[對抗自由基殺傷力的守護神”抗氧化劑]

"自由基"是一種可自由行走於體內的不穩定原子, 更精準的說是帶有一個單獨不成對電子的原子,分子或離子。它的殺傷力包括了毫無選擇性的攻擊人體細胞膜、細胞及組織,引起連鎖性的過氧化反應,導致人體內部產生退化性症候群,例如血管變得脆弱、腦細胞老化、免疫系統衰退、白內障、退化性關節炎、皮膚下垂及全身性老化, 甚至產生癌症的現象, 簡直是身體內的流氓, 害群之馬。自由基包含兩類,分別是活性氧與活性氮屬的自由基, 之前備受矚目的一氧化氮(NO),還被美國科學雜誌 (SCIENCE) 選為1992年年度分子。
人當身體遭受到細菌侵犯或者在應付一些外來或是內生的有害物質危害時皆需要大量的氧氣(respiratory burst)來供應對抗能量的使用,因此一但氧氣不敷使用,或是人體清道夫清除體內垃圾的速度太慢,便會產生自由基。人類擔當負責這項艱鉅、日夜無修工作的就是有"細胞發電機"美譽之稱的粒腺(mitochondria)。     
然而即使是非常正常健康強壯的人,也會有百分之一到二的自由基會產生。其產生有三種方式: 第一種是成對的分子需要高能量(如高溫、紫外線、或是輻射線)來分解成各具一個電子的自由基(homolytic cleavage);第二種是失去一個電子的離子;第三種則是正常分子增加一個電子,而以後者即電子轉移(electron transfer) 較為常見, 因此有正、負極或是中性不同的自由基來表現。生物體內根據這種模式產生的便是 "超氧" (superoxide,O2.):
        
       
O2+e- ----O2                 
   
而人體內卻會因為兩個超氧互相反應,結合成所謂的"過氧化氫" (Hydrogen peroxide)。這種雖然不屬於自由基的產物,但是由於其極為不穩定,極容易由於金屬離子的催化,而分解成兩個最具破壞力的"氧化氫"自由基產物(Hydroxyl radical,OH),所以就像是潛伏在人體的不定時炸彈,我們稱之為"反應氧物質"(ROS, reactive oxygen species):
H2O2+Fe2+ ----OH. + OH- + Fe3+
   
細胞內即使在正常狀況亦會自動生成自由基,此乃自動氧化過oxidation),甚至某些物質更是一不小心便會發生此反應,如維他命C,Thiol(如glutathione, cysteine),腎上腺素 及flavin co-enzyme。
人體會產生自由基的情形有哪些情況呢?
(1)
過度氧化症後群(hyperoxygenation syndromes), 例如因為呼吸器高壓氧所導致    
的氧自由基傷害。
(2) 缺氧再灌注症候群 (ischemia reperfusion syndrome)
(3) 老化
(aging)
(4) 藥物導致的溶血性貧血
(drug-induced hemolytic anemia)
(5) 維他命E與A缺乏症
(vitamin E and A deficiency)
(6) 化學物質導致的組織傷害 (chemical-induced tissue injury),如巴拉松、化療藥
物、及致癌物質等。
這些自由基會傷害身體的哪些地方呢?
那就是人體內的脂肪。怎麼說呢? 細胞膜(cell membrane)的組成裏,富含有許多不飽和脂肪酸(PUFAs, polyunsaturated fatty acids),當自由基攻擊這個要塞的外牆時,這個過程就稱為脂肪過氧化(lipid peroxidation)。
這些超氧藉由直接攻擊細胞或是產生氧化氫,來造成二度反應(secondary effect),來誘發發炎反應(inflammatory response)。
另外還可能造成:
(1) 玻尿酸(HA, hyaluronic acid) 與膠原蛋白(collagen)的分解
(2) 破壞細胞膜,經由不飽和脂肪酸的脂肪過氧化過程
(3) 搗亂細胞臟器,例如溶解體(lysosomes)、粒腺體等
(4) 干擾細胞內重要的蛋白質酵素系統,如Na+/K+ ATPase、Ca++/ATPase、
glutamine synthetase、x1-proteinase inhibitor等。
另外反應氧物質,如氧化氫自由基產物 (Hydroxyl radical),還會造成什麼效應呢?
(1) 血管內皮細胞 (endothelial cell) 的傷害,neutrophil的聚積活化C5a: 造成血管
通透性的增加
(2) 鈍化(去活化)抗蛋白分解脢(inactivation of antiproteases),如x1-antitrypsin: 間接
導致蛋白分解脢猖獗,進而破壞許多結構組織,如彈性蛋白(elastin)
(3) 對其他的族群細胞,如紅血球、腫瘤細胞、 間質細胞(parenchymal cells)等,
亦造成傷害。

                             
人體的守護天使-----抗氧化劑(antioxidant)
    多自由基的資料,不要覺得人體只是處於一面倒,挨打的悲慘狀況,人體還是有一些"守護天使"來清除身體的壞份子,我們稱之為抗氧化劑(antioxidant)。它們平常居住在細胞的水樣與膜結構內,以酵素(enzymatic)或非酵素(non-enzymatic)兩種狀態存在,其中酵素型的超氧激脢(SOD,superoxide dismutase)最為人所知。
     O2-. + O2-. + 2H+-----H2O2+O2

   氧分子被還原成?quot;不叛逆" 的過氧化氫(H2O2)與氧, 而過氧化氫還可以進一步被Catalase或Glutathione peroxidase分解成更無傷害力的水和氧呢!! 此外在細胞膜上,最佳的非酵素型抗氧化劑是X-tocopherol(即維他命E的主要成員) 它的幫忙可大了,它能將脂肪過氧化流程的連鎖反應(Lipid peroxidation chain reaction)終止掉,使得細胞被破壞,老化的機會減少。
   LOO. + x-tocopherol-OH-----LOOH+ x-tocopherol- O.
其他的抗氧化劑還有ubiquinol、維他命C、 尿酸、胡蘿蔔素、DMSO(dimethyl sulphoxide)、ceruloplasmin等等。
基的偵測雖然目前極為熱門, 但是因為其無時無刻不再變動, 數值變異過大, 又屬儀器難於偵測,故雖然有多種方法可以用來測量體內的抗氧化酵素,如SOD;另一種利用自由基會發光的原理加上特殊試劑) ,但是目前爭議仍多,亦無客觀科學數值標準可供參考,故僅能依據追蹤數值改變程度與臨床症狀作衡量。故仿間預防醫學中心所號稱的昂貴檢測,實有再商榷的餘地。
        水質、空氣的污染、過度的陽光曝曬、飲食不均、食物污染及壓力指數增加等,它們能夠誘發體內自由基的過度產生,改變體內的環境,造成體內的抗氧化機制耗竭,結果造就出一籮筐的退化性症候群。那身體又是如何處理自由基的呢?人體內有一套抗氧化機制,它的功能發揮與我們日常的飲食習慣及食物攝取類型息息相關。
在食物中含有許多抗氧化物質
抗氧化物質就包括了維生素C、維生素E、β胡蘿蔔素及硒元素;還有聚苯酚、類黃酮素、原花青素及蕃茄紅素。其中以原花青素最受專家重視,因為它的小分子結構能夠通透血腦障壁,提供及加強腦內抗氧化的功能,同時它的抗氧化效率比維生素C高18倍;比維生素E高50倍。原花青素存在於自然界的某些植物、蔬菜、水果的皮、莖、葉、種子中。葡萄籽、藍莓、小紅莓、松樹皮及夏威夷果葉子,都含有原花青素的成份。其中以葡萄籽所含的95%原花青素獨佔鰲頭。
除此之外原花青素也是血管的守護神,保護血管彈性、阻止LDL膽固醇囤積在血管壁上及減少血小板凝集。對於皮膚,原花青素扮演了保護肌膚免於紫外線的荼毒、預防膠原纖維及彈性纖維的退化,使肌膚保持應有的彈性及張力,避免皮膚下垂及皺紋產生,使肌膚的年齡加密。在免疫系統上,原花青素具有毒殺乳癌、肺癌及胃癌細胞的功能,對於胃黏膜細胞有促進生長效果。原花青素也是有效的關節發炎現象的疏解物質,同時它也具有抗過敏的作用。在歐洲地區的傳統療法中,葡萄籽萃取物多被利用來改善靜脈曲張、下肢腫脹,預防心臟病再發。研究也顯示葡萄籽萃取物的抗氧化能力遠超過維生素C及維生素 E,且易被人體快速吸收,有利於體內維生素C的再利用,抑制LDL膽固醇的氧化,有效袪除氧原子及過氧原子自由基,降低缺血性心臟病的氧化壓力,保護心臟免受二度受傷。
地球因為氧氣而朝氣蓬勃,人類因為氧氣使生命得以持續。然而生命的繁衍,卻是成就於〝氧氣〞亦敗陣於〝氧氣〞,人類若要長生不"病",一定要靠後天內在及外在的保養與運動雙管齊下,才會達到滿意的效果。

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