|
|
|
|
氧氣之巫：水殺死了綠野仙蹤裡的壞巫婆，但氧氣卻可能殺死我們、氧化我們的細胞，一如桃樂絲生了鏽的好友錫人一般。
|
你可以不抽菸，也可以不喝酒，但卻躲不了一種毒素：氧氣。每吸一口氣，氧給了你生命力，同時卻也有些氧會在細胞裡轉換，變成釀下巨禍的自由基分子，破壞它們所處的細胞與其他細胞。越來越多的專家說，這種傷害造成了老化。他們也認為，也許有那麼一天，他們能夠克服氧氣帶來的傷害，幫助我們活得更長壽。
科學家早就知道氧的多變。氧氣分子一形成，就會到處亂跑，跟各式各樣的東西發生反應。大部份情況是好的：氧氣會在細胞的粒線體中，與脂肪及醣類結合，激發出能量，供應我們的每日之需。但產生能量的過程並不完美，有少部份的氧會再生成一種惡劣的形式，叫做自由基，或稱為氧化劑，這正是讓金屬生鏽的傢伙。氧化劑四處橫行，結合到細胞膜、蛋白質、DNA，以及其他使身體正常運作的細胞構造，並加以破壞。長期下來，傷害不斷累積，就可能造就出一個較老、較脆弱的身體。
有人估計，我們身體每個細胞裡的DNA，每天遭受約一萬次的氧化劑轟擊。幸好，大部份的攻擊都被一小群抗氧化劑給攔截了下來；至於氧化劑攻擊得逞所造成的傷害，蛋白質也會修補回來。就像科學家說的，家裡老是會變髒，我們也總是想把它弄乾淨。只是到頭來，就理論上而言，身體的細胞累了，變得比較無法排除自由基或清除氧化作用後的廢物，傷害便逐漸累積了起來，我們也開始從裡頭鏽蝕到外頭。
如果氧化劑確是讓我們衰敗老化的罪魁禍首，那麼提升化學防禦應該可以延長壽命才對。事實正是如此，起碼就實驗室裡研究的果蠅、大鼠、蠕蟲與其他動物身上，科學家發現是這麼一回事。他們追求的技術是否可以延長人類壽命，還是個未知數，但有些研究人員認為他們就快要有答案了。美國加州大學柏克萊分校的生化學者艾姆斯（Bruce N. Ames）說：「關鍵在於真正了解氧化劑如何造成傷害，而我們目前正在進展當中。我相信，人類變得更長壽的那一天，將遠比任何人能想像的都來得早。」
最早的污染源
氧的多變，可以回溯到大約20億年前。科學家相信，大約在那個時期，藍綠菌開始釋出越來越多的氧氣到地球大氣中，於是許多生物被迫適應這種氣體，否則就必須承受氧氣腐蝕性的破壞。時間越久，有些特別善於利用氧氣的細菌便演化成為粒線體，這是所有人類細胞都有的微小發電廠，會利用氧氣來將食物轉變成能量。
約在半個世紀前，美國內布拉斯加大學的哈曼（Denham Harman）率先提出了「老化的自由基理論」。這個理論到了1969年得到證實，因為當年科學家發現了一個關鍵性的抗氧化劑「超氧化物歧化」（SOD），這種酵素會破壞有害的過氧化物，而過氧化物是在人體內所產生的各種自由基中，最嚴重的一種。不久之後，研究人員開始了解到，粒線體會製造大量的氧化物質。現在則有數十項實驗顯示，氧化傷害與老化有關。
但在不久之前，這種關聯性都還不是直接的。例如在實驗室裡，有些年輕的人類細胞遠比老舊細胞更能抵抗或修護氧化傷害，不管這些細胞是浸在過氧化氫裡或是培養在純氧的容器裡。另外，與正常的同類相比，帶有遺傳突變而變得比較長壽的實驗果蠅、蠕蟲與小鼠，也都比較能承受氧化的傷害。美國南加州大學的分子生物學者陶爾（John Tower）表示：「這些研究都暗示，氧化傷害可能是造成老化的重要原因，但缺乏直接的證據。現在的問題是，如果我們真的避開了氧化的威脅，就會因此而延長壽命嗎？」
為了找出答案，陶爾與南加大的同事孫（Jingtao Sun）培育了基因改造過的果蠅，這些果蠅一旦暴露在高溫狀況，SOD以及另一種抗氧化劑「過氧化氫」（catalase）的活性就會升高。剛開始，這些基因改造果蠅與控制組果蠅在實驗室中都處於正常環境。到了第五天，實驗組的果蠅會接受短暫的熱刺激，以提升其抗氧化的能力。結果令人側目，大多數的正常果蠅早在六週大之前就都死了，但那些提升了SOD的果蠅，平均壽命則延長了48%。陶爾說：「這是相當具有說服力的證據，說明了SOD的過度表現可以延長壽命。」
這並不是唯一的證據。10多年前，美國德州達拉斯市南美以美大學的奧爾（William Orr）與梭哈爾（Rajindar Sohal），為果蠅植入額外的SOD與過氧化氫基因。這些果蠅的壽命比最長壽的正常果蠅還長了1/3；而且似乎老得較慢、更有活力、動得更快，氧化傷害也較少。不過，這項結果有個但書，這也可以從梭哈爾及同事最近所做的後續研究中看得出來。梭哈爾等人發現，果蠅的遺傳大大影響了壽命的長短。幸運擁有長壽基因的個體，比起註定短命的個體而言，SOD過度表現所產生的影響較小。說不定，SOD只是稍稍補平個體間原本的差異罷了。奧爾補充說，研究人員至今還無法讓小鼠因過度表現SOD而延長壽命。……
【本文轉載自《科學人雜誌》2007年2月號】
|
