自由基轉變:抗氧化劑可能無法延長壽命

抗氧化劑在石榴等食物中含量豐富,可以對抗自由基損傷,但可能無法延緩衰老

公司已開始在面霜和蘇打水等各種商品中新增抗氧化劑,聲稱它們可以清除細胞、預防癌症甚至延緩死亡。其理念是防止不穩定的氧分子(新陳代謝的正常副產品)損害細胞。但最近一項研究表明,就延長壽命而言,這些抗氧化劑可能並非答案。

衰老的抗氧化理論認為,身體使用的一些氧分子會帶負電荷,使其具有反應性。因此,它們會透過損害細胞結構、蛋白質和DNA來損害健康並使身體衰老。細胞有一種天然防禦機制——超氧化物歧化酶 (SOD),這是一種特殊的抗氧化劑,可以中和這些化學物質並防止它們損害細胞。根據內布拉斯加大學醫學名譽教授丹納姆·哈曼於 1956 年提出的理論,當身體變老時,SOD 預防氧化應激的效率會降低。在過去的 50 年裡,這一被廣泛接受的理論在研究中得到了證實:當 SOD 基因在小鼠、果蠅或酵母中被敲除時,這些生物體會患上癌症並且壽命縮短。

但在二月份的《公共科學圖書館·遺傳學》雜誌上,麥吉爾大學的西格弗裡德·赫基米和傑里米·M·範·拉姆斯登克報告稱,從小小的秀麗隱杆線蟲土壤蠕蟲中去除 SOD 具有完全相反的效果——它們活得更長。在實驗中,蠕蟲的五個 SOD 基因(主要線上粒體(細胞的能量產生細胞器)中起作用)中的每一個都被以不同的組合停用,從而削弱了蠕蟲產生抗氧化劑的能力。當研究人員關閉一個 SOD 基因(即 sod-2)時,線蟲實際上壽命延長了 30%。在後續工作中,當四個基因被停用時,蠕蟲仍然具有正常的壽命。


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赫基米認為,這些發現徹底顛覆了整個自由基衰老理論。相反,他聲稱細胞損傷是衰老的產物,而不是實際原因。“這就像太陽每天早上升起一樣——他們無法證明它會升起,”他在談到自由基支持者時說道。“但我必須證明它不會升起。”

然而,這些經過改造的蠕蟲並不健康;它們顯示出氧化應激的跡象。如果沒有抗氧化劑,它們的細胞將失去保護,在實驗室外,蠕蟲會死於疾病或癌症。但赫基米將這種情況與擁有正常壽命區分開來。他觀察到,生物體可能會更虛弱,但壽命卻更長。

其他科學家懷疑這些發現是否完全否定了自由基。圭爾夫大學的約翰·菲利普斯評論說:“你不能僅憑一篇研究單個生物體中單個基因的論文就對一個理論做出全面的結論。”他研究了果蠅黑腹果蠅中的 SOD。此外,秀麗隱杆線蟲有五個 SOD 基因,而人類只有兩個。“我認為我們需要了解額外的 SOD 在哪裡運作,例如在組織或肌肉中,以及在哪些細胞區室中”,才能充分了解秀麗隱杆線蟲中的氧代謝,菲利普斯說。瞭解蠕蟲的生物學特性將闡明 SOD 的總體工作原理。

赫基米提出,他的發現可以支援另一種衰老理論——特別是代謝減慢或溫度降低會減緩身體速度並使生物體活得更久的觀點。一些研究對衰老的“生命速率”理論提出了挑戰,但赫基米認為,“你必須採取該理論的更廣泛版本,即事物發生的速率會影響壽命。” 他認為,在缺乏 SOD 的蠕蟲中,自由基會損害線粒體,線粒體產生的能量較少,從而減慢生物體的速度。

赫基米的觀點與根特大學的巴特·布拉克曼的觀點形成對比,布拉克曼自己在 2007 年對秀麗隱杆線蟲進行的實驗使他排除了衰老的代謝理論。但布拉克曼也不認為自由基理論是唯一的答案。他指出,赫基米的研究與其他最近挑戰該理論簡單版本的研究相吻合。“所有這些論文的最終結論都是相似的:自由基理論存在問題,”他說。

那麼,這對每個人都渴望的抗氧化劑意味著什麼呢?合成抗氧化劑未能顯示出對人類有任何明顯的延長壽命的益處,自從哈曼提出他的理論以來,這一直是一個問題。儘管抗氧化劑肯定可以防止損傷,但對於它們能在多大程度上延緩衰老,仍然沒有共識。“我很高興有人挑戰這個理論,”哈曼說。“這是我們完成任何工作的唯一途徑。”

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