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第五部分
氧化压力 概述 细胞氧化会产生自由基，生物体内一定水平的自由基是维持正常生命活动所必须的：自由基与细胞的增殖、分化、凋亡、坏死等多种病理、生理现象密切相关。正常情况下，机体的氧化与抗氧化处于一种动态的平衡之中（氧衡态），但由于各种原因，如某些外源化合物、电离辐射或机体自身抗氧化防御体系受损等，均可使自由基水平明显增高，氧化与抗氧化失衡，导致氧化压力损伤：过量的自由基特别是活性氧自由基，可以攻击包括DNA在内的几乎所有生物分子，产生多种不同的后果（如肿瘤、糖尿病、心脑血管病、畸形等至少70种疾病及衰老退化等）。  细胞氧化中产物：自由基 早在上世纪60年代，当科学家们在酶控制的氧化还原反应中观察到一种极其短暂的现象时，生物系统中存在自由基的现象第一次被报道出来了。 从化学角度讲，自由基是带有没有配对电子的分子或分子片段，由于这些化学介质具有高度不稳定性和相当短暂的生命（寿命时限用万亿分之一秒计算），所以它们形成后就立刻与其他分子进行反应(氧化、还原)。生命是离不开自由基活动的，我们的身体从里到外每时每刻都在运动，每一瞬间都在进行着细胞氧化，燃烧着能量，而负责传递能量的搬运工就是自由基。 自由基积极的生物学功能 自由基作为细胞氧化的正常中间产物，对维持机体的正常代谢有特定的促进作用。这种促进作用主要表现为对机体危害物的防御作用。 （1） 增强白细胞的吞噬功能，提高杀菌效果 白细胞在吞噬细菌的过程中，对氧的消耗量激增，会产生大量的O2-?和H2O2，两者反应还会进一步产生OH?，这些活性氧对病原菌都有很强的杀灭效果。OH?还可以引发被吞噬细菌的不饱和脂肪酸降解，降解终产物丙二醛也是一种强力杀菌剂，足以致细菌死亡。 （2） 促进前列腺素的合成 前列腺素是人体内的一种重要的激素，它以花生四烯酸为前体物质，经生物膜上多酶系统催化氧化生成，其生物合成途径中必须有氧自由基（OH?或O2-?）的参与。 （3） 参与脂肪加氧酶的生成 血小板脂肪加氧酶作用于花生四烯酸，生成1,2-氢过氧化-5,8,11,14-碳四烯酸及其他相关的化合物，该类化合物是一系列具有强生物学活性化合物，如白三烯的前提。在HPETE形成过程中有活性氧自由基参与。 （4） 参与胶原蛋白的合成 胶原蛋白的前提称为原胶原蛋白。原胶原蛋白中的脯氨酸和赖氨酸经羟化酶的羟化作用是原胶原蛋白合成的关键步骤。在此酶促羟化过程中，需要O2-?，H2O2、OH?或1O2等活性氧自由基的参与。 （5） 参与肝脏的解毒作用 机体对外来毒物的解毒作用主要在肝脏进行，解毒作用实质是在肝微粒体细胞色素P450催化下对各类毒物的羟化作用。一定剂量范围内的外来毒物可被羟化并排出体外而完成解毒作用，当剂量大时，机体不能承受就会出现中毒。在肝解毒过程中，连接于细胞色素上的O2-?是真正起羟化作用的物质。 （6） 参与凝血酶原的合成 凝血酶原是凝血酶的前提。在凝血酶原合成过程中国，其前体蛋白质氨基端的10个谷氨酸残基经过酶促羟化作用转变为10γ-羟基谷氨酸残基，形成凝血酶原。该羟化过程与氧自由基密切相关，没有氧自由基的参与，就不能形成凝血酶原。 （7） 松弛血管壁，降血压 NO?是精氨酸在酶作用下形成的一种信号化合物，还作为细胞松弛因子而松弛血管壁，降低血压。血管扩张剂（如乙酰胆碱等）启动一个钙调节受体，在NO?合成酶催化和NADPH参与下，氧化L-精氨酸的胍基生成NO?并释放到细胞外。接着活化可溶性鸟苷酸环化酶，使血管平滑肌与血小板中的cGMP水平增加，从而促进血管平滑肌松弛，抑制血小板凝聚和粘附到内皮细胞上。
（8） 杀伤外来微生物和肿瘤细胞
NO?和O2-?结合以后生成ONOO-阴离子，在略高于生物PH的碱性条件下相当稳定，从而允许其由生成位置扩散转移到较远的位置。一旦在低于生理PH的酸性条件下（病理条件下往往如此），ONOO-立即分解生成NO?和O2-?，这两种自由基的氧化性非常强，具有很大的细胞毒性，对于杀伤外来微生物和肿瘤细胞非常有意义。 细胞氧化的负面：氧化压力（过量自由基） 然而，当我们的机体暴露于环境污染物，工业化学物质农药杀虫剂，香烟的烟雾和放射性物质，过量运动等情况时，就将诱导自由基在细胞内的过度形成，这些高度不稳定性的粒子将会攻击包括DNA在内的任何生物分子，对细胞及机体组织造成不可逆的损伤。要知道我们的机体每天都遭受着过量自由基（即氧化压力）数百万次的攻击，对于一个期望寿命70年的人来说一生中自由基的累计量可达到大约17吨！损伤（即氧化压力损伤）。 氧化压力的危害： （1）削弱细胞的抵抗力，使身体易受细菌和病菌感染； （2）产生破坏细胞的化学物质，形成致癌物质； （3）阻碍细胞的正常发展，干扰其复原功能，使细胞更新率低于枯萎率； （4）破坏体内的遗传基因（DNA）组织，扰乱细胞的运作及再生功能，造成基因突变，演变成癌症； （5）破坏细胞内的线粒体（能量储存体），造成氧化性疲劳； （6）破坏细胞膜，干扰细胞的新陈代谢，使细胞膜丧失保护细胞的功能； （7）侵袭细胞组织及荷尔蒙所必须的氨基酸，干扰体内系统的运作，导致恶性循环，以致产生更多自由基，其连锁反应可导致自由基危害遍及全身； （8）破坏蛋白质，破坏体内的酶，导致炎症和衰老； （9）破坏脂肪，使脂质过氧化，导致动脉粥样硬化，发生心脑血管疾病 （10）破坏碳水化合物，使透明质酸降解，导致关节炎等。  因氧化压力而受到伤害的组织会有以下代表性疾病： （1）心脏循环系统 心肌梗死、动脉硬化症、不整脉、血管挛缩、滞血肺等。 （2）肺部 气肿、成人型呼吸窘迫症、肺炎、感冒、哮喘等。 （3）肾脏 丝状体肾炎、重金属引发的肾毒症、肾脏移植排斥作用等。 （4）血液 蚕豆病、贫血、白血病、败血症、血色素异常等。 （5）消化系统 胃、十二指肠溃疡、肝毒症、肝炎、肝硬化、脂肪酸引起的胰腺炎、糖尿病、非类固醇抗发炎药物引发的消化系统副作用等。 
氧化压力（过量自由基）如何产生的？ 1.过量运动 在《抗氧化**》一书中，肯尼斯-库珀医生强调，过量的运动可以明显增加我们身体产生的自由基的数量。库珀医生在看过几名勤奋的运动员过早的死于心脏病、中风和癌症之后非常关心这一问题。这些人一生中可能跑了三、四十个马拉松长跑，同时每天还要坚持大量的体育锻炼。 在为这本抗氧化书籍做研究过程中，库珀医生意识到过量运动可能带来的伤害。当我们中等或适度运动的时候，我们产生的自由基数量只会略微增加。但是，当我们过量运动的时候，我们自由基产生的数量就会急剧上升。《抗氧化**》一书在结尾处忠告读者，过量运动实际上是有害健康的，尤其是在我们多年持续过量运动的情况下。因此库珀医生建议我们每个人都应长期保持适度运动。 2.空气污染 环境对我们体内形成的自由基的数量影响巨大，空气污染是导致我们肺部和体内氧化压力的主要原因之一。空气污染中包括臭氧、二氧化碳、二氧化硫和多种碳氢化合物，这些物质都能显著增加自由基的数量。日复一日地暴露在这 些有毒物质中，机体的健康会受到严重的威胁。空气污染已被认为是哮喘、慢性支气管炎、心脏病，甚至是癌症的致病原因之一。理解了氧化压力是这些疾病的根源以后，我们可以制订出一套保护自己不受空气污染威胁的方案。我们还应考虑空气污染的另一个方面：因为职业需要而暴露在诸多石棉纤维的矿物灰中。在石棉中添加含铁纤维能够产生更多的自由基。长期暴露在这些物质中已被证实可能导致肺癌和间质性纤维化（一种严重的肺部创痕）。还有许多其他职业性的危险：暴露在畜棚和谷仓的浮尘中的农夫；暴露在各种化学物质和浮尘中工作的人毋庸置疑，他们呼吸的空气质量对身体健康影响是巨大的。 3.吸烟 你可能也会认为日常的烟雾或化学物质对我们是最大的威胁。但是你是否相信对我们身体危害最大的氧化压力实际上是香烟和香烟的烟雾呢？这是真的。吸烟与日益增多的哮喘、肺气肿、慢性支气管炎、肺癌和心血管疾病紧密相连。 我们都知道吸烟危害健康，但是要知道根本原因是由于烟雾对我们身体造成的氧化压力。香烟的烟雾含有多种毒素，它们联合在一起使肺部和身体各部分的自由基数量增加。没有任何一种嗜好对健康的危害性比吸烟更大了。医学研究 证明，暴露在浓度较高的二手烟中的人们患哮喘、肺气肿、心脏病，甚至肺癌的可能性显著增加。因此各个国家正在通过或者拟通过各种法律限制在公众场合吸烟。 4.食物和水源污染 你口渴么？2008年美国公众卫生部警告我们，美国85%的饮用水都已受到污染。我们真不相信，过去的10年内这一情况并没有任何的改善。我们的水源现在受到了超过5万种化学物质的污染。这是一个惊人的事实：水质加工厂平均只能检测出其中30到40种化学物质。另外还有金属，例如铅、镉、铝等，正在污染着我们的水源。在美国，有超过55000种受限制的化学废料和大约20000种不受限制的化学废料正在渗入全国各地的地下水层。当我们吸收了这些受污染的水源后，自由基的数量就会明显增加。为此，现在的美国人已经求助于饮用大量的瓶装水、过滤水和蒸馏水。但是你要知道：除了蒸馏水以外，你无法判断自己花了那么多钱买回来的水的质量究竟如何，因为这毕竟是一个完全没有规范的市场。从第二次世界大战至今，已有超过6万种新出现的化学品进入我们的环境。现在每年仍有不少于1000种新发明的化学品进入我们的环境。除草剂、除虫剂和杀真菌药剂被用于多数食物的生产过程中。医学研究显示所有这些化学物质在被人体吸收后都能增加氧化压力。其中有的比较危险，有的相对安全，但是它们都会对我们的健康产生威胁。这些化学物质帮助美国的食品工业前所未有地提高了产量。但是美国人付出了怎样的健康代价呢？ 5.阳光紫外线辐射 我们已知道人们在20岁生日之前会接受到一生中大约2/3的日光照射。这就是说，当你阅读本书的时候，你的皮肤可能已经接受过太阳的紫外线破坏了。各种研究已经表明，紫外线能增加人体皮肤中的自由基。这些自由基已被证明能够破坏皮肤细胞的DNA，从而导致皮肤癌。这些研究是证明氧化压力能导致癌症的最直接证明。虽然太阳光线中的UVA和UVB射线均能增加皮肤中的自由基从而形成氧化压力，但是其中UVB射线的伤害力是最大的。只要涂抹了SPF30或更高指数的防晒霜，你就基本上可以不受UVB射线的损伤了。这样我们就可以更长时间地呆在户外而不怕被阳光灼伤。但是这些防晒霜的作用并不能很好的阻隔UVA射线，这种射线可以导致皮肤更深层的自由基增多。这也许可以从一个方面解释为什么过去20多年来皮肤癌的发病率已经增加了4倍。我们要在市场上挑选既能阻隔UVA也能阻隔UVB射线的防晒霜。显然，这才是既能保护你和孩子不受灼伤又能预防皮肤癌的产品。我建议大家密切关注自己皮肤上不同寻常的色素斑块的增加。
6.药物和放射 医生开出的每一种药物都能增加体内的氧化压力。化疗和放射疗法的基本原理就是对癌症细胞产生的氧化压力以杀死癌细胞。这也是病人很难忍受这些药物和治疗的原因之一。氧化压力增加也会间接地破坏正常细胞。我们必须记住很重要的一点，对身体而言任何药物从本质上来说都是一种外来物质，身体必须非常努力地把它代谢和消灭掉。这就要求肝脏和整个身体进行更多的代谢反应。因此产生了更多的自由基，并可能增加氧化压力。21世纪的工业化国家已经变得过于倚赖药物。美国和整个世界的药物消耗量已经达到前所未有的高度。虽然每种药物都已经经过测试，证明了它的疗效，但是每种药物都有其与生俱来的危害。在美国，药物副作用已经成为第四大死亡原因。这是真的：在美国，每年都有超过1万人死于处方和服用方法都没有错误的药物。药物自身的危害在很大程度上都是由于它们可能导致的氧化压力。超过70种慢性退行性疾病都是氧气毒发作用的直接原因。换句话说，导致这些疾病的根本原因就是氧化压力。医学研究显示，这些我们都担心年老后会患上的疾病的潜在原因毫无疑问就是氧气的黑暗面。如果你曾经修理过一辆旧车，你就已经了解到灰尘的破坏力。它能侵蚀和分解地球上最坚硬的物质之一：金属。正如空地上弃置了一辆汽车那样，如果不加以保护，我们的身体也会慢慢生锈。就像金属上的一小块锈斑，我们的身体也会慢慢地侵蚀，身体的哪一部分先受到破坏就能决定我们可能会得哪种慢性疾病。 |
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