蕭偉傑醫師專欄
日惠好書心得系列－
(2016年3月20日)
「能量、性、死亡」
－抗老化宜從飲食和運動著手
蕭偉傑 醫師
最近讀了由英國倫敦大學學院生化學榮譽教授Nick
Lane，所著的「能量、性、死亡－粒線體與我們的生命」一書，以細胞內「粒線體」的產生能量為主軸，敘述了我們生命的起源、演化、兩性、老化和最終死亡，說出粒線體的能量帶來創造及毀滅，是本值得閱讀的生命科學好書。
能量
最初之始，海底火山湧出的熱泉為還原性高的海水，海表面為氧化性高的海水，兩相交互混著，正巧其中有鐵硫礦物質成分，形成了「膜性物質」，於膜內、膜外自然形成具「還原氧化性」梯度，也可稱「酸鹼度」梯度和「電位」梯度，具「質子推動力」，可產生能量。
地球已有45億年的年齡，20億年前細菌出現了，細菌為最原始的生命體，細菌以外膜攝取能量以維生，能量的產生亦是以膜內膜外具「酸鹼度」和「電位」梯度之「質子推動力」產生。
剛好，出現一種叫「粒線體」細菌，其菌體除外膜外，內部亦具有可產生能量的「內膜」，可以內膜產能供菌體使用。
細菌在20億年的演化史，無法更進一步演化，是因細菌僅以外膜攝取有限的能量，正巧有一次，不具共生特性的細菌，突然一細菌和粒線體菌共生為一體，稱「真核細胞」，此時的粒線體菌，提供的支援就如在細胞內新裝置一發電機，大量的產生能量以供細胞使用，加上兩菌的基因結合，就開始壯大和趨複雜性，並營「吞噬」行為，以獵取食物壯大自已，壯大後的真核細胞，體積為細菌的1萬倍至10萬倍，真核細胞後來演化為今日真菌、藻類、植物、動物等多采的繽紛世界。
人體每個細胞有300-400粒線體，估算人體有1萬兆個粒線體在幫助每人發電，粒線體還是延用膜性電位梯度、酸鹼度梯度做發電，產能結構稱「呼吸鏈」，為如一串導電電線，攝取食物會轉成「電子」，電子會經一串呼吸鏈而生成ATP(腺苷三磷酸)的能量，以供身體使用。
但若呼吸鏈不順通或身體能量已然夠多，電子經呼吸鏈的途徑會受阻而出現「電子滲漏」，滲漏電子和氧一接觸，變為會損傷組織細胞或粒線體的「自由基」。
自由基不全然是壞的，自由基的好處為，其可提醒細胞的細胞核製造更多健全的粒線體，以提供更多呼吸鏈讓多餘的電子通過以生成更多能量，也同時可防範滲漏電子轉變為「自由基」。
性
此時，若真核細胞的細胞核出現了問題，無法有效製造更多健全的粒線體，粒線體就會促使兩個不同的真核細胞融合，細胞相融合後，兩細胞核可進行「基因重組」，基因重組可有效修復受傷一方的細胞核，爾後，就可再製造健全的粒線體，這種相融合的兩真核細胞過程，就是後日「兩性交配」的最初模子，也是「多細胞個體」形成的開始。
老化
在多細胞個體內的真核細胞，行「兩性交配」相融合的基因重組後，尚無法製造健全的粒線體以供細胞內使用時，太多的不健全粒線體會自動發出「細胞凋亡」指示，將此嚴重損傷的細胞消失掉。
「細胞凋亡」有如同中央監控管理系統，有汰舊換新的功能，可除去因感染、化學損傷、放射損傷、變質、癌症的不正常細胞，以保住多細胞個體的完整性。
「細胞凋亡」有好的功能，也是不利的缺失，「老化」就是不利的缺失，因「細胞凋亡」可將一個個嚴重損傷的細胞消失掉，但會使單位內有效功能的細胞減量，最終使少量細胞負擔同樣工作，這就是「老化現象」。
故要防止老化，最重要是要防止粒線體呼吸鏈中的「電子滲漏」，其防止方式有兩種:
1.不讓「電子量太多」，「食量大增」的卡洛里增加就會使電子量大增.
2.要將能量有效地應用，人體粒線體產生的能量，除供身體活動外，產生的能量有1/4用於讓身體產熱，身體產熱是溫血動物的特點和優勢，溫血動物可適應地球各溫度情況下生存。
在溫血動物中，鳥類最能抗老化，相對的壽命也最長，其和鳥類的體溫最高，呈390C，每天持續做很消耗體能的飛翔動作有很大相關性。
所以要抗老化的防止「電子滲漏」，宜不要吃太多營養卡洛里食物的讓呼吸鏈的電子量大增，電子太多就會滯留，滯留就會滲漏而出現更多具損傷性的自由基，當然多做運動的讓身體產熱，也可使能量暢流，少出現自由基。
好書推薦:
書名: 能量、性、死亡－粒線體與我們的生命 (POWER, SEX, SUICIDE,
Mitochondria and the Meaning of Life)
作者: Nick Lane
譯者: 林彥綸
出版社: 貓頭鷹出版(2013)
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