慢性缺氧-造成組織及血液酸化

簡單的說因為過多的酸性副產物被無氧呼吸代謝所溢出。

前面曾經討論過當細胞分配到一些葡萄糖的之後,會先進行所謂的『糖解作用』將它們分解成更小的單元,之後再將這些小單元送進這像爐子一般的粒線體裡進行轉換。只是如果在無氧呼吸的狀況下,由於沒有氧氣可以供粒線體在最後的一道關卡轉換電子變成純水,使得粒線體的運轉停頓,而僅剩『糖解作用』分解葡萄糖。

在糖解作用的過程裡,一個葡萄糖分子分解成『丙酮酸』的過程中除了可以獲得到2ATP的生物能量外,也會因為沒法進入到粒線體裡面燃燒轉換,所以只能迫於無奈地再轉換成2個乳酸以及2個氫離子,退送出到細胞外面後再滲透回到血液中。乳酸原本就是酸性物質,它會隨著血液回流到肝臟儲存起來,而氫離子在液體中更是直接的造成溶液的酸性,氫離子在血液中或細胞之間的濃度越高,則血液或細胞的酸度則將越高。

上面這種絕對無氧的代謝情況所獲得的能量,對於人類來說是根本沒法生存的,我們最大的極限只能容許在有部分缺氧的情況下活著,同時它們會利用無氧代謝的途徑來彌補失去的能量,細胞也只能以多攝取一些葡萄糖原料進行糖解作用來補充。假設因故減少了一半左右的氧氣進入,也就是少了一半左右的能量,那麼細胞為了存活較好一些則必須再補充『吃』進9.5倍的葡萄糖,再運用糖解作用將每個葡萄糖產生出2ATP能量才能達成。只是當細胞再吃進9.5倍的原料時,無氧代謝就會多產生出18倍的乳酸以及18倍的氫離子。

一顆細胞就能產生這麼多的酸性物質,如果身上37.5兆個細胞一天24小時一年356天都長時間都缺氧時,血液及細胞能不酸化嗎?

血管增生-標靶藥物的抗性問題

近年來科學界對於阻抗血管增生的標靶藥物做了比較長期的研究,發現使用標靶藥物的癌症患者,雖然在治療的時期都可以有消除腫瘤很好的表現,但是一旦病人出院以後沒有多久,病人就會很快的發生癌症腫瘤再復發轉移擴大,而且這種轉移的速度和分散狀況比一般僅使用傳統化療電療等方法還要嚴重。

我的研究發現其實如果單單只使用化學療法以及標靶藥物的療法,根本都沒有辦法解決癌症根本的問題,反而加深了癌症腫瘤反彈的機會,因為這裡面的根本基礎原因沒有解決, 而只短暫的解決血管增生或者是殺細胞等等的動作,這將會加劇癌細胞缺氧的根本問題!

我記得前面幾篇文章應該有提過會發生血管增生的根本原因,是細胞因為慢性缺氧,因而透過血管增生 的這個工具來增加細胞活下去的機率,但是阻抗血管增生的標靶藥物卻是只將血管切掉,雖然在短暫的時間裡,可以將部分的癌細胞餓死,但是這卻明顯的增加癌細胞的更加缺氧化,癌細胞在嚴重缺氧的時候,雖然會啟動血管增生因子,但同時也會啟動金屬基質蛋白酶(MMP)的生成,這個MMP蛋白酶除了會將缺氧區域周遭所有細胞的束縛給切斷之外,讓大多數的癌細胞可以自由的擴散逃亡,同時當越多的MMP生成擴散到其他包括血管組織、肌肉組織、淋巴組織等等部位時候,這些癌細胞就會很順利的透過這些管道,進入滲透到其他器官裡面寄生,恃機發展出新的癌族群。

要解決這種不合理的藥物設計,我認為應該是先從解決缺氧的根本問題著手才是正道!

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!

缺氧型胃腸潰瘍

簡單的說主要因為腸胃道在長期慢性缺氧狀態下,所造成的酸鹼不平衡所產生的酸蝕現象。

胃是我們取得食物後最重要的溶解攪拌機,所謂的溶解就是利用胃壁皺褶深處的胃酸腺體細胞,大量的分泌氫離子到細胞外形成鹽酸,再將絕大多數的食物溶解成小單位以利吸收。然而在胃壁皺褶表面的大多數細胞則是扮演著攪拌機的腳色,因此一定得要耐磨及防強酸腐蝕,因此這些黏膜細胞則是分泌著一層厚厚的鹼性黏膜,這層黏膜的鹼性物質主要是透過血液中的重碳酸和其他物質所構成。在正常情況下胃液中的酸度和黏膜上的鹼度剛好中和,形成一個酸鹼平衡的狀態。

前面曾經討論過在有氧代謝時,除了能量之外還會產生二氧化碳,這個二氧化碳一旦離開細胞後便和水結合成重碳酸而進入血液,而後再到肺泡中交換成二氧化碳散到大氣中。可是當身體處於慢性缺氧狀態時,無氧呼吸代謝就發生在大多數的細胞中,反而使得血液中的重碳酸濃度減少而氫離子的濃度增加。這對於胃黏膜細胞所分泌的黏膜中之鹼度漸漸變弱,反而相對的使得胃酸腺體細胞的酸度原料大幅提高,在這樣的一消一長之下,黏膜當然很快的破損。

雖然造成胃潰瘍的主要因子是幽門螺旋桿菌的侵襲以及非類固醇類的消炎止痛藥物所造成的,但是研究發現,對一個有氧健康的身體而言,由於細胞中的重碳酸濃度持續在一個水平之上時,即使幽門桿菌已經入侵寄生,也不至於會發生黏膜破損的情況,反而因此使細菌無法生存而被消滅。相反的也只有在慢性缺氧的身體環境下,它們才能活下來並潛藏在潰瘍的環境中。

缺氧型巴金森氏症

簡單的說黑質神經細胞裡的關鍵酵素,是一種必須有氧才能活化啟動製造多巴胺傳導物質,長期缺氧狀態將使多巴胺減少分泌而導致身體漸凍遲緩。

人體許多的行動(例如走路、彎腰、舉手等)以及心理感覺(例如愉快、滿足、積極、愛慾等等),必須依賴大腦分泌一些特別的神經傳導物質下達指令之後才能進行或者感受,這物質就是多巴胺。它的分泌主要集中在大腦最中間一處叫做黑質區的神經叢區塊,裡面的神經元可以將一種叫酪胺酸的胺基酸透過幾個步驟轉換成多巴胺。只不過其中的關鍵步驟則必須是由一個叫做酪氨酸羥化酶的酵素,運用氧分子作為活化酵素的必須物質。

由於大腦對人體狀態的感知最為敏銳,當藏在腦中最深處的黑質細胞都能感知人體是處於富氧狀態下時,它就會認為身體各處的細胞能量是充沛的,可以進行許多的活動,例如求愛、性慾、找食物等等,於是酪氨酸羥化酶就利用氧氣的刺激,多製造分泌一些多巴胺讓身體去行動,當然伴隨著行動也要給予積極感、滿足感、愉悅感等情緒補償作用。

相反的,一旦身體因為各種因素(心臟力減退、血管梗塞、呼吸道發炎等等)造成面臨慢性缺氧情況時,黑質神經細胞裡的酪氨酸羥化酶的效能自然將減低許多,多巴胺的產出及分泌自然減少,導致一切的活動漸漸減弱,在自然界的競爭場上變成一個魯蛇(Loser),結果當然是性慾減退、情緒低落、做事萎靡、失眠憂鬱等等。

如果更進一步在長期持續的慢性缺氧環境下,黑質神經細胞本身為了獲取更多的氧氣,因此啟動慢性發炎機制,雖然細胞的間液可以充斥在黑質神經區域內獲得微量的血氧供神經細胞使用,但卻促使小神經膠質細胞及星狀膠質細胞快速的到達現場,同時激化分泌纖維蛋白物質將極易發炎的神經突觸地區給包覆,於是當神經軸突加上類似神經胞外的纖維糾結纏繞再一起時,產生一粒粒的顯微鏡下看得到的路易小體(Lewy body),當然也代表了這黑質神經區已經退化的里程碑囉!

缺氧型憂鬱症

簡單的說用來製造獎賞我們身體快樂的神經,卻因為缺氧沒有能量而達不到獎勵的門檻。

快樂到底是甚麼?我想所有人一輩子都想追求這兩個字,但是可能很多人進了棺材時還都不一定清楚它到底是何物。但是對身體來說,其實快樂是可以量化和定義一種機制,那就是能夠滿足所有細胞的能量需求!

我們都知道剛出生的嬰兒,只要能夠餵飽它的需求,它就會立刻露出快樂滿足的笑容,一旦能量匱乏超過一定門檻,肚子就變餓同時它就感到傷心悲泣。同樣的當兩位相同年紀的老年人,一個能吃能喝能動體力充沛的窮人和一個吃少喝少行動不便體虛孱弱的富人,你認為哪一位會比較快樂呢?

如果一個新興旺盛的國家那樣,沒有貪汙、沒有分配不均、政策合理明確、行政效率高、任何人不論是在哪個崗位,只要極盡本分努力,都能得到公平合理的回報,經濟局勢不好時,大家都能勒緊腰帶盡全力去拚搏,相信很快地就能變成人人富有的理想社會。相信住在這種理想的國家的人民整體上應該是很快樂。相反的,如果一個國家是貧富不均、政策不明、貪腐橫行、處處刁難、任何人都自私的偷搶拐騙、努力盡份根本是下等人作,即使這個國家有著豐富的金山油田,相信整體來說這裡的人民應該是痛苦不堪。

我們的身體何嘗不是這樣的情況,當我們年幼的身體,所有的細胞都能有效的獲得應有的血氧,去進行天生應盡的工作,有強大的心臟動能,也有暢通的血管和充沛的血氧,一切細胞都能配合無間,遇到沒有養分,就努力的去爭取或賺取,一旦獲得就平均發送到所有細胞各取所需,所以整個身體都感到非常的快樂,身體也能因此成長得快速。相反的,當我們年長以後的身體,在各個區位中有很多的細胞都是處在嚴重缺氧的情況下,但有些離血管或心臟靠近一些的細胞就能夠得到更多的血氧。

更甚者有些像大腦、心臟,四肢等重要部位就可以得到過多的血氧,其他器官就得苦哈哈的度小月。雖然還不到政令不出大腦這麼悲慘的情境,但是身體整個運作效率已明顯不如年輕孩童時期,既使我們得到的回報量比孩童時期更多,但當平均到65兆顆細胞後,身體仍舊感到不足,畢竟大多數基層的細胞很多仍只是活在貧苦的水準線上,這也因此越到老化的身體越是很難得有如年幼時代的純情快樂發生。

前面曾經討論過,大腦最中間的黑質區神經叢區塊是腦中主要分泌多巴胺神經物質的地方,人體許多諸如走路、彎腰、舉手等行動,以及諸如愉快、滿足、積極、愛慾等心理感覺,都是透過多巴胺的指令才能進行。當然由於製造它的關鍵酵素(酪氨酸羥化酶)必須是仰賴氧分子才能活化,因此也可以說我們必須在細胞富氧的環境下才能感到快樂及滿足,相反的當大部分細胞處在缺氧狀態下時,恐慌和憂鬱感的陰影將一直存在。

很多讀者或許曾經聽過身體自己分泌的『快樂賀爾蒙素』,用專業一點術語就叫作血清素(serotonin),它和前面的多巴胺神經傳導物質很類似,在大腦裡的血清素只在大腦中間一小處叫做縫核的神經區分泌,和身上的血清素涇渭分明,有趣的是當腦內的血清素分泌低下時,我們就產生憂鬱不安感;分泌多一點時,則立刻感到非常的快樂興奮及正面思考。

越來越多的研究已發現這個專門生產腦內血清素的中縫核神經,其實就是個腦中血氧的偵測系統,只要身體是在慢性缺氧的狀態時,血清素的分泌就明顯的減少,相反的如果在富足有氧的情況下,分泌就正常甚至多一些。這也應證了很多在高山缺氧的族群、以及貧血缺氧、心腦肺腎血管相關疾病等族群都有明顯憂鬱問題甚至有較高的自殺機率。畢竟身體的能量不足,我們是得不到大腦神經給自己按個讚啊!