氧的雙刃 話說氧的毒性

看過「星際大戰」的讀者應該知道電影中所謂宇宙生物能量聚積的「力量(the Force)」有光明的一面，也有黑暗的一面，可是他們多數應該不知道，提供我們身體力量的「氧」，有光明的一面，也有黑暗的一面，科學家將氧的這種雙面特性稱為「氧的矛盾 (oxygen paradox)」，表示它像刀的兩刃，好壞兼具。

一般而言，一個人若沒有氧氣超過三分鐘可能就會腦死，氧的重要性可見一斑，它最重要的功能是將我們由食物吸收或代謝得來的葡萄糖轉變為ATP（腺苷三燐酸），儲存能量。我們身體的許多活動，例如肌肉的收縮，需要ATP提供能量。氧的重要性讓它在我們的心中佔有至高無上的地位，嚴重的病人藉由它維持生命，得到康復的機會。然而，近三十年來自由基(free radicals)生物與醫學研究的進展，卻證實了氧另有黑暗的一面，這在日常生活中就可見到，氧的作用稱為氧化，它讓切開的蘋果變黑（如圖）、白紙變黃、銅鐵生銹、油脂酸敗。

在生物體中，我們觀察到在細胞內氧的作用比在空氣中快很多，因在細胞內的氧多以自由基的型式存在，它源自於新陳代謝所內生，或外來化學污染物所促成。氧自由基具有高度活躍的特性，在體內產生許多不良的反應，氧的毒性就因此造成。為了對抗氧的毒性，生物體內也生成許多抗氧化物，其中包括一些抗氧化酶，去排除氧自由基或移除有害的中間產物。引起氧毒性的不良反應改變了蛋白質的功能與結構，將脂肪變性影響細胞膜的穩定，氧與DNA作用的結果，造成細胞的突變，這些作用導致細胞的退化以及生成多種的疾病。

氧既然有光明與黑暗的雙面，那麼體內的氧化與抗氧化的平衡就很重要，如下圖所示，當兩者平衡時，身體就可以維持良好的健康，當兩者失衡如氧化過多或抗氧化不足時，稱為氧化壓力(oxidative stress)，氧化壓力不減輕，身體遲早就要生病。