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我们的机体是如何解毒的

2011-09-30
我们的机体是如何解毒的,健康常识,解毒
我们的机体是如何解毒的

每天进入我们身体的有毒物质和身体里面产生的有害物质各式各样。本文从分子机制上阐述了我们的机体对这些有害物质进行解毒的原理,以求给“解毒”一词以比较具体和清晰的概念,从而使我们能更正确和有效地使用我们身体的解毒系统。
从热力学的观点来看,所有的生物,包括人,都是一种耗散结构,需要有物质和能量连续不断地流过。一旦这种流动停止,生命也就终止了。从这个意义上讲,我们的身体必须是对外开放的。...

我们的机体是如何解毒的?z朱钦士

我们的机体是如何解毒的?

从热力学的观点来看,所有的生物,包括人,都是一种耗散结构,需要有物质和能量连续不断地流过。一旦这种流动停止,生命也就终止了。从这个意义上讲,我们的身体必须是对外开放的。在物质不断流入的过程中,许多有害的物质,包括微生物和各种化学物质,也会进入我们的身体。与此同时,有害物质也能在体内的物质代谢过程中生成。

对于这些有害的物质,我们的身体有两大系统来对付它们:对于微生物和生物大分子,我们的免疫系统能识别和消灭它们,最终使其在溶酶体(相当于细胞中的“垃圾处理场”)中被消化掉。对于不能引起免疫反应的小分子,我们可以修改它们,或限制它们的作用,最终将它们排出体外,这就是所谓的“解毒”。

“解毒” 是一个很广泛的概念,其具体内容随毒物性质的不同而变。如本文开头所述,“毒”总体上可以分为外源性的和内源性的两大类。外源性毒物有重金属、药物、食物添加剂、食物里面的某些成分、烹调食物产生的新成分、农药、各种化工产品、空气污染物
(臭氧、一氧化碳、氧化氮、醛,酮) 等等。内源性毒物有过氧离子、游离基、各种代谢产物等等。对于不同性质的毒物,我们的身体有不同的解毒办法。

我们身体的解毒系统有四大特点:

1. 这些系统原来是为人体自身的化学反应所需,后来发展出对外来分子的解毒功能。原来的系统仍然在我们的生理活动中发挥着不可缺少的作用。例如:以胆固醇为原料合成性激素就需要一种细胞色素P450(解毒酶的一种,见下文)的参与;金属结合蛋白本来就是用来结合和转运对人体有用的金属元素的。

2. 解毒系统不是万能的。由于这些解毒系统是从生物自身的化学反应系统发展而来,它们并不能对所有的外来物质解毒。比如一氧化碳、甲醛、超过一定数量的氰化物、砷化物、一些食品中的毒素
(如河豚和毒蘑菇中的毒素)、蛇毒等等,我们的身体都不能有效应付。所以并不是“凡毒皆可解”。

3. 解毒系统是可以被诱导的。由于进入身体的外来毒物的种类和数量是不断变化的,这就要求人的解毒系统具有应变性,能根据外来物质进入身体的情况随时调整自己的状况。但这种可诱导性常常对一些药物的药效造成麻烦。

4. “解毒”反应并不总是有利的。工业化和现代化所带来的环境和食物、药物的变化是很迅速的,身体过去从未见过的许多化合物在过去的一百多年中大量出现。而由于基因的变化相对较慢,我们身体的解毒功能却不能及时跟上。在有的情况下,这套系统还会帮倒忙,把本来毒性小的物质“解”为毒性更大的物质。所以了解人体的解毒机制,才能发扬其长处,避免其副作用。

下面具体介绍我们的身体对几大类毒物的解毒机制。其中对重金属和游离基的解毒只作简要介绍,重点是肝脏解毒的化学机制。

一,金属元素及其毒性

1.必须金属元素。

人体的生理活动需要各种金属离子。有些金属离子,比如钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg),是以可溶性盐的形式存在的(骨骼中的磷酸钙除外)。它们参与维持电解质平衡和细胞内外所需要的各种盐的浓度,并且与许多重要的生理过程有关,如主动运输、神经脉冲的传递等等。钙离子还能起信息传递的作用。有趣的是,这四个元素在元素周期表中正好排在一起,成一个正方形。这四种元素的离子中,外层的
s 电子已经完全失去,内层的电子又很稳定,所以它们在体内不参加氧化还原反应。

另一些金属离子,包括铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(
Zn)、钼(Mo)等,则主要结合于蛋白质分子上,作为蛋白质的助手(辅基),参与蛋白质的生理功能。比如铁结合于血红蛋白上,参与氧的运输。铁和铜还参与细胞内的氧化还原反应。作为脂肪酸氧化酶辅基的维生素B12含有钴,核苷酸还原酶含有锰,尿素酶含有镍,醇脱氢酶含有锌,醛脱氢酶含有钼,等等。因此,这些元素被称为“必须金属元素”。

有意思的是,这些人体所需要的金属元素(除钼以外)在元素周期表中也都排列在一起,位于同一周期内。除钼(原子序数,即原子核中质子的数量,为42)以外,它们都是比较轻的元素(原子序数从24到30)。它们都不属于“主族元素”,而是所谓的“过渡金属元素”。除钼以外,以上元素变化的是它们外层(第四层)的
s 电子和里面一层(第三层)的 d 电子,多能以变价离子形式存在,因而能够成为许多参与氧化还原反应的酶或电子传递分子的辅基,为我们身体的生理活动所必需。

但正是因为它们具有氧化还原特性,当它们处于游离状态时,也会催化一些对身体不利的化学反应,如游离基和含氧负离子的生成(见下面的芬顿反应)。它们也对巯基(-SH,“巯”发音“秋”,即琉氢基)中的硫原子有亲和力,能结合于蛋白质中的半胱氨酸的侧链,影响蛋白的功能。因此,这些金属元素的浓度如果超出所需的量,也会成为毒物。

为了防止这些金属元素以游离的离子存在,我们的体内有一种专门的金属结合蛋白(Metallothionein, 简称 MT)。它含有大量 (约32%)
的半胱氨酸,能够使绝大部分的过渡金属离子处于结合状态,以降低其毒性。这同时也是一种储存和调节这些金属离子在体内浓度的方式。

2. 有毒的重金属元素

有毒金属是指不为人体的生命活动所需,而又能在我们体内引起不良后果的金属,如汞、铅、镉等。这些金属的原子序数一般都比较高,电子层结构复杂,不但我们的身体不能利用它们,它们还会干扰生命活动的进行,成为毒物。更危险的是,这些重金属一旦进入身体,它们的排出速度是很慢的,可在身体里存留几十年。汞和镉主要积聚在肝和肾中,汞还能轻易地跨越血脑屏障,进入脑部,铅主要积聚在骨中,给我们造成持续的损害。

这些重金属离子进入人体以后,能够直接催化过氧化物和游离基的产生,破坏细胞和生物大分子的结构。它们也能与蛋白质中的半胱氨酸结合,影响蛋白质的生理功能。它们还能与细胞内主要的抗氧化剂和解毒剂谷胱甘肽(由谷氨酸,半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽)结合,降低其浓度,从而降低肌体对其它毒物的解毒能力(详见后面肝脏解毒部分)。

人类的祖先从食物和环境中就会接触到各种金属离子,所以我们的身体也早有应对毒性金属离子的机制。因为只有游离的重金属离子才有明显毒性,降低其毒性的方法之一就是用特殊的蛋白来结合它们。上面谈到的防止必需金属元素毒性的金属结合蛋白也能结合这些有毒金属离子,减轻它们的毒性。更重要的是,这种蛋白的浓度还会因为金属离子浓度的增加而增加,也就是可以被金属离子诱导,以增强身体对抗金属毒性的能力

因为金属离子毒性的另一个表现是降低细胞中对解毒有重要作用的谷胱甘肽的浓度,机体对此的反应就是增加谷胱甘肽的合成。这是通过增加这个合成过程的限速酶——谷胱二肽合成酶来实现的。

但如果有过量的有害金属进入身体,或身体长期接触重金属,会使以上两种蛋白严重消耗,不再能有效降低这些金属离子的毒性,这就会影响我们身体的健康。所以人对有毒金属的解毒能力是有限的,最好的办法是减少或避免这些有毒的金属元素进入体内。

如果短时间内有大量重金属进入身体 (急性中毒)
,以上两种蛋白就不足以消除它们的毒性了。这时就要用金属獒合剂,比如乙二胺四乙酸钠(Ethylenediaminetetraacetate,
EDTA)、二硫代琥珀酸 (Meso-2,3-dimercaptosuccinic acid) 等等,来帮助将它们排出。

二,活性含氧物和游离基的生成及解毒。

在地球上生命形成的早期,大气中几乎没有氧。那时的生命靠分解有机物或利用还原物质(如硫化氢)来提供维持生命活动的能量。这种低水平的能量供给不足以支持需要大量能量的活动。所以那个时候地球上的生物也只能是简单的单细胞生物。

能进行光合作用的微生物的出现使大气中出现了氧气,也产生了以氧为电子受体,能生成大量高能化合物ATP的氧化磷酸化系统,使得高等生物 (包括人) 的出现和发展成为可能。

但是,在我们享受氧带给我们的生命时,也受到氧的危害。氧是一种非常活泼的元素,有强烈的获取电子的倾向。它能使铁生锈、油变蛤、引起火灾和煤矿爆炸,它也能从我们身体里化学反应的中间步骤获取电子,形成氧负离子和其它活性含氧物
(reactive oxygen species, ROS) 及游离基,这些物质能和身体内的其它生物分子相互作用,破坏这些分子,给我们的身体造成损害。

有多种途径可以在我们的身体内产生这些有害物质。首先,细胞内的一种细胞器叫过氧化体(peroxisome)的,在它中间脂肪酸的氧化过程中就会产生过氧化氢。其次,电离辐射会产生游离基。比如我们坐飞机,在高空就会受到的比较强的宇宙射线辐射,在我们的身体里产生游离基。第三,如前面所谈到的,金属离子的毒性之一就是催化活性氧和游离基的生成。比如在细胞内产生的过氧化氢(H2O2)如果遇到二价的游离铁离子(
Fe+2 ),就会被催化变成氢氧根游离基( OH. )和氢氧根负离子( OH-)。这个反应是由英国化学家芬顿(Henry John Horstman
Fenton, 1854-1929)发现的,所以叫做芬顿反应:

H2O2 + Fe+2 —> Fe+3 + OH. + OH-

氢氧根游离基和氢氧根负离子的化学反应性都非常强,能和许多生物大分子相作用,破坏这些分子。

与上面说的三种途径相比,我们身体内产生氧负离子的主要场所还是线粒体。线粒体(mitochondria)是人体细胞内的
“发电厂”,即产生高能化合物ATP的主要场所。食物中的碳和氢在线粒体中被转化为高能电子,沿着一条电子传递链传到氧,最后生成水。在电子传递过程中释放出来的能量就被用来合成ATP。

在电子传递的过程中,有一步是经过一个脂溶性分子叫泛醌(辅酶Q)的。由于泛醌传递电子要经过半醌阶段,氧就能从这些半醌中获取电子,生成氧负离子(O2-)。这是一个非酶反应,即身体中的一种有害的副反应。正因为如此,线粒体中含有大量的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD),负责将氧负离子变成氧和过氧化氢:

O2- + O2- + 2H+ —> O2 + H2O2

过氧化氢又可以被过氧化氢酶(catalase)分解,成为氧和水:

H2O2 + H2O2 —> O2 + 2H2O

人体里还有过氧化物酶(peroxidase)。与过氧化氢酶不同,它可以用NADH为氢供体,把过氧化氢还原成水,而不生成氧:

NADH + H+ + H2O2 —> NAD+ + 2H2O

谷胱甘肽过氧化物酶也能利用谷胱甘肽(这里简化为 GSH )的还原能力,将过氧化氢还原成水:

2GSH + H2O2 —> GSSG + 2H2O

因此,我们的身体内有一整套系统来对付这些活性含氧分子。另外,一些食物中的成分,如维生素C
和E、植物中的多酚,也被当作抗氧化剂使用。然而,数次世界范围、大规模的对照实验并没有证实这两种维生素的保护作用,而且过大剂量的维生素还会有副作用。

一个可能的解释是,清除活性含氧分子的酶作用非常迅速,而维生素和多酚与这些含氧分子的反应不是被酶催化的,因而要慢1,000~10,000倍。提纯的维生素得不到蔬菜水果中其它物质的配合也许是另一个原因。

三,人肝脏的解毒功能

人类的祖先是杂食者。各种动物(包括昆虫)和植物都可以作为食品。因为目前地球上所有的生物都来自共同的祖先,具有相同的基本生命模式和“建筑材料”,所以彼此都可以作为食物。特别是动物,直接或间接地从植物获取营养(参看我在《中国科普博览》上的博文:“我们能请外星人吃饭吗?”)。

然而生物之间毕竟已经有了很大的差别。不同的生物为了自己独特的生活方式,也产生出为自己的生命活动所需要的物质。这些物质就不一定是人类所需要的了,有的甚至还有害。动物吃下这些物质后必须加以处理。植物为了减少被动物所吃,也不断发展出一些动物不喜欢或对动物有害的物质,如各种生物碱。动物为了继续吃植物,也不断发展出对付这些物质的手段。所以人的解毒系统也是动物(包括人)与植物的抵抗作斗争的结果。

由于这些物质主要是小分子,不能如病毒细菌那样引起免疫反应,所以我们的免疫系统在这里派不上用场。我们的身体必须用不同的办法来对付它们。

为了从其它生物获得我们所需要的食物成分(用于建造身体和获得能量),同时又减轻或消除食物中无用或有害的小分子成分,我们的身体在长时期中发展出一整套解毒系统。这套系统在身体的许多细胞里都存在,但主要存在于肝脏内。因为食物成分经消化道吸收后先沿着门静脉到肝脏,所以这里可以看成人体的海关,一切外来物质都首先到达这里,经过检查。有害的东西被没收销毁,而不是原封不动地到达身体的其他组织。因此,我们说到人体解毒,主要是指肝脏解毒。

到了现代社会,除了传统食物中的外来物质,每日还有大量的各种人造化合物,如西药、食物添加剂、杀虫剂及其它工业产品,
经过口服、呼吸道吸入和皮肤吸收进入我们的身体。其中有些物质具有毒性或致癌,所以也需要我们身体的解毒系统加以处理。在进入我们身体的物质大大复杂化的情况下,我们的解毒系统就更显得重要。

对这些化合物解毒的主要原理是:1、使它们变得更溶于水,因而能更容易地被排泄出去;2、修改它们的功能基团,降低它们的毒性。

为了理解这些原理,有必要先了解分子溶于水和不溶于水的原理。这就是分子的亲水性和亲脂性。这两种基本的性质不仅是解毒过程的基础,也是地球上所有的生命起源和发展的基础(见我在《中国科普博览》上的博文:“分子之间如何相互‘认识’?”)。

1,水分子是局部带电的极性分子

要了解为什么有些物质溶于水,首先需要了解水自身的性质。水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成(H2O)的。氢原子和氧原子通过共用彼此的电子联系在一起。由于氧原子有很强的获得电子的能力,这些共用电子并不是平等分享的,而是偏向氧原子。这样,氧原子就带部分负电,氢原子带部分正电。

而且这两个氢原子并不是位于氧原子的两边,形成一个线性分子,而是伸向一边,彼此有104.5度的夹角。这样,分子的正电荷中心和负电荷中心不彼此重合,形成氧原子的负极和氢原子的正极。所以水分子是极性分子。

既然水分子有正极和负极,那水分子之间就可以凭正电和负电而相互相吸引。这样由带部分正电的氢原子和另一个分子上带部分负电的原子(不一定是氧原子,也可以是氮原子)所形成的联系叫做“氢键”。它和分子内由共用电子对形成的化学键(叫共价键)不同,强度也不如共价键大,但却是分子之间相互作用最强的力量之一。

2,亲水性和亲脂性

水分子部分带电的一个重要后果就是,它能溶解其它也部分带电的分子。

比如葡萄糖分子,里面的6个碳原子中,每个都连有一个氧原子,氧原子上再连一个氢原子。这样由一个氧原子和一个氢原子相连而形成的基团叫做“羟基(-OH,“羟”发音“枪”,由“氢”字和“氧”字的部分组成)。由于氧原子对电子的“饥渴”,这些氧原子也带部分负电,与它相连的氢原子也都带部分正电。这样,羟基就可以凭借这些电荷和水分子相互作用而溶于水,被认为是“亲水”的。葡萄糖分子中有6个羟基,所以是高度溶于水的。一般来说,只要在分子里引入氧原子,这个分子的水溶性就增加。这就是肝脏解毒的主要原理。

相反,总体和局部都不带电的分子,由于无法和水分子以电荷相互作用,它们也不溶于水。但它们能溶于同样不带电的有机溶剂(如汽油、苯)中。这样的分子被称为是“亲脂”的。

汽油是由碳和氢组成的物质。碳原子彼此连成线性或分支的链,上面再连上氢原子。碳原子和氧原子不同,它能和氢原子之间“平等相待”,共用的电子既不偏向碳,也不偏向氢。这样无论是碳原子还是氢原子都不带电。这样的分子也不溶于水。推而广之,凡是由碳和氢组成的分子或分子部分都是亲脂的。

许多致癌物是亲脂性分子,如煤焦油里的多联苯。这些物质进入身体之后会存积于脂肪组织和细胞膜中,很难排出。肝脏解毒的一个办法就是在这些分子上加上氧原子,让它们局部带电,增加它们的水溶性。另一个办法是把它们连在高度亲水的分子上,靠这些亲水分子把它们带出体外。这就是肝脏解毒的主要原理。下面具体来看这是如何做到的。

3,肝脏解毒的第一步:给外来物质加上氧原子。

碳氢化合物在化学上是很惰性的,所以要在上面加上氧不是一件容易的事。肝脏里有一类蛋白质专门催化在这些外来分子上加上氧原子。这类蛋白质由于要和氧打交道,光靠蛋白质自己已经不够了,它们和其它与氧打交道的蛋白质(如运输氧的血红蛋白)一样,含有一个血红素辅基,辅基的中心有一个铁原子。这个铁原子再通过蛋白质上的一个半胱氨酸侧链与蛋白相连。正是这个铁原子催化往外来分子上加氧的反应。

由于外来的分子各式各样,单靠一种蛋白质来给它们加氧是不够的。于是各种生物发展出了多种这类蛋白质来对付各种不同的外来分子。人的肝脏中有多种这样的蛋白质,分成17个家族、30个亚族,共57种。老鼠更多,有百种左右,其中有约40种与人的同源。这说明老鼠吃得比人更杂,需要更多种类的解毒酶来对付食物中的有害分子。

这些蛋白质都不是可溶性蛋白,而是位于肝细胞内的一个复杂的膜系统叫做内质网的膜上,所以很难提取分离。为了有一个快速检测它们的方法,科学家们往它们的悬浮液中通入一氧化碳。一氧化碳结合于铁原子上以后,所有这类蛋白都在450毫微米显示出一个吸收峰,可以方便地用来测定它们的总量。再加上它们所含的血红素,这些蛋白质的总名称就是细胞色素P450(cytochrome
P450),简称为CYP。

在给不同的细胞色素 P450
命名时,家族用数字表示,亚族用字母表示,亚族中具体的蛋白又用字母表示。比如CYP2C9就表示是第二家族,C亚族中的第9个蛋白。CYP3A4是肝脏中最主要的细胞色素P450,许多药物都是通过它被代谢排出的。

所有的细胞色素P450之间至少有40%的氨基酸相同。但每种细胞色素P450的分子结构不完全相同,以结合不同的外来分子。

细胞色素P450给外来分子加氧有两种形式:一种是在碳原子和氢原子之间加上一个氧原子,形成羟基(-OH),增加其水溶性。另一种是在碳-碳双键(C=C)上加上一个氧原子,形成一个由碳-碳-氧组成的环状化合物,叫环氧化合物(epoxide)。

由于细胞色素P450是最先对外来分子进行修改的,所以被称为第一线的解毒酶。

4,肝脏解毒的第二步:水解环氧化合物和加上高度亲水的基团

肝脏解毒的第一步所生成的环氧化合物在水中是不稳定的,它会和生物大分子反应,连接到这些生物大分子上,改变它们的性质,使它们失去活性。因此环氧化合物是有毒的。

为了消除这些环氧化合物的毒性,肝脏里有两种酶来对环氧化合物做进一步的修改。这些酶叫做第二线的解毒酶。一种叫做环氧化物水解酶(epoxide
hydrolase),它在环氧结构上加一个水分子,把它变成两个相邻的羟基。另一个是谷胱甘肽转移酶,它把一个分子的谷胱甘肽直接转移到环氧结构上。由于谷胱甘肽是高度溶于水的分子,这样不仅消除了有害的环氧结构,也大大增加了外来化合物的水溶性,使之更容易被排出体外。

这样,在外来分子上加氧的后果是直接或间接(通过环氧化物)产生羟基,增加这些化合物的水溶性。在此基础上,肝脏中的其它二线酶能够在羟基上再加上更加亲水的集团,进一步增加这些化合物的水溶性。

磺酸基转移酶就是一种这样的酶,它能够在羟基上再连上磺酸基,大大增强化合物的水溶性。比如苯进入人体后被代谢的一个产物就是苯酚(苯环上面连一个羟基)。这虽然增加了水溶性,但是还不够。而且苯酚自身也是有毒的化合物,医院里用来给环境消毒(叫“来苏儿”)。而在连上磺酸基后,不但苯酚的毒性大大降低,水溶性也增高许多,就容易被排出了。

葡萄糖醛酸转移酶是另一种这样的酶,它能在羟基上连上高度水溶性的葡萄糖醛酸,降低苯酚的毒性,并进一步提高苯酚的水溶性,使其更容易被排出体外。

肝脏中还有其它的酶,能够修饰外来化合物,使其毒性降低。比如许多含有氨基(-NH2)的化合物是有毒的,肝脏能在这些氨基上“戴个帽子”,将它们掩盖住,这些氨基的毒性就大大降低了。这个“帽子”就是乙酰基团(CH3CO-),通过乙酰基转移酶加到氨基上。

许多含有氨基的外来物质都能被 N-乙酰转移酶修饰而改变性质。人与人之间N-乙酰转移酶基因的差异会导致这种酶活性的差异。研究发现,这些基因差异与癌症(食道癌、直肠癌、肺癌)
及帕金森氏症的发病率密切相关,说明这种酶在解毒过程中的重要作用。

5,解毒反应并不总是有益的

人肝脏中的解毒系统是经过几百万年的时间进化来的,对于今天出现的各种人造化合物并不“认识”,也不“知道” 哪些化合物有毒,哪些没有毒。

原因就在于人的基因变化的速度赶不上人类生活的变化。病毒和细菌的基因变化的速度很快。我们每年都要制备新的流感疫苗,细菌抗药性也是一个令人头痛的问题。与此相反,人的基因变化的速度是很慢的。每一代人每三千万个碱基对才有一个突变,而且这个突变改变基因的几率更要小得多。人类社会的存在才有几千年的时间,而现代社会的出现不过是近百年的事情。大量的化学制品就出现在过去的几十年间,而在这段时间内人的基因基本上没有变化。

因此,面对千万种新的药物和化学制品,我们的解毒系统仍然按过去形成的功能来进行反应。与其说是“解毒”,不如说是“处理”。因此,有些反应实际上活化了某些化合物,使其变得更加危险。

一个明显的例子是煤焦油和香烟烟雾中的一种致癌物叫苯并芘的。这是一个完全由碳和氢组成的五环化合物。它在化学上是很惰性的,本身并不致癌。肝脏对它第一次解毒后,生成一个环氧化合物。这个环氧结构也被环氧化物水解酶顺利水解成邻二酚。但我们的解毒系统“觉得”不够,又再给它加一个氧原子,形成另一个环氧结构。可是这一次,这个新形成的环氧结构就不再能被环氧物水解酶水解了。它就以这种环氧结构和其它生物大分子相互作用,成为致癌物。

所以在这里,是我们的解毒系统把非致癌物变成了致癌物,其中起关键作用的是环氧化物水解酶。如果把老鼠体内这个酶的基因“敲除”掉,苯并芘就不再能使老鼠生癌。同理,降低人肝脏中环氧化物水解酶的浓度也可以减少吸烟者得癌症的危险。绿菜花(西兰花)中有一种物质就有这个作用,所以对于吸烟者有保护作用。但也可能增加其它化合物代谢不足的危险。

另一个例子是黄曲霉素。这是霉变的花生所产生的一种强烈致癌物。研究表明,黄曲霉素本身并不致癌,是经细胞色素CYP3A4的修饰后才变成致癌物的。CYP3A4是肝细胞中最主要的代谢药物的细胞色素。所以一旦黄曲霉素进入人体,就不可避免地会被转化为致癌物。唯一的办法是不要吃可能带有黄曲霉素的食物。

再一个例子是常用的解热镇痛药扑热息痛。它不但能被肝脏转化为有害物质,还会消耗肝细胞中的谷胱甘肽。所以扑热息痛使用过量会造成肝损伤甚至肝坏死。

6,药物之间的相互作用

如前所说,肝脏的解毒系统是可调的。外来的药物可以增加或减少这些基因的表达(改变解毒酶的浓度),或直接抑制这些酶的活性(酶浓度不变,但活性改变)。一种药物可以抑制对另一种药物的解毒酶,增加另一种药物的毒性。一种药物也可以诱导对另一种药物的解毒酶,使其活性增加,因而降低该药物的药效。因此在服一种以上的药物时,必须考虑到它们通过肝脏解毒系统的相互作用。

比如中药用药时有所谓的“十八反”,说的是一些中药不能和另一些中药共用。比如藜芦不能和人参、丹参、细辛、芍药(赤芍、白芍)共用,因为后面几种药物能降低细胞色素P450酶的含量,抑制主要的药物代谢酶CYP3A及CYP2E1的酶活性,减缓了藜芦中毒性物质的代谢,导致毒性增加。又如乌头不能与半夏、瓜篓、贝母、白芨合用,原因也是后几种药物能抑制参与乌头碱代谢的P450酶CYP3A和CYP1A2的活性,延缓乌头碱的代谢,增加其毒性。而甘草中的甘草甜素能提高CYP3A的活性,增加对其它药物的代谢,降低有毒中药的毒性,同时也使其它中药的药性更为温和。这就是中医常把甘草用作药方佐剂的道理。所以说,我们的祖先从长期的观察和实践中总结出来的许多用药方法和禁忌,现在被证明是符合科学原理的。

中药如此,西药也一样。许多西药的用量常在无效和中毒之间。用少了无效,用多了中毒。这些剂量是按照正常人肝脏解毒的情形测定的。如果某种药物(无论是西药还是中药)能明显改变肝脏中某种解毒酶的活性,那就会使那种酶代谢的药物的日常用量要么变为过量而中毒,要么变为不足而无效。

比如我们爱吃的柚子就能抑制肝脏的主要解毒酶 CYP3A4
的水平,使得许多药物严重过量。所以美国的许多药房都在柜台外面贴着通知:服药期间不要吃柚子。反过来,治疗肺结核的药物利福平(rifampicin)能使细胞色素3A4的量增加,使得许多药物不那么有效。

中医中药已经有几千年的历史,所以中药之间的配伍已经相当成熟,一般不会出现中药之间相互冲突的事(庸医开的方除外)。但由于一些中药对细胞色素P450的作用还不十分清楚,它们对西药的影响也不完全了解。比较谨慎的办法是尽量不要中药西药一起吃,以免互相影响。如果两种药都非吃不可,也要尽量错开服用它们的时间,减少它们之间的相互作用。

我们的机体是如何解毒的小结

每天进入我们身体的有毒物质和身体里面产生的有害物质各式各样。本文从分子机制上阐述了我们的机体对这些有害物质进行解毒的原理,以求给“解毒”一词以比较具体和清晰的概念,从而使我们能更正确和有效地使用我们身体的解毒系统。

现在市面上关于解毒的夸大不实的说法甚多。比如不具体说“毒物”是什么,笼统地说他们的产品能“解毒排毒”。诸如“彻底清除毒素,让细胞恢复青春”之类的说法更是满天飞。对这些说法起到一些澄清的作用,也是本文的目的。

初稿完成于2010年8月2日,修改稿完成于2011年9月21日
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本栏目主要介绍科学常识,生活常识,健康小常识方面,包括最新的科学常小常识,生活小常识,健康小常识,医学常识,我们的机体是如何解毒的等。特别关注有关人与文化的价值方面的研究。

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