ＳＯＤ與氧自由基

醫療健康 : ◎【自由基是萬病之源？】

張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）

ＳＯＤ與氧自由基

氧自由基具有非常大的破壞性，會殺死人體細胞，促使基因突變，產生癌症，使血管硬化而引起心臟血管疾病及腦中風。　

在心臟病發作或是栓塞性中風的過程中，又會產生許多的氧自由基，造成二次傷害，使中風更加嚴重，而導致更多的腦神經細胞和組織的死亡，這也是中風後造成半身不遂或是癱瘓的原因之一。

而生物的構造是非常的微妙，因人體有一種酵素是專門來清除超氧氫化物自由基的，這種酵素稱為超氧化物歧化●（左酉右每）（superoxidase dismutase），簡稱ＳＯＤ，它能夠把氧自由基轉換成Ｈ２Ｏ２雙氧水，然後再由過氧化氫分解酵素（catalase）或麩胱甘●（左月又太）過氧化酵素（glutathione peroxidase）分解成水（Ｈ２Ｏ）。

在人體之中ＳＯＤ代有過渡金屬用來參與氧化還原的作用，因此有Cu2nＳＯＤ、MnＳＯＤ、FeＳＯＤ。科學家發現，許多動物也靠ＳＯＤ來解除超氧自由基的毒素，並且發現肝臟所含的ＳＯＤ濃度越高的動物，壽命越長。

因此動物種類的肝臟所含的ＳＯＤ濃度與動物的壽命有正相關，所以眾所周知，烏龜是長壽的象徵，烏龜體內含有大量的ＳＯＤ，這大概就是為何烏龜會如此長壽的原因吧！

美國學者柯特拉（R.G.Cutter）博士，曾做了一個長期有系統的研究，針對人體死亡後各器官中的氧化●（左酉右每）及抗氧化物質的含量進行分析檢測，發現人的壽命和體內的抗氧化物質含量成正比，其結論是抗氧化物質是決定人類壽命長短的原因之ㄧ。

抗氧化物的存在及其調節功能因人而異，由於每個人的基因不同的關係，有些人天生能夠分泌較多的ＳＯＤ，看起來較年輕，有些人卻分泌較少，所以容易提早老化。

至於小孩及年輕人則較容易分泌ＳＯＤ，一旦超過35歲以後，就會逐漸喪失ＳＯＤ的調節能力，也就是說製造ＳＯＤ的基因無法像年輕時大量的製造，因此無法迅速清除體內自由基，這是疾病的起源，老化的前奏。

自由基與心臟血管疾病

醫療健康 : ◎【自由基是萬病之源？】


張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）

自由基與心臟血管疾病　

根據國人二○○六年十大死因統計結果，依次為惡性腫瘤佔廿八點一％，腦血管疾病佔九點三％，心臟血管疾病佔九點一％，糖尿病佔七點二％。

其中第二名的腦血管疾病及第三名的心臟血管疾病，最主要是血管阻塞引起的，因此對人類健康的影響不亞於占第一名的癌症。

心臟及血管，是人類生命運作的主要功能。如果心臟及血管系統出現問題，就像機器的馬達壞了，不能運轉一樣，整個機器就報廢掉。在

生命體也是一樣，心臟有重大的問題，馬上就出現嚴重的現象而停止生命運轉。

在心臟血管疾病之中，自由基引起的「動脈粥狀硬化」，可說是最常見且最普遍的問題。動脈粥狀硬化，通稱為「動脈硬化」，當人體內自由基遇到膽固醇時就是動脈硬化的開始。

膽固醇分為好的膽固醇（ＨＤＬ）和不好的膽固醇（ＬＤＬ），不好的膽固醇稱低密度脂蛋白（Low density lipoprotein）。　

當低密度脂蛋白遇上自由基時，很容易被氧化，而被氧化的膽固醇經過一連串的變化就會形成泡沫細胞，這時的泡沫細胞非常黏稠，長的像粥狀物一樣，會附著在我們的血管壁上，就像水管內沾滿汙垢而不易清除，日經月累，污垢就會越積越多，累積到一定的程度，可能會造成血管阻塞導致血流不通，或造成血管碎化容易破裂。　

當堆積到一個程度時，這些大的堆積粥狀物破裂成碎片和血管分離，會隨著血液循環進入到更細小的微血管中，造成微血管阻塞。當進入到腦部微血管中就會造成腦中風，進入到眼球的視網膜微血管就會造成視網膜阻塞。

白內障與自由基

醫療健康 : 自由基是萬病之源？


張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）

白內障與自由基

眼球的最前面是外層的角膜，角膜內面有水液，接著是瞳孔，後面是水晶體，水晶體後面是玻璃液，最後面是視網膜及視神經。

水晶體正常是透亮的，能調節使光線集中，正如照相機的鏡頭能集中光線在軟片的原理一樣。水晶體如果變得渾濁不清，光線和影像，便無法照射到眼球後面的視網膜，就會引起視覺模糊，嚴重時會導致失明，這就是白內障的病徵。

一般來講，陽光的紫外線約有3~4％會照射到地面。近幾年來，人類不斷的產生二氧化碳，而使某些地區因臭氧層的稀薄，無法抵擋陽光及紫外線的照射，因此紫外線照射到地面的比例已增加到10~13％。　

人類的眼睛可感受到紫外線照射的範圍，大概是照射地面的10分之1，而眼睛的角膜大概會吸收低於297nm的光波，而讓比297nm波長長的光線透射到水晶體。

當紫外線照射到眼球的水晶體的上皮細胞時，就會引起許多的氧化壓力，產生活性氧自由基。氧自由基會對組織進行攻擊破壞，甚至會殺死細胞，長期下來就會造成白內障。

白內障最常發生在50歲以上的人身上，這是一種水晶體透明度逐漸減弱的疾病，當水晶體漸漸退化後，視力就會造成影響。

1994年安德利（U.P.Andley）作一連串紫外線對眼睛晶體上皮膜細胞的體外實驗，結果發現297nm光線照射時細胞死亡率最高，302 nm光線照射時死亡率降低10倍，而365nm光線照射時死亡率降低1萬倍，而405nm光線照射時則幾乎看不出有任何的細胞死亡，可見297nm波長的光線對眼睛的傷害最大。

氧自由基在眼睛裡形成的主要途徑是經紫外線照射後產生氧自由基及氫氧自由基，而帶來眼睛的氧化壓力，引起脂質過氧化作用，導致白內障。所以防止陽光直射眼睛，避免受到紫外線的傷害是非常重要的。

洗腎的病人與自由基

自由基是萬病之源？

張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）

洗腎的病人與自由基

人體的腎臟位於腹腔的後上部，左右各有一個，其形狀如蠶豆，成人的腎臟長約10~12公分，寬約5~6公分，高約3~4公分，比握拳的拳頭還稍小些，大約有100~150公克重。

腎臟有下列功能：

一、協助排洩身體內新陳代謝所產生的廢物。

二、維持人體中水份和電解質的平衡。

三、促進維生素的活化及作用。

四、調節動脈的張力，維持血壓的平衡。

五、促進骨髓製造紅血球。

當因疾病或某種原因，日積月累而引起的慢性腎衰竭，經年累月後腎功能會逐漸喪失。但在疾病早期若能嚴格控制飲食，即控制鹽、磷、蛋白質及水的攝取，則可預防嚴重的併發症。　

如果疾病惡化，致使腎臟每分鐘所淨化的血液量不及0.005公升時（正常淨化量為0.12公升/每分鐘），必需以透析法(洗腎)或接受腎臟移植手術。洗腎的病人，每星期必有2~3次的治療。

在洗腎的過程之中會產生大量的自由基。因為洗腎時，血液必須和洗腎機及洗腎液迴路管、人工腎臟和透析液等生醫材料接觸。

我們都知道，這些人工的生醫材料對身體而言是外來物質，因此會有生物不相容性的問題產生，因此會產生大量的自由基。　

根據國外醫生的研究證實注射EPA（血紅求生成素）也會造成自由基的上升。所以洗腎的病人體內的自由基比平常人多出很多。

我們都知道，自由基會攻擊細胞膜的磷脂質，造成細胞膜的破壞使細胞死亡，並造成過氧化脂質自由基的連鎖反應。

攻擊蛋白質而使酵素活性下降。攻擊DNA易造成癌症。因此身體虛弱的洗腎患者，所產生的自由基，會讓身體更加惡化。

所以洗腎患者除了洗腎外，更要增加抗氧化的能力來清除體內過多的自由基，以避免身體的傷害。

活性氧自由基加速腦神經細胞死亡

醫療健康 : 自由基是萬病之源？

張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）

活性氧自由基加速腦神經細胞死亡1992年法國科學家M.Lafon-cazal用老鼠的腦神經細胞做體外實驗，利用各種藥品或毒素來實驗對腦神經細胞的傷害，結果發現低黃嘌呤酸（hypoxanthine）和氧氣在黃嘌呤氧化●（左酉右每）（xanthine oxidase）作用下所產生的活性氧自由基和氫氧自由基（OH）對腦細胞的傷害最大。　

自由基的產量過多，則會把全部的神經細胞破壞。我們都知道腦神經細胞無法再生，一個人到成年時腦神經的數量就已經固定，且隨著年齡的增長，數目也會逐漸的減少。

科學家利用老鼠做實驗，以電子自旋共振光譜儀(Electron Spin Resonance Spectrometer ESR)方法來測定老鼠中風過程中所產生的活性氧自由基含量。

一開始把通往腦部動脈的血管栓塞，不讓血液流通，模擬中風的情況。用電子自旋共振光譜儀(Electron Spin Resonance Spectrometer ESR)方法所測得的自由基加總量並不多，然後再放鬆血管栓紮的地方，讓血液再次暢通到腦部。

此時就有大量的自由基信被發現，用高倍顯微鏡觀察也發現此時有大量的腦細胞死亡。

因此在中風的過程中，可得知腦神經細胞的死亡並不是中風開始的那一剎那，而是在血液再灌流時帶著氧氣，再與產生生物化學變化的組織產生活性氧自由基，而活性氧自由基會殺害更多的腦神經細胞，使中風更加的嚴重。

自由基的存在，帶來了人類的動脈粥狀硬化，動脈粥狀硬化後帶來血管梗塞而引起心臟病或腦中風。

而腦中風又會使血流重灌，帶來氧氣，導致自由基再次大量出現，讓腦細胞遭受更多的傷害。如果沒有事先使用抗氧化劑來清除自由基，則所產生的自由基就會殺死細胞，使得病情更加惡化。

自由基與老化

醫療健康 : 【自由基是萬病之源？】


張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）


自由基與老化

或許您一兩天可以不吃飯，或許您沒有抽菸喝酒的壞習慣，但卻不能幾分鐘不呼吸。

當您呼吸時，空氣中的氧氣會給您生命力，同時也有一些氧分子會在細胞內轉換，變成釀下巨禍的氧自由基分子，破壞他處的細胞或其他周圍的細胞。

因此越來越多學者專家認為這種傷害就是造成老化的原因之一。有一天如果我們克服了氧氣所帶來的氧自由基傷害，或許能幫助我們長命百歲。

氧在大氣中無所不在，氧分子會和各式各樣的東西發生反應，例如氧氣在細胞的粒線體中與脂肪、醣類結合，提供我們人體每日所需之能量。

但是產生能量的過程之中不盡完美，少部分的氧氣會形成另外一種惡劣的形式，稱為氧自由基，這正是能使金屬生鏽的東西。　

氧自由基在身體到處橫行，攻擊細胞膜、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，日積月累，傷害不斷的累積，變成一個較老、較脆弱的身體。

有人估計，身體內細胞的ＤＮＡ，雖然每天約遭受一萬次的氧化攻擊，但我們身體內有一些抗氧化酵素會將其攔截下來，而被氧化攻擊所造成的傷害，身體本身也會自我修護。

就理論上而言，長久作用後，身體細胞會變疲憊，較無法排除自由基，消除氧化作用所形成的廢物逐漸累積後，會開始從身體內繡蝕到外面，就像鐵遇到空氣會生銹一樣。因

此年齡越大，外表看起越老態龍鍾，其實體內器官早已逐漸老化而不自知，所以外表皮膚的老化只是身體的一部份而已。

缺血再灌流所產生的二次傷害

醫療健康 : 自由基是萬病之源？

自由基是萬病之源？

張銘聰（藥師˙嘉南藥理大學生物科技研究所碩士）

缺血再灌流所產生的二次傷害

腦及心臟是人體兩個最重要的器官，無論哪一個器官受損，皆屬重大疾病。

如果腦部受損，無論是因中風或車禍，輕者半身不遂，重者成為植物人或是死亡。　

根據二○○七年台灣十大死亡原因的調查報告，其中腦血管佔了九點三％排名第二，可見腦血管疾病不僅在現今醫療上佔有其重要的位置，在健保的支出上也是相當可觀。

心臟是循環中樞，也是輸送血液的馬達。心臟病一但發作，若不及時搶救，也是死亡一途，佔十大死亡原因的第三名。

而腦中風或心肌梗塞時，組織會產生缺血現象。當組織得不到氧氣及養分時，人體的生理會產生極大的生物化學變化。在一連串的生理與生物化學會產生變化時，就會帶來氧氣重灌的危機，產生活性氧自由基，導致活性氧自由基對組織造成二次傷害，讓病情更加嚴重。

1987年馬可爾（J.M.Mccord）提出組織缺血時再灌流使組織受損的理論：

一、在缺氧的情況下，組織儲存的ATP開始變化，變成ADP，再變成AMP，丟盡了磷酸變成腺甘核酸（Adenosine），最後變成低能量的低黃嘌呤酸（hypaxanthine）。

二、黃嘌呤去氧?（xanthine dehydrogenase）在組織破壞後，而形成黃嘌呤氧化●（左酉右每）（xanthine oxidnse）。

三、重灌的血液帶者氧氣，遇到黃嘌呤氧化●（左酉右每）（xanthine oxidase）時，會把氧氣變成氧自由基，這種重灌產生的氧自由基會對已受損的組織，帶來更大的傷害。　

馬可爾和他的同事以貓的小腸做實驗，來觀察缺氧及重灌的過程中，對組織的損壞程度。　

他們把小腸動脈血管拴住，觀察組織的受損程度，然後再放鬆栓紮，使血液再流入小腸。結果發現血流重新流入小腸的組織，其受損的程度遠比缺氧時期來的嚴重。

但如果是先給予SOD等抗氧化劑或讓動物使用Ailopurinol（黃嘌呤氧化●（左酉右每）抑制劑）則可減輕小腸的傷害。　

可見組織缺血時會產生黃嘌呤氧化●（左酉右每），然後遇到血液中的氧氣，把氧轉化成活性氧自由基，而使活性氧自由基造成組織的傷害，這種情形在栓塞性的中風及心肌梗塞時最容易出現。