笔者东邪

对于需要氧气维持生命活动的生物来说，氧气的重要性不言而喻，对于人类更是如此。曾有实验探究人在极端情况下的生存能力，结果发现在没有进食的情况下人最多可以活3个星期，但在没有水喝的情况下人只能活3天。最可怕的还是氧气短缺，如果体内供氧连续缺乏3分钟，那么人类的生命很可能就结束了。

人类呼吸需要氧气，并不是为了从氧气中获取能量和营养，而是为了让体内的生理反应有发生的条件，因为氧气对于人体来说是绝佳的氧化剂，它随着血液的流动输送到全身各个组织器官，让所有组织器官都能利用氧气进行生理反应。一旦短时间缺乏氧气，那么体内的新陈代谢会出现异常，长时间缺乏氧气，体内组织和器官会发生不可逆转的衰竭。

然而有不少现代科学研究表明，氧气还是一种让人体衰老的气体，甚至有说法认为氧气是一种慢性“毒药”，人类受到它的迫害而不自知。那么氧气是如何让人体衰老的呢？有什么办法可以抗击这种衰老呢？

氧气对人体发挥了什么作用？氧气对人体最重要的作用就是辅助新陈代谢的正常运行。人通过呼吸将氧气吸入体内，再将二氧化碳呼出体外。氧气通过气道进入肺部，然后进入附着在肺部周围的肺泡上，由于肺泡的细胞膜很薄，因此氧气能够轻松地透过肺泡膜进入血液中。血液里的血红蛋白能与氧气结合，然后随着血液的循环流到全身各部分的组织去。

各部分组织吸收氧气后，各自所负责的生理反应逐渐开始了。许多组织的细胞中含有线粒体这一“能量工厂”，它的使命是将已经分解好的葡萄糖再次进行生化反应，然后产生能量和二氧化碳。在葡萄糖分解的过程中，氧气发挥了氧化的作用，使得线粒体能够正常产出能量，供给组织使用。

对于健康的人来说，氧气的重要性一般体现不出来，因为我们健康的机体能够自主地进行氧气的摄取，从而保证体内新陈代谢的正常运行。但对于身患重病的人来说，尤其是出现危及生命的人来说，氧气就像是他们的救命稻草，只要断掉氧气的供应，他们的生命随时都会逝去，因为他们无法正常地呼吸，需要外部设备将氧气输送进入体内。

今年4、5月份印度疫情再次发生大规模暴发，对印度的公共卫生系统造成史无前例的冲击。根据新闻报道，印度一些地方由于病人实在太多了，而医疗设备十分有限，最后不得不断掉对他们的氧气供应，新冠肺炎重症患者几乎无法自主呼吸，这一断供相当于将他们的生命推向了绝望。

为什么说生理上的氧化反应是不完美的？

即使人体的新陈代谢离不开氧气，但实际上氧气并非一种完美的气体，因此它在人体内参与的氧化反应也注定不是完美的反应，为什么这么说呢？这还要回到氧气在体内参与的反应中去，氧气在细胞中与脂肪酸、葡萄糖等发生反应后，会产生一种名为三磷酸腺苷的物质，学过中学生物的朋友应该对这个专业名词不陌生，它其实就是能量ATP。

然而在脂肪酸和葡萄糖发生氧化反应后，除了会产生能量、二氧化碳和水之外，还会产生微量的氧自由基。科学研究表明，进入体内的氧气有98%都会在细胞器中参与氧化反应，负责把葡萄糖和脂肪酸转化为能量，同时也有2%的氧自由基生成。这些氧自由基的种类比较丰富，例如有单线态氧、羟基自由基、过羟基自由基等。

氧自由基通常无法被人体主动排出体外，这导致它们在人体内“游荡”，然后不断地“搞破坏”。实验证明，氧自由基不仅能够破坏大分子链，还能改变蛋白质的性质，甚至会破坏遗传物质的完整性。先来说说氧自由基对细胞膜的破坏，细胞膜是磷脂双分子层，双层结构的中间可能嵌入了一些结构蛋白，它们是细胞内外物质运输的通道。

氧自由基对细胞的破坏性表现在它能够将磷脂分子中的氢原子给置换出来，然后磷酸分子的性质就被改变了，使得它能够与其他脂肪酸或蛋白质发生反应。生物学上将这种作用称为“脂膜过氧化”，它会引起多方面的消极影响，例如导致细胞膜的硬度增加、降低细胞膜的流动性、改变细胞膜上受体的活性等等。

氧自由基还有哪些危害？

氧自由基的破坏性还不止以上所说的那些，它在一些特殊情况下产生后会对人体造成内在的致命伤害。当人体因为中毒、遭受外伤等原因导致体内的组织处于缺氧状态时，细胞色素氧化酶无法将氧气还原成水，在这种情况下氧原子容易失去一个电子，形成具有杀伤力的氧自由基。氧自由基不仅会破坏细胞膜的结构，还会破坏线粒体，甚至是断绝细胞能量的来源。

其次，氧自由基还会破坏溶酶体，导致细胞发生异常的自溶现象。此外，氧自由基对于非细胞结构也具有强大的破坏性，它会破坏血管壁上的黏合剂，导致原本密封性很好的血管出现大大小小的漏洞，进而导致漏血、渗液的情况发生，最后造成水肿、紫癜等症状。对于氧自由基的危害性，不少人关心的是它会导致衰老的特性。

氧自由基之所以会导致人体衰老，根本原因是它具有十分活跃的化学性质，它一经产生，基本上是逮到谁就和谁发生反应。目前已经明确了解到氧自由基会侵害人体内的核酸和蛋白质，从而导致一系列破坏细胞的情况。如果人体内堆积的氧自由基越多，那么机体衰老的速度就越快。我们在老年人脸上看到的斑点其实就是氧自由基氧化分解脂类物质后形成的丙二醛。

氧自由基让人衰老的内在原因是它会攻击膜外受体，膜外受体相当于细胞的“情报兵”，它能及时感受到细胞外部的激素环境，从而控制细胞内的生化反应。但在氧自由基攻击了膜外受体后，受体的活性大幅度降低，导致细胞对激素环境不敏感，而激素的释放是体内的信息传递，如果细胞接收不到这些调节信息，那么细胞则很容易出现异常。

理论上可以怎样限制氧自由基的产生？

目前科学家已经发现了许多对付氧自由基的方法，大部分方法都需要依靠氧自由基清除剂或抑制剂。这些氧自由基的克星主要让向氧自由基提供电子，让它发生还原反应，进而失去氧自由基原来的活性。有些方法是增强人体内抗氧化酶的活性，例如超氧化歧化酶和过氧化氢酶，它们都是人体内清除氧自由基的重要系统。

此外，研究表明维生素C、E都具有清除或抑制氧自由基的作用，人体内能够合成一部分维生素C和微生物E，但要达到限制氧自由基的效果，还需要通过外界摄入营养物质来进行补充。营养学家通过研究发现，日常生活中许多水果和蔬菜都具有清除超氧负离子的作用，例如青菜、黄芽菜、蒜苗等，水果中富含维生素C的就有葡萄、桔子，富含维生素E的就有柠檬、豌豆等。

我们所说的新陈代谢其实包括两个部分，一部分是合成代谢，另一部分是分解代谢，这两部分所产生的氧自由基都是无法避免的，因此我们的机体为了控制氧自由基的破坏作用，演化出了许多应对机制。实际上人类也能主动去降低氧自由基的破坏性，主要原理是降低新陈代谢的速率。

曾有实验指出，长期给小鼠限定进食量，同时保证它能维持生命，它的寿命通常会有所增加。同样的道理，如果人类主动降低体内的新陈代谢，那么相当于降低了体内的氧化反应，这能让机体的活力得到部分恢复，同时也降低了氧自由基的浓度。

其实氧气和二氧化碳都具有两面性

综上所述，氧气并不是一种完美的气体。毫无疑问的是，人类生存需要氧气，但氧气在人体内也会产生一些负面作用，这可能是造物者精心设计的机制，印证了“硬币有正反面”的道理。同样具有正反两面性的气体还有二氧化碳，说到二氧化碳很多人对它的第一印象是消极的，认为它是导致温室效应的罪魁祸首。

二氧化碳确实是导致温室效应的直接原因，但温室效应的罪魁祸首是人类，人类通过工业生产、产品的使用等产生了大量二氧化碳。而对于自然生物来说，二氧化碳是必不可缺的碳源，尤其是对于植物来说。如果空气中的二氧化碳含量低于正常水平，那么地球上的植物生长将会受阻，进而动摇生态系统的根基。