关于新冠病毒感染和预防 (1)
健康人体功能的维持,如心脏跳动,胃肠道蠕动,走路跑步等等都需要能源持续不断的供应身体相应组织细胞,就像一辆跑在高速路上的汽车需要汽油燃烧一样。我们身体的能源主要来自食物中的葡萄糖和脂肪,经过线粒体的氧化磷酸化代谢,持续而高效地为我们身体各个细胞供能。而这两种能源经线粒体代谢产能的同时,也产生了一种对细胞有害的副产物,被称为"自由基"。自由基对人体的危害主要是诱发组成细胞的蛋白质,脂类分子氧化,使结构改变,各种酶功能损伤和细胞膜。所以线粒体这个细胞内发电厂其实是"核电站",即不但发电,还有核泄漏,就是产生自由基。
事实上葡萄糖代谢是分两段进行:血中的葡萄糖首先通过特定的葡萄糖通道进入到细胞内,在细胞浆经过"无氧降解"的十步反应产生2个ATP(能源单位)(与酿酒制醋一样); 然后酵解的产物-丙酮酸进入到线粒体内,在我们呼吸的氧气的帮助下经过"氧化磷酸化"彻底分解出34个ATP。所以一个葡萄糖分子经过酵解和氧化磷酸化一共能产出36个ATP。脂肪提供的能量也是在线粒体内通过氧化磷酸化逐渐被分解出来。所以葡萄糖酵解和线粒体的氧化磷酸化的区别就是: 糖酵解仅仅产出2个ATP,但不需要氧气,所以没有自由基的产生;而进一步发生在线粒体内的氧化磷酸化,虽然大大提高了葡萄糖的利用效率,但会伴有害的自由基。
病毒感染复制与细胞分裂时一样,不但需要能源,更重要是对细胞分裂早期发生的遗传物质(DNA)复制时要避免出错,称为'复制突变',以确保母代的遗传特性稳定地传给下一代。所以对复制时细胞内的“氧化还原态”的要求极高,为此葡萄糖酵解被选为细胞分裂时的重要代谢途径是因为它满足了这两个条件,即可以产ATP,而且没有自由基。为此通过生物进化过程,葡萄糖酵解途径与DNA的复制偶联在一起,加上谷氨酰胺的降解,为合成新细胞提供所需要的能量,还原环境和所有生物材料。这个现象是由一位德国医学家在1920年代在肿瘤细胞的增殖被发现。这个糖酵解于细胞分裂相偶联的现象, 不但出现在肿瘤细胞,而且是所有正常快速增值的细胞,如早期胚胎细胞,干细胞,甚至病毒在感染宿主细胞后的复制都无一例外地采用葡萄糖酵解完成子代DNA的复制。目的就是避免复制突变,以确保子代的遗传特性与母代一致,从而达到“种瓜得瓜,种豆得豆”的目的。
由于葡萄糖酵解和氧化磷酸化是‘上游-下游’的关系,所以位于下游的线粒体的氧化磷酸化功能是否正常直接影响位于上游的糖酵解的"增加程度"和"时间长短". 以心肌细胞的葡萄糖代谢为例,葡萄糖代谢经过酵解是一带而过,时间短,且没有滞留。酵解产物完全进入线粒体的氧化磷酸化彻底分解出36个ATP,供心肌收缩;而在快速分裂的正常胚胎细胞、由于下游线粒体的暂时关闭,使上游酵解暂时增强,此时DNA复制,以避免复制突变。DNA复制完成后线粒体恢复功能,酵解减弱,葡萄糖产能效率提高,为细胞的有丝分裂和分化,功能以提供能量。
就像我们日常生活中经常遇到的洗菜池的淤堵往往是因为下水道的堵塞引起;而通过疏通下水道清淤往往可以马上解除洗菜池的淤积。由此看来,葡萄糖的代谢途径的调节关键是在线粒体的功能正常。如果线粒体功能下降,如老年人,则葡萄糖的酵解水平会被动增加,形成了以酵解为主的‘酸性还原态’,而有利于细胞分裂如肿瘤细胞和病毒复制。动物实验发现,将健康小鼠的线粒体经静脉注入黑色素瘤模型的小鼠体内,可以有效的抑制肿瘤的生长,延长存活期,并完全扭转了患肿瘤小鼠的葡萄糖代谢途径,使肿瘤细胞的‘酸性还原态’的环境变成‘碱性的氧化态’,从而不再适合肿瘤细胞分裂并增加细胞死亡。这个实验充分说明了线粒体功能正常对维护健康的重要性。所以目前提倡的‘健康生活方式’如适当节食和加强有氧运动,其根本就是保持葡萄糖代谢下游的线粒体功能正常,确保"下水管道"通畅无堵,以避免上游的酵解淤堵,造成肿瘤分裂、病毒复制的机会。所以健康的生活方式使我们体内处于碱性的氧化态,是我们有效减少肿瘤发生,抵御病毒感染的根本。中医也认为:其邪所凑,其气必虚。供参考