抗氧化，真的是防衰老的神器么？
作者简介：随心, 本科毕业于清华大学生物科学与技术系。在美国获得博士学位后加入某跨国知名药企从事药物研发。在十余年中带领团队与糖尿病，肌肉萎缩症等等作斗争，近年来着重于抗衰老药物的研究和开发。
近几年来，抗氧化这个词特火。不仅有各种各样抗氧化的保健品，化妆品，甚至吃蓝莓，石榴，西兰花都是抗氧化，从而防衰老。
隔壁老王说现代人生活里，手机和电脑的过度使用，紫外线的辐射，油脂的过量摄入，压力过大，睡眠时间短，都会导致自由基的生成。自由基把你的身体给氧化了导致衰老，抗氧化就能抗衰老，基本是这个思路。
抗氧化真的能防衰老么？
下面有兴趣的看我展开说说自由基的基本知识，没兴趣的可以跳过看下一段。
背景知识：什么是自由基和抗氧化
自由基是带有不配对电子的原子，分子或者离子，很不稳定，会抢夺其他物质里面的电子，这种强盗行为被称为氧化反应。日常生活里见到的苹果变色或者铁锈都是氧化反应。
人体内的自由基主要是活性氧 (ROS) 和活性氮 (RNS)。
如果人体内自由基太多，就会和正常条件下不该反应的蛋白，DNA，多糖，或者脂肪酸起链式反应，破坏他们的正常功能，加速人体衰老。
我们通常所说的抗氧化物就是能中和或者抑制自由基反应的物质，从而减少它们的危害。
常见的抗氧化物包括：
1) 非酶类的抗氧化剂：维生素A，C和E；各种类胡萝卜素，例如β-胡萝卜素；植物类多酚和硒元素等等。
2) 人体内本身就有的能够分解和清除自由基的酶：超氧化物歧化酶 (SOD) 和过氧化氢酶 (CAT) 等等。
有没有觉得报这些酶的名字就和报古董的名字一样逼格很高啊，比如洒蓝釉地描金缠枝莲纹棒槌瓶
衰老的自由基理论
抗氧化曾经是抗衰老研究领域的主要方向。这主要起源于一个著名的衰老理论：衰老的自由基理论 (Free Radical Theory of Aging)。
1945年12月，化学家德翰·哈曼 (Denham Harman) 的妻子推荐他读一篇在《女士家庭杂志》的文章，标题是“明天你可能就更年轻了”(1)。
图：化学家德翰∙哈曼 (Denham Harman) 。来自于网络。
然而，谁也没想到，这篇流行杂志文章彻底改变了哈曼的人生轨迹。在这之前，他是壳牌石油公司的化学家，参与的项目最终获得了35个专利。这篇文章激起了他对衰老的兴趣，他忍不住地思考一个问题：“什么生物都会死，为什么？”
1949年，哈曼得出结论，如果不能更好地了解人体，他就不能解开衰老的秘密。在33岁的时候，虽然经济并不充裕，还有一个18个月大的儿子，哈曼回到斯坦福大学，重新学习医学。
获得了医学学位和完成实习以后，哈曼在加州大学伯克利分校找了份研究员的工作。当时他唯一必须干的事是每周三上午在血液科门诊检查癌症病人。这使得他有充足的时间坐在办公桌前阅读和思考衰老的过程。
他知道，从细菌到人类的每一种生命形式都经历了一个出生，衰老和死亡的循环。他确信物种死亡有一个共同和基本的原因。但经过数月的工作，他无法提出任何设想来解释衰老的机理，感到非常沮丧。
正当他准备放弃的时候， 1954年11月初，哈曼突然灵光一现，提出了“衰老的自由基理论”。1956年，哈曼在《老年学杂志》 发表了这个理论：自由基可以通过破坏细胞和组织从而导致衰老和疾病(2)。其实他能想到自由基，主要是因为在壳牌石油公司开发农药和聚合物的时候，曾经多次用到自由基。
第二年，他证明给小鼠喂食抗氧化剂可以抵消自由基的影响，延长小鼠的寿命(3)。
在这之后，很多科学家纷纷对自由基导致衰老的理论，和它的推论：“中和自由基的抗氧化剂对人体有益”，表示支持。
哈曼的研究给后来的保健品市场奠定了基础。到了上世纪90年代，许多人都开始服用抗氧化的保健品，比如维生素C和β-胡萝卜素。
衰老的自由基理论和万有引力，相对论一样，成为当时少数被大众所熟悉的科学理论。
哈曼曾被六次提名诺贝尔奖，但最后都没有得到。他在2014年因为一个突发的疾病去世，享年98岁。
维生素C能预防感冒抗衰老？
维生素C恐怕是最常见便宜的抗氧化的保健品。
一位著名的维生素C的倡导者是2次诺贝尔奖得主莱纳斯·鲍林 (Linus Pauling)。他在1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。
图：诺贝尔奖得主莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)。来自于网络。
1970年，鲍林把手伸进了医药界，写了一本书叫做《如何活得健康长寿》。在书里他提出大剂量补充维生素C可以防治普通感冒。据说他和妻子每天服用12克维生素C，远远超出了推荐的成人剂量0.075-0.09克。
1992年，鲍林的这一想法被刊登在了《时代周刊》的封面上，标题为：“维生素的真正力量”。在这篇文章中，维生素大受吹捧，被认为可以治疗心血管疾病、白内障，甚至癌症。此外，文章中还提到，“更让人兴奋的是，维生素似乎表现出了延缓身体衰老的迹象。”
由于当时社会正流行 “天然食品”，加上鲍林的影响力，该书立即畅销美国。维生素C的身价也因此陡增，销售量直线上升，批发价格涨了三倍，连续多年的年销售额达数亿美元，被称为“鲍林效应”。
同时，鲍林还抨击医学界和药厂，为了感冒药的销售和医学刊物的广告利益，企图抹杀维生素C的有效证据。
美国食品药品管理局 (FDA) 迅速作出反应，指出维生素C热是“荒唐可笑的”；“尚无科学证据，而且没有重要的研究可以表明维生素C具有防治感冒抗衰老的作用。”
医学界同样对鲍林提出激烈的批评，认为这本书的观点 “只不过是根据胡思乱想或很不严谨的临床研究理论推测而已”。
抗氧化的保健品真的能够延年益寿么？
到了21世纪初，试图进一步研究衰老的自由基理论的科学家们发现了令人困惑的结果：
经过基因改造，会产生过量自由基的小鼠并不短寿，而是和正常小鼠的寿命一样长。而表达过量抗氧化酶的小鼠也不比正常小鼠活得长。
服用了抗氧化剂的小鼠，并没有寿命的延长。
例如，市面上常见的一个保健品，辅酶Q10, 就是细胞线粒体里的抗氧化剂。给小鼠服用Q10，虽然线粒体里的Q10浓度显著增加了，小鼠的寿命并没增加(4)。
很多人体临床试验研究发现，服用抗氧化的保健品以后，对死亡几率没有任何益处。在有些情况下，甚至增加了死亡几率。
2012年的一篇综述(5)，囊括了78个评估各种抗氧化剂药效的人体临床试验，包括了超过29万志愿者。最后发现β-胡萝卜素，维生素E 和高剂量的维生素A会增加死亡几率。维生素C和硒元素则没有任何影响。
喜欢运动锻炼的人一般都喜欢吃抗氧化的维生素。据说这些保健品可以减少肌肉的损伤，放大锻炼的效果。然而新的研究发现服用抗氧化的保健品会克制锻炼的有益的作用(6)。
好几个流行病学研究发现，抗氧化的保健品对于常见的心血管疾病和癌症 (鲍林认为的维生素C可以防治的)，不仅没有一丁点防护作用，反而会增加患病风险和死亡率 (7-11)。
最近的一个新的人体临床试验发现长期服用（平均5.4年）维生素E，硒元素或者两者一起，对预防前列腺癌和阿尔茨海默症都没有任何用处(12)。
可是，所有这些结果还是没能阻碍全球抗氧化剂市场的扩大。这个市场包括了从食物，饮料，化妆品，到牲畜饲料添加剂在内的一系列产品。有人估计市值将会从2013年的21亿美元增长到2020年的31亿美元。
自由基对健康有益？
事实上，自由基不仅仅是新陈代谢过程中产生的有害物质，也是生物体内很重要的信号传导分子。
就好像，火很危险，但是人类还是找到方法来控制和利用它，成为我们日常生活不可缺少的东西。生物体也找到了很多机理来控制和利用自由基。例如，自由基的一类 -- 活性氧可以影响很多转录因子的活性，影响广泛的基因表达。
体内本身就有很多可以分解和清除自由基的酶和物质。
当前，大多数研究衰老的科学家们都同意自由基会造成细胞损伤，但是这似乎是人体对压力的正常反应。有很多新的论文发现体内高水平的自由基可能对健康有益。
不知道大家有没有听说过一个毒理学理论：毒物兴奋效应 (Hormesis)。指的是高剂量毒物对生物体有害；相反，低剂量毒物，能够刺激生物体产生像免疫反应一样的自适应性，反而对生物体有益。
这个概念现在也被一些研究抗衰老的科学家所接受。有一些新的研究表明单次或多次暴露于低剂量的有害物质，如活性氧，辐射和热应激可能具有多种抗衰老和延长寿命的效果(13, 14)。
一个例子是寿命最长的啮齿类动物，裸鼹鼠 (naked mole rats). 它的寿命可以高达31岁，比种系相近的小鼠(大部分平均寿命2年)长得多，并且不容易得癌症。年轻的裸鼹鼠，体内的氧化损伤比同年龄的小鼠高很多。但是随着年龄的增长，裸鼹鼠体内的氧化损伤并没有很大程度的增加，而是维持在年轻的水平。相反，随着年纪的变大，小鼠的氧化损伤则是迅速增加 (15, 16)。
同样的现象在长寿的埃姆斯矮人老鼠的心血管系统；多个基因改造过的，会产生过量自由基的小鼠模型里面也看到了。
但是，毒物兴奋效应理论还是有很多争议的。很多问题还需要更多更深入的研究来证实：
所有的毒物都是这样？
人体对毒物也会这样反应？
毒物的剂量要多低才不会有毒，反而有保护作用？
需要多长时间的接触？长时间的接触有害，短暂的接触可能不会引起任何反应。
在没有更多的数据来证实这个理论的时候，千万不要自己去尝试摄入低剂量毒物！我对这个理论持保留意见。
最后的结论是，抗氧化的维生素对人体很重要。但是，在正常健康饮食的情况下，额外补充并没有什么必要。
当体内明显缺少特定的维生素时，才需要额外补充。
补充的最好方式是从膳食中获取，因为食物中包含多种抗氧化物，它们可以一同发挥功效。正常人多吃点蔬菜水果就足够了。
参考文献：
N. Stafford, Denham Harman. BMJ : British Medical Journal 350, (2015).
D. Harman, Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J Gerontol 11, 298-300 (1956).
D. Harman, Prolongation of the normal life span by radiation protection chemicals. J Gerontol 12, 257-263 (1957).
R. S. Sohal et al., Effect of coenzyme Q10 intake on endogenous coenzyme Q content, mitochondrial electron transport chain, antioxidative defenses, and life span of mice. Free Radic Biol Med 40, 480-487 (2006).
G. Bjelakovic, D. Nikolova, L. L. Gluud, R. G. Simonetti, C. Gluud, Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases. Cochrane Database Syst Rev, CD007176 (2012).
G. Paulsen et al., Vitamin C and E supplementation alters protein signalling after a strength training session, but not muscle growth during 10 weeks of training. J Physiol 592, 5391-5408 (2014).
G. S. Omenn et al., Effects of a combination of beta carotene and vitamin A on lung cancer and cardiovascular disease. N Engl J Med 334, 1150-1155 (1996).
M. L. Heaney et al., Vitamin C antagonizes the cytotoxic effects of antineoplastic drugs. Cancer Res 68, 8031-8038 (2008).
G. Bjelakovic, D. Nikolova, R. G. Simonetti, C. Gluud, Antioxidant supplements for prevention of gastrointestinal cancers: a systematic review and meta-analysis. Lancet 364, 1219-1228 (2004).
G. Bjelakovic, D. Nikolova, L. L. Gluud, R. G. Simonetti, C. Gluud, Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. JAMA 297, 842-857 (2007).
S. K. Myung et al., Efficacy of vitamin and antioxidant supplements in prevention of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. BMJ 346, f10 (2013).
A. Slomski, Vitamin E and Selenium Fail to Prevent Dementia in Men. JAMA 317, 2054 (2017).
D. Gems, L. Partridge, Stress-response hormesis and aging: "that which does not kill us makes us stronger". Cell Metab 7, 200-203 (2008).
S. I. Rattan, Hormesis in aging. Ageing Res Rev 7, 63-78 (2008).
B. Andziak, R. Buffenstein, Disparate patterns of age-related changes in lipid peroxidation in long-lived naked mole-rats and shorter-lived mice. Aging Cell 5, 525-532 (2006).
B. Andziak et al., High oxidative damage levels in the longest-living rodent, the naked mole-rat. Aging Cell 5, 463-471 (2006).
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