危險的朋友--自由基
自由基是個危險的朋友~
氧化壓力會傷害細胞、組織。造成氧化壓力的是自由基，它也會在正常的新陳代謝中產生，它和人體的健康或生病關係密切。多年來的研究我們己知許多反應和自由基有關，例如細胞內的訊號傳遞及基因的表現；興奮白血球；激發細胞核的轉錄因子；對分子、細胞、組織的傷害；老化及疾病。
哪來的自由基?
自由基是含奇數電子的一群原子。奇數不成對的電子非常活躍，亟欲尋求其他自由電子來配對。自由基很容易在體內氧化代謝及製作能量的過程中產生。新陳代謝需要氧，據估算百分之四吸進來的氧氣有可能形成超氧 - 初級的氧自由基。在大鼠的肝臟粒腺體每一天會產生三千萬個超氧。白血球也可製造大量的自由基，以便執行保護細胞的功能。除外在嚴重缺血、缺氧下也會釋放大量的自由基。氧分子上有兩個不成對的電子在同一方向旋轉，所以氧分子可以算是雙自由基，但危險性不大。其他氧自由基如超氧、氫氧基為較強的氧化劑，它們可厲害多了。
除了活性氧群外，近幾年來對活性氮群的作用也有相當大的了解。例如 NO ，一氧化氮乃經由一氧化氮合成 ? 作用所釋放的自由基，更是諾貝爾獎得主的工作。它可以調控生理功能，例如令血管放鬆、或傳遞細胞內的工作。
我們需要自由基!!
不論活性氧或氮群都和正常細胞調控有關。細胞內氧化劑及氧化還原狀況和訊息的傳遞、基因的表現密不可分。在發炎反應這一長串的變化時，氧化壓力更是參與在最關鍵的位置，可促使附著分子、化學趨化物產生。
我們討厭自由基!!
但自由基過量的產生是有害的。氧化壓力指的是細胞或組織中抗氧化劑對抗不了氧化劑，因而傷害體內所有的化學物質。幾乎所有的疾病和自由基有關。氧化壓力導致的疾病，例如心血管病變及癌症。血管硬化會造成血壓心臟的傷害，而低密度脂蛋白的氧化是血管硬化的笫一步，這已有許多實驗證明。 DNA 的氧化傷害則會令基因改變而致癌。
氧化壓力，有時可能不是疾病主要的原因而是疾病帶來的副作用。和氧化壓力有關的病包括腸炎、器官缺血、愛滋病、呼吸道的疾病、巴金森症、阿契海默症等。投與抗氧劑會改善這些疾病的症狀。
還有些疾病，自由基是因還是果呢？也有許多爭論。在已確知由自由基導致的疾病中，氧化劑和抗氧化劑之間微妙的平衡關係，正維繫著健康或是疾病。
剛剛所提的一氧化氮也不是好東西。當發炎時，大量一氧化氮的釋放，極具殺傷力，可引發一連串的反應令細胞凋亡或壞死。更有甚者，它和超氧的結合形成過氧氮化，可能是這一家族中的超級殺手。
自由基的剋星!!
通常細胞內希望保持在一個還原的環境中，以避免氧化傷害。例如含硫的氨基酸若氧化成雙硫鍵 (S-S) 則會使蛋白質褶疊、聚集而變性，因而通常是以硫氫 (SH) ，還原態存在。還原態的環境主要是靠抗氧化物質如麩胱甘汰、維他命 C 及 E; 或酵素如超氧歧化 ? 、過氧化氫 ? 、麩胱甘汰過氧化 ? 等。它們可以清除活性氧。細胞要儘量維持硫氫基這種返原態，因之它是氧化傷害時很有意義的指標。氧化態的麩胱甘汰 ( 雙硫 GSSH) 增加，即增加氧化 / 還原態的比例乃代表氧化壓力升高。許多組織含大量的麩胱甘汰，例如紅血球或神經組織含 2-4mM ，肝臟可達 8mM 。活性氧可以直接和它作用，降低它的含量。因此它是細胞內主要防禦性的抗氧劑。
最近有不少實驗認為降低氧化壓力有臨床的效益。流行病學的調查也支持某些疾病涉及自由基。提高抗氧化劑可以降低某些疾病的發生率。維他命 E 會降低心血管疾病是一個很出名的例子。提高抗氧劑 ( 例如維他命 C) 也和降低白內障或癌症的發生有關；也有報導說它們和關節炎、糖尿病關係密切。抗氧劑可以預防或治療的疾病有越來越多的報導。
結語~
二十世紀以來，人類的平均壽命日益增加，主要的原因當然是改善公共衛生、攝取營養物質以及醫療科技的進步，特別對傳染病的控制。但要更進一步讓有功能的生命延長，則有賴於調控人體內部因素如 : 遺傳因子、新陳代謝、內在環境之間的平衡。而氧化劑和抗氧劑的平衡會降低許多年老之退化性的疾病。 1984 年首創老化之自由基學說的哈曼博士曾說 " 人類未享應有的高年，大都因病死亡，而這些病又大都是自由基所造成的 " 每一年有這麼多有關自由基的研究，不正在考驗這句話的正確性嗎？
台灣自由基學會 陳朝峰理事 ﹝ 台灣大學醫學院生理科 教授 ﹞
留言列表
