五、自由基在正常人体中所起的有益作用
从开篇我们讲到的实验中,我们就能看出自由基对我们机体细胞正常存活的重要性。那么它在体内有哪些有益的作用呢?
1.杀菌作用
在某些情况下,体内产生的自由基对机体是有益的,如受病原菌感染的伤口部位,聚集的白细胞和受损伤细胞会产生大量自由基,它们对感染的细菌起到杀伤作用,这是机体重要的保护性机制。
2.信号分子作用
正常情况下超氧化物并不一定是一种破坏性分子,而是体内的一种信号,可以引发机体对细胞损伤做出应答,促进某些基因表达,激活细胞的修复机制。在这种情况下,自由基是细胞受到损伤产生的结果,而不是使细胞损伤的原因。Shadel GS和Horvath TL于2015年在Cell杂志上发表文章,系统阐述了线粒体ROS作为信号分子在维持生物体稳态方面发挥的重要作用。
因此,Siegfried H说:“自由基实际上是机体防御机制的一部分”。轻微损伤能够帮助机体抵御更大的伤害,这种观点很早就有。近三十年来,研究心脏缺血预处理的文章很多,这些研究结果印证了这种观点。短暂的心肌缺血刺激,使心脏在一定时间内具有了更强的抗缺血能力。在一定范围内,逐渐增加肌肉承受的张力也可以使肌肉变得更强壮。
严格来说,体育锻炼属于一种能够引起自由基产生的刺激。我们相信,尽管锻炼能产生自由基,但适度锻炼有益于健康是肯定的。Michael R及其同事,研究了服用抗氧化剂对运动锻炼有益作用的影响。结果发现,与服用抗氧化维生素的对照组相比较,没有服用抗氧化维生素的锻炼者更健康。有关该研究的文章发表在2009年的PNAS杂志上。
3.拆解旧分子的作用
近些年的另外一些研究发现,锻炼还可以增强一种称作自噬的生理过程。在这个过程中,自由基可以作为消化和拆解旧分子的工具,使细胞可以重新利用蛋白碎片和其他亚细胞片段。
这些证据从另一角度再次提示,自由基既是代谢产物,又是触发和参与机体保护和修复反应的重要分子。
当然,过高水平的自由基对自身细胞也会产生伤害作用,这与上述的观点并不矛盾。有研究发现自噬可以降低自由基的总量,说明机体存在一种控制体内自由基水平的机制,以防止过量自由基带来的伤害。