散论-17 氧自由基发生的自然历史及与生命体的关系

杨鸿智

散论-17  氧自由基发生的自然历史及与生命体的关系
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
生命起源于地球形成的早期。当时的地球还不是现在这个样子。而是处于高温、高压、高密度，无光、无氧、无水的自然条件下。现在所讲的生命所依靠的三个重要因素，即阳光、氧气和水。在生命诞生的时候一样也没有。水是在地球形成后，地壳活动、火山喷发放出岩石中的水蒸气，遇冷后凝结成水，水蒸汽以雨的形式降到地面，使原来厚浊的原始大气变得清新起来。这样，原来不能射入地球表面的阳光，现在可以穿透大气层直达地球表面。光照到地面后，光的能量可以将生命杀死，使生命面临死亡。为此，生命进化出光合作用来吸收、转化光能。以保证生命体不被光能杀死。这就是说光合作用的最初作用是生命的一种自我保护。但这一作用产生了两个副产品，一个是碳水化合物，一个是氧气，这又为后来生物氧化供能打下基础。
氧气产生以后，氧化作用又是使生命死亡的一个重要因素，为此，生命又进化出一个氧化供能反应，即生命体吸收氧与碳水化合物反应产生二氧化碳和水，生命通过这个反应，使氧的毒性作用被消解，同时获得的副产品是高能磷酸键ATP。这个机制现在被认为是氧化供能机制，而当初实际上是无抗氧能力的单细胞生物转化氧的氧化破坏作用，保护自己得以生存的机制。因为有了这个机制，单细胞生物才得以在有氧的环境下继续生存而不再死亡。也正是在这个基础上单细胞生物才有可能发展进化成高等生物。
研究发现，由单细胞生物发展到多细胞生物共用去了30亿年的时间。其中由不耐受氧的单细胞进化到有抗氧能力的单细胞生物共用去20亿年。地球的历史一共只有46亿年。所以，科学家们说，如果抗氧机制，即三羧循环产生的机率下降减少50%的话，那么至今地球上便只能有单细胞生物了。这些研究表明，氧自由基的毒害作用是对生命的最基本的威胁。许多早期生命形式，不具有抗氧能力，而多细胞生命只要抗氧能力减弱，就会生病、死亡。
生命与氧的关系处于一种动态平衡中，许多生命没有抗氧机制，它们只能生存在无氧环境中，大部分生命有了抗氧机制，但一旦这个抗氧机制发生障碍，生命即告结束，所以，实际上，氧毒性仍是制约生命的重要因素。生命进入多细胞阶段后，多细胞生命发挥系统协同作用，增强了抗氧能力，多细胞生命可以在一部分细胞死亡，而另一部分细胞新生的平衡中保持总体生命的生存。目前，关于氧自由基的研究主要集中在氧对生命体的毒害作用于以及如何加强机体的抗氧能力来治疗各种疾病。我们现在提出的思路是如何利用氧自由基对原始生命的毒性作用来达到治疗癌症的目的。所根据的事实是：癌细胞作为一个单细胞生命体，属于原始形态的生命，它所具有的抗氧化能力，明显低于正常高等组织细胞，这在科研中称为癌细胞的“去分化”现象中的一个表现形式，所谓抗氧能力低，表现在线粒体减少和各种抗氧化酶减少。利用癌细胞与正常组织细胞在抗氧自由基能力的差别性，给患者使用氧自由基制剂，使其在机体细胞能够耐受的前提下，杀灭癌细胞，这就是利用氧自由基杀灭癌细胞的构想。现在基础研究已经揭示氧自由基是促成癌细胞凋亡的一个重要物质。低浓度的氧自由基即可有效达到促使癌细胞凋亡的作用。这表明利用氧自由基抗癌，不仅是一种理论推理，已经有了实验根据。目前，医疗市场上有现成的H2O2制剂，使氧自由基抗癌治疗可以简便易行。