氫鬆講堂第二講 ─ 成也你敗也你,毀譽參半的自由基(上)

1188
0
分享此篇文章

在氫鬆講堂第一講中,我們介紹了宇宙、地球甚至人體內最重要的元素 ─ 氫,而在最後我們提到了日本醫科大學太田成男教授於2007年在國際知名期刊《自然醫學》(Nature Medicine)上發表了一篇劃時代的論文:氫氣具有選擇性清除對細胞有毒性的含氧自由基(Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals)。

要了解氫氣是如何幫助我們清除體內壞自由基達到健康保健的助益,首先必須對自由基有基礎的認識,今天在氫鬆講堂第二講,鯉魚兒將幫助您對自由基有個初步完整的概念,不用緊張,一切都會很簡單。

 

自由基的定義

究竟什麼是自由基呢?若以化學、生物的角度,自由基的定義是:存在「未配對電子」的原子或分子團。沒錯,就僅僅這一句話,就定義什麼是自由基了,但對於大眾來說,卻常常一知半解,其中的關鍵在於什麼是「未配對電子」?

以前學化學的時候,大家是否還記得原子的組成是由中心帶正電的質子與不帶電的中子,加上外圍帶負電的電子所構成的,而外圍電子則會依照不同能量的「電子軌域」依序填滿,每個電子軌域可以填入兩個電子,但如果存在某個電子軌域只有單獨一個電子,那麼這個電子就稱為未配對電子。

原子的組態是中心帶正電的質子,外面有帶負電的電子。

 
未配對電子相較於配對電子就顯得孤單了,因為別人都是成雙入對,在自己的電子軌域裡嬉戲打鬧,而自己卻形單影隻,因此未配對電子很容易因不耐寂寞而想離開電子軌域或直接從別的分子或原子搶奪電子來跟自己配對。

 

壞自由基如何破壞身體細胞?

在化學裡,當原子或分子的電子被搶奪,這個過程就稱為「氧化」。因此自由基這種容易搶奪其他分子或原子的電子的特性,就是造成細胞「氧化損傷」的原因。

以目前已知毒性最強的羥自由基(OH)為例,它可以攻擊我們細胞的DNA、脂質、蛋白質,更不幸的是,當羥自由基從細胞分子上搶奪電子後,又會把這些分子變成自由基,而這些分子又進而搶奪其他分子的電子,就這樣一直反應下去,稱為自由基的連鎖反應。

當羥自由基攻擊細胞內的多元不飽和脂肪酸,會使得脂肪酸過氧化產生有毒的醛類丙二醛(MDA, malondialdehyde)MDA會引起蛋白質、核酸等生物大分子的交聯聚合,而具有細胞毒性。

當細胞膜的不飽和脂肪酸被自由基過氧化後,會使細胞膜的流通性改變而變得僵硬易脆,使養分無法進入細胞內部,造成細胞因缺乏必須營養或細胞破碎而壞死,一旦細胞膜被自由基破壞的速度大於細胞再生的速度,就會使器官功能受損,產生潰瘍或老化現象。

另外,羥自由基最可怕的就是它能破壞細胞的DNA(脫氧核醣核酸)。一旦羥自由基開始攻擊DNA,就會使DNA斷裂,或使鹼基結構改變,造成DNA嚴重的傷害。

DNA由鹼基依序列組成,成雙股螺旋形狀。

 

大家都知道DNA組成了我們的遺傳指令,一旦DNA結構被破壞,如果無法正常修復的話,就有機會產生突變;而鹼基的結構改變則可能使鹼基配對錯誤產生致癌的可能,這也是為什麼我們時常聽到過量的自由基會致癌的原因之一。

 

有壞自由基那有好自由基嗎?

聰明的讀者應該猜到,鯉魚兒特地在自由基前加上「壞」字,代表著自由基其實不全然只會破壞身體細胞,事實上有些自由基對於我們細胞間的訊息傳導扮演舉足輕重的角色。

以一氧化氮(NO)自由基為例,它就是我們身體必要的自由基,一氧化氮扮演信號分子的作用,因一氧化氮分子很小,能輕鬆穿越細胞膜使血管周圍的平滑肌細胞接受信號後舒張,進而幫助血管擴張,正因如此,一氧化氮與心血管疾病、男性勃起功能正常與否息息相關。

此外一氧化氮還與身體的免疫、發炎反應有關,當我們體內的巨噬細胞(白血球的一種)接受到發炎因子被活化後就會產生大量的一氧化氮。

巨噬細胞被活化後,會釋放一氧化氮自由基。

 

一氧化氮能透過抑制腫瘤細胞的檸檬酸循環(細胞產生能量的方式)、電子傳遞鏈與DNA合成來殺死腫瘤細胞,保護我們的身體。

 

結論

原來自由基不全然是壞人,而我們的細胞也需要這些好自由基來幫助維持身體正常的機轉,但您知道嗎?好自由基也有可能下一秒就變成壞自由基了,更令人吃驚的是,我們身體內部其實無時無刻都在產生大量的壞自由基,而氫氣能針對這些壞自由基予以清除保護細胞,這究竟是怎麼回事呢?請繼續追蹤鯉魚兒「氫鬆講堂」,我們將帶給您最完整、最正確的氫分子保健知識!

 

參考資料:
認識自由基
劉燦榮教授著作-淺談氫分子預防疾病之原理及應用實證
科學online
 
 

 

分享此篇文章