我们需要补充“抗氧化剂”吗?

随着生活水平的提高,人们对于健康长寿的期盼就更加强烈。在各种保健措施中,服用“抗氧化剂”是为许多人采用的。其背后的科学原理看来也很清楚:在人的一生中,由外部原因(比如辐射、环境和食物中的一些化学物质)和内部原因(主要是通过新陈代谢),身体里面会形成“游离基”,或者叫做“活性氧”。它们含有“未配对电子”,化学性质非常活泼,能够修改和破坏我们身体里面的各种分子,比如脂肪酸、蛋白质和DNA,并且在分子内和分子间形成交联。日积月累,这些被破坏的分子就会越来越多,造成身体的各种功能下降,使人衰老,甚至导致癌症。科学实验也证明,我们的身体里面确实有被“活性氧”破坏的分子,而且它们的数量随着年龄而增高。

我们的身体里面有一整套机制来对抗这些“活性氧”,但是这种防御不是百分之百有效的。既然如此,那么从外面补充各种“抗氧化剂”,也许就能延缓衰老的进程,减少患癌症的几率。在这种思想指导下,许多人去摄取各式各样的“抗氧化剂”,包括维生素C、维生素E,b胡萝卜素等等。市场上关于“抗氧化”制剂的宣传更是随处可见。

然而,近年来许多科学研究的结果,包括数次世界范围的,大规模的对“抗氧化剂”效果的试验却表明,这些“抗氧化剂”并没有延缓衰老的作用。在一些情况下,这些物质还会缩短人的寿命,增加癌症的发生率。这些结果使人感到困惑:我们还需要补充“抗氧化剂”吗?为了回答这个问题,我们首先需要了解“游离基”是如何产生的。

人体内产生“游离基”的主要场所是“线粒体”。

除了射线照射能够在身体里面形成“游离基”外,我们身体里产生“游离基”的主要场所就是我们细胞里面的“线粒体”。“线粒体”是细胞的“动力工厂”,在这里食物中的“燃料”分子如葡萄糖、脂肪酸被脱下电子,这些电子再沿着一条电子传递链被传送到氧,形成水分子。电子在传递过程中释放出来的能量就被用来合成“高能化合物”ATP(化学名称叫“三磷酸腺苷”)。这有点像发电厂烧煤或者烧天然气,释放出来的能量则被用来发电,只不过在我们的细胞里,食物分子的“燃烧”过程是在体温(37摄氏度)下进行的。

在电子传递的路途上,要经过一个叫“泛醌”的分子,化学名称叫“辅酶Q”,或简称Q10Q是“醌”quinone的第一个字母,10表示分子的侧链含有10个“异戊二烯”单位)。问题就出在这里。在每次循环中,每个Q10分子可以接收和传递两个电子,但是这两个电子不是同时传给Q10的,而是分成两步,一次传一个电子。这样就有Q10只接受一个电子的阶段。糟糕的是,这个电子是没有配对的电子,所以含有这个电子的Q10本身就是个“游离基”。虽然这个Q10游离基主要是在线粒体的内膜里面,但是氧分子还是“有机可乘”,从Q10游离基上获取那个电子,形成“超氧化物”O2。这是线粒体中“活性氧”形成的最初过程。

据估计,在“线粒体”消耗的氧中,约有0.1%变成了“超氧化物”。这个比例看上去不大,但是如果考虑到人每天要消耗大约750克氧气(500-600升),那么每天产生的“超氧化物”就是0.023克分子。如果不被消灭掉,它在细胞里面的浓度可以达到0.5毫摩尔(mM)左右。这是一个可观的浓度。

“超氧化物”是极为活泼的,能迅速和其它分子发生反应。比如它能攻击“不饱和脂肪酸”,形成“超氧化脂肪酸”。而“超氧化脂肪酸”本身又是游离基,又可以和其它分子发生反应,形成破坏性的链式反应。它也可以攻击蛋白质分子中氨基酸的“侧链”,破坏蛋白质分子的功能。它还攻击遗传物质DNA,造成“碱基”(相当于遗传密码的“字母”)改变和链断裂。如果任其到处破坏,细胞的结构和功能很快就会被摧毁。

人体内对“游离基”的防御系统

既然线粒体是产生“游离基”的主要场所,我们的身体也相应地发展出了对付“超氧化物”的机制,就是在线粒体中配备大量能够消灭“游离基”的酶。首先是“超氧化物歧化酶”(英文名称缩写为SOD),它们能把“超氧化物”变成“过氧化氢”(H2O2)和氧。

不过这还不够,“过氧化物”仍然属于“活性氧”,其水溶液叫做“双氧水”,具有很强的氧化性能,对身体仍然有害。所以我们的身体里不但有“超氧化物歧化酶”,还有“过氧化氢酶”(英文缩写为CAT),它可以把“过氧化氢”变为氧和水。在一般情况下,哪里有SOD,哪里就有CAT,“就近处理”SOD产生的“过氧化氢”。

除了CAT外,细胞还有其它酶可以“消灭”“过氧化氢”,比如“谷胱甘肽过氧化物酶”,“硫氧化还原蛋白过氧化物酶”等等。所以对于“过氧化氢”,细胞也是“层层设防”,以降低它的浓度,减少伤害。

除了“抗氧化酶”以外,我们的身体里面还有一些非酶的“抗氧化剂”,比如抗坏血酸(维生素C)、生育酚(维生素E)、b胡萝卜素等等。它们的分子量比较小,能够到达“抗氧化酶”去不了的地方,与“活性氧”反应。由于这些化学反应不是由酶催化的,速度比酶反应慢得多(慢1000倍以上)。在它们发生作用前,有一些“活性氧”就已经完成它们的“破坏作用”了。

所有这些“抗氧化”机制说明,我们的身体是有一整套机制来防止“游离基”的浓度过高的。这也是医生和厂商向人们推荐“抗氧化”制剂的理论根据。蔬菜和水果含有丰富的具有“抗氧化”作用的化合物,对人的健康是有益的。问题是,直接服用“抗氧化”的物质,比如维生素C、维生素Eb-胡萝卜素,真的能够代替蔬菜和水果的益处,延长寿命和减少癌症吗?

大规模的临床实验未能证实这些维生素制剂的有益作用

虽然“游离基”理论已经得到大量研究结果的支持,人们(包括许多医生)也都相信“游离基”是“坏”的,应该被清除得越彻底越好,而“抗氧化剂”是“好”的,服用这些制剂会增进身体健康。但是在没有确切的数据之前,科学家们心里还是不“踏实”,想用大规模的临床实验来证明这些“抗氧化剂”的“好处”,结果却出人意料。

比如2007年,丹麦哥本哈根大学的一个评估机构收集了68个对“抗氧化剂”的随机对照试验,涉及232606人,共385篇研究报告。他们从中挑选了质量最高的47个试验,涉及180938人。对这些报告的综合分析表明,维生素(ACE和b-胡萝卜素)没有延长寿命的效果。相反,一些维生素还会增加死亡率(约5%)。其中维生素A、维生素E、b-胡萝卜素和死亡率的增加有关。

2012年,塞尔维亚的一个同类机构评估了78个对“抗氧化剂”的随机对照实验,其中对健康人的研究有26个,涉及215900人,对有各种疾病的人的研究52个,涉及80807人。评估结果与2007年的相似,即维生素ACE和b-胡萝卜素对降低死亡率均没有效果,反而轻度升高(百分之几)死亡率。

同时,科学家们也综合评估了“抗氧化剂”对各种具体疾病的预防效果,包括肝脏疾病(病毒性肝炎、肝脏自体免疫性疾病、酒精肝、肝硬化)、黄斑病变、白内障、骨关节炎、风湿性关节炎、感冒、肺癌、皮肤癌、胃癌、肠癌、前列腺癌、心血管疾病、肺炎、老年痴呆症、男性不育、先兆子痫、流产等等,都没有发现“抗氧化剂”有预防这些疾病的功效。

在有的情况下,“抗氧化剂”还会显著增加癌症的发生率。1996年,位于美国西雅图的Hutchinson癌症中心研究了维生素A和b-胡萝卜素对吸烟者,前吸烟者,以及接触石棉者患肺癌几率的影响。他们的试验涉及18314人。在平均4年的观察以后,他们发现维生素A和b-胡萝卜素不仅不能减少肺癌的发生率,反而增加这些人肺癌的发生率28%

为了弄清楚为什么这些维生素会增加一些癌症的发病率,2014年,瑞典的科学家们给易患肺癌的小鼠两种“抗氧化剂”,即维生素E和“n-乙酰半胱胺酸”(英文缩写为NAC)。他们用的剂量相当于或少于人服用这些维生素的剂量,所以是对这些化合物效果的实际测量。结果表明,服用这些维生素的小鼠更容易患肺癌,癌的恶性程度也更高,小鼠存活时间更短。进一步的研究表明,这是因为身体里面的一个“抗癌基因”叫“p53”的活性,被这些维生素抑制的缘故。

少量的“游离基”为生理过程所需要

以上的实验结果表明,我们身体里面的“游离基”不是越少越好。少量的“游离基”不但对身体无害,甚至还有好处。1908年,德国科学家Otto Warburg发现,海胆的卵受精后,耗氧量会大量增加,形成所谓的“耗氧爆发期”。研究表明,一种叫“海胆双氧化酶”(简称Udx1)的蛋白质,利用氧来产生“过氧化氢”。用化学物质抑制Udx1,或者用抗体结合于Udx1,受精卵中的细胞就停止分裂。用低浓度(10mM)的“过氧化氢”可以使一些细胞恢复分裂。这说明“过氧化氢”为海胆受精卵的发育所必需。

还有一种叫做“百草枯”的化合物,可以在动物身体里面产生“游离基”,按说它对动物的寿命是有害的。可是当用低浓度的“百草枯”(0.01mM0.1mM)处理线虫时,线虫的寿命随着“百草枯”的浓度增加而延长,最多可以长58%。只有在更高的浓度时,线虫的寿命才缩短。奇怪的是,在用“抗氧化剂”NAC处理后,“百草枯”延长寿命的效果反而消失了。这些结果说明,低浓度的“游离基”对身体不但无害,而且为一些生理过程所必需。用“抗氧化剂”来消灭这些低浓度的“游离基”,反而对身体有害。

硫化氢作为舒张血管物质的启示

硫化氢是剧毒的气体,万分之五的浓度就会使我们呼吸困难,万分之八的浓度就能致命。而且它非常臭,像鸡蛋坏了时发出的气味。谁想得到硫化氢对我们的身体还有“好处”呢?

但是近年来的研究却发现,哺乳动物(比如小鼠、牛、和人)的血管就能生产硫化氢。用小鼠进行的实验表明,血管里产生的硫化氢和一氧化氮一样,可以使血管松弛扩张,使血压降低。“敲除”小鼠体内生产硫化氢的酶(“胱硫醚g裂解酶”,简称CSE),小鼠就会患高血压。给这些小鼠注射含有硫化氢的液体,小鼠的血压就下降。硫化氢还可以保护处于缺血状态的细胞,延长这些细胞的生命。

有趣的是,让线虫在低浓度的硫化氢中生活,它们的寿命可以延长70%左右。这说明连低等动物都有利用“硫化氢”为自己服务的能力

这种“正面利用”硫化氢的能力,大概是在5亿5千万年前就开始形成。那时由于地球上大规模的火山爆发,释放出大量的二氧化碳,导致大气中氧浓度下降,使进行“有氧呼吸”的生物大量死亡。与此同时,不需要氧的生物,如绿色硫细菌,却大量繁殖,产生硫化氢,导致“二叠纪”的物种大灭绝。据估计,大约95%的海洋生物和70%的陆地生物因此灭绝。

硫化氢虽然对生物是灾难,但是存活下来的生物却发展出了“正面利用”硫化氢的能力,包括上面说的舒张血管,降低血压。除了硫化氢,我们身体还利用另一种毒性气体——“一氧化碳”(“煤气中毒”的元凶)来松弛血管。它由降解“血红素”的酶(“血红素氧合酶”,简称HO-1)所产生,对细胞有保护作用。

 “有氧呼吸”的历史比生物与硫化氢“斗争”的历史要长得多,进行“有氧呼吸”的生物更有可能发展出“正面利用”“活性氧”的机制。

我们需要补充“抗氧化剂”吗?

上面列举的事实表明,“游离基”和衰老的关系远不是原来想的那么简单,“游离基”也不是纯粹的“坏蛋”。原先对于“抗氧化”的单方向想法(即“抗氧化措施”越多越好)也需要重新考虑。

衰老的机制至今仍然是没有解决的问题,虽然已经有众多的假说理论在。“游离基理论”显然不能解释许多与衰老有关的现象和科学实验的结果。但是有一点看来是比较清楚的,就是大量补充各种“抗氧化剂”(以药片或胶囊的方式,比如维生素E胶囊)没有必要。对这些“抗氧化剂”进行的多次大规模的试验已经证明它们并没有“抗衰老”和预防许多疾病的作用,在有的情况下甚至可以增加癌症发生率,缩短寿命。只要我们的饮食均衡,食物品种多样化,我们一般是不会缺乏这些“抗氧化剂”的。为了防止个别维生素缺乏(不一定是“抗氧化”的),隔几天吃一片维生素片未尝不可,但是不需要天天吃,更不能过量吃。

吃维生素片也不能代替蔬菜和水果。我们对于人体需要的物质并不完全了解,完全有可能蔬菜和水果含有我们尚不知道的,对人的健康有益的物质。这些物质的作用也不一定是“抗氧化”。

客观世界常常比我们想象的要复杂。在人类认识事物的过程中,也经常会有“简单化”和“一面倒”的情况。这是人类认识过程中的正常现象。一旦发现的事实揭示出了事物新的一面,我们的思想和行动也应该做相应的调整。

评论已关闭。