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首頁 - 化工行業資訊 - 談“萬病之源” --- 氧化應激
談“萬病之源” --- 氧化應激
文章來源:新藍景國際化學在線      發布日期:2018/6/21 11:53:18      瀏覽次數:

       經過了二十余年的生物醫學研究,我越來越相信“萬病之源”其實是有的, 一個是氧化應激,而另外一個是炎癥反應。本文主要討論氧化應激。
     什么是氧化應激呢,顧名思義,就是由能夠造成氧化的分子造成的應激、 毒性狀態。所謂“能夠造成氧化的分子”,就是有較強的能力去搶奪其它分子中的電子的那些分子。當然電子被搶奪后,蛋白、基因的分子就會被破壞,這就是 氧化應激可怕的地方以及其造成老化和多種疾病的原因。氧化應激的主要來源是氧自由基,而氧自由基的主要來源包括線粒體 --- 細胞中的發電站,以及NADPH氧化酶等蛋白催化的反應。線粒體制造細胞能量主要靠傳遞出儲存于NADH等分子中高能電子,而從本質上說,儲存于NADH分子中的高能電子的能量來源其實是通過光合作用吸收進來的太陽能。就像發電站會有污染、會有核泄漏一樣, 線粒體中的高能電子也會泄漏,而泄露出的高能電子撞擊到線粒體中的氧氣,就會產生一種重要的氧自由基 --- 超氧陰離子。
     賓夕法尼亞大學著名的氧化應激研究專家 Chance 教授發現,人呼吸的氧氣中近百分之二可能會通過線粒體成為超氧陰離子,這說明人體細胞一直處于極 其巨大的氧化應激的海洋中。如果細胞不能夠有效地消除這樣氧自由基,細胞就會損壞或死亡。的確,我以前加州大學的一位同事就在國際頂尖雜志《自然遺傳 學》中報道了這樣的發現。他們發現如果小鼠失去了的消除線粒體里的超氧陰離子的蛋白 SOD2,小鼠在胚胎期就會死去。
     不論是人、小鼠還是其它動物,都有著消除氧化應激的復雜而強大的系統。 如果在老化或者一些疾病中抗氧化系統功能降低了,就會造成衰老的變化或疾病的病理變化。最有名的例子就是“地中海貧血”這個疾病。在地中海地區的國 家中一些人具有遺傳性的缺陷 ---  用于制造抗氧化物質NADPH 的酶是先天缺乏的。這樣,這些人的紅細胞很有可能具有過高的氧化應激,其可以殺死紅細胞,造成貧血。
     前幾十年的大量研究證明,氧化應激在幾乎所有的重大疾病中都起著關鍵的病理作用,這些疾病包括腦卒中、心肌梗死、癌癥、糖尿病、關節炎、腦外傷、 帕金森病、老年癡呆癥等,所以我由衷地覺得“氧化應激”就是一個萬病之源。 經過人類生物醫學長時間的探索,躲在各種重大疾病和老化后面的罪魁禍首終于 開始顯出了它的鬼影。這一發現應該是人類科學和醫學史上的一個偉大的里程碑。
     回顧人類生物醫學研究的歷史,首次提出氧化應激在老化或疾病中起著關鍵作用的應該是 Denham Harman 教授。于 1956 年,Harman 教授提出了關于“老化的氧化應激假說”,認為氧自由基可能就是造成生命老化的主要原因。當時他 提出假說所依據的證據很簡單:一些受到輻射的人發生了早衰的變化,由于輻 射毒性作用的一個主要機制是氧化應激,所以氧化應激可能就是造成老化的主要 原因。這一簡單的假說就引起了生物醫學的一次重大的革命,氧化應激近六十年來一直是研究老化和一系列重大疾病的主題之一。Harman教授一生研究老化似乎真的有益于他的健康,因為他活到了98歲。
     人體抵抗氧化應激一方面依靠于一系列由基因決定的抗氧化酶的活力,一方面也依靠通過食物獲得的抗氧化的能力。葡萄糖對于一個細胞中的主要抗氧化分子NADPH的產生是必須的。而另一個人體從食物中獲取抗氧化能力的主要來 源是維生素 C 和維生素 E 等維生素。而輔酶 Q10、維生素B2以及維生素B3等對于減少氧化應激也是重要的。維生素(Vitamin)的英語是有兩個詞根組成: “Vita”是指關鍵的,而“min”是指小的東西。顧名思義,Vitamin 就是指“非常重要的小東西”。 維生素對于人的確非常重要,因為人是不能夠合成13種人 體必需的維生素的。有趣的是狗是能夠自身合成維生素的。一個富有哲學性的問 題是:為什么人類失去了自身合成這些重要分子的能力呢?我的假說是:人類對 于維生素的缺乏迫使人類和自然界更多的互動,使人類與自然更加地相互依賴。
     有一句老話,“病從口入”。其實我認為我們也可以說“病從口出”。這句 話的意思是:只要我們的嘴吃對了東西,疾病就會離開。的確所有的生物醫學提示,一個人的營養對于他的健康是極度重要的。如果說人的自身基因很難修改的話,一個人完全可以通過他健康的飲食使他的壽命提高很多。現在歐美市場中的 保健品最主要的功能就是提高人體抗氧化能力的。我個人在前十幾年中經常是不吃早飯的,但是我幾乎沒有一天是不吃一片叫做“善存片”的多種維生素藥片的。對于維生素 C 最著名的瘋狂推崇者是兩次諾貝爾獎化學獎獲得者、一位真正的天才 Linus Pauling,他號稱每天都吃兩克的維生素C,而他的確活到了九十八歲。
     其實關于維生素的研究非常符合中國的陰陽平衡、過猶不及的哲學思想。舉例來說,維生素C是最著名的抗氧化物質之一。但是在我們做氧化應激實驗中,維生素C加上鐵就更構成了產生氧自由基的最強大的系統之一。所以我是不自主張過度服用維生素的。而氧化應激并不總是一個惡魔,其實大量的研究發 現氧化應激是一種非常重要的調控細胞功能細胞的生物信號。而且腦中風和心肌 梗死研究中有一個著名的概念叫做預處理(Preconditioning),就是在主要的缺血 現象發生之前先給予一個稍微弱的毒性刺激,這樣組織在受到大的毒性信號時損 傷會小很多。而介導這種具有強大保護作用的預處理的信號恰恰是氧化應激。所 以總體來說,我們應該相信氧化應激是造成多種疾病以及老化的主要原因之一, 但是在某些情況下氧化應激也可以起到有益的作用。
     很多食品或藥材對人體有著很好的營養或治療作用,我認為總結下來其 主要原因通常是由于它具有抗氧化或者抑制炎癥的能力。舉例來說,綠茶中的單寧就是一個強氧化劑,而葡萄酒中的白蘆藜醇、黑巧克力中可可、以及黑枸杞和藍莓中的花青素都是著名的抗氧化劑。蘋果、山楂、橘子等水果是以含維生素C等抗氧化劑而著稱的,而番茄、青菜等蔬菜也富含維生素C。維生素E主要來源于堅果等具有油脂的食物。所以普及營養知識,對于全民的健康是具有重大價值的。而至今這方面優質的、系統的全民營養學教育還幾乎完全沒有建立起來。這是我國社會亟待開展的一項具有戰略價值的工作。
      中國文化中的“藥食同源”的思想是一個偉大的思想。其實不論是藥材、還 是水果、蔬菜等食品,他們在很多情況下都共同具有著抗氧化能力的分子,盡管這些分子可以存在于不同的形式,例如白蘆藜醇、花青素、單寧、可可等。對于 各種中醫藥以及食物中抗氧化成分及其機制的研究至今是非常缺乏的。有消息說 國際上中藥材提取物的 90%的市場是被日本產品控制的。為什么如此重要和有價值的一個市場被日本壟斷了呢?我們老祖宗開辟了如此的一個金礦,為什么我們自己不開采而要讓外人開采呢?為什么這些財富不能夠被我們很好地繼承和發揚光大呢?
      現在中國的大健康行業已經成為了國家創新發展的一個最大風口。但是保健品市場由于以往的虛假廣告等原因,其信譽受到了極其嚴重的損害。可以確信的是,人類的健康最大的核心不是治療,而是預防。所以,真正具有高科技含量的、高質量的保健品對于中國人民的健康和幸福有著關鍵的價值。所以盡管現在 中國的保健品市場還處于落后和混亂的狀態,我們仍然必須想推動芯片技術一樣地花大力氣推動保健品市場的發展,并創造出真正能夠提升人民健康的優質的保 健營養品,使其成為中國創新發展的重大方向之一。
      回顧東西方生物醫學史,人們發現很多中醫推崇的藥物和食品其實本質上就是由于它們強大的抗氧化能力,而西方生物醫學的研究終于發現氧化應激其實就是一個“萬病之源”。在“氧化應激”這個疾病的核心機制上,東西方其實是 殊途同歸了。而這種殊途同歸為未來綜合東西方生物醫學的進化,建立起更為全 面系統的“全球生物醫學”建立了基礎。