第五部分
氧化壓力
概述
細胞氧化會產生自由基，生物體內一定水平的自由基是維持正常生命活動所必須的：自由基與細胞的增殖、分化、凋亡、壞死等多種病理、生理現(xiàn)象密切相關。正常情況下，機體的氧化與抗氧化處于一種動態(tài)的平衡之中（氧衡態(tài)），但由于各種原因，如某些外源化合物、電離輻射或機體自身抗氧化防御體系受損等，均可使自由基水平明顯增高，氧化與抗氧化失衡，導致氧化壓力損傷：過量的自由基特別是活性氧自由基，可以攻擊包括DNA在內的幾乎所有生物分子，產生多種不同的后果（如腫瘤、糖尿病、心腦血管病、畸形等至少70種疾病及衰老退化等）。
細胞氧化中產物：自由基
早在上世紀60年代，當科學家們在酶控制的氧化還原反應中觀察到一種極其短暫的現(xiàn)象時，生物系統(tǒng)中存在自由基的現(xiàn)象第一次被報道出來了。
從化學角度講，自由基是帶有沒有配對電子的分子或分子片段，由于這些化學介質具有高度不穩(wěn)定性和相當短暫的生命（壽命時限用萬億分之一秒計算），所以它們形成后就立刻與其他分子進行反應(氧化、還原)。生命是離不開自由基活動的，我們的身體從里到外每時每刻都在運動，每一瞬間都在進行著細胞氧化，燃燒著能量，而負責傳遞能量的搬運工就是自由基。
自由基積極的生物學功能
自由基作為細胞氧化的正常中間產物，對維持機體的正常代謝有特定的促進作用。這種促進作用主要表現(xiàn)為對機體危害物的防御作用。
（1） 增強白細胞的吞噬功能，提高殺菌效果
白細胞在吞噬細菌的過程中，對氧的消耗量激增，會產生大量的O2-?和H2O2，兩者反應還會進一步產生OH?，這些活性氧對病原菌都有很強的殺滅效果。OH?還可以引發(fā)被吞噬細菌的不飽和脂肪酸降解，降解終產物丙二醛也是一種強力殺菌劑，足以致細菌死亡。
（2） 促進前列腺素的合成
前列腺素是人體內的一種重要的激素，它以花生四烯酸為前體物質，經生物膜上多酶系統(tǒng)催化氧化生成，其生物合成途徑中必須有氧自由基（OH?或O2-?）的參與。
（3） 參與脂肪加氧酶的生成
血小板脂肪加氧酶作用于花生四烯酸，生成1,2-氫過氧化-5,8,11,14-碳四烯酸及其他相關的化合物，該類化合物是一系列具有強生物學活性化合物，如白三烯的前提。在HPETE形成過程中有活性氧自由基參與。
（4） 參與膠原蛋白的合成
膠原蛋白的前提稱為原膠原蛋白。原膠原蛋白中的脯氨酸和賴氨酸經羥化酶的羥化作用是原膠原蛋白合成的關鍵步驟。在此酶促羥化過程中，需要O2-?，H2O2、OH?或1O2等活性氧自由基的參與。
（5） 參與肝臟的解毒作用
機體對外來毒物的解毒作用主要在肝臟進行，解毒作用實質是在肝微粒體細胞色素P450催化下對各類毒物的羥化作用。一定劑量范圍內的外來毒物可被羥化并排出體外而完成解毒作用，當劑量大時，機體不能承受就會出現(xiàn)中毒。在肝解毒過程中，連接于細胞色素上的O2-?是真正起羥化作用的物質。
（6） 參與凝血酶原的合成
凝血酶原是凝血酶的前提。在凝血酶原合成過程中國，其前體蛋白質氨基端的10個谷氨酸殘基經過酶促羥化作用轉變?yōu)?0γ-羥基谷氨酸殘基，形成凝血酶原。該羥化過程與氧自由基密切相關，沒有氧自由基的參與，就不能形成凝血酶原。
（7） 松弛血管壁，降血壓
NO?是精氨酸在酶作用下形成的一種信號化合物，還作為細胞松弛因子而松弛血管壁，降低血壓。血管擴張劑（如乙酰膽堿等）啟動一個鈣調節(jié)受體，在NO?合成酶催化和NADPH參與下，氧化L-精氨酸的胍基生成NO?并釋放到細胞外。接著活化可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，使血管平滑肌與血小板中的cGMP水平增加，從而促進血管平滑肌松弛，抑制血小板凝聚和粘附到內皮細胞上。
（8） 殺傷外來微生物和腫瘤細胞
NO?和O2-?結合以后生成ONOO-陰離子，在略高于生物PH的堿性條件下相當穩(wěn)定，從而允許其由生成位置擴散轉移到較遠的位置。一旦在低于生理PH的酸性條件下（病理條件下往往如此），ONOO-立即分解生成NO?和O2-?，這兩種自由基的氧化性非常強，具有很大的細胞毒性，對于殺傷外來微生物和腫瘤細胞非常有意義。
細胞氧化的負面：氧化壓力（過量自由基）
然而，當我們的機體暴露于環(huán)境污染物，工業(yè)化學物質農藥殺蟲劑，香煙的煙霧和放射性物質，過量運動等情況時，就將誘導自由基在細胞內的過度形成，這些高度不穩(wěn)定性的粒子將會攻擊包括DNA在內的任何生物分子，對細胞及機體組織造成不可逆的損傷。要知道我們的機體每天都遭受著過量自由基（即氧化壓力）數百萬次的攻擊，對于一個期望壽命70年的人來說一生中自由基的累計量可達到大約17噸！損傷（即氧化壓力損傷）。
氧化壓力的危害：
（1）削弱細胞的抵抗力，使身體易受細菌和病菌感染；
（2）產生破壞細胞的化學物質，形成致癌物質；
（3）阻礙細胞的正常發(fā)展，干擾其復原功能，使細胞更新率低于枯萎率；
（4）破壞體內的遺傳基因（DNA）組織，擾亂細胞的運作及再生功能，造成基因突變，演變成癌癥；
（5）破壞細胞內的線粒體（能量儲存體），造成氧化性疲勞；
（6）破壞細胞膜，干擾細胞的新陳代謝，使細胞膜喪失保護細胞的功能；
（7）侵襲細胞組織及荷爾蒙所必須的氨基酸，干擾體內系統(tǒng)的運作，導致惡性循環(huán)，以致產生更多自由基，其連鎖反應可導致自由基危害遍及全身；
（8）破壞蛋白質，破壞體內的酶，導致炎癥和衰老；
（9）破壞脂肪，使脂質過氧化，導致動脈粥樣硬化，發(fā)生心腦血管疾病
（10）破壞碳水化合物，使透明質酸降解，導致關節(jié)炎等。
氧化壓力與疾病：
因氧化壓力而受到傷害的組織會有以下代表性疾?。?div style="height:15px;">
（1）心臟循環(huán)系統(tǒng) 心肌梗死、動脈硬化癥、不整脈、血管攣縮、滯血肺等。
（2）肺部 氣腫、成人型呼吸窘迫癥、肺炎、感冒、哮喘等。
（3）腎臟 絲狀體腎炎、重金屬引發(fā)的腎毒癥、腎臟移植排斥作用等。
（4）血液 蠶豆病、貧血、白血病、敗血癥、血色素異常等。
（5）消化系統(tǒng)胃、十二指腸潰瘍、肝毒癥、肝炎、肝硬化、脂肪酸引起的胰腺炎、糖尿病、非類固醇抗發(fā)炎藥物引發(fā)的消化系統(tǒng)副作用等。
氧化壓力（過量自由基）如何產生的？
1.過量運動
在《抗氧化**》一書中，肯尼斯-庫珀醫(yī)生強調，過量的運動可以明顯增加我們身體產生的自由基的數量。庫珀醫(yī)生在看過幾名勤奮的運動員過早的死于心臟病、中風和癌癥之后非常關心這一問題。這些人一生中可能跑了三、四十個馬拉松長跑，同時每天還要堅持大量的體育鍛煉。
在為這本抗氧化書籍做研究過程中，庫珀醫(yī)生意識到過量運動可能帶來的傷害。當我們中等或適度運動的時候，我們產生的自由基數量只會略微增加。但是，當我們過量運動的時候，我們自由基產生的數量就會急劇上升?！犊寡趸?*》一書在結尾處忠告讀者，過量運動實際上是有害健康的，尤其是在我們多年持續(xù)過量運動的情況下。因此庫珀醫(yī)生建議我們每個人都應長期保持適度運動。
2.空氣污染
環(huán)境對我們體內形成的自由基的數量影響巨大，空氣污染是導致我們肺部和體內氧化壓力的主要原因之一?？諝馕廴局邪ǔ粞?、二氧化碳、二氧化硫和多種碳氫化合物，這些物質都能顯著增加自由基的數量。日復一日地暴露在這
些有毒物質中，機體的健康會受到嚴重的威脅?？諝馕廴疽驯徽J為是哮喘、慢性支氣管炎、心臟病，甚至是癌癥的致病原因之一。理解了氧化壓力是這些疾病的根源以后，我們可以制訂出一套保護自己不受空氣污染威脅的方案。我們還應考慮空氣污染的另一個方面：因為職業(yè)需要而暴露在諸多石棉纖維的礦物灰中。在石棉中添加含鐵纖維能夠產生更多的自由基。長期暴露在這些物質中已被證實可能導致肺癌和間質性纖維化（一種嚴重的肺部創(chuàng)痕）。還有許多其他職業(yè)性的危險：暴露在畜棚和谷倉的浮塵中的農夫；暴露在各種化學物質和浮塵中工作的人毋庸置疑，他們呼吸的空氣質量對身體健康影響是巨大的。
3.吸煙
你可能也會認為日常的煙霧或化學物質對我們是最大的威脅。但是你是否相信對我們身體危害最大的氧化壓力實際上是香煙和香煙的煙霧呢？這是真的。吸煙與日益增多的哮喘、肺氣腫、慢性支氣管炎、肺癌和心血管疾病緊密相連。
我們都知道吸煙危害健康，但是要知道根本原因是由于煙霧對我們身體造成的氧化壓力。香煙的煙霧含有多種毒素，它們聯(lián)合在一起使肺部和身體各部分的自由基數量增加。沒有任何一種嗜好對健康的危害性比吸煙更大了。醫(yī)學研究
證明，暴露在濃度較高的二手煙中的人們患哮喘、肺氣腫、心臟病，甚至肺癌的可能性顯著增加。因此各個國家正在通過或者擬通過各種法律限制在公眾場合吸煙。
4.食物和水源污染
你口渴么？2008年美國公眾衛(wèi)生部警告我們，美國85%的飲用水都已受到污染。我們真不相信，過去的10年內這一情況并沒有任何的改善。我們的水源現(xiàn)在受到了超過5萬種化學物質的污染。這是一個驚人的事實：水質加工廠平均只能檢測出其中30到40種化學物質。另外還有金屬，例如鉛、鎘、鋁等，正在污染著我們的水源。在美國，有超過55000種受限制的化學廢料和大約20000種不受限制的化學廢料正在滲入全國各地的地下水層。當我們吸收了這些受污染的水源后，自由基的數量就會明顯增加。為此，現(xiàn)在的美國人已經求助于飲用大量的瓶裝水、過濾水和蒸餾水。但是你要知道：除了蒸餾水以外，你無法判斷自己花了那么多錢買回來的水的質量究竟如何，因為這畢竟是一個完全沒有規(guī)范的市場。從第二次世界大戰(zhàn)至今，已有超過6萬種新出現(xiàn)的化學品進入我們的環(huán)境?，F(xiàn)在每年仍有不少于1000種新發(fā)明的化學品進入我們的環(huán)境。除草劑、除蟲劑和殺真菌藥劑被用于多數食物的生產過程中。醫(yī)學研究顯示所有這些化學物質在被人體吸收后都能增加氧化壓力。其中有的比較危險，有的相對安全，但是它們都會對我們的健康產生威脅。這些化學物質幫助美國的食品工業(yè)前所未有地提高了產量。但是美國人付出了怎樣的健康代價呢？
5.陽光紫外線輻射
我們已知道人們在20歲生日之前會接受到一生中大約2/3的日光照射。這就是說，當你閱讀本書的時候，你的皮膚可能已經接受過太陽的紫外線破壞了。各種研究已經表明，紫外線能增加人體皮膚中的自由基。這些自由基已被證明能夠破壞皮膚細胞的DNA，從而導致皮膚癌。這些研究是證明氧化壓力能導致癌癥的最直接證明。雖然太陽光線中的UVA和UVB射線均能增加皮膚中的自由基從而形成氧化壓力，但是其中UVB射線的傷害力是最大的。只要涂抹了SPF30或更高指數的防曬霜，你就基本上可以不受UVB射線的損傷了。這樣我們就可以更長時間地呆在戶外而不怕被陽光灼傷。但是這些防曬霜的作用并不能很好的阻隔UVA射線，這種射線可以導致皮膚更深層的自由基增多。這也許可以從一個方面解釋為什么過去20多年來皮膚癌的發(fā)病率已經增加了4倍。我們要在市場上挑選既能阻隔UVA也能阻隔UVB射線的防曬霜。顯然，這才是既能保護你和孩子不受灼傷又能預防皮膚癌的產品。我建議大家密切關注自己皮膚上不同尋常的色素斑塊的增加。
6.藥物和放射
醫(yī)生開出的每一種藥物都能增加體內的氧化壓力?；熀头派浏煼ǖ幕驹砭褪菍Π┌Y細胞產生的氧化壓力以殺死癌細胞。這也是病人很難忍受這些藥物和治療的原因之一。氧化壓力增加也會間接地破壞正常細胞。我們必須記住很重要的一點，對身體而言任何藥物從本質上來說都是一種外來物質，身體必須非常努力地把它代謝和消滅掉。這就要求肝臟和整個身體進行更多的代謝反應。因此產生了更多的自由基，并可能增加氧化壓力。21世紀的工業(yè)化國家已經變得過于倚賴藥物。美國和整個世界的藥物消耗量已經達到前所未有的高度。雖然每種藥物都已經經過測試，證明了它的療效，但是每種藥物都有其與生俱來的危害。在美國，藥物副作用已經成為第四大死亡原因。這是真的：在美國，每年都有超過1萬人死于處方和服用方法都沒有錯誤的藥物。藥物自身的危害在很大程度上都是由于它們可能導致的氧化壓力。超過70種慢性退行性疾病都是氧氣毒發(fā)作用的直接原因。換句話說，導致這些疾病的根本原因就是氧化壓力。醫(yī)學研究顯示，這些我們都擔心年老后會患上的疾病的潛在原因毫無疑問就是氧氣的黑暗面。如果你曾經修理過一輛舊車，你就已經了解到灰塵的破壞力。它能侵蝕和分解地球上最堅硬的物質之一：金屬。正如空地上棄置了一輛汽車那樣，如果不加以保護，我們的身體也會慢慢生銹。就像金屬上的一小塊銹斑，我們的身體也會慢慢地侵蝕，身體的哪一部分先受到破壞就能決定我們可能會得哪種慢性疾病。
