自由基與老化 ╱ 布朗（Kathryn Brown）

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？

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：「關鍵在於真正瞭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，研究人員開始瞭解到，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：「關鍵在於瞭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。」

服用抗氧化劑補充品的效益，永遠比不上食用含有數百種成份的水果或蔬菜。

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。