Good Energy!(二)

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上篇我們說到Good Energy概念興起的原因與背景,本篇繼續以Dr. Means的理念作為依據,來談談造成「慢性發炎」的根本原因。發炎反應是我們身體面對緊急狀態時的保護反應,然而為什麼在沒有明顯的受傷或感染的情況下,免疫系統會持續維持在警戒和防禦的狀態,一直在發出發炎訊號呢?這就是我們要深究的所謂慢性發炎。若要深度瞭解這根本的原因,我們就必須先從組成身體的根本單位——細胞體內開始慢慢談起。

撰文|黃國華

這一期是根據Dr. Means在其Good Energy (Ref. 1) 第一章的闡述介紹給大家瞭解人體細胞的功能。首先讓我們來剖析生病的原因。一般來說,身體的發炎指數是判斷是否生病很好的指標,尤其是慢性發炎。我們所熟悉的發炎症狀是,當體內的免疫系統去攻擊受傷的組織或感染時產生的發燒、紅腫、膿胞或疼痛。出現這些症狀表示你的免疫系統是健全的,它們無時無刻都在監測著是否有外來的感染或受傷,並且能夠迅速反應。當問題解決後,免疫系統會自動關閉發炎訊號,退燒、紅腫消退,一切恢復正常。在發炎期間,醫生或許會給你吃些抗發炎藥物,這些藥物可以暫時抑制發炎、緩和症狀,但是有些人的症狀卻會持續復發,甚至在沒有明顯的受傷或感染的情況下,仍會有發炎的症狀。那為什麼他們的免疫系統會持續維持在警戒和防禦的狀態,一直在發出發炎訊號呢?這就是我們要深究的所謂慢性發炎。

我們知道人體是由近四十兆個細胞組成,細胞基本結構如圖一所示,每個細胞都是一個充滿忙碌工作和活動的小宇宙,這些活動的綜合結果簡言之就是我們的生命。假如我們能夠從細胞的角度來做思考,瞭解它們需要什麼,移除它們的活動障礙,提供其所需的營養,其結果事實證明有驚人的效果。慢性發炎基本上就是細胞內部發生了核心功能障礙影響它們的功能、訊號傳輸和自我複製的方式。假如我們要真正修復我們身心的健康,不能單單只是瞭解發炎機制,而是要更深一層地去觀察細胞核心。或許我們可以更簡單地點出發炎的癥結,那就是細胞動力不足 (underpowered)。由於細胞生存在劣能環境中,長期動力不足,而感受到威脅 (threatened),於是免疫細胞就趕去那受到威脅的部位,造成發炎。所以瞭解細胞如何生產能量至關重要。

圖一:動物細胞基本結構|來源:Laura Olivares Boldú / Wellcome Connecting Science

 

粒線體:細胞的發電站

粒線體 (mitochondrion) 是細胞內重要的胞器,其結構如圖二所示,它的功能是把食物轉化為細胞能源讓細胞能正常運作。人體的各部位如五臟六腑、皮膚、腦等等的細胞內都有不同數量的粒線體,這些存在於細胞內的胞器會在細胞中自由移動和變形,並透過合成ATP(即所謂三磷酸腺苷)提供細胞能量,維持人體正常的生理活動。

圖二:粒線體內部結構|來源:ScienceFacts.net

當人體在健康的狀態時,所吃的食物脂肪中的脂肪酸、食物澱粉中的葡萄糖因消化而分解,並經由血液運送到全身各部位,並透過各自不同的方式進入細胞中。脂肪酸與葡萄糖在細胞內再進一步分解,這些分子進入粒線體內經過一系列化學反應轉化為帶電粒子。這些帶電粒子通過特殊的粒線體機器,最終合成三磷酸腺苷 (ATP)。這是一種人體內最重要的分子,它可以提供各類細胞持續運作的能源,進而維持我們的生命。事實上,在人體內每秒鐘都有數兆個的化學反應在進行,這些活動都要靠粒線體產生的ATP能量來驅動。ATP是很輕很小的微分子,但是我們每天平均都會生產40公斤左右的總量,提供體內37兆個細胞的運作。雖然每秒鐘內細胞所從事的活動不計其數,但是我們可以將其歸納成七類,每一類都需要ATP提供能量。

合成蛋白質

細胞有數種功能,它負責合成七萬多種不同形式的蛋白質以建構並運作我們的身體。蛋白質具有不同的形狀,大小和功能。蛋白質合成是指生物按照從脫氧核糖核酸DNA 轉錄得到信使核糖核酸mRNA上的遺傳信息合成蛋白質的過程。所合成的蛋白質可以是細胞表面的受體,可以是葡萄糖等物質進出細胞的通道,也可以是細胞內賦予細胞形狀並幫助其移動的結構支架,其若位於DNA上就可以是活化或抑制基因的調節劑,可以是訊號分子,如荷爾蒙和神經傳導物質將訊息傳遞給其他細胞也可以是與鄰近細胞附著在一起的錨定物。而且若干不同的蛋白質甚至組合成細胞內特殊的機器,即是位於粒線體內的旋轉渦輪,稱為ATP的合成酶,其是製造ATP的最後一個步驟。以上這些只是蛋白質的部分功能,簡言之它是細胞的結構,機械和信號的主力。

修復、調節和複製DNA

在分子生物學中,DNA複製是指DNA雙股在細胞分裂階段,進行以一個初始DNA分子產生兩個相同的DNA複製品的過程。細胞負責複製其DNA,並有著校對機制,確保每個新細胞在細胞分裂過程中,都有遺傳物質的完整副本;細胞也負責修理受損的DNA,以避免發生突變,導致癌症或其他疾病。除此之外,細胞還具有複雜的機制,可以透過表觀遺傳學變化來修改基因組的折疊和三維結構,從而調節哪些基因在給定的細胞類型中表達以及何時表達。在細胞分裂過程中,允許其不斷地自我更新和更換。

細胞信號

細胞內所有運作的協調都是靠細胞信號傳送,它是指細胞與自身、其他細胞及環境相互作用的過程。這些微觀生化訊息不斷在細胞內外傳輸,以提供有關工作指示和資訊,指示哪些東西要配送到哪邊,指示哪些開關需要打開或關閉。舉個例說,我們在飯後血糖升高,人體會產生胰島素以降低血糖,胰島素依附在細胞表面,細胞內部開始發出一連串信號,讓細胞膜形成葡萄糖通道讓葡萄糖進入細胞內。細胞也透過各種訊號途徑不斷與體內的其他細胞進行通訊,透過化學訊號(如荷爾蒙、神經傳導物質和電脈衝)接收和傳輸訊息。

運輸

細胞也是體內貨運公司,它必須在其內部將分子材料移動才能正常運作。每個細胞都有能力將分子材料包裝、標示,並精確地運送到指定部位。例如,當細胞產生一批有助於調節情緒的神經傳導物質——血清素時,它會將其包裝在一個稱為囊泡的小袋子中,並利用一個像小汽車的機動蛋白,將囊泡發送到細胞膜上,使其與鄰近的神經元產生作用。這個過程便生成了你的想法和感受。有些細胞,如免疫細胞,有時也必須運送自己到體內各處。當發炎化學訊號觸發免疫細胞趕往感染現場時,它可能會從骨髓發射到血液中,就像直接開上高速公路一樣。一旦它到達受到危害的器官時,就會透過伸出手指狀的突出物,爬到器官內受到危害的部位進行其任務。

體內平衡 (Homeostasis)

細胞會不斷地調節自身的狀態以維持健康的運作。它會調節pH、鹽度、帶電分子電力梯度、溫度等的平衡,使自身內部保持在最佳環境,以利體內化學反應。這種維持身體化學反應發生的最佳環境稱為體內平衡。人體是一個多細胞、多器官、多組織所組成的複雜系統,組成人體的各組織器官在結構上是密不可分的。在生理上,是相互協調、相互聯繫的;在病理上,是相互影響的。要維持人體的健康,除了保持每一個器官、組織、細胞的健康狀態外,更應維繫整個系統的均衡關係;一個具有良好生命力的生命體,就必須維持很強的整體均衡性。

細胞廢物清除和自噬

細胞還能夠透過稱為自噬的過程回收自己的成分,這是細胞清除受損部分和蛋白質,並回收原材料的一種方式。當粒線體經歷這種回收和更新時,它被稱為粒線體自噬,是維持細胞內健康粒線體群的關鍵組成部分。更富戲劇性的是,老細胞會煽動自我凋亡,以利身體長期保持在健康細胞的運作。細胞凋亡是由基因決定主動且自動結束生命的過程,凋亡細胞將被吞噬細胞所吞噬。它是細胞在發育到一定階段後出現的正常自然死亡,與細胞的病理死亡有根本的區別。細胞凋亡對於多細胞生物個體發育的正常進行、自體穩定平衡的保持,以及抵禦外界各種因素的干擾,都擔任著非常關鍵的作用。

新陳代謝

以微觀角度觀看,維持細胞健康的反應和過程稱為細胞代謝。這些反應是由酵素(酶)和生物催化而成;無論生物大小,它們都依賴酵素(酶)進行生長、繁殖、支持結構及對環境產生反應。以廣義角度來講,新陳代謝賦予生物生命動力。新陳代謝的三大功能為轉換食物為能量,轉換食物為蛋白質、脂肪、核酸及特定碳水化合物的基礎養分,和排出廢物。當然,還有能源本身的生產。

 

結 語

以上所提到的所有細胞運作都需要ATP,各類細胞都清楚知道自己的職責,它們只需線粒體製造足夠的能量供它們運作。然而,當線粒體被惡質的材料淹沒,導致無法生產足夠的ATP給細胞運作時,就會發出求救信號,此時免疫細胞就會出現,但是這個問題不是因為受傷或發炎引起,因此免疫細胞是無助於事的。因為問題並沒有解決,求救信號便會持續不斷地發出,於是又招募了更多無能為力的免疫細胞,導致長期不斷的發炎症狀,也就造成了本篇主要討論的問題——慢性發炎。歸根結底,問題出在現代的飲食和生活方式共同破壞了我們的粒線體。我們的粒線體因為生活在不良的環境中,使得粒線體功能發生障礙,這就是慢性發炎的根本原因。

 


參考文獻

  1. Good Energy, The Surprising Connection Between Metabolism and Limitless Health, by Casey Means, MD, 2024 published by Avery, New York.
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