關於新冠病毒感染和預防 (1)
健康人體功能的維持,如心髒跳動,胃腸道蠕動,走路跑步等等都需要能源持續不斷的供應身體相應組織細胞,就像一輛跑在高速路上的汽車需要汽油燃燒一樣。我們身體的能源主要來自食物中的葡萄糖和脂肪,經過線粒體的氧化磷酸化代謝,持續而高效地為我們身體各個細胞供能。而這兩種能源經線粒體代謝產能的同時,也產生了一種對細胞有害的副產物,被稱為"自由基"。自由基對人體的危害主要是誘發組成細胞的蛋白質,脂類分子氧化,使結構改變,各種酶功能損傷和細胞膜。所以線粒體這個細胞內發電廠其實是"核電站",即不但發電,還有核泄漏,就是產生自由基。
事實上葡萄糖代謝是分兩段進行:血中的葡萄糖首先通過特定的葡萄糖通道進入到細胞內,在細胞漿經過"無氧降解"的十步反應產生2個ATP(能源單位)(與釀酒製醋一樣); 然後酵解的產物-丙酮酸進入到線粒體內,在我們呼吸的氧氣的幫助下經過"氧化磷酸化"徹底分解出34個ATP。所以一個葡萄糖分子經過酵解和氧化磷酸化一共能產出36個ATP。脂肪提供的能量也是在線粒體內通過氧化磷酸化逐漸被分解出來。所以葡萄糖酵解和線粒體的氧化磷酸化的區別就是: 糖酵解僅僅產出2個ATP,但不需要氧氣,所以沒有自由基的產生;而進一步發生在線粒體內的氧化磷酸化,雖然大大提高了葡萄糖的利用效率,但會伴有害的自由基。
病毒感染複製與細胞分裂時一樣,不但需要能源,更重要是對細胞分裂早期發生的遺傳物質(DNA)複製時要避免出錯,稱為'複製突變',以確保母代的遺傳特性穩定地傳給下一代。所以對複製時細胞內的“氧化還原態”的要求極高,為此葡萄糖酵解被選為細胞分裂時的重要代謝途徑是因為它滿足了這兩個條件,即可以產ATP,而且沒有自由基。為此通過生物進化過程,葡萄糖酵解途徑與DNA的複製偶聯在一起,加上穀氨酰胺的降解,為合成新細胞提供所需要的能量,還原環境和所有生物材料。這個現象是由一位德國醫學家在1920年代在腫瘤細胞的增殖被發現。這個糖酵解於細胞分裂相偶聯的現象, 不但出現在腫瘤細胞,而且是所有正常快速增值的細胞,如早期胚胎細胞,幹細胞,甚至病毒在感染宿主細胞後的複製都無一例外地采用葡萄糖酵解完成子代DNA的複製。目的就是避免複製突變,以確保子代的遺傳特性與母代一致,從而達到“種瓜得瓜,種豆得豆”的目的。
由於葡萄糖酵解和氧化磷酸化是‘上遊-下遊’的關係,所以位於下遊的線粒體的氧化磷酸化功能是否正常直接影響位於上遊的糖酵解的"增加程度"和"時間長短". 以心肌細胞的葡萄糖代謝為例,葡萄糖代謝經過酵解是一帶而過,時間短,且沒有滯留。酵解產物完全進入線粒體的氧化磷酸化徹底分解出36個ATP,供心肌收縮;而在快速分裂的正常胚胎細胞、由於下遊線粒體的暫時關閉,使上遊酵解暫時增強,此時DNA複製,以避免複製突變。DNA複製完成後線粒體恢複功能,酵解減弱,葡萄糖產能效率提高,為細胞的有絲分裂和分化,功能以提供能量。
就像我們日常生活中經常遇到的洗菜池的淤堵往往是因為下水道的堵塞引起;而通過疏通下水道清淤往往可以馬上解除洗菜池的淤積。由此看來,葡萄糖的代謝途徑的調節關鍵是在線粒體的功能正常。如果線粒體功能下降,如老年人,則葡萄糖的酵解水平會被動增加,形成了以酵解為主的‘酸性還原態’,而有利於細胞分裂如腫瘤細胞和病毒複製。動物實驗發現,將健康小鼠的線粒體經靜脈注入黑色素瘤模型的小鼠體內,可以有效的抑製腫瘤的生長,延長存活期,並完全扭轉了患腫瘤小鼠的葡萄糖代謝途徑,使腫瘤細胞的‘酸性還原態’的環境變成‘堿性的氧化態’,從而不再適合腫瘤細胞分裂並增加細胞死亡。這個實驗充分說明了線粒體功能正常對維護健康的重要性。所以目前提倡的‘健康生活方式’如適當節食和加強有氧運動,其根本就是保持葡萄糖代謝下遊的線粒體功能正常,確保"下水管道"通暢無堵,以避免上遊的酵解淤堵,造成腫瘤分裂、病毒複製的機會。所以健康的生活方式使我們體內處於堿性的氧化態,是我們有效減少腫瘤發生,抵禦病毒感染的根本。中醫也認為:其邪所湊,其氣必虛。供參考