或許你已聽過「多補充抗氧化劑可延緩老化」
但真相為何?
多吃抗氧化劑藥丸,真的可以延年益壽嗎?
撰文╱布朗(Kathryn Brown)
翻譯/黃榮棋

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。

攔截入侵者

同時,科學家希望能夠找到氧化劑造成破壞的確切位置,並找出法子來加以干預。加拿大安大略省圭爾夫大 學的分子生物學家菲力普斯(John P. Phillips)說,這樣做的目的,不在試圖對抗全身遭受到的氧化傷害,而是希望能夠找到方法來治療最重要的受傷細胞。菲力普斯心目中有個理想目標,就 是運動神經元,它也是腦與脊髓控制肌肉的媒介。罹患遺傳性側索硬化肌萎縮症(familial amyotrophic lateral sclerosis)這種癱瘓性疾病的患者,不但運動神經元嚴重受損,而且有SOD的突變,也比較早逝。也許運動神經元是氧化劑的關鍵目標,啟動或主宰了 整個老化的過程。

為了測試這個想法,菲力普斯及同事培養出能產生少量人類超氧化物歧化SOD1的果蠅,而且讓SOD1 只在運動神經元表現。很明顯的,這些蟲子比正常果蠅多活了40%的壽命;而且牠們在多活的日子裡有精神得很。菲力普斯說︰「我們並非單純延遲死亡、造就出 長壽的老果蠅,而是延長了年輕的生命。」他補充說,反過來看,讓不相關的肌肉細胞增加SOD1的量,似乎不會影響果蠅的壽命。然而,問題還是沒有解決。菲 力普斯承認:「我們並不知道這些昆蟲為什麼會活得比較久。」為確定SOD扮演的角色,菲力普斯的研究團隊讓各種不同類型的神經元表現這種抗氧化劑,然後檢 視這些細胞的反應。

另一個需要保護的目標,是所有細胞都有的粒線體。由於這個微小發電廠正是製造有害氧化劑的所在,因此 會是第一個遭受這些化學物質攻擊的細胞構造。1998年時,梭哈爾及同事晏良軍先讓果蠅暴露在高劑量的純氧環境,然後尋找氧化劑對粒線體的膜產生作用的跡 象。他們發現,氧化劑並不會造成廣泛的破壞,而是針對幾種易受傷害、附著在DNA上的蛋白質,讓它們喪失機能,進而擾亂整個細胞的正常運作。梭哈爾說: 「在老化的過程中,自由基的傷害並不是隨機地造成細胞各處的衰敗;反之,這種傷害是非常具有選擇性的。這可能意味著,老化是喪失特定生化功能造成的。」

艾姆斯表示,這種想法如果能得到證明,那將會是件好事,他說:「關鍵在於了解老化的真正作用機制。如果是因為粒線體DNA的衰敗,那麼我們就可以做些事情,來改善這些老舊的粒線體。」

艾姆斯、美國俄勒岡州立大學的哈根(Tory Hagen)以及他們的同事已經這麼做了。1999年,他們連續幾個星期將可轉變成強效抗氧化劑的硫辛酸(lipoic acid)加到飼料中,並將只有粒線體才會用到的化學物質「乙醯肉鹼」(acetyl carnitine)加到水中,用來餵食一群年老的大白鼠。結果發現,大鼠肝細胞代謝氧化物的能力變強了。而且,年老的大鼠行動更為敏捷、皮毛更為光滑、 腦筋更加聰明,免疫系統也強化了許多。艾姆斯說:「我不願說我們已經可以讓老鼠返老還童,但就粒線體而言,確實就像這樣。」

超市賣的解藥

如果抗氧化劑對果蠅與大鼠有效,對人類可行嗎?如果我們每天吞下一劑補品,就能延長壽命嗎?別想得太 美!菲力普斯嘟嚷著說:「人們說要吞它個幾顆抗氧化維生素丸。但現有證據只能證實,服用適量維生素C與E無害,至於維生素藥丸真能延遲老化的證據,則十分 薄弱。」研究人員說,起碼就人類的身體而言,能夠吸收的維生素就只有這麼多;其餘的都成了廢物。而且在現代的社會,我們大都能從日常飲食中攝取到足夠的基 本抗氧化劑。實驗動物則不同,那些因為額外添加抗氧化劑而活得特別久的實驗動物,有可能是一開始就缺乏這些抗氧化劑。

縱使補充抗氧化劑的確可以加強對抗自由基,但要知道該服用哪種抗氧化劑、或是該服用多少劑量,可是件 麻煩事。因為就像任何的成份一樣,服用過量都會造成問題。例如,1996年有兩個大型研究結果上了新聞,因為研究人員發現,被認為可以用來抵抗某些癌症的 β胡蘿蔔素,反而會增加抽菸者罹患肺癌的機率。某些擺在健康食品店架上的抗氧化劑,其實根本不會有什麼幫助;所以,無需佇足於SOD、過氧化氫以及縠胱甘 過氧化(glutathione peroxidase)等藥瓶之前,因為這些東西得靠自己的身體製造。研究人員說,這些藥丸一旦吞食入肚,就會遭到消化分解,而化成無用之物。

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