论文部分内容阅读
【编者按】自由基医学是上个世纪六、七十年代孕育、诞生的一门生命科学新学科。而后，发展迅速，现已成为基础医学、临床医学和预防医学不可或缺的重要组成部分。因为自由基在人体中既具有重要的生物功能，又几乎与人类常见的重大疾病，如死亡率最高的心脑血管疾病、最凶险的癌症等都密切相关，因而引起了人们的广泛关注和浓厚兴趣。各种大众传媒也时有关于“自由基”、“抗氧化剂”的宣传报道，但都是星星点点、语焉不详，甚至有些是错误的。为此，我们特请中华预防医学会自由基专业委员会组织有关专家撰写了系列文章，从不同角度介绍有关自由基医学的知识，以飨读者。
控烟运动已在我国开展多年，但吸烟的势头及危害仍未得到有效扼制，控烟形势依旧十分严峻。这不仅需要政府采取更加坚决、有效的控烟举措，也需要公众更加广泛、自觉地参与控烟行动。
吸烟危害知多少
我国著名呼吸疾病专家、中国工程院院士钟南山曾大声疾呼：吸烟就像一部死亡发动机。笔者还要补充一句：吸烟好似一台烧钱的焚钞炉!
吸烟是引发多种疾病和死亡的危险因素，这已成为医学界的共识。吸烟使人的平均寿命缩短10年。根据2009年世界卫生组织发布的最新报告，全世界每年死于吸烟相关疾病的人数高达500余万，估计中国为100余万。而且还在不断增长。
科学实验和流行病学调查的结果证实。吸烟不仅可直接引起支气管和肺组织的损伤，造成呼吸系统疾病，而且可导致癌症和心血管疾病这两种目前死亡率最高的疾病。现已知道，在各种癌症死亡病例中。大约有30％是由吸烟引起的。吸烟者死于肿瘤的几率是非吸烟者的10倍以上；口腔癌死亡者的50％～70％与吸烟有关；重度吸烟者患喉癌的几率是非吸烟者的20～30倍；吸烟者食管癌的发病率是非吸烟者的4～10倍。吸烟是引发心肌梗死的一个重要诱因。吸烟使人患心脏病的风险性增加了2倍。
吸烟不仅危及生命，而且还给国家和个人带来沉重的经济负担。我国是烟草大国，烟草年产量超过250万吨。我国也是烟民大国，15岁以上吸烟人口超过3亿。根据我国2008年卫生统计年鉴的结果推算，我国35岁以上成人归因于吸烟的三类疾病(癌症、心血管疾病和呼吸系统疾病)的经济负担高达2237-2亿元，约占各类疾病经济总负担的1／6，约占国内生产总值的0.75％。据我国吸烟人群的现状调查，平均每个烟民每天吸烟的费用为2.73元，则每年花费近千元，全国烟民的购烟消费每年约3000亿元，十分可观。但由此推算，我国烟草工业的税收抵不上吸烟造成的疾病之经济负担!
吸烟危害源自谁
有一位专门研究香烟危害的专家把燃烧的香烟比喻为一个“微型化工厂”，这是非常形象和贴切的。因为，香烟在燃烧过程中会发生一系列复杂的化学和物理变化，生成几千种物质，其中，有大量有毒气体和烟尘，包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、焦油和各种自由基。
吸烟时，香烟燃烧的一端温度可达900℃，而烟气入口时的温度则降到50～80℃，在几百分之一秒的瞬间和几厘米烟柱的距离内存在一个很大的温度落差，其中的变化极其复杂。通常，温度高于6000c烟丝即可实现完全燃烧，其主要产物是二氧化碳(CO2)、二氧化氮(NO2)和水蒸气等气态物质。开始，炽热的烟气在穿过未燃烟丝时可对烟丝起加热和蒸馏的作用，引发一系列氧化还原反应。但随着烟气向入口端移动，温度逐渐降低。氧气含量因逐渐消耗而减少，于是就由完全燃烧转变为不完全燃烧。温度降到450℃时，烟丝发生焦化反应，产生焦油等一系列焦化产物。有些烟草成分在开始燃烧时被氧化。到后来又会被还原，如CO2可还原转变为CO。烟气在移行和降温过程中，还会形成气溶胶。产生大量接近微米大小的颗粒物。在复杂的氧化还原过程中，很容易发生电子的转移，形成各种自由基，它们分布在烟气的气相物质和焦油之中。这些就构成了吸烟危害的源头。
烟害罪魁自由基
过去人们一直认为，吸烟的危害主要来自尼古丁。但经过科学家们近20年的深入研究，证实吸烟危害的罪魁祸首是自由基而非尼古丁，尼古丁的危害主要表现在吸烟依赖性，即成瘾性上。
在吸烟产生的气相物质中，存在多种自由基，其中主要是烷氧自由基和烷类自由基，还有NO(一氧化氮)和NO2(二氧化氮)自由基。这些自由基是在烟草燃烧和烟气移行过程中不断产生的。首先是烟草中的含氮物质在燃烧时生成大量的NO、NO2和亚硝胺，它们又与燃烧时产生的烯类物质反应生成烷氧自由基和烷类自由基。这些自由基具有很强的反应活性，可与细胞膜发生脂质过氧化反应。油脂酸败变哈、老年斑等就是典型的脂质过氧化反应的表现。而脂类是构成细胞膜的主要成分，因此自由基攻击细胞膜，发生脂质过氧化反应。就会破坏细胞膜，损害其生物功能，从而造成严重后果。这些自由基还可以与蛋白质发生氧化反应，导致DNA断裂等，造成蛋白质结构和功能的严重损伤。这些都是引起各种疾病的重要原因。
吸烟过程中生成的焦油颗粒大都为0.1～1微米的物质，其中包含几种特别稳定的自由基，如醌和半醌自由基、多环芳烃自由基以及含磷类自由基等。每支香烟生成的焦油中所含自由基的数目可高达6×1014个。多环芳烃自由基是一类致癌性很强的物质，如苯并芘。此外，前面提到的亚硝胺本身就是致癌物质，烷氧自由基和烷类自由基又极易自氧化，生成反应活性更强的活性氧自由基，它们攻击细胞及其膜，发生脂质过氧化反应，造成细胞及其膜的损伤；还可以与DNA结合，使之发生变异，进而引发多种疾病和癌症。
动脉粥样硬化和心脏病的起因与低密度脂蛋白的氧化关系极为密切，而许多自由基特别是活性氧自由基具有极强的氧化能力，成为低密度脂蛋白氧化的关键因素。因此，自由基可导致动脉壁细胞的损伤，引起炎症反应，最终造成动脉硬化。这就是吸烟引发心脏病的主要原因。
科学家们在研究中还发现了一个奇怪的现象：中国烟民患心脏病和肺癌等与吸烟相关疾病的比例明显比美国烟民低。进一步的研究发现，其原因是中国烟民大部分有饮茶的习惯，而美国烟民喜好饮茶的少。茶中含有丰富的茶多酚，而茶多酚具有很强的清除氧自由基的能力，因而可抑制吸烟产生的自由基发生细胞膜脂质过氧化作用，减轻其损伤。受此启发，中国科学家还研制了茶多酚滤嘴。实验证明，一般香烟滤嘴清除自由基的效果甚微，而茶多酚滤嘴的清除效果很好，由于它清除了烟害的关键因子，因此是减轻吸烟危害的有效措施，现已申请了专利。同理，如果烟民能多吃一些含多酚类、黄酮类、多糖类、维生素类以及番茄红素、胡萝卜素等具有清除自由基功能成分的饮食，对阻抗烟害也是有益的。当然，更彻底的办法还是戒烟和禁烟。
(本文作者为中华医学会自由基专业委员会常委，苏州大学医学生物技术研究所教授)
控烟运动已在我国开展多年，但吸烟的势头及危害仍未得到有效扼制，控烟形势依旧十分严峻。这不仅需要政府采取更加坚决、有效的控烟举措，也需要公众更加广泛、自觉地参与控烟行动。
吸烟危害知多少
我国著名呼吸疾病专家、中国工程院院士钟南山曾大声疾呼：吸烟就像一部死亡发动机。笔者还要补充一句：吸烟好似一台烧钱的焚钞炉!
吸烟是引发多种疾病和死亡的危险因素，这已成为医学界的共识。吸烟使人的平均寿命缩短10年。根据2009年世界卫生组织发布的最新报告，全世界每年死于吸烟相关疾病的人数高达500余万，估计中国为100余万。而且还在不断增长。
科学实验和流行病学调查的结果证实。吸烟不仅可直接引起支气管和肺组织的损伤，造成呼吸系统疾病，而且可导致癌症和心血管疾病这两种目前死亡率最高的疾病。现已知道，在各种癌症死亡病例中。大约有30％是由吸烟引起的。吸烟者死于肿瘤的几率是非吸烟者的10倍以上；口腔癌死亡者的50％～70％与吸烟有关；重度吸烟者患喉癌的几率是非吸烟者的20～30倍；吸烟者食管癌的发病率是非吸烟者的4～10倍。吸烟是引发心肌梗死的一个重要诱因。吸烟使人患心脏病的风险性增加了2倍。
吸烟不仅危及生命，而且还给国家和个人带来沉重的经济负担。我国是烟草大国，烟草年产量超过250万吨。我国也是烟民大国，15岁以上吸烟人口超过3亿。根据我国2008年卫生统计年鉴的结果推算，我国35岁以上成人归因于吸烟的三类疾病(癌症、心血管疾病和呼吸系统疾病)的经济负担高达2237-2亿元，约占各类疾病经济总负担的1／6，约占国内生产总值的0.75％。据我国吸烟人群的现状调查，平均每个烟民每天吸烟的费用为2.73元，则每年花费近千元，全国烟民的购烟消费每年约3000亿元，十分可观。但由此推算，我国烟草工业的税收抵不上吸烟造成的疾病之经济负担!
吸烟危害源自谁
有一位专门研究香烟危害的专家把燃烧的香烟比喻为一个“微型化工厂”，这是非常形象和贴切的。因为，香烟在燃烧过程中会发生一系列复杂的化学和物理变化，生成几千种物质，其中，有大量有毒气体和烟尘，包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、焦油和各种自由基。
吸烟时，香烟燃烧的一端温度可达900℃，而烟气入口时的温度则降到50～80℃，在几百分之一秒的瞬间和几厘米烟柱的距离内存在一个很大的温度落差，其中的变化极其复杂。通常，温度高于6000c烟丝即可实现完全燃烧，其主要产物是二氧化碳(CO2)、二氧化氮(NO2)和水蒸气等气态物质。开始，炽热的烟气在穿过未燃烟丝时可对烟丝起加热和蒸馏的作用，引发一系列氧化还原反应。但随着烟气向入口端移动，温度逐渐降低。氧气含量因逐渐消耗而减少，于是就由完全燃烧转变为不完全燃烧。温度降到450℃时，烟丝发生焦化反应，产生焦油等一系列焦化产物。有些烟草成分在开始燃烧时被氧化。到后来又会被还原，如CO2可还原转变为CO。烟气在移行和降温过程中，还会形成气溶胶。产生大量接近微米大小的颗粒物。在复杂的氧化还原过程中，很容易发生电子的转移，形成各种自由基，它们分布在烟气的气相物质和焦油之中。这些就构成了吸烟危害的源头。
烟害罪魁自由基
过去人们一直认为，吸烟的危害主要来自尼古丁。但经过科学家们近20年的深入研究，证实吸烟危害的罪魁祸首是自由基而非尼古丁，尼古丁的危害主要表现在吸烟依赖性，即成瘾性上。
在吸烟产生的气相物质中，存在多种自由基，其中主要是烷氧自由基和烷类自由基，还有NO(一氧化氮)和NO2(二氧化氮)自由基。这些自由基是在烟草燃烧和烟气移行过程中不断产生的。首先是烟草中的含氮物质在燃烧时生成大量的NO、NO2和亚硝胺，它们又与燃烧时产生的烯类物质反应生成烷氧自由基和烷类自由基。这些自由基具有很强的反应活性，可与细胞膜发生脂质过氧化反应。油脂酸败变哈、老年斑等就是典型的脂质过氧化反应的表现。而脂类是构成细胞膜的主要成分，因此自由基攻击细胞膜，发生脂质过氧化反应。就会破坏细胞膜，损害其生物功能，从而造成严重后果。这些自由基还可以与蛋白质发生氧化反应，导致DNA断裂等，造成蛋白质结构和功能的严重损伤。这些都是引起各种疾病的重要原因。
吸烟过程中生成的焦油颗粒大都为0.1～1微米的物质，其中包含几种特别稳定的自由基，如醌和半醌自由基、多环芳烃自由基以及含磷类自由基等。每支香烟生成的焦油中所含自由基的数目可高达6×1014个。多环芳烃自由基是一类致癌性很强的物质，如苯并芘。此外，前面提到的亚硝胺本身就是致癌物质，烷氧自由基和烷类自由基又极易自氧化，生成反应活性更强的活性氧自由基，它们攻击细胞及其膜，发生脂质过氧化反应，造成细胞及其膜的损伤；还可以与DNA结合，使之发生变异，进而引发多种疾病和癌症。
动脉粥样硬化和心脏病的起因与低密度脂蛋白的氧化关系极为密切，而许多自由基特别是活性氧自由基具有极强的氧化能力，成为低密度脂蛋白氧化的关键因素。因此，自由基可导致动脉壁细胞的损伤，引起炎症反应，最终造成动脉硬化。这就是吸烟引发心脏病的主要原因。
科学家们在研究中还发现了一个奇怪的现象：中国烟民患心脏病和肺癌等与吸烟相关疾病的比例明显比美国烟民低。进一步的研究发现，其原因是中国烟民大部分有饮茶的习惯，而美国烟民喜好饮茶的少。茶中含有丰富的茶多酚，而茶多酚具有很强的清除氧自由基的能力，因而可抑制吸烟产生的自由基发生细胞膜脂质过氧化作用，减轻其损伤。受此启发，中国科学家还研制了茶多酚滤嘴。实验证明，一般香烟滤嘴清除自由基的效果甚微，而茶多酚滤嘴的清除效果很好，由于它清除了烟害的关键因子，因此是减轻吸烟危害的有效措施，现已申请了专利。同理，如果烟民能多吃一些含多酚类、黄酮类、多糖类、维生素类以及番茄红素、胡萝卜素等具有清除自由基功能成分的饮食，对阻抗烟害也是有益的。当然，更彻底的办法还是戒烟和禁烟。
(本文作者为中华医学会自由基专业委员会常委，苏州大学医学生物技术研究所教授)