缺氧型癌症

癌症的可怕在於它在身體的任一個地方不受控制的長出腫瘤而壓迫器官造成器官失去功能。而構成它的幾項要素首先是DNA破壞突變,第二是不受控制的複製,第三是血管增生,第四是突破包圍,接著只是重複二到四項的步驟如此而已。

慢性缺氧的狀況下,細胞得運用無氧和有氧的呼吸代謝交替著運轉,但是所謂的交替運轉實際上卻是讓粒線體一會開又一會兒關的運轉著,因此也會像不完全燃燒一般的讓自由基大量溢散。長期的結果猶如隨時隨地用著機關槍對細胞核內的DNA亂掃射,一不小心總會將一些原本善良的基因,突變成盲目啟動複製的基因。雖說如此,但是也不能說細胞裡就沒有檢查的關卡來阻止它們作亂。

只不過由於細胞長期面臨慢性缺氧,為了節省能量活下去,所以運用缺氧時才發生的組蛋白去乙醯化(HDAC)這項動作,讓大多數的基因被鎖在緊縮的染色體內部。原意雖好,但是這卻使得細胞複製的查核關卡也被迫停工或舉手投降,於是那些突變的DNA就可以肆無忌憚一次又一次不停複製分裂下去。只不過要生小孩是一件很耗能量的工作,原本就因為很缺氧無能量了又那來的額外福利呢?

偷、搶、騙,是癌細胞發揮人的本性最佳寫照,由於需要大量的養分及能量來進行地盤擴張,因此就必須要偷接更多的血管到癌細胞的周圍。為此癌細胞很技巧地利用缺氧才會生成的血管內皮新生因子(VEGF)以及纖維蛋白生長因子(FGF)大量地從癌細胞群釋放出去到周遭,只要遇到血管就刺激再分叉增生一條新的血管。不斷的釋放就會不斷的有新的血管帶進大量的營養物質供癌細胞進行分裂複製。雖然說癌細胞是自己所生的,身體的免疫部隊也管不著,但是亂侵犯地盤時,身體也會用組織纖維圍起一道道的圍牆來限定細胞發展範圍,如果你是被包圍在圍牆之內時,你會怎樣呢?

所謂不自由,毋寧死!更何況遇上積極作為的癌細胞怎麼可能用一道道圍牆將它捆住。因此癌細胞這時利用缺氧才啟動的金屬基質消化蛋白酶(MMP)的剪刀功能,將這些纖維蛋白做的圍牆剪碎推倒,裡面的癌細胞也才能一代一代的繁衍擴大。當然啦,偶而一些優良的癌細胞菁英,也會因為MMP解放了它們的束縛,快速地鑽進血管或淋巴管的循環中,去尋找可以開疆闢土的新樂園囉!

就這樣不停止的重複前面幾段的動作,一顆顆小小的癌腫瘤就可能在健檢時或身體有所變化時被發現,但畢竟那已經是經過很多年慢性缺氧的產物,目前很多人也只能用刀,用電,或用毒的將它們通通消滅囉!

缺氧型腦中風

簡單的說腦中風就是一種大型急性缺氧的可見性傷害,就好比是血管中的高速公路發生重大車禍所衍發的事件。

眾所皆知腦中風是因為血液中的游離血栓在腦血管的任一地方梗塞卡住,造成腦血流堵在卡住位置的前端,同時瞬間形成很大的腦血壓。而在梗塞位置後端的所有神經細胞則面臨完全無氧的局面,造成這些細胞瞬間只能進行無氧呼吸代謝,在幾分鐘內因為能量掉落19倍而直接的凋亡。離開遠一點的地區則因為可能有部分血液是透過其他血管的支援,所以呈現比較嚴重的缺氧狀態,但細胞還不至於立刻死亡。

問題就發生在當身體自發性的溶解血栓或者隨後的搶救所施打的強力溶解血栓藥物,都將讓血液快速的流入飢渴已久又虛弱無比的細胞中,這個動作在醫學界稱為血液再灌流現象,這個搶救的動作雖然是必要,但是卻造成細胞的二度傷害,因為就像許久沒有發動的發電機或引擎一樣,一旦開始啟動,大量不完全燃燒的黑煙廢氣就即刻冒出四竄,同樣的,當身體缺氧的細胞突然獲得到大量的氧氣供應時,細胞立刻重啟有氧呼吸的粒線體爐灶,一開始將會釋出比平常多很多倍的自由基,而且還是幾億顆細胞一起釋放,這時的破壞力比起僅僅缺血缺氧的情況還嚴重得多。

我們對日常所聽聞的腦中風案例常常會覺得可怕或者有所警惕,但是那畢竟是『高速公路』等級的重大車禍事件,發生的機率其實還是相當相當的低。最可怕的是在那比頭髮還細18倍以上的血管或微血管中血栓梗塞,雖然大多數的細胞都被很多的微血管網所包覆,但是這種像小巷道一樣的通路幾乎天天都有車禍或停滯堵塞的事件發生,事實上這才是我們很多腦神經缺氧凋亡的二大原因之一!

缺氧型心肌梗塞

簡單的說心肌梗塞就像腦中風一樣的是一種超大型的急性缺氧傷害,有點像汽車的引擎因為沒機油而過熱燒掉一樣。

心肌梗塞是因為血液中的游離血栓,在專門供應心臟的血管網(冠狀動脈)中任一地方梗塞卡住,造成血流堵在卡住位置的前端瞬間形成高血壓。而在梗塞位置後端的所有心肌細胞則面臨完全無氧的局面,而被迫瞬間轉換成無氧呼吸代謝,在幾分鐘內因為能量掉落19倍而造成細胞直接死亡。離開遠一點的細胞可能有部分血液是透過其他血管的支援,所以雖然呈現嚴重的缺氧狀態,但細胞還不至於立刻凋亡。

問題就發生在當身體自發性的溶解血栓或者隨後的搶救所施打的強力溶解血栓藥物,都會讓血液快速的流入飢渴已久又虛弱無比的心肌細胞中,這個動作在醫學界稱為血液再灌流現象,這個搶救的動作雖然是必要,但是卻造成細胞的二度傷害,因為就像許久沒有發動的發電機或引擎一樣,一旦開始啟動,大量不完全燃燒的黑煙廢氣就即刻冒出四竄,同樣的,當急性缺氧的心肌細胞突然獲得到大量的氧氣供應時,細胞立刻重啟粒線體進行有氧呼吸,但這一開始將會釋出比平常多很多倍的自由基,而且當幾億顆細胞一起釋放時,這種破壞力比起完全缺血缺氧的情況還嚴重得多。

我從一位開業建築師的工作生涯,轉變成中年後重新再投入生物醫學科技的研究領域,其實最大的因素就是我父親因為心肌梗塞突然的逝去!這也成為我研究如何解決缺氧性疾病的最大動力。其實像這種引擎直接燒毀的重大事件,發生的機率其實還是相當的低。最可怕的是在那比頭髮還細18倍以上的心臟小血管或微血管的血栓梗塞,雖然大多數的心肌細胞都是在微血管網中所包覆,但是這種微小梗塞的事件幾乎隨時都在發生,而這才是我們心臟力漸漸衰退的最大原因!

缺氧型經痛

簡單的說因為子宮及周邊生殖器官的細胞氧氣不足,造成血管不當收縮而引發窒息性的嚴重發炎現象。

女性的生殖器官中最特別的當屬子宮,它幾乎是專門為了孕育下一代而存在的器官。一般來說當『做人失敗』之後為了重新再傳宗接代,它就必須透過月經的機制將舊的子宮內膜排出,重新再佈建一塊新的著床內膜,以迎接新生命的到來。由於子宮內膜和子宮原本就是一體的,因此要讓這層細胞在幾天內排除到體外,基本上則是利用細胞凋萎的機制來進行。

正常的子宮內膜細胞底部連結著無數的微血管,一旦子宮沒有接收到成功著床的訊息之前,它總是努力地做好迎接的準備,但是當過了一定的時間之後,下面的血管就開始有系統地減少血氧的供應,逐步的缺氧除了讓上面的內膜細胞越來越匱乏而凋萎死去,同時也適當的釋出金屬基質消化蛋白酶(MMP)將這些內膜細胞和正常細胞的聯結剪斷。一旦一切的細胞都接近凋萎之後,便一次性的透過子宮的收縮將它們排出體外。

上面的過程是一套精細無比的給氧和無氧的運作過程,雖然是『做人失敗』但是身體會體諒女性的努力,因此並不會感到痛苦。但是只要女性的體質、行為或環境等因素造成細胞過度的缺氧,也就是說長期的血氧的供給過度不足的情況時,內膜細胞就會提前釋放大量前列腺素等等的發炎因子,造成經前脹痛及經期時劇痛的經痛症候群,同時過早及過度的MMP釋出造成游離的子宮內膜細胞過多,迫使這些還沒凋萎的細胞沿著輸卵管逃離到腹腔內部形成腹腔子宮異位症,或者滲透到子宮壁內形成子宮肌腺瘤等等『高級』病變。

也由於過早及過多的缺氧,使得內膜細胞釋放大量的血管新生因子(VEGF及FGF等),造成過多的血管增生到內膜細胞裡,這使得原本應該凋萎的細胞變得再活化起來,而這些增生的血管並不受原來子宮月經程式的控制,因此除了可以活化子宮內膜的游離細胞之外,更會造成月經來臨時血流量過多的情況,此外還會讓月經前局部流血事件發生,以及延長月經滴漏不止的時間。許多女性的貧血也是因此發生而產生惡性循環的缺氧問題。

缺氧型子宮內膜異位症

簡單的說是因為慢性缺氧提供這類良性腫瘤細胞增長的溫床。

其實子宮肌腺瘤以及其他型的子宮內膜異位症的腫瘤和癌症其實是很類似的表姊妹關係,只不過前者僅僅發生在女性的生殖器官周遭,同時絕大多數屬於良性腫瘤罷了。既然同屬於親戚關係到底還是有所不同,主要是它沒有癌細胞專屬的DNA破壞突變!其他的像癌症的不受控制的複製,以及血管增生,還有突破包圍的特別手段,她們一點都不遜色。

當女性的生殖系統長期處於慢性缺氧的情況下,初期大多數人會像之前所討論的經痛一樣,內膜細胞會在經期前因為過早及過度的缺氧而釋放過量的金屬基質消化蛋白酶MMP,剪碎細胞與細胞之間的綁束。這可讓較多還沒凋萎的子宮內膜細胞,有機會透過子宮內的液體自由地游離到腹腔中或者滲透鑽入子宮肌層內層躲避每個月一次的月經大滅絕。

其次由於它們原本就已啟動了缺氧誘發因子,因此除了以MMP讓它們的細胞外間質破損之外,它們更可以藉由缺氧誘發因子分泌沾黏因子(如Selectin、Cadherin、Integrin等),使它們可以很快的找到適當的落腳場所,一般來說不外乎是下腹腔、膀胱、大小腸、直腸、子宮外壁、卵巢,輸卵管等處。當然囉,子宮肌層中因為過早的發炎,使得子宮肌層裡的細胞與細胞間隙變得鬆散,這也提供它們一處像避難的防空洞一樣。由於它們原本就缺氧,因此當落腳之後可以輕易地分泌血管增生因子(VEGF及FGF),透過瞞騙的求救方式,很快的從落腳的避難的附近的血管就延伸出新的血管增生,並透過血液供給它們存活的物資。

到這時候它們應該算是可以安身立命的情況了,但是命運總是特別的喜歡捉弄人,當它們躲過月經的大洗牌之後,卵巢立刻的就釋放出高濃度的雌激素到子宮裡,去重建新的子宮內膜。要說明的是這個雌激素的首要工作目標就是刺激內膜細胞複製分裂,對於在子宮內壁上面的細胞當然是直接快速的促進它們分裂生長,但是對於在生殖器官附近的細胞,它們原則上是不觸動分裂的,除非它們DNA裏頭那些嚴格檢查的重重關卡全都出問題,否則沒有接到指令的細胞是休想逾越複製的雷池一步。

所謂的意外就是超出原先DNA藍圖的料想之外,那些流浪到他鄉的游離子宮內膜細胞因為面臨到慢性缺氧,為了節省能量活下去,所以運用缺氧時才發生的組蛋白去乙醯化(HDAC)這項動作,讓大多數的基因被鎖在緊縮的染色體內部。原意雖好,但是這卻使得細胞複製的查核關卡也被迫停工或舉手投降,於是在雌激素的催生之下,於是DNA就可以肆無忌憚的複製分裂下去,畢竟每個月都有一陣子是處在缺氧的低氣壓,但是雌激素的刺激剛好也在這個時候趕到,當然腫瘤的成長速度再怎麼也比不上她的表姊囉!

缺氧型性功能障礙

簡單的說性的目的是為了傳宗接代,需要付出很大的能量及後續的生物責任,因此當處於慢性缺氧的相對低能量狀態下,性功能將被抑制。

性功能簡略的可以區分為大腦控制性慾功能以及生殖器官的性反應動作,而這兩項動作主要藉由大腦中的多巴胺和身上的睪丸酮分泌的多寡所主導,分泌的多則在適當的刺激之下就會發揮生物本性,但是一旦長期低於水平,則這方面的功能將趨於異常。

之前曾經討論過多巴胺這個控制我們動作的神經傳導激素,主要是在大腦中一處叫做中縫核裏頭的黑質細胞所分泌,這些細胞同時也對大腦中的血氧濃度非常敏感,它們透過一個叫做酪氨酸羥化酶的關鍵步驟來調控身體是否需要製造多巴胺。當身體處於缺氧狀態下,這個酵素就無法被活化啟動,因此基本上也將處於性慾低下得狀態。

不論男性或女性決定他們性行為及動作的關鍵賀爾蒙是睪丸酮,在男性的睪丸中以及在女性的卵巢中只要分泌濃度高於水平,他/她的性能力表現自然就提升。反之則性功能將非常低下。有趣的是生產睪丸酮的關鍵酵素(17β-HSD)和上面生產多巴胺的狀況雷同,在缺氧的情況下它的活性明顯的降低,同時不論是精子的數量以及活力也比起正常有氧的情況下少了很多。

另外許多男性特別在意的勃起能力問題,在近年許多的研究發現越是缺氧,勃起的困難度越大同時持續時間越短,例如平地的正常登山者當處在高山缺氧地區時,所有性能力相關的功能明顯的減退,但是一旦返回平地後,一切又都回復正常。其他像是因為慢性缺氧所誘發疾病,如睡眠呼吸中止症、高血壓、糖尿病、心臟病、呼吸氣喘病等等的病人,其實她們的性勃起能力都呈現相當明顯的退化。其實簡單的說是因為其他地方平常都已經相當的缺血缺氧,要再抽調集中到海綿體的能力當然受到明顯的挫折囉!

缺氧型糖尿病

簡單的說是細胞能量不夠,想多吃點東西去又吃不進去,所以食物也只能堆積在血液裡頭造成血管的破壞囉!

食物吃進去腸胃之後一兩個小時之內大多數最後都轉換成血中的葡萄糖,而這些葡萄糖隨著血液到處遊走到全身四處,同時讓胰島素伴隨著充當仲介人員,有需要的細胞自然可以在胰島素的按『電鈴』兜售之下開門將它們吞進去,否則最後胰島素就會帶著這些血糖去按那些扮演儲藏庫功能之脂肪細胞的『電鈴』囉。

可是當面臨長期慢性缺氧的時候,細胞為了獲得更多的氧氣不惜短線的釋出前列腺素等等造成慢性發炎,以期讓血液能夠較快速的充脹。只不過因為是啟動發炎,所以像是免疫球或巨噬細胞等等免疫系統將駕臨現場,橫衝直撞下將細胞外面的許多受體直接的破壞,當然這也包括為數不少的像『電鈴』一般的胰島素受體遭受破壞。

更悲慘的是也由於缺氧的情況發生後,細胞釋出所謂的金屬基質消化蛋白酶(MMP),將細胞和細胞之間的間質纖維都剪碎破壞,以換取氧氣滲透的阻礙少一些。只不過細胞間質一旦有破壞,附近的纖維母細胞便會想辦法補得更多更厚一些。長期慢性缺氧之後,細胞常常會被纖維所包圍,而這時原本細胞膜上面的胰島素受體將更加的被破壞或被遮蔽住。結果沒有『電鈴』的細胞,胰島素便沒法帶血糖進入到細胞裡面,甚至那些儲藏能量的脂肪細胞。於是原本血液中的血糖濃度將會漸漸升高,甚至在排出的尿液中都將越來越濃。

缺氧型肝硬化

簡單的說因為肝細胞的能量不足而啟動發炎,而為了消炎,周邊的細胞則利用纖維化的防火牆阻止發炎蔓燒。

由於肝細胞的平均血氧只有1/4是由新鮮的動脈血液供應,因此只要長期發生不正常的生活狀態或被病毒感染時,肝細胞很容易的就會處於能量供給失衡的缺氧情況。一般來說,所有細胞在初期缺氧時,它們都會先啟動小量的發炎機制,利用充血來擴充細胞之間的血氧以紓解燃眉之急,但同時也分泌大量的金屬基質消化蛋白酶MMP將細胞間質的纖維蛋白剪碎,這直接的啟動了在血管和肝細胞之間的肝臟星狀細胞,它們原本作為結構功能的纖維母細胞,只要周遭有發生任何的破損,就會開始分泌纖維蛋白修復並包覆那些破損處。

這原本是像防火鐵捲門那樣的功能,用來防止病毒的感染擴散,但是當細胞長期慢性的處在這類的缺氧狀態中,於是進入缺氧、發炎、破壞、包覆、更缺氧……的惡性循環中。時間一久,肝細胞漸漸的就纖維硬化而成了『肝材』!

缺氧型氣管過敏

簡單的說因為呼吸道細胞的氧氣不足而預先就發生慢性發炎,因而激化免疫功能,造成過度防禦。

雖然說呼吸道是人體直接接觸氧氣的地方,但是裡面細胞的能量供應卻是得經過肺臟交換後,再經過心臟打進血管循環系統藉著末梢微血管的循環供應。由於這些氣管的小血液循環的血氧很容易的被肺泡的大循環系統給稀釋,因此當它們在如心臟功能不佳或其他器官嚴重缺氧等等情況之下,造成肺泡大循環的血管收縮,因而使它們的血氧被分掉不少而造成慢性缺氧

如同之前所討論過的,當細胞面臨慢性缺氧的時候,它們首先為了快速取得多一點的氧氣,便會釋放前列腺素造成慢性發炎現象以增大細胞空隙及血管通透性,當然同時也已引發了免疫的反應,簡單的說就是已派重兵駐守宵禁戒嚴管制這區域囉。如果這時候在空氣中出現了任何的病蟲細菌等等危害物,它們當然就會立刻反應而消滅,但是有一些類似的無害異物(如花粉等等),它們一樣會將它們視作叛亂分子,直接的調動大批軍警大動作地去撲殺剿滅。

同時氣管裡頭的細胞也因為長期處在慢性缺氧的情況下,因此在缺氧誘發因子的激發下,釋放大量的金屬基質消化蛋白酶(MMP)解脫原來細胞之間的束縛,當然也因為有了破壞才會有建設,使得隨後的纖維蛋白又大量的覆蓋修護在氣管組織之間,漸漸地使得氣管的內部管道空間越來越狹窄,當然裡面的絨毛也會越有機會接觸到空氣中任何的微細顆粒,周而復始的缺氧、發炎、破壞、纖維化脹大……,使得氣管細胞變得更加缺氧而敏感脆弱。更慘的是那空氣,因為人變擁擠了,品質變髒了,對誘發氣管的免疫發炎機率也就大大的升高了!

缺氧型鼻竇炎

簡單的說因為鼻竇細胞缺氧引起慢性發炎,促使組織鬆散而導致過度腫脹,最後透過纖維蛋白修補形成一粒粒像水袋一樣的水瘤鼻息肉。

和前面討論過的呼吸道過敏很類似,慢性鼻竇炎也是因為長期慢性缺氧所引起的疾病。當供給鼻竇組織的血氧呈現不足時,鼻竇上的絨毛細胞為了獲得多一點血氧,則先是以釋放發炎因子造成短暫充血為手段,但因此也引發免疫系統的系列反應,包括白血球、巨噬細胞、肥大細胞等等的戒備,造成大量的淋巴液集中在這裡。同時為了解開細胞之間的束縛,所以還製造了大量的金屬基質消化蛋白酶MMP剪斷破碎細胞間質。

在這種情況下,大量的鼻水鼻涕就會流入充斥在鼻腔之內,而這些破損的鼻竇外膜層周遭的纖維母細胞就得盡責地分泌大量纖維蛋白將這裡包覆覆蓋住。在重複多次的缺氧、發炎、破碎、液體充斥、纖維包覆…之後,漸漸的就向外形成一個像水囊袋子,之後不斷的充滿液體後,而形成腫瘤一般的鼻息肉,但是裡面卻充滿非常鬆散的組織液體及大量的各型的免疫細胞註65。不只如此,周遭的組織如上下鼻甲或鼻中膈等等肌肉組織,也會因此變得水腫肥大。

形成鼻息肉也就算了,但是它們直接的擋在身上進氣的唯二出口,增加進氣的阻力而漸漸形成全身性的慢性缺氧,至少很多的睡眠打鼾睡眠呼吸中止症等等問題都將接踵看得出來。