科普：自由基与抗氧化物质

自由基与抗氧化物质

在人类历史中，有许多人耗尽毕生心力追求健康和长寿，尤其是长生不老，更是许多君王的梦想。但从古至今，没有人能够逃脱上帝创造人类的终极宿命－疾病和老死！不论是中国神话故事中活到八百岁的彭祖，或是西方圣经中记载活了九百六十九岁的玛土撒拉，终究都逃不过一死。也许有人会说：其实死亡并不可怕，可怕的是生病，当人在面对病痛的折磨时，才是最难煎熬的。

　　随着医学科技的昌明，许多传染性疾病已被消灭或控制，但是在面对伴随着年龄增长而来的慢性疾病与老化时，现代医学仍然无法完全解释这些现象的原因，更遑论控制或解决了。

　　近年来，医学界在针对疾病和老化的系列研究中，有了较新的发现，就是“自由基－抗氧化物质”理论，也因此使人们对于所谓的“抗氧化物质”产生极大兴趣和盼望，积极的寻找这类的物质（例如维生素C、E，β-胡萝卜素，SOD等等），以达成对抗老化和疾病的目标。

自由基（Free Radicals）

　　什么是自由基？

　　简单的说，自由基就是“带有一个单独不成对的电子的原子、分子、或离子”，它们可能在人体的任何部位产生，例如线粒体，它是细胞内产生能量（进行氧化作用）的主要位置，因为是进行氧化作用的地方，因此也是产生自由基（过氧化物）的主要地点。

　　其实并不是所有的自由基都是有害的，例如一氧化氮（NO），它是人体自行产生、具有许多功能、且相当重要的物质，不过当它因为某些原因而产生过量时，也会产生危害，造成疾病。人体内的自由基由有许多种，有人体自行合成，具有重要功能的；或在新陈代谢过程中产生的；也有来自外界环境的。有些自由基相当活泼（通常是小分子量的物质），具有抢夺其它物质电子的特性，而分子量较大的自由基通常并不活跃，例如维生素C、E自由基，他们可以利用自身结构的特性来稳定不成对的电子，所以并不太会攻击别的物质。

　　这些较活泼、带有不成对电子的自由基性质不稳定，具有抢夺其它物质的电子，使自己原本不成对的电子变得成对（较稳定）的特性。而被抢走电子的物质也可能变得不稳定，可能再去抢夺其它物质的电子，于是产生一连串的连锁反应，造成这些被抢夺的物质遭到破坏。人体的老化和疾病，极可能就是从这个时候开始的。尤其是近年来位居十大死亡原因之首的癌症，其罪魁祸首便是自由基。

　　当然啰，上帝其实老早就知道这个情况，因此人体也具备了修复的功能，以复原被破坏的组织结构，同时也有一套完整的抗氧化系统，以对抗和预防自由基的危害。因为篇幅的关系，在此不谈修补复原的系统，我们直接来看一看人体自行制造的抗氧化和食物中可以帮助我们对抗自由基破坏的一些重要营养素和物质。

协助体内抗氧化的物质

人体内有数种自行制造的抗氧化，是人体对抗过氧化物（自由基）的第一道防线，它们可以在过氧化物产生，即刻发挥作用，利用氧化还原作用将过氧化物转换为毒害较低或无害的物质。不过想以口服的方式补充这些抗氧化是不可行的，因为当它们进入胃时，会被胃酸破坏而失去效用，它们包括超氧化歧化（Superoxide Dismutase，简称SOD）、谷胱甘太过氧化（Glutathione Peroxidase，简称GSHP）、和过氧化氢（Catalase），比较资料请见表一。

　　这些抗氧化并不是独力完成氧化还原作用的，它们还需要某些矿物质才能发挥作用。不过值得特别注意的是：人体对这些矿物质的需要量并不高，虽然是必须的，但若是摄取过量时，反而可能发生中毒的现象，所以不可以补充过量。此外，人体抗氧化的产量会随着年龄的增加而减少，因此需要其它抗氧化物质的协助才能避免自由基的伤害。

（一） 铜、锌

　　SOD，可以将毒性高的氧自由基转变为毒性较低的双氧水（H2O2）和氧，它存在于粒腺体和细胞溶中，SOD多与铜（Cu）和锌（Zn）结合成CuZnSOD出现。

（二） 硒

　　经由SOD的作用，在氧自由基转变为双氧水后，GSHP可以继续作用在双氧水上，使之转变成完全无害的水和氧。不过人体需要硒（Selenium）这种矿物质才能制造GSHP。GSHP主要存在于血液、肝脏、粒腺体、和细胞质中。

（三） 铁

　　除了SOD和GSHP外，过氧化氢也可以藉由铁质的辅助而将双氧水分解为水和氧。过氧化氢普遍存在于人体的各组织中。

饮食中的抗氧化物质（Antioxidants）

　　在自然的饮食中，被称为三大抗氧化物质的是维生素E、维生素C、和β-胡萝卜素。事实上还有其它许多物质也具有抗氧化的性质，只是到目前为止，似乎还没有发现抗氧化效果超过这三种抗氧化物质的东西。接着，我们就来谈一谈它们。

维生素C

　　维生素C，又名抗坏血酸，是一种溶于水的物质，因此可以随着血液和体液散布到身体的各个角落，而她的抗氧化能力也就伴随临到。维生素C可以直接与羟基自由基作用，然后产生不活跃的自由基产物，接着可以被代谢成草酸而排出体外。同时，维生素C还可以帮助已经与自由基作用过所产生的维生素E自由基，将她还原成维生素E，此时的维生素C就像与羟基自由基作用一样，可以在转变成草酸后排出体外，如此一来，维生素E就恢复了原本抗氧化的功能。所以当维生素C充足时，可以达到双重的抗氧化效果。

　　由于维生素C是水溶性的物质，过多时会排出体外，不能储存，因此维生素C应该每日补充。由于过量会排出体外的特性，建议读者在三正餐时多吃深绿、黄色蔬菜，并且吃富含维生素C的水果（如芭乐、柳丁、葡萄柚......等）。若要以维生素C片补充，则不要一次吃大剂量的维生素C，最好将一天的份量分为数次服用，才可以达到最佳的抗氧化效果。

　　虽然卫生署提出维生素C的每日营养素建议量（RDNA）是每天60毫克，这是维持正常身体机能的最低量，若要达到抗氧化的保护作用，可能需要1000毫克以上的维生素C。

维生素E

　　在美国，维生素E的销售量仅次于维生素C，也是一种良好的抗氧化物质，时常被用来添加在油脂中，以抑制不饱和脂肪酸的氧化作用。尤其是当人体的不饱和脂肪被氧化时，若是没有被实时阻止，将会产生一连串的脂质过氧化连锁反应，使脂肪产生聚合作用，当这些大分子的脂质聚合物沉积在血管壁时，便会使血管发生硬化或阻塞。维生素E主要分布在细胞膜表面的磷脂质、血液中的脂蛋白（Lipoprotein）和肾上腺中，可以保护各类细胞的细胞膜不受伤害，维持正常功能（如白血球，与免疫能力有关）；保护富含脂质的组织（例如大脑等神经组织）免受自由基的侵害。

　　因为维生素E是脂溶性的，可以除存在体内，因此并不像维生素C一样需要大量补充，只要维生素C的量充足，便可以将部份被氧化的维生素E还原，恢复功能。

　　在各项研究中指出：不同的状况需要不同量的维生素E，例如400单位（IU）才能达到保护心脏的目的；一般人维持健康的最低建议量约是15~18单位（或是10~12 mg α-TE，RDNA），而为了达到抗氧化等保护作用，需要每日250单位的维生素E，若是吸烟者，则需要加倍的维生素E。

服用维生素E的最佳时机是每餐饭后，因为她的吸收需要脂肪的协助。

β-胡萝卜素

　　β-胡萝卜素是维生素A的前驱物质，不过维生素A并不像β-胡萝卜素具有良好的抗氧化作用，且维生素A过量时可能会中毒，引起恶心、脱发、骨头酸痛、倦怠嗜睡，而孕妇服用过量的维生素A可能使胎儿畸型。

β-胡萝卜素在人体内有二种抗氧化能力：

1、可以与脂质过氧化自由基结合而中断脂质过氧化连锁反应，

2、吸收氧气因为光线照射（例如在眼睛）而变成的激发氧气的过多能量，阻止氧化作用的进行。

　　β-胡萝卜素的主要食物来源是深绿、黄色的蔬菜和藻类，其中以红萝卜最具代表性。红萝卜有保护眼睛的效果，不仅是因为β-胡萝卜素可以转变成维生素A，对益于视网膜，也因为其中所含有的β-胡萝卜素可以消除自由基，可以使眼睛免于形成白内障危机。而且摄取过多β-胡萝卜素时并没有中毒之虞，除了长期大量摄取时（每天吃七、八条红萝卜，持续三个月以上）会使皮肤变黄外，并没有其它问题。

其它物质

　　在天然的食物中，各类的蔬菜和水果是最佳的抗老化（氧化）的选择。

　　他们含有一些自然的植物化学成份（Phytochemicals），例如黄酮类（Flavonoids）、吲哚类（Indoles）物质、金雀异黄素（genistein）、蕃茄红素（Lycopene）等等。表二列出了各种抗氧化物质的成份和他们的来源与效用。

　　目前我们对于自由基和抗氧化物质与老化和疾病的关系已经有一些了解，但是实际在面对老化和疾病时，仍然要记得：这些作法必须建立在均衡和充足的日常饮食上，才能发挥最大的功效。而有许多未解的疑问，只期待在不久的未来，医学界可以对这些问题有更突破性的发展，使人类健康长寿的梦想可以实现。

表一、人体自行制造的抗氧化酶

注一：只将作用以简略的方式列出，并未详列反应物、产物和莫耳数。
注二：资料来自台湾每日营养素建议量表（RDNA，82年）、美国每日营养素建议量表（RDA）

表二、各种抗氧化物质的成份和他们的来源与效用

（ZT）