抗氧化劑及其包含抗氧化劑的食物
顧名思義,抗氧化劑是一種能夠抵制有害物質(zhì)并使動(dòng)物組織的生理氧化過(guò)程正常的物質(zhì)??寡趸瘎┲泻叙B(yǎng)料(維生素和礦物質(zhì))以及酶(體內(nèi)含有的可輔助化學(xué)反應(yīng)的蛋白質(zhì))。人們認(rèn)為這些抗氧化劑對(duì)于防止癌癥、心臟病、中風(fēng)、阿爾茨海默氏病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及白內(nèi)障等慢性疾病具有一定作用。
當(dāng)產(chǎn)生的有害分子(即自由基)超出抗氧化劑的保護(hù)能力時(shí),將出現(xiàn)氧化應(yīng)激現(xiàn)象。自由基是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的原子或分子碎片,它們因含有過(guò)量電子或缺少電子而帶電。例如,過(guò)氧陰離子、羥基、鐵和銅等過(guò)渡金屬、硝酸根以及臭氧都屬于自由基。從生物學(xué)角度而言,含氧自由基,即活性氧(ROS),是最重要的自由基?;钚匝醢ㄟ^(guò)氧化基、羥基以及包含不成對(duì)電子的含氧衍生物,例如過(guò)氧化氫、單態(tài)氧和次氯酸。
由于自由基含有一個(gè)或多個(gè)不成對(duì)電子,因此它們的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?。它們?cè)谌梭w內(nèi)四處活動(dòng),以獲取或放出電子,從而損害了人體細(xì)胞、蛋白質(zhì)以及DNA(遺傳物質(zhì))。這種氧化過(guò)程還可以導(dǎo)致油類腐敗變質(zhì)、去皮的蘋(píng)果變成褐色以及鐵生銹。
我們無(wú)法避免自由基造成的損壞。自由基既可以來(lái)自人體內(nèi)部(內(nèi)生自由基),也可來(lái)自人體外部(外生自由基)。人體內(nèi)部的氧化劑產(chǎn)生于人體的有氧呼吸、新陳代謝以及炎癥等。外生自由基則產(chǎn)生于各種環(huán)境因素,例如污染、陽(yáng)光、劇烈運(yùn)動(dòng)、X射線、抽煙以及飲酒等。人體抗氧化系統(tǒng)并不完善,隨著年齡的增長(zhǎng),因氧化作用而受損的細(xì)胞會(huì)不斷積聚。
抗氧化劑通過(guò)中和自由基來(lái)阻止氧化反應(yīng)。在此過(guò)程中,抗氧化劑自身將被氧化。因此,人體需要不斷補(bǔ)充包含抗氧化劑的養(yǎng)分。
抗氧化劑的作用方式可分為下列兩種類型:
斷鏈型——自由基釋放或獲得一個(gè)電子后,另一個(gè)自由基又產(chǎn)生了。隨后該分子對(duì)第三個(gè)分子重復(fù)同樣的過(guò)程,從而不斷產(chǎn)生更不穩(wěn)定的自由基。該過(guò)程將一直持續(xù)下去,直至出現(xiàn)以下情況才會(huì)終止:自由基經(jīng)β-胡蘿卜素、維生素C和E等斷鏈抗氧化劑的作用得以穩(wěn)定,或自由基失去電子或得到電子而呈中性。
預(yù)防型——抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶等)通過(guò)降低鏈引發(fā)反應(yīng)率達(dá)到防止氧化的目的。也就是說(shuō),這些抗氧化劑通過(guò)清除體內(nèi)的引發(fā)基而阻止氧化鏈的啟動(dòng)。它們還可以通過(guò)穩(wěn)定過(guò)渡金屬離子(如銅離子和鐵離子)的方式防止氧化。
體內(nèi)抗氧化劑的有效性取決于自由基的類型、生成的方式和位置以及損害對(duì)象的位置。因此,抗氧化劑在某種系統(tǒng)內(nèi)可有效地抵抗自由基,而在其他系統(tǒng)中卻全然無(wú)效。在某些環(huán)境中,抗氧化劑甚至可能充當(dāng)“助氧化劑”,產(chǎn)生有毒的含氧物質(zhì)。
抗氧化劑營(yíng)養(yǎng)素
我們?cè)陲嬍持袛z取的抗氧化劑在控制自由基引起的損害方面具有重要作用。每種營(yíng)養(yǎng)素的結(jié)構(gòu)和抗氧化功能都有其獨(dú)特性。
維生素E實(shí)際上是一個(gè)通用術(shù)語(yǔ),是指表現(xiàn)出生育酚異構(gòu)體(異構(gòu)體是化學(xué)式相同但原子排列不同的兩種或兩種以上分子中的一種)生物活性的所有物質(zhì)(迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了8種)。α-生育酚是應(yīng)用最廣泛的異構(gòu)體,其生物效能最高,對(duì)人體作用最強(qiáng)。因其可溶于脂肪(并且只能溶于脂肪),α-生育酚有著獨(dú)特的作用,可防止細(xì)胞膜(主要由脂肪酸構(gòu)成)受到自由基的破壞。同時(shí),α-生育酚還可防止低密度脂蛋白(LDL或“有害”膽固醇)被氧化。
維生素C也稱抗壞血酸,是一種水溶性維生素。它能清除水環(huán)境中的自由基,如細(xì)胞內(nèi)的自由基。維生素C和維生素E可并肩作戰(zhàn),共同消滅自由基。維生素C還可重新生成被還原(穩(wěn)定)的維生素E。
β-胡蘿卜素也稱水溶性維生素,是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的600種類胡蘿卜素中研究最廣泛的一種??茖W(xué)家認(rèn)為,它是消滅單態(tài)氧(一種不帶電的活性氧,對(duì)細(xì)胞有害)最好的武器。此外,β-胡蘿卜素對(duì)于清除低氧環(huán)境中的自由基也極其有效。
硒是一種微量元素。雖然人體對(duì)這種礦物質(zhì)的需求量很少,但它卻是人類生存所不可或缺的。它構(gòu)成了某些抗氧化酶(包括谷胱甘肽過(guò)氧化物酶)的活性部分。
礦物質(zhì)錳和鋅也是微量元素,是各種抗氧化酶不可或缺的元素。
抗氧化酶
抗氧化酶中的過(guò)氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)以及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)是人體內(nèi)用于破壞自由基的主要防線。
過(guò)氧化物歧化酶首先減少超氧自由基(O2-)(向超氧自由基增加一個(gè)電子),以生成過(guò)氧化氫(H2O2)和氧氣(O2)。
2O2- + 2H -- SOD --> H2O2 + O2
然后,過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶與蛋白質(zhì)谷胱甘肽同時(shí)作用,將過(guò)氧化氫還原,并最終生成水(H2O)。
2H2O2 -- CAT --> H2O + O2
H2O2 + 2glutathione -- GPx --> oxidized glutathione + 2H2O
(氧化后的谷胱甘肽隨即將被另一種抗氧化酶——谷胱甘肽還原酶還原。)
它們共同修復(fù)被氧化的DNA,降解被氧化的蛋白質(zhì),破壞被氧化的脂質(zhì)(類似脂肪的物質(zhì),是細(xì)胞膜的成分)。其他各種酶構(gòu)成了二級(jí)抗氧化防線,以防止人體受到進(jìn)一步的破壞。
其他抗氧化劑
除了酶、維生素和礦物質(zhì)以外,許多其他營(yíng)養(yǎng)素和化合物也具有抗氧化特性。其中輔酶Q10(CoQ10,即泛醌)是產(chǎn)生能量的必要元素,也能防止人體受到自由基的損害。尿酸是DNA 代謝的一種產(chǎn)物,它作為一種重要的抗氧化劑已得到人們的廣泛認(rèn)可。另外,植物中還存在一種叫植物化學(xué)素的物質(zhì),人們正在對(duì)它的抗氧化性以及“養(yǎng)生”效果進(jìn)行研究。
有人可能會(huì)認(rèn)為,既然抗氧化劑能消滅自由基的不良效果,服用它肯定是多多益善。而實(shí)際上,盡管人們很少質(zhì)疑抗氧化劑對(duì)維護(hù)健康的必要性,但對(duì)于是否應(yīng)服用抗氧化劑補(bǔ)充劑以及服用多少卻并不清楚。以前,人們一直認(rèn)為抗氧化劑對(duì)人體無(wú)害。但現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn),抗氧化劑存在著潛在毒性,并且會(huì)與藥物發(fā)生作用,因此過(guò)量服用該物質(zhì)可能對(duì)身體有害。切記,過(guò)量服用抗氧化劑有可能會(huì)適得其反。
這種說(shuō)法的依據(jù)何在?迄今完成的諸多實(shí)驗(yàn)性(介入)研究得出了多種結(jié)果:
α-維生素E、β-胡蘿卜素癌癥預(yù)防研究(ATBC)項(xiàng)目對(duì)多名煙癮和酒癮較重的芬蘭男性志愿者進(jìn)行了試驗(yàn)。志愿者們分別服用了20毫克的合成β-胡蘿卜素、50毫克的維生素E,或同時(shí)服用兩者或僅服用一片安慰劑。8年后,服用了維生素E的男性與未服用的男性相比,前者的前列腺癌發(fā)病率和死亡率要比后者分別低32%和41%。然而,4年后卻發(fā)現(xiàn),僅服用了β-胡蘿卜素的男性的肺癌發(fā)病率和死亡率卻比未服用者分別高出16%和14%。
類胡蘿卜素和視黃醇療效試驗(yàn)(CARET)項(xiàng)目選擇吸煙者或石棉工人作為試驗(yàn)對(duì)象。他們分別服用了30毫克的合成β-胡蘿卜素以及25,000國(guó)際單位(IU)的視黃醇(預(yù)成型的維生素A)或安慰劑。初步研究表明,與服用安慰劑的人群相比,服用β-胡蘿卜素的人群的肺癌發(fā)病率要高出28%,于是研究提前終止。
由22,000名醫(yī)師(其中11%的醫(yī)師為吸煙者,40%的醫(yī)師有吸煙史)參與的醫(yī)師健康研究(PHS)表明,經(jīng)過(guò)12年的跟蹤調(diào)查后,研究者們既沒(méi)有發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素有任何保護(hù)作用,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何毒副作用。參與者通過(guò)隨機(jī)方式選出,他們每隔一天服用50毫克的β-胡蘿卜素或安慰劑。(目前正在進(jìn)行第二次醫(yī)師健康研究,此項(xiàng)研究旨在檢驗(yàn)β-胡蘿卜素、維生素E、維生素C以及含有葉酸的多種維生素是否會(huì)對(duì)65歲及65歲以上健康男性認(rèn)知力的下降起到減緩作用)
1997年美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究表明,每天服用60毫克維生素E可增強(qiáng)65歲以上健康老年人的免疫系統(tǒng),每天服用200毫克,持續(xù)4個(gè)月后,免疫系統(tǒng)會(huì)改善4-6倍。但是,如果研究對(duì)象每天服用800毫克的維生素E,與未服用者相比,其免疫力會(huì)降低。
2001年醫(yī)學(xué)界進(jìn)行了一項(xiàng)安慰劑控制的臨床隨機(jī)試驗(yàn),即老年眼疾研究試驗(yàn)(AREDS)。研究表明,與服用安慰劑相比,每天補(bǔ)充500毫克的維生素C、400 IU的維生素E、15毫克的β-胡蘿卜素、80毫克的鋅以及2毫克的銅可大大降低老年性黃斑變性(AMD)的發(fā)病率。另外,服用抗氧化劑加鋅至少能明顯降低中度眼疾的患病率。
對(duì)于上述試驗(yàn)結(jié)果,有幾種可能的解釋:
抗氧化劑補(bǔ)充劑的劑量可能高于飲食中的攝取量,從而產(chǎn)生毒副作用。
水果和蔬菜可能含有其他養(yǎng)分,這些養(yǎng)分與抗氧化劑共同作用,是保護(hù)人體不可缺少的部分。
研究對(duì)象可能年齡過(guò)大,不適宜再服用抗氧化劑,或者他們的生活方式很不健康,所以抗氧化劑無(wú)法產(chǎn)生有益的作用。
此外,大量觀察性研究(由于這些研究旨在找出食物中的抗氧化劑與人體健康之間的關(guān)系,因此并未給研究對(duì)象服用抗氧化劑補(bǔ)充劑)表明,食用富含抗氧化劑的水果和蔬菜有助于降低癌癥、心臟病、中風(fēng)、白內(nèi)障、帕金森病、阿爾茨海默氏病以及關(guān)節(jié)炎等疾病的發(fā)病率。因此,即使在試驗(yàn)結(jié)果令人失望的情況下,科學(xué)家們?nèi)詧?jiān)持認(rèn)為飲食中的抗氧化劑有很多潛在的好處,只是并未明確指出不同的抗氧化劑系統(tǒng)如何在體內(nèi)協(xié)同保護(hù)人體不受自由基的損害。
美國(guó)心臟協(xié)會(huì)建議,在“沒(méi)有更全面的數(shù)據(jù)證明”之前,人們不要服用抗氧化劑補(bǔ)充劑,但建議“人們每天食用所有基本食譜中的各種食物”。美國(guó)醫(yī)學(xué)研究會(huì)食品和營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)是一家咨詢機(jī)構(gòu),隸屬于美國(guó)國(guó)家科學(xué)院。該機(jī)構(gòu)于2000年4月發(fā)布報(bào)告稱,維生素C、維生素E、硒以及諸如β-胡蘿卜素的類胡蘿卜素應(yīng)該從食物中攝取,而不應(yīng)該依賴于補(bǔ)充劑。在研究了有關(guān)抗氧化劑對(duì)健康利弊的現(xiàn)有資料之后,該機(jī)構(gòu)得出結(jié)論,現(xiàn)在還沒(méi)有充分的證據(jù)能夠證明攝入大量的抗氧化劑成分能夠抵抗慢性疾病。事實(shí)上,該機(jī)構(gòu)曾警告過(guò),服用過(guò)量的抗氧化劑可能會(huì)導(dǎo)致健康問(wèn)題,其中包括腹瀉、流血和中毒反應(yīng)。
自1941年開(kāi)始,通過(guò)參考大量的科學(xué)文獻(xiàn)、反復(fù)研究營(yíng)養(yǎng)素防止疾病的原理以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)素?cái)z取量方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,美國(guó)食物和營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)確定了健康飲食所需的營(yíng)養(yǎng)素類型和數(shù)量。針對(duì)每一類營(yíng)養(yǎng)素,該委員會(huì)均規(guī)定了膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量(RDA)和“可耐受最高攝入量”(UL),膳食營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量是指幾乎所有健康人群(占健康人群總數(shù)的98%)的每日攝入量標(biāo)準(zhǔn),而可耐受最高攝入量是指健康人每天服用而不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響的最大量。在某些情況下,該委員會(huì)認(rèn)為尚無(wú)充分的證據(jù)能夠確定服用多少特定營(yíng)養(yǎng)素對(duì)健康有益或有害。
最近幾年,該委員會(huì)一直在更新和擴(kuò)展用于確定膳食營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量和可耐受最高攝入量數(shù)值的系統(tǒng),這些數(shù)值現(xiàn)在統(tǒng)稱為“飲食參考攝取量”(DRI)。2000年公布的一份報(bào)告"Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoids" 給出了抗氧化劑的建議攝取量,如下所示:
抗氧化劑
建議的膳食營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量(成年人)
最高攝入量(成年人)
注釋
維生素E
15毫克
1,070毫克天然維生素E
785毫克合成維生素E
維生素C
女性:75毫克
男性:90毫克
2,000毫克
服用過(guò)量的維生素C可導(dǎo)致腹瀉以及其他胃腸功能紊亂。嚴(yán)重過(guò)量還可導(dǎo)致癌癥、動(dòng)脈硬化癥以及腎結(jié)石。β-胡蘿卜素
無(wú)
無(wú)
長(zhǎng)期過(guò)量服用β-胡蘿卜素會(huì)使皮膚變成桔黃色,但是該物質(zhì)沒(méi)有毒性。然而研究表明,服用的β-胡蘿卜素劑量最好不要超過(guò)從多種維生素以及日常飲食中攝取的量。
硒
55微克
400微克
過(guò)量服用該物質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致脫發(fā)、皮疹、疲勞、腸胃功能紊亂和神經(jīng)系統(tǒng)異常。
盡管對(duì)含有抗氧化劑的營(yíng)養(yǎng)素(尤其是維生素E)所做的研究令人充滿希望,但從食物中攝取抗氧化劑仍是明智之舉。研究不斷證實(shí),為了維護(hù)身體健康,您最好每天攝取5份水果和蔬菜,以此作為平衡膳食的一部分。下面列出了含有抗氧化劑的食物。如果您想服用抗氧化劑補(bǔ)充劑,請(qǐng)向醫(yī)生咨詢哪種補(bǔ)充劑最適合自己。
維生素E存在于植物油、胡桃、花生、杏仁、籽粒、橄欖、鱷梨、麥芽、動(dòng)物肝臟和綠葉蔬菜中。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部供圖
柑橘果(如橙子和葡萄柚)、莖椰菜、綠葉蔬菜、番茄、胡椒、馬鈴薯、甜瓜和草莓中富含維生素C。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部供圖
含β-胡蘿卜素的食物有甜瓜、芒果、番木瓜、南瓜、胡椒、菠菜、羽衣甘藍(lán)、白薯和杏。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部供圖
含硒的食物包括海鮮、牛肉、豬肉、雞肉、巴西干果、糙米和麩皮面包。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部供圖
有多種物質(zhì)含植物化學(xué)素。目前科學(xué)家正在對(duì)一些植物化學(xué)素的抗氧化性和降低患病風(fēng)險(xiǎn)的功能進(jìn)行研究,下面列出了這些植物化學(xué)素:
植物化學(xué)素食物來(lái)源
烯丙基硫醚洋蔥、大蒜、韭菜、細(xì)香蔥
類胡蘿卜素(例如,番茄紅素、葉黃素、玉米黃質(zhì))番茄、胡蘿卜、西瓜、羽衣甘藍(lán)、菠菜
姜黃素姜黃
類黃酮(例如,花色素苷、白藜蘆醇、櫟精、兒茶酚)葡萄、烏飯樹(shù)的藍(lán)色漿果、草莓、櫻桃、蘋(píng)果、葡萄柚、越橘、樹(shù)莓、黑莓
谷胱甘肽綠葉蔬菜
吲哚莖椰菜、花椰菜、卷心菜、抱子甘藍(lán)、白菜
異黃酮(例如,木黃酮、大豆異黃酮)豆科(豌豆、黃豆)
異硫氰酸鹽(例如,蘿卜硫素)莖椰菜、花椰菜、卷心菜、抱子甘藍(lán)、白菜
木酚素籽粒(亞麻籽、向日葵籽)
單萜柑橘果皮、櫻桃、堅(jiān)果
肌醇六磷酸全谷物、豆類
石炭酸、多酚、酚類化合物(例如,鞣花酸、阿魏酸、丹寧酸)葡萄、烏飯樹(shù)的藍(lán)色漿果、草莓、櫻桃、葡萄柚、越橘、樹(shù)莓、黑莓、茶葉
皂角苷豆類作物
當(dāng)然,除了食用充分的果實(shí)蔬菜外,健康的生活方式還需要定期鍛煉和遠(yuǎn)離煙草。
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