知识经济

抗氧化的奇迹

 

“抗氧化物博士” 莱斯特·帕克(Lester Packer)教授在他的《抗氧化的奇迹》一书开篇中提到:“如果我告诉你有这样一粒药丸,能让你心脏强健、思维敏捷、延长寿命、改善性生活质量、预防癌症、保护皮肤……你会怎么想?

图:莱斯特·帕克著:《抗氧化的奇迹》

据统计,2004 年美国用于抗老化疾病相关的产品或保健食品市场约为 375 亿美元,预计五年内市场将达720亿美元;在欧洲,已经成立了跨国性抗老化研究院(EUROFEDA),进一步以科学化研究找出多种天然的抗氧化成份;日本亦成立了抗酸化食品研究会,展开各种抗氧化食品素材的研究……中国目前也有中国卫生部预防医学研究院、中国科学院生物物理研究所机构投入到抗氧化研究中去……

伴随着莱斯特·帕克的问题,我们一起去探寻“抗氧化”如何成为世界奇迹的秘密吧!

 

抗氧化机理探秘

拥有良好健康状态的关键是要保持抗氧化物和自由基之间适当的平衡,这就是机体抗氧化物防御系统的工作。理清抗氧化物与自由基错综复杂的关系,正是揭示抗氧化机理的关键。

双刃剑自由基

在你完全了解神奇的抗氧化物之前,你需要对抗氧化物的对手——自由基有更多的了解。正如谚语所说,有火就有烟。同样地,哪里有疾病和破坏,哪里就有自由基的存在。偏激一点说,哪里有生命哪里就有自由基。没有它们,我们也不可能存在。

每一次当我们试图回忆起一个事实,或是激发性欲,或是与感冒斗争,我们都在更好地利用自由基。自由基在我们的体内发挥着许多重要的功能,包括控制血液在我们的血管中流动、对抗感染以及保持我们的头脑的敏锐和精力集中。

与抗氧化物类似,一些自由基处于较低水平的时候是信号分子,也就是说它们负责控制基因的开和关。我们的免疫细胞会产生大量的某些自由基,如一氧化氮和超氧化物,来杀死病毒和细菌。一些自由基可以杀死癌细胞,而且事实上,许多抗癌药物就是设计来增加啊体内自由基的。一氧化氮的作用是如此的重要,以至于1998年生理学和医学的诺贝尔奖就颁给了发现一氧化氮在心血管系统作为信号分子作用的科学家。

很明显,我们的生存需要自由基,然而,转瞬之间,自由基就能背叛我们,使我们生病和过早地衰老。无论是一个晒斑、一次心脏病发作、中风或是像关节炎那样的炎症性基本等,自由基都是其发作或过程中的一个因素。甚至老化过程本身也是与自由基紧密相关的。

图:修复中的自由基

为了弄清楚自由基是什么,你就需要了解一点有关人类的细胞的知识,在那里自由基和抗氧化物之间分分秒秒都在进行着一场拔河游戏。像宇宙中的其他所有事物一样,细胞是由叫做原子的较小的单位组成的。每个原子包含一个被电子包围的中心或是核,两个或更多的原子可以通过共享电子结合在一起。生物氧化是制造能量的过程,包括把电子从一个氧分子移动到另一个上。有时一个电子逃脱了,这些“自由的”电子就叫做自由基。

自由基在身体的各个地方以惊人的速度不断形成。如果自由基不能很快地被捕捉,它们就会引起很多的麻烦。自由基能攻击和氧化控制细胞生长和发育的遗传物质DNA,由此增加患癌症的可能性。当这些分子的目标指向在血液中流动的脂肪分子时,它们就会引起心脏病和中风。因此,自由基能促进疾病的不良发展,导致过早得衰老。

TIPS:自由基的产生

具体来讲,体内自由基主要有以下来源:

巨噬细胞的吞噬作用:当细菌、病毒等异物侵入人体时,若身体没有任何反应,这些异物会在体内迅速繁殖,导致身体患病;这些细胞在不断吞噬异物的过程中,其细胞膜要制造自由基,它不只流入细胞中,也会流出细胞外,并攻击血管内壁及内脏,引起各种疾病。

紫外线:紫外线照射到地球上的物体时,会产生氧化性极强的活性氧O3,假设太阳持续23周不照射地球,地球上的病菌将会肆虐繁殖,严重危及人类生命健康。

放射线:放射线产生的活性氧O3能引起细胞障碍。细胞最重要的部位是细胞核,细胞核中最重要的是遗传物质DNA,活性氧自由基正是损伤DNA的元凶。

化学物质:农药(除草剂、杀虫剂)、医药品(主要是抗癌药)、加工食品、合成洗衣粉等化学物质进入人体后在体内会产生大量活性氧而破坏DNA,使肺失去呼吸能力,甚至引起畸形和癌症等多种疾病。

压力:压力会使血液循环不良,呈现缺氧状态,刺激自由基的发生;而当血液循环恢复畅通时,也会产生自由基,因此,一旦血液循环不良,就会有第二次产生自由基的可能。

吸烟:一支燃烧的香烟就是一个微型化工厂,可产生几千种物质,其中包括在吸烟的气相和焦油中存在的大量自由基,并由这些自由基刺激肺泡巨噬细胞、中性粒细胞产生过多的氧自由基。

脂质过氧化:一般将不饱和脂肪酸的氧化变质称为脂质过氧化,脂肪、油类和奶油的贮存,涂料、油漆、塑料和橡胶的制造和使用中都存在脂质过氧化问题,脂质过氧化过程是一个产生自由基和自由基参与的链式反应。

自由基恶行

中风

中风是自由基如何进行它们的卑劣行为,而且如何使一种坏的情形变的更糟的一个例证。中风是由于血液流向大脑的某一特定区域时被切断或受阻发生的。它可能由一个血凝块造成,或者由动脉粥样硬化的斑块脱落,阻塞给大脑输送血液和氧的血管而产生。无论由什么原因引起,结果都是破坏性的。你可能会感到惊讶,因为很多对大脑的真正伤害不是发生在丧失血液和氧气供应的时候,而是紧接在中风之后,血液流动恢复正常时。这被称为再灌性损伤。当它发生的时候,会产生大量的超氧化物自由基,攻击周围的组织,造成永久性的大脑损伤。

心脏病

自由基通过几种不同的方式影响着心脏病的发生和过程。当你想到心脏病的时候,你毫无疑问会想到胸部疼痛或心肌梗塞,但是心脏病在感觉到最初的症状之前很长时间就已经开始了。在此前许多年,LDL(低密度脂蛋白)的氧化,也就是众所周知的“坏”胆固醇就开始了心脏病发生的过程,这是整个包含许多事件的漫长过程中倒下的第一张多米诺骨牌,所有这些事件导致了运送血液到心脏的动脉中的血栓的形成。这个过程会持续很多年,但是如果动脉被血栓堵塞,结果可能是心脏突然失去血液和氧气,或是心脏病发作。与中风一样,心脏病发作时心肌受到的损害大多是由血流再灌之后自由基爆发性的增多所引起的。

眼疾

眼睛是人和动物惟一的光感受器,老年性眼睛衰老(特别是白内障)与自由基有关。研究表明,老年人由于全身机体的衰老使得眼球晶状体中自由基清除剂的含量与活性降低,导致对自由基侵害的抵御能力下降。事实表明,白内障的起因和发展与自由基对视网膜的损伤导致晶状体组织的破坏有关。

角膜受自由基侵袭引起内皮细胞破裂,细胞通透性功能出现障碍,引起角膜水肿。自由基会对眼晶状体产生直接的损伤破坏。

衰老

自由基衰老理论的中心内容认为,衰老来自机体正常代谢过程中产生自由基随机而破坏性的作用结果,由自由基引起机体衰老的主要机制可以概括为三个方面。

1.生命大分子的交联聚合和脂褐素的累积

自由基作用于脂质过氧化反应,氧化终产物丙二醛等会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合,该现象是衰老的一个基本因素。脂褐素(Lipofuscin)不溶于水,故不易被排除,这样就在细胞(皮肤细胞)内大量堆积,即形成老年斑,这是老年衰老的一种外表象征。胶原蛋白的交联聚合,会使胶原蛋白溶解性下降、弹性降低及水合能力减退,导致老年皮肤失去张力而皱纹增多以及老年骨质再生能力减弱等。脂质的过氧化导致眼球晶状体出现视网膜模糊等病变,诱发出现老年性视力障碍。

2.器官组织细胞的破坏与减少

器官组织细胞的破坏与减少,是机体衰老的症状之一。例如神经元细胞数量的明显减少,是引起老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞破坏或减少主要是由于基因突变改变了遗传信息的传递,导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低。这些的积累,造成了器官组织细胞的老化与死亡。生物膜上的不饱和脂肪酸极易受自由基的侵袭而发生过氧化反应,氧化作用对衰老有重要的影响,自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程。

3.免疫功能的降低

自由基作用于免疫系统,或作用于淋巴细胞使其受损,引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱,并使免疫识别力下降出现自身免疫性疾病。

所谓自身免疫性疾病,就是免疫系统不仅攻击病原体和异常细胞,同时也侵犯了自身正常的健康组织,将自身组织当作外来异物来攻击。如弥散性硬皮病、系统性硬结、溃疡性结肠炎、成胶质病变和Crohnn氏病(局部性回肠炎)之类的自身免疫性疾病,往往伴有较多的染色体断裂。研究表明,自身免疫病的病变过程与自由基有很大的关系。

癌症

目前的看法是,不少致癌物必须在体内经过代谢活化形成自由基并攻击DNA才能致癌,而许多抗癌剂也是通过自由基形成去杀死癌细胞。

一个正常细胞发生癌变必须经历诱发和促进两个阶段,这就是两步致癌学说。诱发阶段与自由基关系密切。自由基作用于脂质产生的过氧化产物既能致癌又能致突变,致癌和致突变在分子水平上的机理是相同的。

促癌阶段也与自由基有关,促癌能力与其产生自由基的能力相平行。在化疗过程中,由于药物的毒性导致细胞内产生大量的自由基,这往往会引起骨髓损伤、白血球减少,致使化疗减慢、药量减少或被迫停止化疗。

……

抗氧化物体系在行动

人们发现抗氧化物奇迹的发生?已经有很长时间了。由维生素C、维生素E、辅酶Q10、硫辛酸和谷胱甘肽等五种特殊的抗氧化物共同作用所构成的抗氧化物体系的发现,是近半个世纪以来研究的焦点,众多接触科学家为此花费了毕生精力。

为了理解氧化的过程,你只需想一下每天在你的厨房中发生的一切。每顿饭后,你会把剩下的饭菜包好,以免它们变坏。包起食物的一个原因就是使氧气至少有一阵接触不到还没吃过的鸡腿或是半个柚子。

抗氧化物如何与自由基一起作用:抗氧化物防御系统是一组独特的化合物,其任务就是在自由基对目标组织发动攻击之前清除它们,保护肌体免受自由基的损伤。抗氧化物是体内的自由基警察,它们随时随地的听候调遣,必要时清除自由基,使自由基不能肆意破坏其他的细胞。

图:抗氧化工作示意图

当抗氧化物与自由基相遇时它会吞噬自由基,自由基然后与抗氧化物的分子结构结合,把抗氧化物变成自由基。这些新生成的自由基较弱,不会对肌体造成进一步伤害,从而使你的细胞和组织摆脱由自由基失控所造成的破坏。

人体内有五种关键的抗氧化物发生动态作用,它们是:维生素C、维生素E、辅酶Q10、硫辛酸和谷胱甘肽。这些是系统的抗氧化物。这些特别的抗氧化物共同作用支撑和巩固了整个系统。当它们组合在一起的时候,能够提高彼此的活性,帮助身体维持正常的抗氧化物平衡。在帕克实验室,我们已使他们能够“再循环”,或是让它们扑灭一个自由基能够再生,从而源源不断地扩充它们的抗氧化能力。

下面是一个系统的抗氧化物如何共同作用的例子。当维生素E清除一个自由基的时候,它自己变成了一个弱的自由基。但是与坏的自由基不同,维生素E自由基能够被循环再生,或者通过维生素C或辅酶Q10重新成为一个抗氧化物。这些系统抗氧化物能够向维生素E提供电子,并使它回到抗氧化物状态。同样的情形也会发生在维生素C或谷胱甘肽为了清除自由基而把自己变成弱自由基的过程中。这些抗氧化物可以在硫辛酸或维生素的协助下再循环回到它们的抗氧化物状态。

抗氧化物体系的首要任务是要避免抗氧化物因为氧化而损失。一个系统抗氧化物解救另外一个,这一循环继续进行,就能确保身体维持适当的抗氧化物平衡。

这一特别的场景:抗氧化物遇见自由基→抗氧化物压倒自由基→抗氧化物成一位“朋友”自由基→抗氧化物被另外的一贯系统抗氧化物循环再生……眨眼间就在身体中发生了无数次。布鲁斯••阿麦斯是一位抗氧化物领域众所周知的科学家,据他估计:每一个人类细胞的DNA每天所受到的氧化攻击大约可达一万次。而我们的体内有着数以亿万计的细胞,把两者相乘,现在你能够理解这些数字是多么巨大了吧,如果你不通过食品和补充物补充失去的抗氧化物,那么你将更容易受到更进一步的伤害。

虽然系统抗氧化物是相互协同作用的,但每一种抗氧化物在细胞内都有适合它发挥包会保护作用的独特方式。举个例子,细胞膜主要是由脂肪或脂质组成的,但是细胞本身充满了水。脂溶性的维生素E和辅酶Q10能够保护细胞膜的脂质部分免受自由基的攻击,但是不能指望它们去保护细胞的含水部分或主要由水组成的血液。这些区域只有水溶性的抗氧化物,如维生素C和谷胱甘肽才能够到达。

我们只知道有一种抗氧化物既能够进入水的区域又能进入脂的区域,那就是硫辛酸。硫辛酸的独特性表现在它可以在两个区域内发挥作用,而且可以使水溶性抗氧化物(维生素C和谷胱甘肽)和脂溶性抗氧化物(维生素E)再生。

应该记住的重要一点是,每一个抗氧化物系统都比单独的抗氧化物作用更强大,而且当它们组合在一起的时候能够产生对抗致命的氧化力量的神奇效果。

下面,我将简要介绍一下每个系统抗氧化物,并概述它们是如何独立以及共同作用的。

硫辛酸

直到最近,硫辛酸一直被认为是一种不太重要的抗氧化物,不用对它进行关注。如果人们现在开始重视硫辛酸,那是因为有了帕克实验室的工作。我们发现,硫辛酸是整个抗氧化物防御系统中最多才多艺并且最强大的抗氧化物。

图:硫辛酸被广泛应用于糖尿病的治疗

研究显示,硫辛酸也可以对中风和心脏病提供显著的保护作用,中风在导致西方人死亡的原因中排在第三位。硫辛酸的独特性表现在它是唯一能够显著增加谷胱甘肽的水平的抗氧化物,而谷胱甘肽是系统抗氧化物中另一个关键的抗氧化物,可以说是人体毒素清除机。帕克实验室显示硫辛酸能使细胞中谷胱甘肽水平提升30%。当你服用硫辛酸的时候,你得到的不仅是硫辛酸所带来的益处,而且还得到了一份额外的谷胱甘肽。

帕克计划:每日补充100毫克(上午50毫克,下午50毫克)。

来源:靠自身合成。土豆、菠菜和牛羊肉中存在少量的硫辛酸。

维生素E

维生素E是人体内主要的脂溶性抗氧化物,而且只能从食物或补充物中获得。与谷胱甘肽或维生素C相比,细胞中只存在极小量的维生素E。然而,它是最重要的被研究最多的抗氧化物之一。维生素E在体内脂蛋白分子中穿梭,保护它们免于被氧化。而脂蛋白的氧化被看作是形成动脉硬化的第一步。动脉变硬能导致心脏病。最近的研究表明,维生素E能预防心脏病,减少前列腺癌的危险,甚至减缓阿尔兹默氏症的进程。

图:白萝卜中含有较多的维生素E

每日推荐剂量:30国际单位。

帕克计划:每天500毫克生育酚和三烯生育酚的混合物。

来源:未精制的植物油、坚果、坚果油、饭麸油、大麦并有少量存在于绿叶蔬菜中。

维生素C

诺贝尔奖获得者莱纳斯•鲍林(Linus Pauling)主张用维生素C治疗普通的感冒。人体无法合成维生素C,必须从食物或补充物中获得。维生素C是一个有力的自由基清除者,而且它还是强大的免疫系统所必需的。帕克加州大学的同事研究证明,经常补充维生素C的人比不补充的人更加健康长寿。

每日推荐剂量60毫克:吸烟者100毫克。

帕克计划:每日500毫克酯化C(上午250毫克和下午250毫克)。

来源:维生素C富含与植物当中,并且存在于许多水果和蔬菜中。包括:红色的胡椒粉、花椰菜、酸果蔓的果实、卷心菜、马铃薯、西红柿和柑橘类水果等。

辅酶Q10

辅酶Q10是一个脂溶性的分子,在抗氧化物循环周期中与维生素E协同作用,保护细胞的脂质部分免受自由基的攻击。许多研究证明辅酶Q10是治疗心力衰竭、心绞痛和高血压的有效方法。它也在被研究用于癌症、帕金森症和阿兹海默症等有关大脑老化疾病的治疗。

帕克计划:每日补充接触量30毫克,对于可能患有心脏病或中风的高危人群,应每天在补充基础量的前提下多补充50毫克。

来源:在体内合成,也存在于海鲜和动物内脏中。

谷胱甘肽

系统中最丰富的抗氧化物就是谷胱甘肽,它由体内的三种氨基酸:谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸合成而来。事实上,谷胱甘肽存在于每个细胞中,而且是阻击自由基战斗中的一个重要武器。当我们到四十岁的时候,合成谷胱甘肽的能力开始下降,到我们六十岁时,它几乎下降了20%。在任何年龄段中,低水平的谷胱甘肽都会与过早死亡和疾病联系在一起。保持较高水平的谷胱甘肽是非常有必要的。

帕克计划:增加谷胱甘肽最好的方法是每天补充100毫克硫辛酸 。

来源:谷胱甘肽富含于水果、蔬菜和刚刚烹调好的肉中,但它会在消化过程中被破坏。

监控细胞的健康状况

除了控制自由基,抗氧化物还在保持健康中起着更多至关重要的作用:它们帮