自由基不是絕對的壞人

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說到自由基,相信大家都跟鯉魚兒一樣會聯想到發炎、慢性病甚至癌症,自從1969年美國杜克大學的研究學者證實了體內存在自由基後,自由基等於壞東西的印象逐漸深植在大眾的腦海裡了。

但今天,鯉魚兒要來為自由基小小平反一下,那就是自由基不全然是壞人,相反的,有時候自由基對於維持我們身體正常運作與機轉,扮演著舉足輕重的角色呢,很吃驚嗎?趕緊看下去吧!

 

自由基的好處

體內自由基種類有非常多,直至今日可能還有許多自由基尚待我們去發掘,而目前已有部分的自由基被證實對於我們信息傳導扮演很重要的角色。

以一氧化氮自由基(‧NO)為例,它是人體中樞神經系統傳遞訊息的分子,能激發男人的勃起性機能(威而剛發威的原動力),也能控制人體的免疫功能,因此一氧化氮是人體不可或缺的自由基。3 位美國醫藥學教授傅齊格(Robert F. Furchgott),依古納咯 (Louis J. Ignarro)和莫拉(Ferid Murad),就是因研究一氧化氮對心臟血管的生理功能而榮獲 1998 年諾貝爾生理/醫學獎。

一氧化氮分子很小,很容易穿過血管內皮細胞的細胞膜,血管周圍的平滑肌細胞接收訊息後會舒張,造成血管擴張,讓大量血液通過,例如勃起的功能。神經系統也可接受一氧化氮刺激而增強其作用。

此外,一氧化氮還有中樞與周邊神經訊息傳遞、調節腦血流量、抑制血小板黏附與凝集等諸多重要功能。

那自由基為何會變成壞人呢?一切的關鍵在於濃度。

 

自由基過量造成危害

自由基之所以會成為壞人,危害身體健康,最主要的關鍵就在於它過量了。什麼是自由基過量了呢?其實我們體內天生都有一股抗自由基的力量,主要是各種酶,例如超氧化歧化酶 (SOD),它可以把毒性較強的超氧陰離子自由基(‧O2−)轉成過氧化氫(H2O2),但如果一旦超氧陰離子等自由基過高,超出了SOD的負荷,累積了大量的‧O2−,此時體內又有過多上述提及的一氧化氮(NO),兩者就會反應產生過氧亞硝酸根(ONOO)。

過氧亞硝酸根是很壞的自由基,具有很強的氧化能力,它會造成粒線體膜通透性的改變而導致鈣離子流出,阻斷粒線體呼吸鏈的 ATP 生成,破壞細胞生理恆定。

另外過氧亞硝酸根也會造成細胞核中的 DNA 單股斷裂,最終將會導致細胞能量缺乏而死亡。
 

好人變壞人

上述一氧化氮因濃度過高而轉變成為過氧亞硝酸根,使得本來對身體有幫助的物質轉變成有害的自由基,這種好人變壞人的例子還不僅於此。

過氧化氫(H202),就是我們熟知的雙氧水,可以傳遞訊息或進行細胞內必要的氧化反應,對於身體的機轉是有益的,在適當的濃度下,可以被過氧化氫酶(catalase)催化成為氧氣與水,不會對身體產生危害,但與一氧化氮一樣,若濃度過高,超出了過氧化氫酶的能力,過氧化氫也會與超氧陰離子(‧O2−)進行哈伯維斯反應,產生毒性最強的氫氧自由基又稱羥基(•OH)。

氫氧自由基毒性非常的高,它的活性甚至高於過氧亞硝酸根,足見他對身體的危害。
 

氫分子的選擇性抗氧化

鯉魚兒之前常分享氫分子為什麼是最佳的抗氧化劑的原因之一就在於它「選擇性抗氧化」的特性。

之前我們提到,適量的自由基是必須的,它能進行訊息的傳遞以及細胞內必須的氧化反應,是直到他們轉變成壞自由基,如過氧亞硝酸根或氫氧自由基,他們會攻擊細胞,造成細胞死亡。

氫分子並不會跟毒性較弱且必要的自由基反應,去破壞身體的氧化還原平衡,反而是只「選擇性地」清除傷害人體細胞的壞自由基,另外氫分子夠小且易擴散,能輕易快速地在體內自由穿越到達這些壞自由基的所在,予以清除。
 

結論

沒想到自由基其實對於我們的身體機能也扮演著重要的角色吧,過去我們可以說是都錯怪它了呢!若您喜歡鯉魚兒的文章,歡迎追蹤我們的粉絲團,了解更多氫分子與自由基的相關知識!
 
參考資料:
國防醫學院
台北醫學院劉燦榮教授
花蓮總醫院
 
 

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