癥康復具有非常重要的積極意義。其中，登山排在第一位，主要是山林中氧氣和負氧離子充足，可以通過肺呼吸大量吸收氧氣和負氧離子以對抗癌細胞，抑制其快速增殖;游泳排在第二位，由于游泳本身就屬于呼吸鍛煉，對增強肺活量大有好處，對改善心肺功能和增強肺臟吸收氧氣的能力都有促進作用。現實抗癌實踐中，不少癌癥患者通過堅持登山和游泳取得了較為理想的抗癌康復效果。

除了上述常見的有氧運動以外，還有氣功界比較熟悉但社會上大多數人尚不知道的郭林氣功。郭林氣功中的“吸—吸—呼”風呼吸法是專門大量吸氧的特殊功法，被稱謂“吸氧功”。1960年由中國畫院著名國畫大師林妹殊發明，1971年開始推向社會，至今推向社會已有50年，在國內外廣為流布。郭林氣功練功者遍布國內各大城市中的各大公園，國內外學練郭林氣功的總人數已經有數百萬之眾，可以說，郭林氣功是一種群眾性、群體性的有氧抗癌運動。郭林氣功功法功理平實，但功能功效強大，是下層老百姓最有效、最自然、最無副作用、最少花錢、最用得起的得力抗癌武器，值得在社會上推廣和普及，值得廣大癌癥患者深入了解和認真學練。

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