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永生道路上的一座大山——「自由基」
衰老一直是人類避不開的問題,按照2015年中國統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)來看,我國人口的平均壽命是76.34歲,這一數(shù)字看似再平常不過,但如果說這還不到人類潛在壽命的一半,你會作何感想?
美國哈佛醫(yī)學(xué)院基因診斷室的研究人員根據(jù)人體生長規(guī)律及基因特點進(jìn)行推測,提出人類的潛在壽命可以達(dá)到167歲左右,遠(yuǎn)高于實際統(tǒng)計的平均壽命,那到底是什么原因?qū)е铝巳藗兤骄鶋勖慕档湍兀?/span>
正如物種起源一樣,關(guān)于衰老的理論眾說紛紜,其機(jī)制并不能被完全確定,但目前較多的研究表明衰老可能與人體內(nèi)的自由基有關(guān)。早在1950年,美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)博士Denham Harman教授就首次提出了“自由基衰老理論”[1],其核心內(nèi)容有三條:
(ⅰ) 衰老是由自由基對細(xì)胞成分的有害進(jìn)攻造成的;
(ⅱ) 這里所說的自由基,主要就是氧自由基,因此衰老的自由基理論,其實質(zhì)就是衰老的氧自由基理論;
(ⅲ) 維持體內(nèi)適當(dāng)水平的抗氧化劑和自由基清除劑水平可以延長壽命和推遲衰老。
圖1 自由基進(jìn)攻人體細(xì)胞
(圖源:網(wǎng)絡(luò))
自首次提出后,Harman博士也在不斷對該理論進(jìn)行改進(jìn)。1972年,他提出“線粒體衰老理論”,認(rèn)為線粒體中產(chǎn)生的氧自由基會破壞某些大分子,包括脂質(zhì),蛋白質(zhì)和最重要的DNA。這種破壞又會使氧自由基不斷增加,加速對細(xì)胞的破壞,最終導(dǎo)致人類機(jī)體的損害,是一個惡性循環(huán)的過程。
自由基是1832年德國化學(xué)家Von Liebig在化學(xué)反應(yīng)中最先發(fā)現(xiàn)并命名的,也稱游離基。自由基是指原子核外存在不成對電子的原子、原子團(tuán)或分子。如果按照Harman博士的“自由基衰老理論”來看的話,可能有很多人會認(rèn)為自由基就是衰老的罪魁禍?zhǔn)?,但這其實只是自由基的負(fù)面作用被放大化了而已。
一、自由基之利
在正常生理情況下,人體內(nèi)也會不斷地產(chǎn)生自由基,它們是人體正常代謝的中間體或產(chǎn)物,適量的自由基也能夠輔助機(jī)體進(jìn)行一定的代謝,如:
(ⅰ) 自由基可以幫助機(jī)體傳遞能量,維持機(jī)體正常代謝;
(ⅱ) 白細(xì)胞可以通過釋放活性氧向癌細(xì)胞進(jìn)攻,抑制癌細(xì)胞的生長繁殖;
(ⅲ) 一氧化氮自由基有抑制血小板凝集的作用,可以使平滑肌松弛,降低血壓;
……
因此,適量的自由基對人體反而是有好處的,維持一個正常的自由基生理水平也能幫助我們延緩衰老。
二、自由基之弊
當(dāng)人體自身機(jī)能無法清除過量的自由基時,它們就會向細(xì)胞成分發(fā)動進(jìn)攻。自由基都帶有不穩(wěn)定的電子,會奪取細(xì)胞成分中的電子來使自己穩(wěn)定下來,這也導(dǎo)致了人體內(nèi)原本正常的物質(zhì)因為失去電子而發(fā)生異變,如皺紋的產(chǎn)生:當(dāng)自由基奪取了正常皮膚細(xì)胞蛋白分子的電子時,就會導(dǎo)致蛋白質(zhì)形成畸變蛋白構(gòu)象而成為新的自由基,這個新自由基又會去奪取臨近正常分子的電子,形成大面積的蛋白纖維非正常伸展,最終導(dǎo)致肌膚骨架塌陷,產(chǎn)生皺紋。
當(dāng)你以為產(chǎn)生如皺紋這種衰老現(xiàn)象已經(jīng)夠糟糕的時候,過量的自由基還可以將你的身體機(jī)能破壞的更糟:
(ⅰ) 自由基會攻擊神經(jīng)系統(tǒng),促使神經(jīng)退行性改變,引起記憶減退、智力障礙等疾病;
(ⅱ) 氧自由基可以攻擊遍布全身的脂肪組織,會導(dǎo)致動脈粥樣硬化,引起心腦血管疾??;
(ⅲ) 氧自由基還可以直接作用于DNA,激活相關(guān)基因,誘發(fā)癌癥;
……
正如自由基破壞機(jī)體是一個惡性循環(huán)的過程,機(jī)體對自由基的控制和衰老之間也是一個惡性循環(huán)的過程,當(dāng)機(jī)體無法清除過量的自由基時,自由基便會不斷地破壞機(jī)體,最終表現(xiàn)的現(xiàn)象除了各類疾病外,便是衰老了。
人體內(nèi)的自由基來源可以分為兩類[2]:一是外源性的;二是內(nèi)源性的。
一、外源性自由基
圖3 吸煙
(圖源:網(wǎng)絡(luò))
放射性射線、汽車尾氣、空氣煙霧、氟利昂、臭氧、各種煎炒烹炸食物、酗酒、吸煙等均可產(chǎn)生大量的自由基。其中大量資料表明吸煙是產(chǎn)生自由基最多的外源性來源之一。過去我們只知煙草中的焦油煙堿、尼古丁、苯并芘對人體的直接危害,但其實危害最大又難以控制的是大量自由基的存在。
二、內(nèi)源性自由基
圖4 呼吸
(圖源:網(wǎng)絡(luò))
氧氣是人體新陳代謝過程中的最關(guān)鍵物質(zhì),是人體生命活動的第一需要,它在促進(jìn)新陳代謝生化反應(yīng)過程中,在細(xì)胞內(nèi)的線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器中,都可產(chǎn)生氧自由基。機(jī)體通過酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)產(chǎn)生的活性氧,能攻擊生物膜磷脂中的不飽和脂肪酸,引發(fā)自由基連鎖,產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物。此外,工作壓力過大、生氣上火、抑郁、失眠、過量運動、炎癥、高熱、應(yīng)激等因素都可引發(fā)人體內(nèi)產(chǎn)生自由基。
正如Harman博士的“自由基衰老理論”所說,氧自由基是引起衰老、破壞人體機(jī)能最主要的自由基之一,因此抗氧化物質(zhì)成為了控制自由基、延緩衰老的一個重要的選擇,而抗氧化物質(zhì)的的作用大致也可分為4類[3]:
(ⅰ) 淬滅單線態(tài)氧、清除自由基;
(ⅱ) 降低細(xì)胞膜通透性,限制自由基滲透進(jìn)細(xì)胞內(nèi);
(ⅲ) 提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶(人體內(nèi)清除自由主要的酶類)的活性;
(ⅳ) 降低DNA的氧化損傷以及抑制脂質(zhì)過氧化。
維生素類的物質(zhì)大多都具有抗氧化性,如維生素C可以通過還原作用消除有害氧自由基的毒性;維生素E則可以與超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物一起構(gòu)成體內(nèi)抗氧化系統(tǒng),保護(hù)細(xì)胞膜及細(xì)胞內(nèi)的核酸免受自由基的攻擊。眾所周知,維生素廣泛存在于我們?nèi)粘5娘嬍持校栽诜遣±頎顟B(tài)下沒有必要額外去特意補(bǔ)充。
圖6 存在多酚類物質(zhì)的橄欖油
(圖源:網(wǎng)絡(luò))
多酚類物質(zhì)因其化學(xué)結(jié)構(gòu)中存在多個—OH,也具備一定的抗氧化性,如廣泛存在于葡萄中的原花青素可以清除部分特定的自由基及提高抗氧化酶的活性;橄欖油有效成分之一的羥基酪醇則對DNA的氧化損傷具有很強(qiáng)的保護(hù)作用,同時還能抑制人體內(nèi)過氧化物的產(chǎn)生。
大多數(shù)抗氧化物質(zhì)都廣泛存在于水果、蔬菜中。因此,針對氧自由基引起的衰老甚至疾病而言,我們并不一定需要額外地去補(bǔ)充特定的抗氧化物質(zhì),只要生活規(guī)律、飲食健康就足夠了。