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自由基决定您的未来
黄英烈 / 2016-04-28

人们每日24小时暴露在100,000~300,000个自由基的危害环境里,自由基乃是含有一个或多个不成对电子的化学物种,能够独立存在,经常是正常细胞代谢的产物或副产物;正常生理状况时,自由基的浓度不致于伤害细胞功能,但是不管任何原因造成抗氧化系统衰败时,就会造成细胞死亡。


自由基是高度活动的分子,能够和许多自然产生的细胞分子起作用。当它和碳
水化合物、蛋白质、脂肪或核酸起作用产生的分子三度空间结构变化,就会改变细胞或系统的正常功能。


自由基在正常或不正常生理状况下都会在细胞内被产生,它引起的细胞伤害已
被认为是许多疾病的起因及/或病情恶化的祸首。


疾病的起始和人体无力抵御外来及/或体内细胞正常代谢时产生过多的自由基
所引起。


人体拥有多种系统可以保护细胞免受自由基伤害,这些自由基防护系统有:

- 重金属和蛋白质结合:像是铁和铜经由Fenton和Hbter Weiss反应会产生氢氧自由基,经和蛋白质结合后,细胞内就不再有游离的铁/铜可以激发自由基的产生。

- 抗氧化酵素(清除自由基的酵素):防止自由基的产生及/或累积造成组织伤害。

- 自然界产生的抗自由基物品:如维他命C、E、β胡萝卜素、B2、Ubiquinones(泛类)、谷胱酐、胆色素等;存在细胞内可以破坏自由基并阻止过氧化连锁反应。

 

即使有上述的这些防卫机制,自由基破坏照常发生,发生时,细胞的修复系统(磷脂质分解酵素A、谷胱酣、过氧化酵素、ADP多功能)能使细胞组成分子的构造及功能复原。但如果防卫或修复机制不良就会受到自由基的伤害进而产生某些特殊的疾病。

 

保护人体免于遭受自由基攻击,主要依靠:

- 结合重金属的蛋白质浓度。

- 清除自由基并修复细胞的酵素含量及强度

- 捕捉自由基的抗氧化物质及维他命的数量

 

自由基清除效力(FRSC—free radical Scvanging Capacity)

各种抗氧化机制的活力总和—效力愈低愈容易产生自由基引起的疾病或在遭受突如其来的自由基攻击后复原很差(像是中风、心肌梗塞、心肌缺氧、头部外伤等等)。

 

下列因素调节个人清除自由基的效力:

1.正常的FRSC

每个细胞内自由基无时无刻继续产生,但须达到最低毒性浓度后Minimum toxic concentration (MTC)才会造成伤害;正常状况时因抗氧化机制都会让它在此数值以下,因此自由基浓度和最低毒性浓度间之安全范围是满大的。 惟有当效力下降时,自由基负担增加,安全范围变狭。

 

2.基因会降低FRSC

基因控制清除自由基的酵素数量及活力,下降容易产生相关疾病。

 

3.药物治疗会降低FRSC

药物代谢增加抗氧化防卫系统的负担,因为药物会耗费细胞内的微量元素、维他命或酵素的辅助因子及天然的抗氧化剂浓度使FRSC不足。

 

4.抗氧化性维化命或其它营养素不足会降低FRSC

这些物质位在细胞膜上或附近,形成预防自由基攻击的第二道防线。

 

5.疾病会压制FRSC

任何病态都能使身体承受过多的自由基负担,进而伤害细胞。任何器官缺血时,产生过多自由基,因此缺血期间的长短和细胞受伤程度成正比。又如任何组织出血时红血球溶解,铁质从血红素被释放出来,浓度超过组织的携铁能力,过多的铁加速促进组织内氢氧自由基的产生,细胞就死亡,严重的 话造成永久性神经系统后遗症。

 

自由基伤害有关的系统疾病

- 缺血—中风、心肌梗塞

- 血流再灌注的损伤—器官移植、绕道手术

- 癌症

- 老化

- 酒瘾(容易上瘾)

- 红血球缺损—疟疾、S型细胞性贫血、Famconi贫血、紫质原光合氧化现象

- 铁质过量—营养不足、Kwashikor病、地中海贫血、食物中铁质过量

- 肾脏—重金属肾中毒、自体免疫性肾病症候群

- 肠胃道—肠内毒素、肝损伤、游离脂肪酸引起的胰脏炎

- 炎症—免疫损伤、类风湿性关节炎、肾小球性肾炎、自体免疫疾病

- 脑—阿兹海默症、帕金森病、创伤恶化、高血压性脑血管损伤

- 心血管系统—动脉硬化、Keshan病引起的心肌肥大

- 眼—早熟性视网膜疾病、眼内出血、白内障、老化性黄斑部病变、侧束硬化性肌无力病(ALS)

- 药物副作用—Adriamycin、Auinoglacoside(红霉素……)、抗癫痫药、非类固醇类抗发炎药。

 

临床上重要的自由基

HO2、H2O2、HOH ROOH? CNOOH? OH¯

 

结论

只要超过自由基最低毒性浓度,细胞伤害就会开始,进而产生症状,严重程度取决于那一个自由基防卫系统失效及细胞内那些成份受到伤害(是DNA 、蛋白质或脂质),因此测量自由基清除效力(FRSC)临床上是必要的,可以知道自由基的量及抗自由基酵素活性及其它生物标记,好早期预防并作为治疗效果的评估。

 

特异药物过敏反应(药物代谢及自由基的可能角色)

 

 

自由基重担 / 清除效力及疾病的发展

 

 

 

自由基(游离基)、活性氧、抗氧化剂

 

FREE RADICAL,REACTIVE OXYGEN SPECIES(ROS),ANTIOXIDANT

 

英惠家庭医学诊所
自然医学检测治疗中心
黄英烈医师 ING-LIEH HUANG, M.D.

- 台大医学院毕业

- 日本国立癌中心附属病院(进修)

- 美国橡树岭联合大学特种训练中心(进修)

- 美国宾州医学院附设医院(进修)

- 内科(内分泌、新陈代谢)(专科医师)

- 家庭医学科(专科医师)

- 核子医学科(专科医师)

历任:

- 台大医院

- 台北中华

- 宏恩

- 中山医院公保门诊中心

- 健保局门诊中心

(主治医师、主任医师)

现任:

- 英惠家庭医学诊所 院长

- 美雀预防医学研究中心 医师研究员

 

 

细胞-生物的基本单位

电子→原子→分子→细胞→组织→器官→系统

 

 

自由基(游离基)Free Radicals

1、人类最可能的死因—病,80~90%

(95%?)和自由基有光

2、每天受73,000次

自由基攻击

—百病之源

3、是一种不稳定、活跃、生命周期极短的原子、分子、离子

 

 

害处:

和人体组织细胞产生氧化作用—失去正常功能 、破坏DNA引起损伤或突变产生文明病、慢性病、癌症;

 

好处:

- 病毒、细菌感染时白血球释放自由基执行攻击/消灭任务

- 有些会参与细胞内重要的代谢功能

- 人体自然产生的自由基—氧化氮(NO)具有许多功能,有助心血管疾病、阳痿

- 抗癌的化疗、电疗手法利用产生自由基杀死癌细胞,但敌我不分,产生过量超越所需,反而会大大伤害正常细胞

 

 

反应性氧原、活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)

指含有氧离子、氧自由基、有机及无机的过氧化物的离子或很小分子群,含不成对的外璧电子极为活 跃。 这些分子的氧化能力比氧气更强,这些分子就是活性氧。 例如臭氧O3、双氧水H2O2、次氯酸HOCl、单态氧Δg等。 自由基当然也是活性氧,它们都破坏身体组织,所以也称为『氧毒』。

 

主要来源:

- 氧正常代谢的自然产物,担任细胞讯号的重要角色;但环境压力来时会增加生产而对细胞结构造成伤害,也就是所谓氧化压力(Oxidative Stress)

- 外来来源—离子化辐射时。

- 包括:O2、O?2、H2O2、.OH、LOOH、臭氧

 

 

氧化现象(Oxidation) 还原现象(Reduction) Redox氧化还原的简称

从一个物质输送电子或电子群到另一个物质而产生自由基,接着引发一系列最连锁反应而伤害到细胞。抗氧化剂可以移走自由基产物而终止连锁反应或者自已氧化自已而抑制别的氧化现象,因此被称为一种还原物质,如维他命C、多酚类、Thiols等。

 

 

 

 

自由基来源

 

一、人体正常生理现象所产生

- 新陈代谢

   ▲正常代谢现象的副产品

   ▲人体在制造有用的化学物质时,同时产生一些自由基

- 抵抗外来病菌: 发炎时,白血球释放大量自由基吞噬、消灭入侵者

 

二、外界环境影响

往往藏有自由基或使人体产生更多的自由基

- 抽烟、二手烟、喝酒

- 日光曝晒、紫外线、电磁波、辐射线、癌症化疗/电疗

- 环境污染 : 空气、饮用水、工业废水、土壤污染……等等

- 化学物、药物污染:食品添加物、农药、毒品、药物、蔬果污染

- 精神状况:压力过大、急躁、焦虑、郁闷、紧张等等不良的情绪

- 运动

- 油炸食品时

- 臭氧

 

 

 

自由基的伤害

攻击人体细胞后会产生各种程度不同的伤害

- 氧化脂质细胞膜上脂质受氧化→细胞膜变僵硬,流通性改变→营养份不易进入→细胞坏死,如果破坏速度大于再生的速度,影响器官功能,提早老化。

- 攻击蛋白质 细胞内蛋白质扮演酵素的角色会失去或形成大分子甚或断裂,造成不正常新陈代谢而引发病变。

- 破坏DNA DNA炼断裂或碱基重组;断裂细胞无法正常修复而突变, 重组发生偏差,遗传发生错误,有致癌危险

 

 

 

百病之源—自由基伤害的有关疾病

 

据估计80~90%

(有人说 95%)

疾病都直接或

间接受自由基

氧化伤害而

造成的。

请先看下图:

并选择几种常

的慢性疾病

详加说明

 

 

巴金森氏病(Parkinson Disease)

自由基破坏脑部,使得神经传导物质多巴胺(Dopamine)缺乏,造成手部不自主颤抖、肌肉麻痹、动作迟缓。

 

 

 

心血管疾病(Cardiovascular Diseases)

 

 

 

白内障(Cataract)

眼球中水晶体的蛋白质分子受到自由基攻击、氧化变浑浊不清,光线、影像无法进入视网膜内,视力减退或丧失。

 

 

 

皮肤癌(Skin Cancers)

紫外线会产生自由基、皮肤角质化、粗糙产生斑点,严重者引起表皮变性,产生皮肤癌。

 

 

 

肺气肿(Emphysema)

肺细胞中的一种抑制?被自由基氧化后,无法控制另一种消化?对肺部的破坏而导致肺气肿。

 

 

 

糖尿病(Diabetes mellitus)

β细胞分泌的胰岛素用来帮助血中的萄葡糖进入细胞内转换成组织新陈代谢时所需的能量,或将多余的糖份储藏在肝、肌肉或脂肪细胞内,当β细胞被自由基氧化,这些功能就没有了,就会造成糖尿病。

 

 

 

老化(Aging)

身体内每一个正常细胞平均分裂40~60次后就自然凋亡,但细胞同时有复制再生的功能,使人体得以继续运作;当细胞遭受自由基攻击产生氧化现象,就像铁生锈一样;

如果受攻击的细胞变多,修补的机制降低,器官组织就会失去功能,产生病变,呈现老化现象进而死亡。

 

 

 自由基伤害的指标

自由基氧化脂质、蛋白质、DNA后会产生各种不同的物质,如MDA、TBARS、PCOOH、8-OhdG基蛋白,被释放到血液及尿液中,因此验血、验尿就可以知道细胞受伤的程度。

 

 

 

人体自愈三部曲

- 抑制自由基的形成

- 捕捉已经生成的自由基并抑制其活性

- 修复自由基破坏的组织部位

 

 

 

抗氧化剂(Antioxidants)

 

 

 

 

 

以上系 2009.6.13 黄医师在香港日侨商会的演讲摘要

 

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