內源性自由基的三大來源

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氫分子與自由基

自由基學說隨著越來越多文獻與研究,已慢慢成為主流,根據英國學者的研究發現,有兩百多種疾病皆與自由基息息相關,幾乎可以說是「百病同源」,說到自由基,許多人都知道不好的生活習慣,如抽菸、熬夜、吃檳榔等會產生大量的壞自由基,或是過度曝曬,也會因紫外線的傷害產生大量自由基,但您知道嗎?其實我們身體無時無刻都在自行產生自由基呢!

自由基根據產生的原因可以簡單分為兩種,若起因並非外在環境或生活習慣引起的,我們稱之為「內源性」自由基,內源性自由基主要有三大來源,接著就讓鯉魚兒為您一一介紹!
 

來自粒線體的自由基

粒線體是內源性自由基三大來源中最主要且產出最多的地方。粒線體是人類製造能量分子腺苷三磷酸(ATP)最主要的場所。當ATP水解時,會產生熱量,提供人類生理活動時使用,包含:肌肉收縮活動、蛋白的合成等等都需要消耗ATP,才能順利完成。然而粒線體在產生 ATP 的過程是透過一連串的電子傳遞鏈來進行一連串的氧化還原反應,然而這些電子在傳遞的過程中有部分會因為堆積而洩漏,並與氧分子結合成為超氧陰離子自由基(O2.-)。研究發現,我們呼吸進入體內的氧氣有 98% 都是提供給粒線體來利用,而這中間又有 0.2% ~ 2% 的氧氣會轉變成超氧陰離子自由基,而超氧陰離子自由基會因超氧化物歧化酶 (SOD)的催化下變成過氧化氫(H2O2),且因潘頓或哈柏維思反應而變成毒性最強的羥自由基

粒線體與自由基

粒線體是身體的發電廠,但產生能量的同時也會伴隨產生自由基,是人體內源性自由基最大的產出地。

 
 

來自白血球的自由基

人體內源性自由基的第二大來源是來自白血球。白血球為了要防禦外來的入侵物,會產生自由基作為武器來消滅細菌。當偵測到病菌入侵時,白血球裡的 NADPH氧化酶會將氧氣轉化成超氧陰離子,超氧化物歧化酶 (SOD)的催化下變成過氧化氫(H2O2),而過氧化氫會經過髓質過氧化氫酶(MPO)的催化,並且以氯離子為輔酶形成次氯酸(HOCL),有些次氯酸會與超氧化陰離子(O2.-)配對,形成單態氧(1O2),單態氧是一種毒性很強的自由基;而次氯酸與單態氧就是白血球用來對抗病菌最主要的生化武器。

白血球自由基

白血球會利用自由基做為生化武器消滅病菌。

 
 

來自紅血球的自由基

我們都知道紅血球最重要的功能就是攜帶氧氣到其他組織,而紅血球攜帶氧氣的蛋白核心就是血紅素(Hemoglobin; Hb),而血紅素會提供電子給氧氣,再度產生超氧陰離子自由基(O2.-),不幸地這些超氧陰離子經過轉變也會產生毒性最強的羥自由基,如果這些羥自由基無法有效的清除,就會氧化損傷紅血球,造成發囊泡現象(Vesiculation)。

紅血球與自由基

紅血球主要功能是攜帶氧氣,卻也容易受到自由基的攻擊,造成發囊泡現象。

 
 

結論

透過上述探討,我們了解了人體內源性自由基的三大來源,認真的讀者或許會發現這三大來源都與「超氧陰離子」息息相關,其實超氧陰離子與過氧化氫在我們體內扮演著傳遞訊息的重要角色,是維持生理機能不可或缺的,只是它們會在體內轉變成毒性最強的羥自由基。

因此如何清除羥自由基卻不會影響超氧陰離子與過氧化氫的功能,是評斷好的抗氧化劑的一個關鍵因素。在 2007 年日本醫科大學太田成男教授發現氫分子能快速清除羥自由基,卻不會與超氧陰離子與過氧化氫反應,不會破壞體內的氧化還原平衡,換句話說氫分子只針對壞的自由基予以清除,太田成男教授將氫分子這樣的特性稱為「選擇性抗氧化」。也就因為這樣的發現,關於氫分子在人體健康美容的研究如雨後春筍般開展起來,短短十年間有超過上千篇的文獻研究發表,甚至日本學者提出「氫氣是最接近完美的抗氧化劑」的結論。
 
內容來源:劉燦榮教授著淺談氫分子預防疾病之原理及應用實證
 

 

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