氧化应激干扰有望成为预防疾病新手段

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氧化应激(OS)是指机体在需要清除体内老化的细胞，或在遭受各种有害刺激时，体内高活性分子，如活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基(RNS)产生过多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系统和抗氧化系统失衡，从而导致组织损伤。此领域的研究一直是基础研究的热点。近年来，美国的研究人员提出氧化应激干扰的新观点，并对抗氧化治疗的研究取得一些新的进展。
▲氧化应激窗口期理论的提出
美国科研人员基于大量的研究进展提出一种新假设——氧化应激窗口期理论假设。这种理论认为：氧化应激是机体内不可避免的一种状态，不对机体产生病变性伤害的最长时间区间为氧化应激窗口期。在此时间段进行介入干扰，如果能够迅速降低机体的氧化应激，就能有效地预防各种疾病的发生。
机体处于健康状态时，利用氧化应激来清理老化的细胞、清理和/或控制变异的细胞（如肿瘤细胞），使机体内部处于和谐有序的状态，此时氧化应激的作用是正面的、内源性的。可以说，氧化应激是生物机体经过长期发展、进化所取得的实现自我更新和自我保护的最根本手段。
如果因某种或多种原因干扰了机体内的这种秩序，比如，当有外源物侵入机体时，机体的第一反应就是启动异源物代谢过程，机体产生大量的自由基，升高体内的氧化应激用来杀灭清除外源物。此过程一般都会使机体产生过量的自由基及其副产物，而控制氧化应激的时间不宜长于其窗口期。因为过量的自由基首先会通过变异的蛋白质、脂质造成机体内进一步的无序，从而诱导代谢、循环异常，或通过直接参与改变基因表达的方式造成主体机制的反常，或者通过某些被自由基氧化的物质间接参与改变基因表达而造成主体机制反常。由此造成机体内强氧化剂和抗氧化剂的不平衡，使氧化应激水平大幅升高。在氧化应激窗口期内，机体内的这种变化还处于量变阶段，即“亚健康”，无器质性的病变状态，超过氧化应激窗口期则会出现器质性病变。换句话说，无法在氧化应激窗口期内被复原的氧化应激最终会造成机体病变。
需要提醒的是，氧化应激窗口期和疾病的潜伏期是不同的。后者是氧化应激升高到疾病出现临床表现这个时间区间，一般都长于氧化应激窗口期。
▲氧化应激干扰法
有时候，用药物对一些疾病进行治疗，疗效并不明显。对其进一步的研究显示，使用这些药物时，患者体内的氧化应激水平不仅没有降低，反而会上升。例如，在多数降糖药物的作用下，糖尿病患者的血糖水平虽然被降低，但是氧化应激水平往往升高，使患者身体受到了进一步的损伤，最终发展为糖尿病慢性并发症。即使是胰岛素，也不能改善患者体内的氧化应激状态。从这方面看，有效的治疗方法应当是在直接消除疾病表象的同时根除产生疾病的基础原因，即在小分子甚至于原子的水平上解除造成疾病的高氧化应激状态。
研究人员在糖尿病研究中发现，当使用链脲菌素注射法制备糖尿病鼠时，如果在注射链脲菌素前，或者在第一次注射链脲菌素、Wistar大鼠的氧化应激升高的40小时以内，给予大鼠足够的硫辛酸，一个星期后仅有平均35%的大鼠成为糖尿病鼠；而在第一次注射链脲菌素、大鼠的氧化应激升高的40小时以后，给予大鼠无论再多的硫辛酸，结果和不给硫辛酸一样，一个星期后平均85%的大鼠成为糖尿病鼠。此结果显示因氧化应激升高所造成的疾病是可以预防的，但是这个可预防的时段是有限度的。也就是说，过了窗口期，就进入治疗和延缓病程的阶段了，而不是预防。
氧化应激干扰法首先要确定升高的氧化应激是正面的还是毒副作用的、氧化应激升高的部位、产生氧化应激人体的特殊性、氧化应激窗口期等等，然后再确定适当方法对特定区域、物质或者器官进行干扰。在氧化应激窗口期内迅速降低它们的氧化应激，特定制剂和特定区域的匹配性决定氧化应激干扰法的效果。
氧化应激干扰法所用制剂的特性和所需要作用的区域应遵循相似性原理，包括物质结构、电性、酸碱性、配位性等等，最近的研究成果不断地证明了这一点。例如微量元素铜对某些特定的群体它不再起到协助捕集自由基的作用，相反却刺激糖尿病患者产生过量的自由基，特别是已经出现糖尿病慢性并发症的患者，其体内的铜、铁微量元素含量明显升高，而铜微量元素产生过量的自由基是造成糖尿病心脏病变的重要原因；同样的问题也出现在微量元素镍，它也已经被确认会造成糖尿病患者的高血糖；并且对于糖尿病患者来说，由于他们易患肾结石，所以过多的矿物质钙也刺激糖尿病患者产生过量的自由基；还有，糖尿病患者体内并不缺少磷元素，而当体内磷元素含量偏高时，刺激糖尿病患者产生过量的自由基，增大糖尿病患者产生冠状动脉疾病的风险。对高血脂患者来说，低密度蛋白质的氧化是造成心脑和血管疾病的主因，理论上维生素E应当能够有效地预防低密度蛋白质的氧化，但实际并非如此。
▲与抗氧化含义不同
氧化应激干扰法和现在人们常说的抗氧化是不一样的。后者仅仅为机体提供抗氧化剂来捕捉自由基，但是抗氧化剂不一定能够降低氧化应激，有时反而升高氧化应激而造成机体的进一步损伤。
最新的研究表明，一种物质的抗氧化性能和它所处的环境密切相关，如硫辛酸，对于处于患病状态和高氧化应激状态的动物机体，它是很强的抗氧化剂，而对健康的机体而言，它又是促氧化剂，可造成肾功能损伤；黄酮槲皮素在短期内使用其作用为抗氧化剂，长期使用则变为促氧化剂；对机体内的微量元素而言，它们一般在缺少或过量时为促氧化剂，适量情况下为抗氧化剂，并且对很多疾病患者而言，机体会富集某种微量元素；槲皮素等常被人认为是抗氧化剂的黄酮类物质需要有维生素C或谷胱甘肽存在时才具抗氧化功能，这也可能是槲皮素短期和长期使用效果不同的原因；维生素C、维生素E和褪黑素是最被大家接受的抗氧化剂，但是在过氧化氢出现时，或者浓度较低时，维生素C成为促氧化剂，过量也是促氧化剂，褪黑素在某些条件下起促氧化剂作用，造成白细胞的死亡。这些现象是近几年研究中陆续被发现的，其具体的作用机制，乃至抗氧化剂/促氧化剂的转变点的确定还有待于进一步研究。
更令人惊奇的是，氧化剂也可能是降低氧化应激的手段之一，因为氧化剂在特定情况下也具备降低氧化应激的能力，如二价的铁络合物是传送分子氧的主要物质，当需要断绝氧的供应以降低特定区域的氧化应激时，将二价的铁氧化为三价铁的氧化剂就是用来降低氧化应激的物质。降低氧化应激还可采取其他一些手段，如迅速排出自由基、防止或减少产生自由基的手段和制剂、促进自由基自我双聚合而消活的催化剂制剂、提供氧化剂改变一些金属离子的氧化态使其不具催化自由基生成的能力，或者提供氧化剂改变某些物质的输氧能力等等。
▲良好的应用前景
对氧化应激窗口期进行有效调控，可以预防疾病的发生。降低氧化应激不仅能够通过减少甚至避免自由基对特定遗传物质DNA/RNA、蛋白质分子、质脂体等组织动物生命重要物质的结构修饰，防止这些物质的破坏而达到预防和有效治疗疾病的目的，还可以对已变异的遗传物质DNA/RNA造成的组织病变（如肿瘤细胞）起到很好的控制作用。因为这些变异的组织细胞与正常细胞不同，理论上，机体的免疫系统可以自动发现它们并进行有效隔离。如果可以找到有效方法将该处的免疫系统进行适度控制，使之始终将肿瘤细胞处于有效隔离状态，则根本不会有肿瘤的发病，从而达到免除这些物质发生变异而造成的机体病变。这样肿瘤就仅仅是一种慢性病而已。而刺激免疫系统对肿瘤细胞进行杀灭的方法常常会造成肿瘤细胞的生长和扩散。
氧化应激窗口期理论和氧化应激干扰法，以及用于降低氧化应激的物质和所需作用区域应遵循相似性原理这个要求，可能会为中药走向世界提供一个坚实的理论基础。因为经过几千年发展的中药所含成分的作用十分符合这一要求。