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自由基醫學研究需要加強

發布時間:2017-05-22 瀏覽次數:次 字號:  【關閉】
在功能上,活性氧自由基類似,100多年前,整個科學領域都不確定自由基是否真實存在。但是開始也不確定自由基和生物學的聯系,后來有學者發現放射性能引起生物體自由基增加,這恰好是放射線引起機體傷害的原因。這一發現甚至直接導致生物學歷史最著名的衰老學說,就是所謂自由基衰老學說,該學說認為,人和動物所以會衰老,是因為射線引起生物體內自由基增加,這種自由基導致的細胞損傷積累到一定程度是衰老的根本原因。
但是隨著研究的深入,人們逐漸發現,自由基或活性氧并不失簡單對機體危害的物質,而是許多生物功能發揮的重要基礎,例如胰島素和許多生長激素產生效應就必須活性氧為基礎,更重要的,一氧化氮這種活性氧是中樞神經系統和血管功能的關鍵調節因子,人們對活性氧的作用,從絕對有害到變成非常有用,當然有作用不等于不會有害,就是會發揮重要功能,也能引起機體傷害。這是對自由基和活性氧認識上的巨大進步,但是帶給人們的困惑是,通過調節自由基是否能改善機體功能或減少疾病損傷,甚至人們對自由基的功能細節變的更難以理解,例如自由基和衰老的關系具體如何也變成秘密。早起學者一直認為自由基增加會促進衰老,但是現在有許多證據表明,適當增加自由基水平能抗衰老,這實在讓人難以理解。
一位日本學者曾經說過,如果把氧氣裝進膠囊里,只在制造能量時利用,然后人類生活在無氧環境里,這樣人大概能活幾百歲。這從一個側面反應了氧氣對生物體的雙面效應,有用性和有毒性。自由基和活性氧和氧氣的情況十分類似,有用和有害并存。
研究表明,活性氧容易對心腦血管系統內皮細胞和細胞核DNA造成侵害。當活性氧積累到一定量時,損傷血管內皮細胞,引起血管功能紊亂,導致心臟病、高血壓、動脈硬化等。如果細胞核DNA受到活性氧的侵害,就容易致癌。活性氧和脂肪分子反應,導致脂質過氧化,使皮膚出現松弛,衰老加快。
活性氧對身體及壽命的影響并不那么簡單,此前一些研究表明線粒體活性氧也具有多方面的作用,有害有利主要取決于濃度,最新一項研究則發現,活性氧不僅具有促進衰老作用,也能發揮抗衰老的作用,具體那種作用決定于活性氧在細胞內的分布區域。如果線粒體內活性氧增加,具有抗衰老的作用。相反,細胞質內活性氧增加,具有促進衰老的作用。這是用線蟲進行研究發現的現象。這一研究成果公布在2月11日的 PLOS Genetics 雜志上。
范安德爾衰老與神經退行性疾病研究所Jeremy Van Raamsdonk教授等通過選擇性去除線蟲中線粒體或者細胞質中抗氧化基因,提高這些部位超氧陰離子活性氧含量水平,研究不同細胞部位中超氧陰離子活性氧的作用。Van Raamsdonk表示,不能簡單說活性氧有利有害,活性氧在細胞內發揮生物學效應,在正確的部位正確的濃度是產生正常效應的基礎,相反錯誤部位錯誤濃度會產生異常效應。
關于活性氧的作用,已經是生物醫學領域的一大挑戰,雖然活性氧可以導致細胞損傷,也可以發揮生物學效應,但是具體如何產生這些效應則是需要研究的重要課題。這一研究提示,抗氧化劑治療必須有細胞內定位,否則可能事與愿違,產生相反的作用。也許用抗氧化劑糾正活性氧本身的理念就是錯誤的,應該用精確氧化還原調節劑,包括正反兩個方面的氧化還原調節。已經有大量研究發現,并不是單純抗氧化劑,恰好是一些引起機體溫和氧化的藥物或方法,例如運動、吸氧、小劑量有毒物質等對提高機體耐受氧化損傷,甚至提高健康水平,延長壽命等有正面效應。
這一研究表面上似乎給活性氧一個很好的解釋,似乎線粒體內的活性氧有好處,而細胞漿內活性氧有害,其實細胞漿內活性氧本身就是信號分子,也不僅有害這么簡單,另外細胞漿也并不是一種結構,也存在細胞膜和非細胞膜結構,更不要說,活性氧的種類很多,許多活性氧如超氧陰離子還原性比氧化作用更強,簡單調控抗氧化酶,并不能保證所有活性氧發生同樣改變。總之,活性氧的情況非常復雜,簡單分析其效應難免會以偏蓋全。自由基生物學研究仍然需要繼續深入。
自由基

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