自由基決定您的未來

 

人們每日24小時暴露在100,000~300,000個自由基的危害環境堙A自由基乃是含有一個或多個不成對電子的化學物種,能夠獨立存在,經常是正常細胞代謝的產物或副產物;正常生理狀況時,自由基的濃度不致於傷害細胞功能,但是不管任何原因造成抗氧化系統衰敗時,就會造成細胞死亡。
自由基是高度活動的分子,能夠和許多自然產生的細胞分子起作用。當它和碳水化合物、蛋白質、脂肪或核酸起作用產生的分子三度空間結構變化,就會改變細胞或系統的正常功能。
自由基在正常或不正常生理狀況下都會在細胞內被產生,它引起的細胞傷害已被認為是許多疾病的起因及/或病情惡化的禍首。
疾病的起始和人體無力抵禦外來及/或體內細胞正常代謝時產生過多的自由基所引起。
人體擁有多種系統可以保護細胞免受自由基傷害,這些自由基防護系統有:

  1. 重金屬和蛋白質結合—像是鐵和銅經由Fenton和Hbter Weiss反應會產生氫氧自由基,經和蛋白質結合後,細胞內就不再有游離的鐵/銅可以激發自由基的產生。
  2. 抗氧化酵素(清除自由基的酵素)—防止自由基的產生及/或累積造成組織傷害。
  3. 自然界產生的抗自由基物品—如維他命C、E、β胡蘿蔔素、B2、Ubiquinones(泛?類)、穀胱酐?、膽色素等;存在細胞內可以破壞自由基並阻止過氧化連鎖反應。

即使有上述的這些防衛機制,自由基破壞照常發生,發生時,細胞的修復系統(磷脂質分解酵素A、穀胱酣?過氧化酵素、ADP多功能?)能使細胞組成分子的構造及功能復原。但如果防衛或修復機制不良就會受到自由基的傷害進而產生某些特殊的疾病。

保護人體免於遭受自由基攻擊,主要依靠:

  1. 結合重金屬的蛋白質濃度。
  2. 清除自由基並修復細胞的酵素含量及強度
  3. 捕捉自由基的抗氧化物質及維他命的數量

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

各種抗氧化機制的活力總和—效力愈低愈容易產生自由基引起的疾病或在遭受突如其來的自由基攻擊後復原很差(像是中風、心肌梗塞、心肌缺氧、頭部外傷等等)。

下列因素調節個人清除自由基的效力:

  1. 正常的FRSC

    每個細胞內自由基無時無刻繼續產生,但須達到最低毒性濃度以Minimum toxic concentration(MTC)才會造成傷害;正常狀況時因抗氧化機制都會讓它在此數值以下,因此自由基濃度和最低毒性濃度間之安全範圍是滿大的。惟有當效力下降時,自由基負擔增加,安全範圍變狹。

  2. 基因會降低FRSC

    基因控制清除自由基的酵素數量及活力,下降容易產生相關疾病。

  3. 藥物治療會降低FRSC

    藥物代謝增加抗氧化防衛系統的負擔,因為藥物會耗費細胞內的微量元素、維他命或酵素的輔助因子及天然的抗氧化劑濃度使FRSC不足。

  4. 抗氧化性維化命或其他營養素不足會降低FRSC

    這些物質位在細胞膜上或附近,形成預防自由基攻擊的第二道防線。

  5. 疾病會壓制FRSC

    任何病態都能使身體承受過多的自由基負擔,進而傷害細胞。任何器官缺血時,產生過多自由基,因此缺血期間的長短和細胞受傷程度成正比。又如任何組織出血時紅血球溶解,鐵質從血紅素被釋放出來,濃度超過組織的攜鐵能力,過多的鐵加速促進組織內氫氧自由基的產生,細胞就死亡,嚴重的話造成永久性神經系統後遺症。

自由基傷害有關的系統疾病

  • 缺血—中風、心肌梗塞
  • 血流再灌注的損傷—器官移植、繞道手術
  • 癌症
  • 老化
  • 酒癮(容易上癮)
  • 紅血球缺損—瘧疾、S型細胞性貧血、Famconi貧血、紫質原光合氧化現象
  • 鐵質過量—營養不足、Kwashikor病、地中海貧血、食物中鐵質過量
  • 腎臟—重金屬腎中毒、自體免疫性腎病症候群
  • 腸胃道—腸內毒素、肝損傷、游離脂肪酸引起的胰臟炎
  • 炎症—免疫損傷、類風濕性關節炎、腎小球性腎炎、自體免疫疾病
  • 腦—阿茲海默症、帕金森病、創傷惡化、高血壓性腦血管損傷
  • 心血管系統—動脈硬化、Keshan病引起的心肌肥大
  • 眼—早熟性視網膜疾病、眼內出血、白內障、老化性黃斑部病變、側束硬化性肌無力病(ALS)
  • 藥物副作用—Adriamycin、Auinoglacoside(紅黴素……)、抗癲癇藥、非類固醇類抗發炎藥。

臨床上重要的自由基

HO2、H2O2、HOH ROOH? CNOOH? OH‾

 結論

只要超過自由基最低毒性濃度,細胞傷害就會開始,進而產生症狀,嚴重程度取決於那一個自由基防衛系統失效及細胞內那些成份受到傷害(是DNA ?蛋白質?或脂質?),因此測量自由基清除效力(FRSC)臨床上是必要的,可以知道自由基的量及抗自由基酵素活性及其他生物標記,好早期預防並作為治療效果的評估。

特異藥物過敏反應(藥物代謝及自由基的可能角色)

自由基重擔 / 清除效力及疾病的發展

 

 

自由基(游離基)、活性氧、抗氧化劑

FREE RADICAL,REACTIVE OXYGEN SPECIES(ROS),ANTIOXIDANT

 

英惠家庭醫學診所
自然醫學檢測治療中心
黃英烈 醫師 ING-LIEH HUANG, M.D.

  • 台大醫學院畢業
  • 日本國立癌中心附屬病院(進修)
  • 美國橡樹嶺聯合大學特種訓練中心(進修)
  • 美國賓州醫學院附設醫院(進修)
  • 內科(內分泌、新陳代謝)(專科醫師)
  • 家庭醫學科(專科醫師)
  • 核子醫學科(專科醫師)
歷任:
  • 台大醫院
  • 台北中華
  • 宏恩
  • 中山醫院公保門診中心
  • 健保局門診中心

(主治醫師、主任醫師)

現任:

  • 英惠家庭醫學診所 院長
  • 美雀預防醫學研究中心 醫師研究員

細胞-生物的基本單位

電子→原子→分子→細胞→組織→器官→系統

自由基(游離基)Free Radicals

人類最可能的死因—疾病,80~90%(95%?)和自由基有 2、每天受73,000次自由基攻擊—百病之源 3、是一種不穩定、活躍、生命週期極短的原子、分子、離子

害處:

和人體組織細胞產生氧化作用—失去正常功能 、破壞DNA引起損傷或突變產生文明病、慢性病、癌症

好處:

  1. 病毒、細菌感染時白血球釋放自由基執行攻擊/消滅任務
  2. 有些會參與細胞內重要的代謝功能
  3. 人體自然產生的自由基—氧化氮(NO)具有許多功能,有助心血管疾病、陽痿
  4. 抗癌的化療、電療手法利用產生自由基殺死癌細胞,但敵我不分,產生過量超越所需,反而會大大傷害正常細胞

反應性氧原、活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)

指含有氧離子、氧自由基、有機及無機的過氧化物的離子或很小分子群,含不成對的外璧電子極為活 躍。 這些分子的氧化能力比氧氣更強,這些分子就是活性氧。 例如臭氧O3、雙氧水H2O2、次氯酸HOCl、單態氧Δg等。 自由基當然也是活性氧,它們都破壞身體組織,所以也稱為『氧毒』。

主要來源:

  1. 氧正常代謝的自然產物,擔任細胞訊號的重要角色;但環境壓力來時會增加生產而對細胞結構造成傷 害,也就是所謂氧化壓力(Oxidative Stress)
  2. 外來來源—離子化輻射時。
  3. 包括:‘O2、O?2、H2O2、.OH、LOOH、臭氧

氧化現象(Oxidation) 還原現象(Reduction) Redox氧化還原的簡稱

從一個物質輸送電子或電子群到另一個物質而產生自由基,接著引發一系列最連鎖反應而傷害到細胞。抗氧化劑可以移走自由基產物而終止連鎖反應或者自已氧化自已而抑制別的氧化現象,因此被稱為一種還原物質,如維他命C、多酚類、Thiols等。

自由基來源;

一、人體正常生理現象所產生

  1. 新陳代謝 ▲正常代謝現象的副產品 ▲人體在製造有用的化學物質時,同時產生一些自由基
  2. 抵抗外來病菌: 發炎時,白血球釋放大量自由基吞噬、消滅入侵者

二、外界環境影響

往往藏有自由基或使人體產生更多的自由基

  1. 抽煙、二手煙、喝酒
  2. 日光曝曬、紫外線、電磁波、輻射線、癌症化療/電療
  3. 環境污染 : 空氣、飲用水、工業廢水、土壤污染……等等
  4. 化學物、藥物污染:食品添加物、農藥、毒品、藥物、蔬果污染
  5. 精神狀況:壓力過大、急躁、焦慮、鬱悶、緊張等等不良的情緒
  6. 運動
  7. 油炸食品時
  8. 臭氧

 

 

自由基的傷害

攻擊人體細胞後會產生各種程度不同的傷害

  1. 氧化脂質 細胞膜上脂質受氧化→細胞膜變僵硬,流通性改變→營 養份不易進入→細胞壞死,如果破壞速度大於再生的速 度,影響器官功能,提早老化。
  2. 攻擊蛋白質 細胞內蛋白質扮演酵素的角色會失去或形成大分子甚或 斷裂,造成不正常的新陳代謝而引發病變。
  3. 破壞DNA DNA鍊斷裂或鹼基重組;斷裂細胞無法正常修復而突變, 重組發生偏差,遺傳發生錯誤,有致癌危險

 

 

百病之源—自由基傷害的有關疾病

據估計80~90%(有人說 95%)疾病都直接或間接受自 由基的氧化傷害而造成的。 請先看下圖:並選擇幾種常見 的慢性疾病詳加說明

 

巴金森氏病(Parkinson Disease)

自由基破壞腦部,使得神經傳導物質多巴胺(Dopamine)缺乏,造成手部不自主顫抖、肌肉麻痺、動作遲緩。

 

心血管疾病(Cardiovascular Diseases)

 

白內障(Cataract)

眼球中水晶體的蛋白質分子受到自由基攻擊、氧化變渾濁不清,光線、影像無法進入視網膜內,視力減退或喪失。

 

皮膚癌(Skin Cancers)

紫外線會產生自由基、皮膚角質化、粗糙產生斑點,嚴重者引起表皮變性,產生皮膚癌。

 

肺氣腫(Emphysema)

肺細胞中的一種抑制?被自由基氧化後,無法控制另一種消化?對肺部的破壞而導致肺氣腫。

 

糖尿病(Diabetes mellitus)

β細胞分泌的胰島素用來幫助血中的萄葡糖進入細胞內轉換成組織新陳代謝時所需的能量,或將多餘的糖份儲藏在肝、肌肉或脂肪細胞內,當β細胞被自由基氧化,這些功能就沒有了,就會造成糖尿病。

 

老化(Aging)

身體內每一個正常細胞平均分裂40~60次後就自然凋亡,但細胞同時有複製再生的功能,使人體得以繼續運作;當細胞遭受自由基攻擊產生氧化現象,就像鐵生蚺@樣;如果受攻擊的細胞變多,修補的機制降低,器官組織就會失去功能,產生病變,呈現老化現象進而死亡。

 

自由基傷害的指標

自由基氧化脂質、蛋白質、DNA後會產生各種不同的物質,如MDA、TBARS、PCOOH、8-OhdG基蛋白,被釋放到血液及尿液中,因此驗血、驗尿就可以知道細胞受傷的程度。

 

人體自癒三部曲

  • 抑制自由基的形成
  • 捕捉已經生成的自由基並抑制其活性
  • 修復自由基破壞的組織部位

 

抗氧化劑(Antioxidants)

以上係 2009.6.13 黃醫師在香港日僑商會的演講摘要

 


 

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