什么是自由基?對(duì)人體有什么影響?
更新時(shí)間:2022-12-09 12:04:05 小花 生活學(xué)習(xí) 我要投稿
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什么是自由基?對(duì)人體有什么影響?
關(guān)注健康和長壽的人,應(yīng)該聽說過一幫“壞小子”的鼎鼎大名—自由基。什么是自由基呢?以下是小編為大家整理的有關(guān)什么是自由基?對(duì)人體有什么影響?的內(nèi)容,希望對(duì)大家有所幫助。
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無處不在自由基
在由原子組成的世界中有一個(gè)特別的法則:只要有兩個(gè)以上的原子組合在一起,它們的外圍電子就一定要配對(duì);如果不能配對(duì),它們就只得靠“掠奪”別的電子使自己變得安穩(wěn)。在化學(xué)中,這種現(xiàn)象被稱為“氧化”,這種有著不成對(duì)電子的原子或分子叫作自由基。
自由基的種類非常多,存在的空間相當(dāng)廣泛,可謂無處不在。在生物體系中遇到的自由基主要是氧自由基,通稱活性氧(ROS)。這些活躍的自由基就像社會(huì)中的未婚青年一樣,如果總也找不到理想的伴侶,就可能成為社會(huì)中的不安定因素。如果一位單身小伙子有幸遇到了另一位單身女性,并最終結(jié)為夫妻穩(wěn)定下來,后者就可以被稱為“自由基清除劑”或“抗氧化劑”了。
人體內(nèi)部就存在抗氧化劑,如性激素、輔酶Q10、超氧化物歧化酶(SOD)等酶類和維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素和硒等;其中,維生素C和維生素E被譽(yù)為“自由基清道夫”,它們具有平衡自由基或者說清除多余自由基的能力。
每個(gè)人體內(nèi)都免不了會(huì)產(chǎn)生自由基,因?yàn)槿梭w新陳代謝需要通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生能量,這些氧化反應(yīng)就是自由基的重要來源。人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)需要更多的能量支持,機(jī)體對(duì)氧的攝取和消耗都會(huì)增加,體內(nèi)自由基也將因此成比例增加;人體在極端不良情緒下,如憤怒、緊張、恐懼時(shí)等,也會(huì)產(chǎn)生自由基。另外,外界環(huán)境中的紫外線輻射、X射線、電磁波、酒精、藥物、空氣污染、農(nóng)藥以及吸煙等因素都會(huì)使人體產(chǎn)生更多的活性氧自由基。
總之,自由基可謂無處不在,其來源于兩個(gè)渠道:一是在機(jī)體本身氧化代謝過程中不斷產(chǎn)生;二是因環(huán)境污染、輻射和不良生活習(xí)慣等產(chǎn)生。
惹事的“壞小子”
人類生存的環(huán)境中充斥著不計(jì)其數(shù)的自由基,我們每天都要遭到自由基成千上萬次攻擊。這種攻擊的途徑是多方面的,既有來自體內(nèi)的,也有來自外界的。如炒菜時(shí)產(chǎn)生的油煙中就有自由基,家庭主婦、廚師等患肺部疾病和腫瘤的概率因而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他人;此外,吸煙也是產(chǎn)生自由基的一大因素。自由基對(duì)人體的攻擊,既在最深層引起基因突變,又在最表層留下痕跡。
自由基對(duì)人體的損害主要有四個(gè)方面:第一,損害脂類,破壞細(xì)胞膜;第二,攻擊蛋白質(zhì)細(xì)胞,損害蛋白質(zhì),令蛋白質(zhì)失去功能;第三,損害碳水化合物;第四,損害核酸,損傷基因,導(dǎo)致細(xì)胞變異的出現(xiàn)和蓄積。
蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和核酸是組成生物體基本而重要的物質(zhì)。這些物質(zhì)一旦受損,生命活動(dòng)將受到威脅。自由基對(duì)生物體的危害就在于能破壞這些生物大分子,使生物體患病乃至加速衰老。此外,自由基還會(huì)使核酸突變。這是人類衰老和患病的根源。
換句話說,如果氧自由基過多或清除過慢,就會(huì)導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織受損,從而引起心臟病、阿爾茲海默病、帕金森癥和腫瘤等100多種疾病,并由此影響人的健康和壽命。因此,自由基是人體疾病、衰老和死亡的啟動(dòng)劑和直接參與者,是不受歡迎的“壞小子”。
為了革除這幫“壞小子”,人們開發(fā)了一種又一種的抗氧化劑,其抗氧化力提高了幾百倍。不少人,尤其是亞健康的人和癌癥患者,日復(fù)一日地堅(jiān)持補(bǔ)充各種維生素和微量元素。他們認(rèn)定,“大量補(bǔ)充維生素可以抗氧化”,而“抗氧化就等于防癌”。
2005年的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),有11%的美國人服用的營養(yǎng)補(bǔ)充劑中所含維生素E達(dá)到了每日建議攝入量的17倍以上。抗氧化劑和富含抗氧化物的食物已然成為人們保健、抗衰老的“靈丹妙藥”。
人體中的“好小子”
不過,在自由基理論風(fēng)靡全球的同時(shí),科學(xué)界出現(xiàn)了一些要為自由基平反的聲音。
2008年下半年,有報(bào)道稱,自由基衰老理論的可靠性、抗氧化劑的安全性值得質(zhì)疑。倫敦大學(xué)戴維·格姆斯博士的一項(xiàng)研究證明,一些經(jīng)過SOD突變處理的線蟲,雖然體質(zhì)比同類虛弱,但壽命沒有縮短。研究者就此得出“自由基理論站不住腳”的結(jié)論,并指出抗氧化物的抗衰老效果甚微甚至無效。
2014年5月8日,加拿大麥吉爾大學(xué)的研究人員在世界權(quán)威科學(xué)期刊—美國《細(xì)胞》雜志上公布了一項(xiàng)新的研究成果,再次為自由基洗刷“壞小子”的名聲。此前幾年,該研究團(tuán)隊(duì)利用模式生物秀麗隱桿線蟲做實(shí)驗(yàn),驚訝地發(fā)現(xiàn),自由基的作用是在分子層面上告訴細(xì)胞去“自殺”。這一細(xì)胞程序性死亡,即所謂“細(xì)胞凋亡”,是指受損細(xì)胞在幾種情況下自我死亡的過程,它包括避免發(fā)生癌變、避免引發(fā)自身免疫系統(tǒng)疾病或是通過“自殺”來消滅侵入細(xì)胞內(nèi)的病毒。該機(jī)制的分子層面原理存在于所有動(dòng)物體內(nèi),但最早是在秀麗隱桿線蟲身上發(fā)現(xiàn)的`。這一發(fā)現(xiàn)獲2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們近期的研究工作又向前推進(jìn)了一步,證明這種機(jī)制一旦通過適當(dāng)?shù)耐緩浇?jīng)過自由基激活,就可以加強(qiáng)細(xì)胞的防御機(jī)制并延長其生命周期,即從分子機(jī)制層面上為自由基實(shí)際上會(huì)促進(jìn)長壽提供了有力的新證據(jù),證明自由基作為一種信號(hào)分子具有有益的作用。簡單來說,自由基不僅不是機(jī)體衰老背后的罪魁禍?zhǔn)祝炊谴龠M(jìn)生物體健康長壽的神秘推手。以后如果要問人們長壽的秘訣是什么,答案也許并不是“抗氧化劑”,而是自由基了。
另外,近些年來的一系列研究發(fā)現(xiàn)也給“抗氧化物熱”潑了一盆冷水。迄今為止,幾乎所有抗氧化劑的臨床試驗(yàn)均沒有顯示其保護(hù)效應(yīng)與抗癌效應(yīng),反而證明它們有助腫瘤生長。
最初,人們對(duì)抗氧化劑與癌癥之間的關(guān)聯(lián)曾經(jīng)有過各種各樣的研究,但都未能獲得明確的結(jié)果。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或小規(guī)模臨床試驗(yàn)顯示,抗氧化劑能夠預(yù)防癌癥;然而,若展開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇笠?guī)模對(duì)照試驗(yàn),結(jié)果又無法再現(xiàn)。例如1994年一項(xiàng)針對(duì)29133名吸煙者的研究反而提示,服用抗氧化的β-胡蘿卜素的人群容易罹患肺癌。
2014年1月,瑞典哥德堡大學(xué)的研究人員證明,抗氧化劑(維生素E與乙酰半胱氨酸)會(huì)加速肺癌惡化過程。何以如此?推測的原因是,抗氧化劑能夠保護(hù)細(xì)胞DNA免受傷害。與此同時(shí),癌細(xì)胞也獲得了保護(hù)。通常情況下,一旦DNA受損累積到一定程度,被稱為基因組守護(hù)者的抑癌基因P53蛋白就會(huì)開始表達(dá);然而,抗氧化劑會(huì)減輕DNA受到的損害,進(jìn)而抑制P53蛋白的表達(dá),結(jié)果反而為癌細(xì)胞提供了“保護(hù)傘”。不過,研究人員表示,該實(shí)驗(yàn)用的是小鼠,因此同樣的狀況是否會(huì)在人類身上發(fā)生還未可知;同時(shí),它是否會(huì)增加癌癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)這一點(diǎn)也尚無結(jié)論,將來的研究應(yīng)該致力于闡明抗氧化劑在癌細(xì)胞內(nèi)部的具體作用及相應(yīng)機(jī)制。
但美國德州大學(xué)醫(yī)學(xué)院安德森癌癥中心的研究人員仍然認(rèn)為,這項(xiàng)研究顯示了抗氧化劑在癌細(xì)胞內(nèi)的作用或許并不那么單純?寡趸瘎┗蛟S的確可能預(yù)防癌癥;然而,一旦癌癥發(fā)生了,它就“翻手為云,覆手為雨”,或許反過來扮演守衛(wèi)癌細(xì)胞的幫兇角色。這一假說提示,抗氧化劑之于癌癥的作用可能存在條件依賴性。若順著這一思路,導(dǎo)致先前各類研究顯示矛盾結(jié)局的緣由便昭然若揭。
哥德堡大學(xué)的研究人員隨后于2015年10月發(fā)表的研究成果表明,抗氧化劑會(huì)使皮膚癌中最危險(xiǎn)的一種—惡性黑色素瘤的轉(zhuǎn)移速率增加兩倍。早期腫瘤本身并不危險(xiǎn),通?梢灾斡;但是,抗氧化劑會(huì)增加腫瘤細(xì)胞的遷移能力。這是更嚴(yán)重的問題,因?yàn)榘┘?xì)胞轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致惡性黑色素瘤患者死亡的原因。他們發(fā)現(xiàn),抗氧化劑至少可以通過兩種不同的方式加快癌癥進(jìn)程。簡單來說,就是抗氧化劑能保護(hù)健康細(xì)胞免受自由基的攻擊,但可能也會(huì)保護(hù)已經(jīng)形成的腫瘤細(xì)胞。
美國德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心兒童研究所的研究人員在2015年10月完成的一項(xiàng)研究中也發(fā)現(xiàn),用抗氧化物對(duì)小鼠進(jìn)行處理,會(huì)幫助轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞存活,促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。在一些臨床試驗(yàn)研究中,有研究人員發(fā)現(xiàn),接受抗氧化物處理的病人死亡得更快。因此,他們不得不終止了研究。
2016年2月,香港大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在《美國國家科學(xué)院院刊》上報(bào)告了他們的研究成果:動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),抗氧化物會(huì)刺激肝癌細(xì)胞生長,甚至可能會(huì)刺激其他類別的癌細(xì)胞的發(fā)展。因此,他們建議肝癌患者應(yīng)避免服用高劑量的抗氧化物補(bǔ)充劑,如維生素A、C或E。
1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)者之一、美國科學(xué)家詹姆斯·沃森,曾任世界著名的美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室主任近40年。他也認(rèn)為,抗氧化劑不但無助于預(yù)防癌癥,甚至可能引發(fā)癌癥。2013年1月,他在英國皇家學(xué)會(huì)出版的《開放生物學(xué)》上發(fā)表文章指出,時(shí)下流行的超級(jí)防癌食物,如藍(lán)莓、花椰菜等,都無法預(yù)防癌癥,甚至?xí)黾又掳╋L(fēng)險(xiǎn),抗氧化劑“引起的癌癥可能多于預(yù)防的種類”。他認(rèn)為,自由基可能是預(yù)防與治療癌癥的關(guān)鍵,它不僅使生病細(xì)胞獲得控制,也使癌癥藥物與放射治療有效,如果將它們從人體內(nèi)去除,反而可能帶來反效果。他表示:“最新公布的相關(guān)研究結(jié)果顯示,許多末期癌癥無藥可治的病例,可能肇因于病人體內(nèi)累積太多的抗氧化劑?茖W(xué)家必須嚴(yán)肅探討抗氧化劑太多反而可能引發(fā)癌癥的課題!蔽稚J(rèn)為,包括維生素A、C、E與硒在內(nèi)的多種抗氧化劑,不僅無助于預(yù)防胃癌或延長壽命,甚至可能減少壽命,維生素E可能特別危險(xiǎn)。
隨后,美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室教授David Tuveson博士和西北大學(xué)的Navdeep Chandel博士在2014年7月出版的《新英格蘭醫(yī)學(xué)》雜志上發(fā)表論文,揭示了抗氧化劑不抑癌、反倒促進(jìn)癌細(xì)胞發(fā)展的關(guān)鍵原因在于,現(xiàn)在市場上抗氧化能力越來越強(qiáng)、種類越來越多的抗氧化劑由于作用點(diǎn)跑偏,不僅沒有在促癌活性氧(ROS)生成的細(xì)胞關(guān)鍵位點(diǎn)—線粒體這一細(xì)胞能量工廠中發(fā)揮作用,反而在細(xì)胞其他地方干擾了正常細(xì)胞的成長;因此,抗氧化能力越來越強(qiáng)的抗氧化劑對(duì)健康的傷害可能也越來越大。他們提出,抗氧化劑可能刺激癌細(xì)胞發(fā)展,所以抑制抗氧化物和提高氧化劑水平才是治療癌癥的正確方法。這就從理論上解釋了沃森的觀點(diǎn)。
這一切,似乎也在證明自由基的作用和清白。
歷史上,麻雀變鳳凰的情況是存在的。曾經(jīng)被人們視為廢物乃至毒物的一氧化氮,如今就跨入“好小子”行列,成為“明星分子”“健康信使”,風(fēng)靡世界的“偉哥”就是它的杰作。自由基也能像一氧化氮那樣,從“壞小子”搖身一變成為“好小子”嗎?僅憑上述研究成果恐怕還難以服眾,仍需后續(xù)研究進(jìn)一步證實(shí);蛟S,只說自由基是“壞小子”或“好小子”都不全面,它們很可能是二者的統(tǒng)一體。但不管怎樣,自由基都值得追求健康和長壽的人們?nèi)リP(guān)注。
什么是自由基?對(duì)人體有什么影響?2
自由基的來源
自由基又叫做“游離基”,是一種化學(xué)叫法。人體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生自由基,自由基會(huì)削弱細(xì)胞的抵抗力,降低人體免疫力,還會(huì)阻礙細(xì)胞的正常發(fā)展,使人變得衰老。
機(jī)體在代謝中不斷地產(chǎn)生自由基,在酶催化的電子轉(zhuǎn)移及氧化還原反應(yīng)中,有許多自由基中間體參與;某些藥物在體內(nèi)以自由基中間體的活性形式發(fā)揮作用;在光化學(xué)反應(yīng)及放射中多以自由基發(fā)揮作用。生物體的自由基可通過下面幾種方式產(chǎn)生。
自由基對(duì)健康的危害
自由基會(huì)破壞DNA組織,導(dǎo)致基因突變,可能轉(zhuǎn)變成癌癥,還會(huì)干擾體內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)作,以致產(chǎn)生更多自由基,其連鎖反應(yīng)可導(dǎo)致自由基危害遍及全身。
1.削弱細(xì)胞的抵抗力,使身體易受細(xì)菌和病菌感染;
2.產(chǎn)生破壞細(xì)胞的.化學(xué)物質(zhì),形成致癌物質(zhì);
3.阻礙細(xì)胞的正常發(fā)展,干擾其復(fù)原功能,使細(xì)胞更新率低于枯萎率;
4.破壞體內(nèi)的遺傳基因(DNA)組織,擾亂細(xì)胞的運(yùn)作及再生功能,造成基因突變,演變成癌癥;
5.破壞細(xì)胞內(nèi)的線粒體(能量儲(chǔ)存體),造成氧化性疲勞;
6.破壞細(xì)胞膜,干擾細(xì)胞的新陳代謝,使細(xì)胞膜喪失保護(hù)細(xì)胞的功能;
7.侵襲細(xì)胞組織及荷爾蒙所必須的氨基酸,干擾體內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)作,導(dǎo)致惡性循環(huán),以致產(chǎn)生更多自由基,其連鎖反應(yīng)可導(dǎo)致自由基危害遍及全身;
8.破壞蛋白質(zhì),破壞體內(nèi)的酶,導(dǎo)致炎癥和衰老;
9.破壞脂肪,使脂質(zhì)過氧化,導(dǎo)致動(dòng)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(zhì)酸降解,導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎等。
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