第二章  细胞的奇迹

呼吸——电子的传递过程
人类是动物的最高级形式，是一部进化到边最优秀的大脑都很难想像到的复杂生物机器。机体的细胞是建筑我们生拿来砖块，这些神奇的生物工厂的复杂程度大大地超出我们的想象。正是在这些神奇的生物工厂里，我们生命这部舞蹈史诗以简直不可想象蝗复杂规模进行。在每秒钟，我们机体亿万个细胞中的每一个细胞都在发生着无数次的化学反应，就像一部伴随着美妙的生化交响乐而设计的复杂舞蹈。
生命的过程就是能量持继流动的过程。能量在我们机体细胞中的流动是通过电子从一个分子向另一个分子转移的过程来完成的。当一个分子给出电子时，它就被氧化了。而另一个接受了电子的分子，就被还原了。氧化和还原是化学反应中的阴和阳，它们给细胞这部机器充填能量，使我们生命长河得以流动。科学家们装这一过程称为呼吸。
这一过程是从机体细胞的能源—葡萄糖分子开始的。通过一系列复杂的氧化还原反应，葡萄糖被分解成其构成成分，从而获取了能量。贯穿整个过程，电子在分子间不停的运动。直到兴氧和氢和氢原子结合，形成水分子为止。
简言之，呼吸也就是被控制了的氧化或燃烧过程，就像木材的燃烧和铁的生锈一样。然而，在我们机体的细胞中，生物催化剂（一些被称为酶的特殊蛋白）控制着这个过程的每一步。酶能使细胞的氧化过程在比较低的温度下进行，普释放出仅仅使细胞能够储存的能量。这个受生物学控制的氧化结果起初就和简单的燃烧现像一样。复杂的分子被降解为水，二氧化碳，并释放能量。在此过程中，一些经过交换的电子永久地逃离细胞的呼吸中心遗漏掉并同周围的氧分子相互作用，产生有毒性氧分子自由基。在细胞呼吸的过程中，估计有2-5%的电子氧分子转化为过氧化物分子和其他类型的氧化自由基。自由基的持续增加就对机体组织造成大量的氧化压力，威胁机体原有生物分子的完整性。
上个世界后半程最体大的医学发现是有关自由基和抗氧化剂的发现。自由基被认为与大约60种（至少是60种）疾病的发生有关，我们现在有证据证实，抗氧化剂能停止，甚至逆转（在某些疾病中）由于自由基所导致的损伤
Dr.RobertD.Willixjr.

什么是自由基？
从化学的角度讲，自由基是带有没有配对电子的分子或分子片段。由于这些化学介质具有高度不稳定性和相当短的生命力，所以它们的寿命时限是用万亿分之一秒或少于万亿分之一秒来计算的。早在60年代，2，3当科学家们在酶控制的氧化还原反应中观察到一种极其短暂的现像时，生物系统中存在的自由基的现像第一次被报导出来了。由于自由基是没有配对的电子，所以它们相当地不稳定。自由基形成后就立即兴其它的分子进行反应。
氧化、还原、自由基和没有配对的电子这些东西听起来似乎令人十分讨厌，其实江不然。事实上，生命中最具有矛盾性的物质是氧。氧既给予了我们生命，同时也是我们的死敌。氧是细胞呼吸过程绝对必需的物质。同时，生命过程也由于氧的存在，而使我们的机体出现衰老。氧并非是形成自由基的唯一分子。在呼吸的过程中，电子从一个分子转移到另一个分子，并产生一些具有高度活性的其他种类的自由基。我们现在知道，当我们的机体暴露于环境污染物、工业化学物质、农业杀虫剂、香烟的烟雾和放射性物质时，就将诱导自由基在细胞内的过度形成。甚至，剧烈运动能导致自由基的大量释放。如果此时机体的细胞没有被足够好的保护起来的话，它们就将受到损伤。

在自由基短暂存在的瞬间，这些高度不狠定性的粒子能对我们们的机体产生大量的损伤。就偈一个火花能把客厅里的地毯烧出一个洞一样。这些被过度充了电的粒子围绕着细胞踊跃，对细胞的内部制造成损伤。自由基兴机体细胞的蛋白和脂类分子。
天然火情防护员
按照edwardwest博士的观点，在生物氧化还原反应过程中，通过控制自由基形成对细胞造成的潜在损伤及保持细胞间的生物功能来进行能量的传递是最重要的。基本控制机制就在于发生这些反应所需要的酶系统的功能及细胞的天然防票机制—抗氧化剂中。
按氧化剂就是我们机体内部天然火情的防护员。这种复杂的分子管辖着我们机体细胞的化学反应过程，扑灭自由基持续释放的火焰。一旦我们机体细胞内有足够的抗氧化剂储备，我们就能将自由基对机体的损伤程度降到最底。相反，我们机体内缺乏足够的抗氧化剂支援随着着自由基对机体细胞损伤的持续累积，就将破坏我们机体精密的生命结构。如今，这种氧化剂损伤被认为是引发退化性疾病的主要因素。事实上，众多退化性疾病的发生过程兴机体的气化压力有关。RayStrand博士在他所著的《生物营养》一书中将机体抵抗氧化压力的战斗称为机体内部的战争。
在Harman提出自由基理论之前人们认为，自由基仅仅存在於机体的外部。在1968年，Harman进一步的研究结果表明，用添加了少量维生素E的饲料喂养小鼠，能使小鼠的寿命增加大工业我5%。７但是直到那时人们对维生素Ｅ或其它生物扩氧化剂与机体健康的相磁性还知之甚少，科学还没有阐明这种分子在保护机体细胞免受氧化性损伤方面的重要性。
本书作者在70年代做的一一项有关含有维生素E的膳食补充物和自由基关系的研究表明，电离辐射（射线）能对细胞膜产生严重的损伤，在细胞膜的表面产生微小的孔洞，使细胞膜出现渗漏。这项研究清楚地阐明，维生素E所具有阻止细胞膜脂质过度氧化（一个脂肪分子的氧化导致进一步氧化的连锁反应过程）能力。

在1971年，Richardpasswater博士成为第一个公开描述抗氧化剂营养作用的人。从那以后，有关这些重要营养素闻的研究大量地湧现。今天有关维生素A、维生素B、维生素C、维生素E、-胡萝卜素、辅酶Q10、硒、锌、L-谷胱甘肽、a-硫辛酸、乙基半胱氯酸、前花青素、生物类黄酮和许多其它绕嘴的名字已经引起人们的关注。这些自由基抵抗物每日保护着机体细胞免遭数百万次的氧化性损害。对于一个期望寿命70岁的人来说，一生中自由基的累积最可达到大约17吨！

和谐一致
抗氧化剂能够灭活那些高反应性的自由基，在自由基对机体细胞造成结构损伤以前就将它们清除掉。抗氧化剂是通过中和掉自由基所事有的没有配对的电子。使细胞分子免受损伤来发挥其功效。在此过程中氧化剂本身也发生了化学变化。
机体在其他一些抗氧化剂存在的前提下，又可产生某些类型的抗氧化剂（这就是为什么你总应该补充多种类型的抗氧化剂，而不是仅仅一种）。其它的抗氧化剂可能会转变为完全不同分子或从机体中排泄出去。尽管你的机体能够产生一些种类的抗氧化剂，但是其他一些抗氧化剂必须从膳食中获取。
机体内的抗氧化剂(由机体细胞产生的抗氧化剂)包括体内许多天然的酶、辅酶和含硫分子（例如谷胱甘肽）。膳食中的抗氧化剂包括维生素A（及包括-胡萝卜素在内的相关类胡萝卜素）、维生素E、维生素V和无数来自于水果和蔬菜中的生物类黄酮和含硫混合物。尽管许多矿物质本身并不是抗氧化剂，但是它们是体内不同抗氧化剂系统的重要组成部分。这些矿物质包括：硒、铁、镁、铜和锌。

团队工作
当人们为哪一种抗氧化剂最好而争论不休的时候，他们谷忽略了团队工作这一点。就像在火灾前线救火的消防队员需要相互支援和配合一样，只有当不同种类的抗氧化剂一同工作时，才能发挥出最佳效能。Passwater博士将此称为协同作用。这表明，抗氧化剂是通过直协同作用来发挥其抗氧化功能的。协同作用预示着整体作用的菌效大于各个部分单独作用的功效之和。
抗氧化剂在机体细胞内不同的区域发挥着作用。维生素E是细胞膜的主要抗氧化剂，其功能是抵抗自由基引起的发生在细胞膜内的脂类过氧化反应。维生素C是细胞外液的主要抗氧化剂，它在细胞浆内同谷胱甘肽协同工作。维生素E、维生素C具硒共同作用。能增加胡萝卜素的功效。辅酶Q10线上立体中发挥作用，帮助机体能量转移，恢复维生素的活性。辅酶Q10同维生素E一首保护线立体膜免遭呼吸过程中产生的氧化损伤。a、-硫酸同一组被称为前花青素类（一种从葡萄子和松树皮中提取的物质）强氧化剂一同作用。能促使维生素C的再生。接下来使维生素E的活性增强。
这些自由基清除剂在它们每日抵抗自由基的战斗中相互配合，在一个协调一致的环境中保护着我们机体细胞的功能。这就是自然界赋予我们人类的杰作。
抗氧化剂酶系统
机体细胞的每一道抵抗自由基的屏障是由三种具有保护性能的酶系统所组成。它们是：过氧化物岐化酶（SOD）、氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶。这三种酶系统共同工作，以清除机体细胞在呼吸过程中产生的有毒性氧化自由基
尽管在我们机体的细胞内也存在着其它的解毒过程。但是图1显示的这个最简单的反应模式是解释机体细胞解毒机制的最好示例。它解释的机体细胞协调一致地清除自身代谢过程中产生的损伤性过氧化基的主要机制。
随着我们机体的衰老，我们机体就渐地失了产生这此主要抗氧化酶的能力。这可能与染色体端粒的减短，和它们对基困表达控制的增加或那睦管理特殊抗氧化酶生产的基因出现错误的积累有关（了解这方面的机理，请阅读前一章）不论是什么原因，一旦细胞再也不能产生足够量的主要抗氧化酶或错识地生产出不能发挥正常功能的酶的时候，自由基就开始积累，氧化损伤（衰老过程的起源）就接着发生了。
简言之，我们机体就将慢慢地从内部开始被锈蚀掉。

推论
越来越多的科学依据证实，氧化压力是生物衰老的原因，很明显，由于细胞受到的持续性氧化侵害，而导致细胞的损伤，使细胞的代谢机制出现，最终衰竭。有关抗氧化剂抵抗自由基侵害的确切机制还有待进一步的研究。现在我们面临的挑战是，要弄清楚，初期的氧化损伤是如何蔓延到机体的组织和器官的。对这些问题的回答，将进一步澄清衰老和平共处退化性疾病之间的关系。