自由基（Free Radicals）

打哪來的

1956年哈曼博士提出自由基的老化學說後，引起廣汎的討論與重視，國際上對於自由基造成的病理現象做過相當多的研究與討論，發現自由基可說是老化與疾病的元兇[1]。

自由基是指帶有一個單獨不成對電子的原子、分子或離子，因為帶有單數電子，所以極不穩定，具有高度的化學反應性，很容易從周遭的原子或分子奪取電子，使安定分子變成自由基，並且一再重覆，即不斷衍生大量的自由基（或稱氧化群：Oxygen species），這種連鎖反應，往往造成蛋白質、碳水化合物、醣類、脂肪及核酸之損害。當過量之自由基產生後，超過細胞的解毒能力時，就會造成身體之老化與病痛[1]。

自由基隨時隨地都會產生：

1. 藉由氧化產生能量維持身體運作，如呼吸[2]會進行氧化釋放能量，粒腺體中約有4%的氧會轉變成最原始的超氧自由基[1]
2. 當細菌或病毒侵入，白血球表面產生自由基殺菌[2]
3. 外來因子如紫外線、X光、抽煙、致癌物質、污染物質及情緒緊繃如生氣、緊張等[2]

生理機轉

自由基活潑的化學特性，會和體內的細胞組織產生化學反應，使細胞組織失去功能而破壞；也會和細胞內的DNA發生反應，破壞DNA，加速老化並增加致癌機率[3]。

自由基一般可歸納為下列幾類[4]：

1. 超氧化物自由基（superoxide anion radical,O2.-）是人體中最先產生也是最多的一種自由基，這種形態的自由基會誘發其他種類的自由基。
2. 過氧化氫（hydrogen peroxide），由超氧化物自由基代謝後產生，也有可能是由身體其他的吞噬細胞經氧化還原作用而產生，過氧化氫的穩定性比其他的自由基都強，但因為會通過細胞膜流竄於身體的各部位，而擴大傷害的範圍。
3. 羥基自由基（hydroxyl radical），是破壞力最強的自由基，羥基自由基的產生來源是因為過氧化氫的代謝以及各式輻射線所產生，羥基自由基會攻擊細胞膜造成細胞的死亡也會攻擊我們所食用的不飽和脂肪酸，造成油脂過氧化而劣變。
4. 線態氧（singlet oxygen），單線態氧的活性比氧氣高，更容易破壞細胞。
5. 過氧化脂質（lipid hydroxide），是自由基破壞脂質後的產物，但此物質對於細胞是具有毒性的，可當作細胞氧化後受傷害的指標。

致病始末

由於自由基產生甚快，當人體中的自由基太多時，一切將會失去控制，使身體的代謝平衡受到影響，破壞細胞進而使得器官組織受影響。若自由基侵害心臟，可能會造成心肌病變、動脈硬化症等疾病。若攻擊肺臟細胞則會造成肺氣腫、成人型呼吸窘迫症等[4]。

除此之外，現由自由基所引起的疾病或功能衰退，還包括：老人痴呆症、帕金森氏症、腦血管疾病、白內障、新生兒視網膜病變、腎中毒、糖尿病、紫外線傷害、鐮刀型貧血、蠶豆症、鉛中毒、癌症、老化、自體免疫性疾病、缺血後再灌流之組織傷害等，可說是老化與疾病的元兇[1]。

因應之道

並不是所有的自由基都是有害的，例如一氧化氮（NO），它是人體自行產生、具有許多功能、且相當重要的物質，不過當它因為某些原因而產生過量時，也會產生危害，造成疾病[2]。

一般人體內有數種自行製造的抗氧化物，是人體對抗過氧化物（自由基）的第一道防線，它們可以在過氧化物產生，即刻發揮作用，利用氧化還原作用將過氧化物轉換為毒害較低或無害的物質，包括超氧化歧化（SOD）、穀胱甘太過氧化（GSHP）、和過氧化氫（Catalase）[2]，而這些抗氧化還需要某些礦物質才能發揮作用[2]：

1. 銅、鋅：配合SOD，可以將毒性高的氧自由基轉變為毒性較低的雙氧水和氧，存在於粒腺體和細胞溶中。
2. 硒：經由SOD的作用，在氧自由基轉變為雙氧水後，GSHP可以繼續作用在雙氧水上，使之轉變成完全無害的水和氧。不過人體需要硒（Se）這種礦物質才能製造GSHP，其主要存在於血液、肝臟、粒腺體、和細胞質中。
3. 鐵：除了SOD和GSHP外，過氧化氫可藉由鐵質的輔助而將雙氧水分解為水和氧，普遍存在於人體的各組織中。

由於隨著身體老化，自體抗氧化系統，中和能力逐漸變弱，因此日常的飲食相形重要。需增加攝取抗氧化的營養素與食物如維他命C、E、B2、β-胡蘿蔔素、鋅、硒、銅、錳、生物類黃酮（Bioflavones）、異烷酮類（Isoflavones）、 SOD、蒜素、茶多酚及酚類...等，摘要如下[1]：

1. 維他命C可減少腦部與脊髓內脂質生成，因為這個過程經常會誘發自由基。此外也可以還原因消除自由基而被氧化維他命E。
2. 維他命B2為若干抗氧化酵素的輔助酵素，牛奶、內臟、胚芽、蛋類、豆類等食物中含量都很豐富[3]。
3. 鋅、硒、銅及錳為抗氧化劑之核心元素，在全穀類、海鮮、豆類及蔬果等新鮮的食物中攝得。
4. β-胡蘿蔔素清除自由基功能強大，以深黃、橘紅及深綠色的蔬果含量最多，如南瓜、地瓜、木瓜、芒果、蕃薯葉、茼蒿、韭菜花、空心菜等，當然也包括胡蘿蔔，但生吃胡蘿蔔並不會吸收較多的β-胡蘿蔔素，油炒或略加些油煮熟反而較佳。
5. 生物類黃酮，被俗稱維他命P，雖然不是真正的維他命，但也具有抗氧化及消除自由基之功能，並可促進維他命C之吸收。富含於柑橘、柳丁、檸檬、葡萄柚、馬鈴薯及青椒等蔬果中，柑橘類的外皮與果肉間的白色果皮含量最豐富。葡萄子（OPCs），也含有大量的生物類黃酮，成為最搶手之抗氧化生物素。
6. 異烷酮類素富含於黃豆及其製品。
7. SOD人體可自然合成，但營養不均衡及年紀增長會造成SOD的合成量漸漸不足，不過補充富含SOD的食品，越來越多研究顯示體內SOD濃度有上升，自由基有下降之效果。胚芽、麥芽、豆苗、大豆、甘藍、綠花椰菜、鮮魚及烏骨雞等都含有大量SOD，但SOD攝取過量反而會造成重金屬累積。
8. 蒜素、茶多酚分別取自大蒜及綠茶中與紅酒中的酚類都是自由基的剋星。

基本上天然新鮮食物都在自由基的防護上扮演一定角色，但是煙薰、發霉、油炸及有霉味之堅果類常是容易產生自由基的食物。烹調時產生之油煙，也含有大量自由基。為了健康運動不可少，但運動時會發生許多比平常還多的自由基，其中大多是超氧化物，所以美國老化醫學學會（American Aging Association）建議，40歲是一個關鍵的年齡，40歲以下的人因為自由基修補系統尚佳，無須考慮自由基的問題，而40歲以上的人要避免做太過激烈的運動，以免產生自由基的傷害[1]。

參考出處

[1]漫談自由基生成與消除

[2]自由基與抗氧化物質

[3]消除自由基

[4]自由基的天然剋星：咖啡