善與惡的戰(zhàn)爭曾經(jīng)是多么的簡單。一種叫做自由基的游手好閑的化學(xué)基團就像厚顏無恥的街頭小混混一樣在人體里游蕩，攻擊細(xì)胞(1)，蹂躪無辜的脫氧核糖核酸（DNA）分子，導(dǎo)致癌癥及一些中老年疾病的發(fā)生。要不是我們的抗氧化劑趁著補充維生素的時機威風(fēng)凜凜地登場，將極具威脅的自由基電子制服，并將其馴化為守法公民，自由基將繼續(xù)公然無視“法律”、橫行霸道。

然而這只是理論上的說法。人體似乎并不像好萊塢B級片中描述的那么簡單。自由基有好的一面，也有壞的一面，而過多的抗氧化劑可能對人體有害。眾所周知的抗氧化劑包括維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素（維生素A的一種形式）和硒。我們被建議大量服用這類抗氧化劑，仿佛它們已被證明是靈丹妙藥，但實際上它們并不是。這說來話長。

的確，抗氧化劑可以起到相當(dāng)于防止生銹的作用，阻止人體的氧化過程。人體的重要分子（如形成血管壁的分子）如果失去一個電子，就會被氧化。它們一旦被氧化，就變得不穩(wěn)定而且易于斷裂。毫無疑問，罪魁禍?zhǔn)资亲杂苫?。自由基是具有高度活性的分子，或攜帶不成對電子并正在尋找配對電子的單個原子。因此它們會從第一個遇到的對象（可能為細(xì)胞或DNA）那里竊取一個電子。自由基的破壞達(dá)到一定程度，細(xì)胞就無法正常工作，于是就導(dǎo)致了疾病的發(fā)生。自由基過剩曾被用于解釋心血管疾病、阿爾茨海默病、帕金森病和癌癥。衰老曾被定義為自由基破壞逐漸累積的過程。

然而，自由基是生命所必須的。人體把空氣和食物轉(zhuǎn)化為化學(xué)能量的能力依賴于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。它們也在血管中巡邏，攻擊外來入侵者，在免疫系統(tǒng)中扮演關(guān)鍵的角色。過氧化氫是自由基的主要代表，你的血液中含有微量的過氧化氫——一個內(nèi)在的病菌斗士。實際上，沒有自由基，你就不能對抗細(xì)菌侵害。

自由基是呼吸的天然副產(chǎn)品，它無處不在。作為細(xì)胞能源工廠的線粒體利用氧氣產(chǎn)生能量，在這個氧氣轉(zhuǎn)化為二氧化碳的過程中，有時氧氣僅失去一個電子，就轉(zhuǎn)化成了它的兄弟——超氧自由基。超氧自由基是最常見的自由基之一?？寡趸瘎┙?jīng)與自由基多步反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為像水和氧氣一樣的無害分子。通過這些反應(yīng)達(dá)到了體內(nèi)的平衡。人體希望避免產(chǎn)生過多的自由基，但肯定也不想把它們?nèi)肯麥?。以豐沛的水果、蔬菜、果仁和一些肉類構(gòu)成的膳食提供給大部分人生存所需的抗氧化劑。多數(shù)醫(yī)生認(rèn)為，少數(shù)生活在現(xiàn)代美國社會的人需要增加常規(guī)抗氧化劑的攝入，如維生素C和β-胡蘿卜素。維生素E的價值目前尚無定論，不過似乎前景也不容樂觀，后來認(rèn)為它不及前兩者。

然而，根據(jù)美國心臟病學(xué)會的統(tǒng)計，有近30%的人正在補充某種形式的這些維生素。根據(jù)《營養(yǎng)業(yè)雜志》的統(tǒng)計，抗氧化劑銷售已經(jīng)成為一項價值10億美元的產(chǎn)業(yè)，截至20世紀(jì)末，美國人在膳食補充品方面的花費已超過300億美元，其中用于維生素E、維生素C、β-胡蘿卜素和硒的消費就接近20億美元。我們擔(dān)心的是，沒有一種抗氧化劑宣稱的保健功能——包括防癌、延緩衰老、預(yù)防心臟病——可以得到充分證實。所有相關(guān)科學(xué)研究中，一半研究結(jié)果對此持肯定態(tài)度，一半研究持否定態(tài)度。

研究顯示，抗氧化劑攝入過少可能對健康不利。1983年發(fā)表在英國醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》上的一項研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)硒水平含量偏低的人群患腫瘤的概率是正常人群的2倍。1986年在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表的另一項研究顯示，肺癌患者缺乏β-胡蘿卜素的可能性是正常對照組的4倍。1989年在荷蘭進(jìn)行的一項研究發(fā)現(xiàn)，人體硒含量的下降會導(dǎo)致心臟病發(fā)病率升高。更有力的證據(jù)來自哈佛的一項人體健康調(diào)查研究。該研究記錄了5萬名男性健康專家過去15年的生活方式，發(fā)現(xiàn)那些食用富含維生素E食物（主要是堅果、種子和大豆）的人患心臟病的概率是飲食中缺乏維生素E者的一半。然而，目前尚無法證實在正常膳食之外補充抗氧化劑能帶來益處。

服用大劑量的抗氧化劑短期內(nèi)可以帶來一些益處。1996年的《美國醫(yī)學(xué)會雜志》報道：每日補充硒的皮膚癌病人最終不是死于癌癥的可能性是未補充者的2倍。這是一項樣本量超過1300人的多中心、雙盲、隨機、安慰劑對照研究，得出的數(shù)據(jù)具有充分的科學(xué)性。作者寫道：這個發(fā)現(xiàn)相當(dāng)振奮人心，為了讓所有患者都能及早補充硒從而獲益，他們6年后即終止了這項研究。其他研究同樣取得了肯定的結(jié)果：維生素E可以降低患前列腺癌的風(fēng)險，延遲老年癡呆癥狀的出現(xiàn)，推遲白內(nèi)障的發(fā)生，還能延緩冠心病的發(fā)展。維生素C能間接地推遲糖尿病患者失明、腎功能衰竭及截肢發(fā)生的時間。額外的硒——一種需要量甚微的礦物質(zhì)——能降低前列腺癌、結(jié)直腸癌及肺癌的發(fā)病風(fēng)險。

與此同時，近幾年來對補充抗氧化劑持中立甚至否定態(tài)度的報道也層出不窮。1994年發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》的一項研究發(fā)現(xiàn)，芬蘭的男性吸煙者補充β-胡蘿卜素后有18%更易發(fā)生肺癌。1997年《柳葉刀》發(fā)表的一項研究報道，讓近2000名男性在第一次心臟病發(fā)作后服用了維生素E或β-胡蘿卜素，進(jìn)行隨訪觀察，并與安慰劑對照組相比較，β-胡蘿卜素組死于心臟病的人數(shù)明顯增多，維生素E組也表現(xiàn)出高病死率的趨勢。還有一些其他研究顯示類似的否定結(jié)果：沒有證據(jù)證明服用維生素C、維生素E，或者β-胡蘿卜素能預(yù)防結(jié)直腸癌；沒有證據(jù)證實這所謂的“三巨頭”能防止血管成形術(shù)后的動脈再次閉塞。在一項長達(dá)12年、覆蓋22000多名醫(yī)生的研究中，未證實服用β-胡蘿卜素能預(yù)防癌癥和心臟病。在對60000名護士的研究中，未證實服用額外的硒能預(yù)防癌癥。更糟糕的是，對服用β-胡蘿卜素的吸煙者而言，肺癌的發(fā)生率提高了28%。這些研究都發(fā)表于1994年至1997年出版的《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》。

爭議總是存在的。抗氧化劑擁護派認(rèn)為，在那項揭示β-胡蘿卜素副作用的芬蘭男性吸煙者研究中，不能排除這些男性在研究前已處于肺癌早期階段的可能性。抗氧化劑反對派則辯駁道，維生素E能預(yù)防心臟病的大規(guī)模研究并沒有考慮生活方式的因素，例如運動的影響。每個研究都存在著問題。然而，這些研究都可能是值得的，至少它們都指出了問題的核心：我們并沒有完全弄清生命過程中不同時期某抗氧化劑和某自由基之間錯綜復(fù)雜的關(guān)系。你不能對抗氧化劑一概而論，它們都具有不同的潛能。科學(xué)家已經(jīng)花費了相當(dāng)長的時間致力于揭示其中的奧秘，他們試圖解讀抗氧化劑和自由基之間錯綜復(fù)雜的溝通藝術(shù)，但正如通天塔無法輕易登頂一樣，這些研究一直沒有取得突破性的進(jìn)展。因發(fā)現(xiàn)人體產(chǎn)生能量的最基本方式——依賴于自由基的三羧酸循環(huán)或稱克氏循環(huán)——漢斯?阿道夫?克雷布斯爵士獲得了1953年的諾貝爾獎。1956年還在美國加州大學(xué)伯克利分校的哈曼，在雜志發(fā)表的一篇文章中首次提出自由基會導(dǎo)致疾病，而抗氧化劑能防止疾病發(fā)生的理論。

哈曼現(xiàn)在已經(jīng)是內(nèi)布拉斯加大學(xué)的一名退休教授，仍然堅持每天到辦公室進(jìn)行新的抗氧化劑研究。將近80歲高齡的他每天都服用抗氧化劑。他認(rèn)為，自由基的研究已取得了長足的進(jìn)步。正如哈曼所述，在最初10年里人們總是無視甚至嘲笑他的工作。“垮掉的一代”所主張的自由主義在音樂和文學(xué)領(lǐng)域都占有一席之地，而化學(xué)界的自由基卻仍然籠罩在嚴(yán)肅的研究陰影之下。然而，到20世紀(jì)60年代末，哈曼指出他有足夠的數(shù)據(jù)表明，通過補充抗氧化劑或調(diào)整飲食的方法以減少自由基反應(yīng)，能夠使實驗室動物的平均壽命延長。到1972年，哈曼說他又獲得了新的證據(jù)，可以證明壽命的長短取決于自由基對線粒體的破壞率。

在整個20世紀(jì)70年代，更多科學(xué)家對自由基理論產(chǎn)生了興趣。通過對大量抗氧化劑的實驗，他們發(fā)現(xiàn)每種抗氧化劑消滅自由基的能力都是有差異的。在試管中進(jìn)行的化學(xué)實驗顯示，苯基丁基氧化氰（PBN）是最有效的抗氧化劑之一。在一項著名的研究中，喂食PBN的老年沙鼠能突然像年輕沙鼠一樣順利穿越迷宮。但給年輕的沙鼠喂食PBN，它們在迷宮中的表現(xiàn)并沒有發(fā)生多大變化。當(dāng)不再給年老的沙鼠喂食PBN后，他們重新變得很虛弱而且無法走出迷宮。直到今天，沒有人知道原因何在?？上У氖?，還沒有人能復(fù)制這個實驗結(jié)果。這就是40余年后這一領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀：雖然科學(xué)家們曾記錄到有價值的實驗結(jié)果，但是很難再次獲得相同的結(jié)果，甚至無法解釋他們發(fā)現(xiàn)的這些正面結(jié)果。

新加坡國立大學(xué)的哈利韋爾寫了一篇題為《抗氧化劑悖論》的短文，發(fā)表于2000年的《柳葉刀》。哈利韋爾為以下事實感到悲哀：雖然富含抗氧化劑的膳食似乎對健康有益，但是補充抗氧化劑也會出現(xiàn)大相徑庭的后果，而且究竟會出現(xiàn)何種結(jié)果根本無法預(yù)測。

如果同種化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)完全一樣（也就是說，自由基都將轉(zhuǎn)化為類似的中性分子），那么為什么在不同時間對人體不同部位給予抗氧化劑會產(chǎn)生不同的效果呢？可能存在一些完全不同的機制：過量的抗氧化劑可能會轉(zhuǎn)化為促氧化劑，從而加快自由基的產(chǎn)生，加劇其對機體的損傷；補充到體內(nèi)的抗氧化劑如果不能到達(dá)所需的部位，可能根本無法發(fā)揮作用；也許我們從食物中攝取的抗氧化劑終究沒有轉(zhuǎn)化為具有奇效的物質(zhì)。

抗氧化劑到底有多大的益處？一些研究表明，每日攝取的維生素C不足推薦量的人，自由基對DNA的損傷會增加。然而大劑量攝入維生素C的人DNA的損傷同樣也會增加。哈利韋爾認(rèn)為，因為細(xì)胞損傷一旦出現(xiàn)，維生素C會加重其損傷，所以可能出現(xiàn)上述第二種情況。

在細(xì)胞中，自由基損傷會導(dǎo)致其釋放出某種金屬化合物，這些金屬在丟失一個氧原子或獲得一個氫原子的情況下處于“還原”狀態(tài)，能作為以后自由基損傷的催化劑。抗氧化劑能將金屬置于還原狀態(tài)，因此在這種情況之下，抗氧化劑就變成了促氧化劑。這一理論已經(jīng)得到實驗證實，這項實驗是將動物暴露于已知的致癌物質(zhì)百草枯殺蟲劑下，暴露前攝入維生素C可以在一定程度上預(yù)防癌癥發(fā)生。而對暴露后的動物使用維生素C進(jìn)行治療則效果不佳?？寡趸瘎┘又亓税俨菘輰?dǎo)致的損傷，加速了癌癥進(jìn)程?；谶@種原因，美國癌癥學(xué)會提醒癌癥患者不要擅自服用抗氧化劑。

使問題復(fù)雜化的是自由基能夠殺死癌細(xì)胞，一些癌癥治療恰恰基于這一機制。所以在錯誤的時間服用抗氧化劑實質(zhì)上等同于給暴徒配備武器，縱容其生存壯大。動物實驗表明：對正常細(xì)胞有利的抗氧化劑同時也更有利于癌細(xì)胞。沒有人知道怎樣才能使抗氧化劑在恰當(dāng)?shù)臅r候到達(dá)最需要它們的地方。大多數(shù)的自由基損傷發(fā)生在線粒體中，因為線粒體中產(chǎn)生能量的過程即呼吸鏈，需要大量的自由基，而額外的自由基就是從這個過程中產(chǎn)生的。

線粒體擁有一段包含30個基因的環(huán)狀DNA，被稱為線粒體DNA（mtDNA），其獨立于細(xì)胞核內(nèi)的雙螺旋DNA存在。mtDNA通常是自由基的首選攻擊目標(biāo)。mtDNA一旦遭到破壞，就不能產(chǎn)生維持機體所需的蛋白質(zhì)（分子信使）。這就輪到我們神奇的抗氧化劑發(fā)揮作用了：它能夠滲透進(jìn)線粒體，在狡猾的自由基開始破壞時將其消滅，同時還能精確地重新調(diào)整復(fù)雜的呼吸鏈。然而線粒體卻具有堅不可摧的結(jié)構(gòu)，外有銅墻鐵壁，內(nèi)有堅固屏障，還擁有一堵彎彎曲曲的內(nèi)墻保護著貴重的內(nèi)容物。蛋白質(zhì)釋出容易，但抗氧化劑進(jìn)去卻很難。沒有人能肯定，使用蠻力即大劑量的抗氧化劑，可以成功進(jìn)入線粒體?；蛟S機體存在著更有效的方法。

那些百歲老人可能遺傳了某種基因，使他們的線粒體內(nèi)存在著一種避免自由基損傷的固有機制，這可能幫助他們抵御疾病、延緩衰老。一些研究人員正在百歲老人志愿者中尋找這種特殊的線粒體基因，其中的兩項研究發(fā)現(xiàn)了使自由基損傷最小化從而延長壽命的可能的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。兩組受試者分別來自法國的白種人和日本人。研究人員在mtDNA中發(fā)現(xiàn)了某種基因，能產(chǎn)生線粒體呼吸鏈中一種特殊蛋白質(zhì)。百歲老人的mtDNA中擁有這種獨特基因的可能性明顯大于其他人群。

然而，目前還不清楚這種蛋白質(zhì)能否減少自由基的產(chǎn)生。這種情況在這一研究領(lǐng)域很普遍。缺乏對各種基團的定量測量方法長時間阻礙著研究進(jìn)展，而且沒有研究表明那些長壽的人體內(nèi)發(fā)生的氧化反應(yīng)比普通人要少。

百歲老人同胞配對研究的主要負(fù)責(zé)人、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的皮爾斯也在研究長壽基因的作用，他認(rèn)為使自由基損傷最小化是活到100歲的關(guān)鍵因素（參見本書《研究還在繼續(xù)：壽命與基因》）。皮爾斯認(rèn)為，我們當(dāng)中大部分人有活到85歲甚至更長的遺傳潛力。百歲老人可能擁有一種能延緩衰老的基因，別名為瑪士撒拉基因，這個名字來自《圣經(jīng)》中活過900歲的人物。攜帶瑪士撒拉基因的果蠅比未攜帶者壽命長35%。更有意思的是，在暴露于百草枯的情況下，攜帶這一基因的果蠅仍然比普通果蠅壽命長，這進(jìn)一步證明了中和自由基能延緩衰老。此外，科學(xué)家還能通過很多其他方法包括冷凍法略微延長果蠅的壽命。但目前在人類體內(nèi)還沒有發(fā)現(xiàn)瑪士撒拉基因。

抗氧化劑作為一種藥物，你會在使用劑量方面尚未經(jīng)過安全性和有效性驗證的情況下服藥嗎？很多醫(yī)生認(rèn)為只要劑量不是太高，補充抗氧化劑并不會給人體帶來損害。然而，幾乎所有醫(yī)生都認(rèn)同運動和膳食才是最主要的保健方式。豐富的膳食比單一的補充更有利于健康，因為膠囊中溶解出來的純抗氧化劑可能并沒有多大的作用。水果和蔬菜富含抗氧化劑，但這些植物包含上百種其他化學(xué)成分，其中的任何一種或幾種形成的化合物都可能增強抗氧化劑的功效。

食物中的營養(yǎng)物質(zhì)使機體能自身合成抗氧化劑。一種由機體產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)——谷胱甘肽——最終負(fù)責(zé)中和自由基。在細(xì)胞中，谷胱甘肽的濃度升高，會降低維生素E、維生素C等自由基清除劑的濃度。膳食與能量的需求決定了自由基生成和消除的量，清除劑補充的作用微不足道。沒有遺傳缺陷的話，正常代謝過程能產(chǎn)生自由基，也能以無損傷的方式消除自由基。

我們知道，對吸煙者來說，補充β-胡蘿卜素幾乎是致命的。超氧化物歧化酶（SOD）被標(biāo)榜為已知最強的抗氧化劑，實際上卻是又一種毫無效果的補充劑。作為藥物服用時，SOD會在消化的過程中分解。只有機體自身產(chǎn)生的SOD才可以成為一種重要的酶。那些夸夸其談的保健品推銷員不是對科學(xué)知識一無所知，就是故意隱瞞事實，欺騙消費者。

維生素E是個有趣的話題。天然維生素E存在于蔬菜油（特別是小麥胚油）、紅薯、鱷梨、果仁、葵花籽和大豆中，其作用目前存在著爭議。有些醫(yī)生仍然對維生素E的作用興奮不已，但支持者正在減少。有理論認(rèn)為低密度脂蛋白（LDL，有害的膽固醇）的氧化是動脈斑塊形成的第一步，維生素E可以抑制LDL氧化，從而降低發(fā)生冠脈粥樣硬化及心臟病的風(fēng)險。但問題是，還沒有一項研究結(jié)果支持這一理論，盡管許多相關(guān)的研究，包括一些大規(guī)模的研究已經(jīng)在進(jìn)行中。劍橋心臟抗氧化劑研究機構(gòu)（CHAOS）發(fā)現(xiàn)高劑量的維生素E能降低心臟病第二次發(fā)作的風(fēng)險，但卻增加了再次發(fā)作時死于該病的風(fēng)險。意大利大規(guī)模的GISSI預(yù)防研究和美國預(yù)后防止評估研究沒發(fā)現(xiàn)維生素E在心臟病預(yù)防中能起到任何作用。

維生素E也可能引起出血，特別是對于服用抗凝劑的人群。至2001年末，多項研究表明抗氧化劑（很可能主要是維生素E）會降低他汀類降脂藥物的療效。無論你對美國人的藥物依賴持何種態(tài)度，他汀類藥物的確挽救了數(shù)百萬美國人的生命?？寡趸瘎﹨s沒有顯示出任何救命的能力，反而妨礙了他汀類藥物發(fā)揮作用。

美國心臟病學(xué)會不推薦使用抗氧化劑。美國癌癥學(xué)會不推薦使用抗氧化劑。美國國立衛(wèi)生研究院不推薦使用抗氧化劑。維奇是美國國家酒精濫用與酒精中毒研究所下屬的膜生化實驗室主任，30多年前他在關(guān)于自由基和抗氧化劑相互作用的報告中說道：“人們不想運動，不想食用健康食品，不想戒酒、戒煙，不想停止危險性行為。他們想服藥。那么，祝他們好運。”

【注釋】

(1)此處原文誤作“細(xì)胞壁”，人體細(xì)胞沒有細(xì)胞壁。——譯者