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缺氧:存在你體內的黑暗之神

我們人類可以3個星期不吃飯,也可以3天不喝水,卻沒辦法3分鐘不呼吸!你可能會覺得這是理所當然的事,可是當你憋住氣不呼吸1分鐘之後,可能已經臉色發白,眼冒金星,再撐下去就得出人命了!這根本的問題其實就是缺氧的極致——無氧(anoxia) 狀態。這時候如果鏡頭能縮小到38萬億分之一,進入到人體內的任何一個細胞去看看時,就會發現原來我們細胞里製造能量的發電機(線粒體)已經因為沒有氧氣的助燃而「停擺」了。原來細胞在有氧狀態下,可以 將食物轉變成終端燃料(葡萄糖),送入發電機(線粒體)轉換成能量,1分子葡萄糖可產生38ATP (adenosine triphosphate,三磷酸腺苷,生物能量單位),而無氧狀態下只產生2個ATP !就好像一個原本有3800元收入的人,一下子變成只有200元的收入,日子當然很難過!

你或許會質疑說像這種致命的情況除非是溺水或兇殺案影片中才會發生,而我們一般人的生活似乎與此沒有太大的關係。確實沒錯,但是如果我們再換個情境來說,如果原本收人是正常的3800元,結果因經濟不景氣,老闆只發給你1200元呢?真的到那時候,你會放棄像旅遊、買化妝品等非必需生活計劃, 只剩下繳水費、電費、燃氣費、房租及買食物等必要的開銷,可能還不夠,偶爾一兩個月勒緊褲帶還好, 但是情況每況愈下,像日本或中國台灣省經濟萎靡持續二三十年呢?日子真不好過。細胞也是一樣,當你因為許許多多的內在因素(如心臟等)及外在因素 (如飲食等)使得身體的某些部位持續缺氧,那該區域細胞原本應該有的機能(如細胞膜修護、細胞分泌等) 將因沒有足夠能量而停止,只剩下維持細胞生命運轉 (如平衡酸鹼的離子通道等)所急需的能量開銷,那這部分的器官你還能指望它很健康地幫你完成任務(如生小孩)而不逆變(癌症)嗎?

自古以來,所有生命的活動都和能量的獲取密切相關,只不過在太古洪荒以前,因為火山到處噴發,幾乎沒有陽光及氧氣,所以生物只能夠用厭氧性的代謝流 程來製造能量。由於缺氧性代謝的效率太低(如大腸桿菌,見圖1-4),這類生物只能以單細胞且無細胞核的形式存活,「一人飽,全家飽」,好處是自由得很,缺氧性呼吸代謝只適合細菌這種簡單的低等生物。隨後當陽光出現、水分充足之後,又演化出能進行光合作用的藍綠藻菌,結果幾千萬年之後地球的空氣里從幾乎無氧到充滿五分之一的氧氣,這個轉變讓這兩大類菌都有地盤,互相吃來吃去。直到有一天,無氧菌吞噬了有氧菌後產生了共生融合的變化,除了將DNA包在細胞核內以外,還直接融合了有氧代謝和無氧代謝的功能,於是形成了很強大的環境適應能力,從而獲得生物演化上的優勢。

缺氧:存在你體內的黑暗之神

圖1-4 大腸桿菌是身體內進行缺氧性呼吸代謝的代表性生命之一

所以你體內的任何1個細胞天生就有無氧和有氧代謝的能力:當你還在母親肚子里時,那裡的氧氣相對外面世界稀薄很多,所以大多數的細胞通過無氧代謝,在缺氧誘導因子HIF-1的領導之下,形成臟器、 血管、肌肉、骨骼、神經,在280天的缺氧環境下打造出我們身體的雛形;當你一離開子宮直接接觸到氧氣之後,你全身上下細胞就拚命地利用高效能的有氧代謝獲取養分和分裂細胞,以形成一個由38萬億個細胞組成的超大型聚合體。

如果將我們現在所處的環境比喻成陽性的、光明的,那我們在母親體內則是陰性的、黑暗的,老祖宗常說「陰陽合一」,其實我們天生就是「陰」與「陽」的 聚合體,哪怕是在1個小小的細胞里也有「陰」和 「陽」的古老「基因」——有氧和無氧代謝(圖1-5 )。 而那主宰我們身體裡面的黑暗之神——缺氧誘導因子HIF可謂當之無愧,因為當你看完下面的幾段「黑暗報 告」之後,你或許就會深深地後悔為什麼你以前要不斷地喚醒它!

缺氧:存在你體內的黑暗之神

圖1-5 細胞中的「陰」和「陽」。有氧代謝和無氧代謝並存於我們每個細胞之中。將無氧代謝稱為「陰」,將有氧代謝稱為「陽」,二者結 合,協同作用,產生中醫所謂的「氣」。「氣」 是指分子醫學中的生物能量(ATP)的生成方式。

缺氧:存在你體內的黑暗之神

書名:缺氧型慢性病

作者:陳志明, 著

出 版 社:清華大學出版社

定價:¥35.00

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