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朱欽士，四川省成都市人。1968年畢業(yè)于北京大學(xué)生物學(xué)系生物化學(xué)專業(yè)。1984年獲得荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)生物化學(xué)博士學(xué)位。1984年至1986年在中國科學(xué)院生物物理研究所酶學(xué)和生物能學(xué)實驗室工作，同時任碩士研究生導(dǎo)師。1986年到美國西弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系做博士后研究。1987年到1991年在洛杉磯兒童醫(yī)院從事基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究。1991年至2009年在美國南加州大學(xué)從事研究工作。退休前為南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和分子生物學(xué)系副教授。
研究領(lǐng)域包括生物能，酶的結(jié)構(gòu)和功能，蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運，癌癥與染色體，神經(jīng)遞質(zhì)，基因表達的調(diào)控機制，以及肝臟解毒系統(tǒng)。
我們需要補充“抗氧化劑”嗎？
朱欽士
2014年02月22日隨著生活水平的提高，人們對于健康長壽的期盼就更加強烈。在各種保健措施中，服用“抗氧化劑”是為許多人采用的。其背后的科學(xué)原理看來也很清楚：在人的一生中，由外部原因（比如輻射、環(huán)境和食物中的一些化學(xué)物質(zhì)）和內(nèi)部原因（主要是通過新陳代謝），身體里面會形成“游離基”，或者叫做“活性氧”。它們含有“未配對電子”，化學(xué)性質(zhì)非常活潑，能夠修改和破壞我們身體里面的各種分子，比如脂肪酸、蛋白質(zhì)和DNA，并且在分子內(nèi)和分子間形成交聯(lián)。日積月累，這些被破壞的分子就會越來越多，造成身體的各種功能下降，使人衰老，甚至導(dǎo)致癌癥?？茖W(xué)實驗也證明，我們的身體里面確實有被“活性氧”破壞的分子，而且它們的數(shù)量隨著年齡而增高。
我們的身體里面有一整套機制來對抗這些“活性氧”，但是這種防御不是百分之百有效的。既然如此，那么從外面補充各種“抗氧化劑”，也許就能延緩衰老的進程，減少患癌癥的幾率。在這種思想指導(dǎo)下，許多人去攝取各式各樣的“抗氧化劑”，包括維生素C、維生素E，b-胡蘿卜素等等。市場上關(guān)于“抗氧化”制劑的宣傳更是隨處可見。然而，近年來許多科學(xué)研究的結(jié)果，包括數(shù)次世界范圍的，大規(guī)模的對“抗氧化劑”效果的試驗卻表明，這些“抗氧化劑”并沒有延緩衰老的作用。在一些情況下，這些物質(zhì)還會縮短人的壽命，增加癌癥的發(fā)生率。這些結(jié)果使人感到困惑：我們還需要補充“抗氧化劑”嗎？為了回答這個問題，我們首先需要了解“游離基”是如何產(chǎn)生的。
人體內(nèi)產(chǎn)生“游離基”的主要場所是“線粒體”。
除了射線照射能夠在身體里面形成“游離基”外，我們身體里產(chǎn)生“游離基”的主要場所就是我們細胞里面的“線粒體”?！熬€粒體”是細胞的“動力工廠”，在這里食物中的“燃料”分子如葡萄糖、脂肪酸被脫下電子，這些電子再沿著一條電子傳遞鏈被傳送到氧，形成水分子。電子在傳遞過程中釋放出來的能量就被用來合成“高能化合物”ATP（化學(xué)名稱叫“三磷酸腺苷”）。這有點像發(fā)電廠燒煤或者燒天然氣，釋放出來的能量則被用來發(fā)電，只不過在我們的細胞里，食物分子的“燃燒”過程是在體溫（37攝氏度）下進行的。
在電子傳遞的路途上，要經(jīng)過一個叫“泛醌”的分子，化學(xué)名稱叫“輔酶Q”，或簡稱Q10（Q是“醌”quinone的第一個字母，10表示分子的側(cè)鏈含有10個“異戊二烯”單位）。問題就出在這里。在每次循環(huán)中，每個Q10分子可以接收和傳遞兩個電子，但是這兩個電子不是同時傳給Q10的，而是分成兩步，一次傳一個電子。這樣就有Q10只接受一個電子的階段。糟糕的是，這個電子是沒有配對的電子，所以含有這個電子的Q10本身就是個“游離基”。雖然這個Q10游離基主要是在線粒體的內(nèi)膜里面，但是氧分子還是“有機可乘”，從Q10游離基上獲取那個電子，形成“超氧化物”O2-。這是線粒體中“活性氧”形成的最初過程。
據(jù)估計，在“線粒體”消耗的氧中，約有0.1%變成了“超氧化物”。這個比例看上去不大，但是如果考慮到人每天要消耗大約750克氧氣（500-600升），那么每天產(chǎn)生的“超氧化物”就是0.023克分子。如果不被消滅掉，它在細胞里面的濃度可以達到0.5毫摩爾（mM）左右。這是一個可觀的濃度。
“超氧化物”是極為活潑的，能迅速和其它分子發(fā)生反應(yīng)。比如它能攻擊“不飽和脂肪酸”，形成“超氧化脂肪酸”。而“超氧化脂肪酸”本身又是游離基，又可以和其它分子發(fā)生反應(yīng)，形成破壞性的鏈式反應(yīng)。它也可以攻擊蛋白質(zhì)分子中氨基酸的“側(cè)鏈”，破壞蛋白質(zhì)分子的功能。它還攻擊遺傳物質(zhì)DNA，造成“堿基”（相當(dāng)于遺傳密碼的“字母”）改變和鏈斷裂。如果任其到處破壞，細胞的結(jié)構(gòu)和功能很快就會被摧毀。
人體內(nèi)對“游離基”的防御系統(tǒng)
既然線粒體是產(chǎn)生“游離基”的主要場所，我們的身體也相應(yīng)地發(fā)展出了對付“超氧化物”的機制，就是在線粒體中配備大量能夠消滅“游離基”的酶。首先是“超氧化物歧化酶”（英文名稱縮寫為SOD），它們能把“超氧化物”變成“過氧化氫”（H2O2）和氧。
不過這還不夠，“過氧化物”仍然屬于“活性氧”，其水溶液叫做“雙氧水”，具有很強的氧化性能，對身體仍然有害。所以我們的身體里不但有“超氧化物歧化酶”，還有“過氧化氫酶”（英文縮寫為CAT），它可以把“過氧化氫”變?yōu)檠鹾退?。在一般情況下，哪里有SOD，哪里就有CAT，“就近處理”SOD產(chǎn)生的“過氧化氫”。
除了CAT外，細胞還有其它酶可以“消滅”“過氧化氫”，比如“谷胱甘肽過氧化物酶”，“硫氧化還原蛋白過氧化物酶”等等。所以對于“過氧化氫”，細胞也是“層層設(shè)防”，以降低它的濃度，減少傷害。
除了“抗氧化酶”以外，我們的身體里面還有一些非酶的“抗氧化劑”，比如抗壞血酸（維生素C）、生育酚（維生素E）、b-胡蘿卜素等等。它們的分子量比較小，能夠到達“抗氧化酶”去不了的地方，與“活性氧”反應(yīng)。由于這些化學(xué)反應(yīng)不是由酶催化的，速度比酶反應(yīng)慢得多（慢1000倍以上）。在它們發(fā)生作用前，有一些“活性氧”就已經(jīng)完成它們的“破壞作用”了。
所有這些“抗氧化”機制說明，我們的身體是有一整套機制來防止“游離基”的濃度過高的。這也是醫(yī)生和廠商向人們推薦“抗氧化”制劑的理論根據(jù)。蔬菜和水果含有豐富的具有“抗氧化”作用的化合物，對人的健康是有益的。問題是，直接服用“抗氧化”的物質(zhì)，比如維生素C、維生素E和b-胡蘿卜素，真的能夠代替蔬菜和水果的益處，延長壽命和減少癌癥嗎？
大規(guī)模的臨床實驗未能證實這些維生素制劑的有益作用
雖然“游離基”理論已經(jīng)得到大量研究結(jié)果的支持，人們（包括許多醫(yī)生）也都相信“游離基”是“壞”的，應(yīng)該被清除得越徹底越好，而“抗氧化劑”是“好”的，服用這些制劑會增進身體健康。但是在沒有確切的數(shù)據(jù)之前，科學(xué)家們心里還是不“踏實”，想用大規(guī)模的臨床實驗來證明這些“抗氧化劑”的“好處”，結(jié)果卻出人意料。
比如2007年，丹麥哥本哈根大學(xué)的一個評估機構(gòu)收集了68個對“抗氧化劑”的隨機對照試驗，涉及232，606人，共385篇研究報告。他們從中挑選了質(zhì)量最高的47個試驗，涉及180，938人。對這些報告的綜合分析表明，維生素（A、C、E和b-胡蘿卜素）沒有延長壽命的效果。相反，一些維生素還會增加死亡率（約5%）。其中維生素A、維生素E、b-胡蘿卜素和死亡率的增加有關(guān)。
2012年，塞爾維亞的一個同類機構(gòu)評估了78個對“抗氧化劑”的隨機對照實驗，其中對健康人的研究有26個，涉及215，900人，對有各種疾病的人的研究52個，涉及80，807人。評估結(jié)果與2007年的相似，即維生素A、C、E和b-胡蘿卜素對降低死亡率均沒有效果，反而輕度升高（百分之幾）死亡率。
同時，科學(xué)家們也綜合評估了“抗氧化劑”對各種具體疾病的預(yù)防效果，包括肝臟疾病（病毒性肝炎、肝臟自體免疫性疾病、酒精肝、肝硬化）、黃斑病變、白內(nèi)障、骨關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、感冒、肺癌、皮膚癌、胃癌、腸癌、前列腺癌、心血管疾病、肺炎、老年癡呆癥、男性不育、先兆子癇、流產(chǎn)等等，都沒有發(fā)現(xiàn)“抗氧化劑”有預(yù)防這些疾病的功效。
在有的情況下，“抗氧化劑”還會顯著增加癌癥的發(fā)生率。1996年，位于美國西雅圖的Hutchinson癌癥中心研究了維生素A和b-胡蘿卜素對吸煙者，前吸煙者，以及接觸石棉者患肺癌幾率的影響。他們的試驗涉及18，314人。在平均4年的觀察以后，他們發(fā)現(xiàn)維生素A和b-胡蘿卜素不僅不能減少肺癌的發(fā)生率，反而增加這些人肺癌的發(fā)生率28%。
為了弄清楚為什么這些維生素會增加一些癌癥的發(fā)病率，2014年，瑞典的科學(xué)家們給易患