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谈“万病之源” --- 氧化应激
文章来源:贝斯特全球最奢华2288国际化学在线      发布日期:2018/6/21 11:53:18      浏览次数:
       经过了二十余年的生物医学研究,我越来越相信“万病之源”其实是有的, 一个是氧化应激,而另外一个是炎症反应。本文主要讨论氧化应激。
     什么是氧化应激呢,顾名思义,就是由能够造成氧化的分子造成的应激、 毒性状态。所谓“能够造成氧化的分子”,就是有较强的能力去抢夺其它分子中的电子的那些分子。当然电子被抢夺后,蛋白、基因的分子就会被破坏,这就是 氧化应激可怕的地方以及其造成老化和多种疾病的原因。氧化应激的主要来源是氧自由基,而氧自由基的主要来源包括线粒体 --- 细胞中的发电站,以及NADPH氧化酶等蛋白催化的反应。线粒体制造细胞能量主要靠传递出储存于NADH等分子中高能电子,而从本质上说,储存于NADH分子中的高能电子的能量来源其实是通过光合作用吸收进来的太阳能。就像发电站会有污染、会有核泄漏一样, 线粒体中的高能电子也会泄漏,而泄露出的高能电子撞击到线粒体中的氧气,就会产生一种重要的氧自由基 --- 超氧阴离子。
     宾夕法尼亚大学著名的氧化应激研究专家 Chance 教授发现,人呼吸的氧气中近百分之二可能会通过线粒体成为超氧阴离子,这说明人体细胞一直处于极 其巨大的氧化应激的海洋中。如果细胞不能够有效地消除这样氧自由基,细胞就会损坏或死亡。的确,我以前加州大学的一位同事就在国际顶尖杂志《自然遗传 学》中报道了这样的发现。他们发现如果小鼠失去了的消除线粒体里的超氧阴离子的蛋白 SOD2,小鼠在胚胎期就会死去。
     不论是人、小鼠还是其它动物,都有着消除氧化应激的复杂而强大的系统。 如果在老化或者一些疾病中抗氧化系统功能降低了,就会造成衰老的变化或疾病的病理变化。最有名的例子就是“地中海贫血”这个疾病。在地中海地区的国 家中一些人具有遗传性的缺陷 ---  用于制造抗氧化物质NADPH 的酶是先天缺乏的。这样,这些人的红细胞很有可能具有过高的氧化应激,其可以杀死红细胞,造成贫血。
     前几十年的大量研究证明,氧化应激在几乎所有的重大疾病中都起着关键的病理作用,这些疾病包括脑卒中、心肌梗死、癌症、糖尿病、关节炎、脑外伤、 帕金森病、老年痴呆症等,所以我由衷地觉得“氧化应激”就是一个万病之源。 经过人类生物医学长时间的探索,躲在各种重大疾病和老化后面的罪魁祸首终于 开始显出了它的鬼影。这一发现应该是人类科学和医学史上的一个伟大的里程碑。
     回顾人类生物医学研究的历史,首次提出氧化应激在老化或疾病中起着关键作用的应该是 Denham Harman 教授。于 1956 年,Harman 教授提出了关于“老化的氧化应激假说”,认为氧自由基可能就是造成生命老化的主要原因。当时他 提出假说所依据的证据很简单:一些受到辐射的人发生了早衰的变化,由于辐 射毒性作用的一个主要机制是氧化应激,所以氧化应激可能就是造成老化的主要 原因。这一简单的假说就引起了生物医学的一次重大的革命,氧化应激近六十年来一直是研究老化和一系列重大疾病的主题之一。Harman教授一生研究老化似乎真的有益于他的健康,因为他活到了98岁。
     人体抵抗氧化应激一方面依靠于一系列由基因决定的抗氧化酶的活力,一方面也依靠通过食物获得的抗氧化的能力。葡萄糖对于一个细胞中的主要抗氧化分子NADPH的产生是必须的。而另一个人体从食物中获取抗氧化能力的主要来 源是维生素 C 和维生素 E 等维生素。而辅酶 Q10、维生素B2以及维生素B3等对于减少氧化应激也是重要的。维生素(Vitamin)的英语是有两个词根组成: “Vita”是指关键的,而“min”是指小的东西。顾名思义,Vitamin 就是指“非常重要的小东西”。 维生素对于人的确非常重要,因为人是不能够合成13种人 体必需的维生素的。有趣的是狗是能够自身合成维生素的。一个富有哲学性的问 题是:为什么人类失去了自身合成这些重要分子的能力呢?我的假说是:人类对 于维生素的缺乏迫使人类和自然界更多的互动,使人类与自然更加地相互依赖。
     有一句老话,“病从口入”。其实我认为我们也可以说“病从口出”。这句 话的意思是:只要我们的嘴吃对了东西,疾病就会离开。的确所有的生物医学提示,一个人的营养对于他的健康是极度重要的。如果说人的自身基因很难修改的话,一个人完全可以通过他健康的饮食使他的寿命提高很多。现在欧美市场中的 保健品最主要的功能就是提高人体抗氧化能力的。我个人在前十几年中经常是不吃早饭的,但是我几乎没有一天是不吃一片叫做“善存片”的多种维生素药片的。对于维生素 C 最著名的疯狂推崇者是两次诺贝尔奖化学奖获得者、一位真正的天才 Linus Pauling,他号称每天都吃两克的维生素C,而他的确活到了九十八岁。
     其实关于维生素的研究非常符合中国的阴阳平衡、过犹不及的哲学思想。举例来说,维生素C是最著名的抗氧化物质之一。但是在我们做氧化应激实验中,维生素C加上铁就更构成了产生氧自由基的最强大的系统之一。所以我是不自主张过度服用维生素的。而氧化应激并不总是一个恶魔,其实大量的研究发 现氧化应激是一种非常重要的调控细胞功能细胞的生物信号。而且脑中风和心肌 梗死研究中有一个著名的概念叫做预处理(Preconditioning),就是在主要的缺血 现象发生之前先给予一个稍微弱的毒性刺激,这样组织在受到大的毒性信号时损 伤会小很多。而介导这种具有强大保护作用的预处理的信号恰恰是氧化应激。所 以总体来说,我们应该相信氧化应激是造成多种疾病以及老化的主要原因之一, 但是在某些情况下氧化应激也可以起到有益的作用。
     很多食品或药材对人体有着很好的营养或治疗作用,我认为总结下来其 主要原因通常是由于它具有抗氧化或者抑制炎症的能力。举例来说,绿茶中的单宁就是一个强氧化剂,而葡萄酒中的白芦藜醇、黑巧克力中可可、以及黑枸杞和蓝莓中的花青素都是著名的抗氧化剂。苹果、山楂、橘子等水果是以含维生素C等抗氧化剂而著称的,而番茄、青菜等蔬菜也富含维生素C。维生素E主要来源于坚果等具有油脂的食物。所以普及营养知识,对于全民的健康是具有重大价值的。而至今这方面优质的、系统的全民营养学教育还几乎完全没有建立起来。这是我国社会亟待开展的一项具有战略价值的工作。
      中国文化中的“药食同源”的思想是一个伟大的思想。其实不论是药材、还 是水果、蔬菜等食品,他们在很多情况下都共同具有着抗氧化能力的分子,尽管这些分子可以存在于不同的形式,例如白芦藜醇、花青素、单宁、可可等。对于 各种中医药以及食物中抗氧化成分及其机制的研究至今是非常缺乏的。有消息说 国际上中药材提取物的 90%的市场是被日本贝斯特全球最奢华下载控制的。为什么如此重要和有价值的一个市场被日本垄断了呢?我们老祖宗开辟了如此的一个金矿,为什么我们自己不开采而要让外人开采呢?为什么这些财富不能够被我们很好地继承和发扬光大呢?
      现在中国的大健康行业已经成为了国家创新发展的一个最大风口。但是保健品市场由于以往的虚假广告等原因,其信誉受到了极其严重的损害。可以确信的是,人类的健康最大的核心不是治疗,而是预防。所以,真正具有高科技含量的、高质量的保健品对于中国人民的健康和幸福有着关键的价值。所以尽管现在 中国的保健品市场还处于落后和混乱的状态,我们仍然必须想推动芯片技术一样地花大力气推动保健品市场的发展,并创造出真正能够提升人民健康的优质的保 健营养品,使其成为中国创新发展的重大方向之一。
      回顾东西方生物医学史,人们发现很多中医推崇的药物和食品其实本质上就是由于它们强大的抗氧化能力,而西方生物医学的研究终于发现氧化应激其实就是一个“万病之源”。在“氧化应激”这个疾病的核心机制上,东西方其实是 殊途同归了。而这种殊途同归为未来综合东西方生物医学的进化,建立起更为全 面系统的“全球生物医学”建立了基础。