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氧气(O2)算是一种相对稳定的双自由基,这意味着我们可以安全地被它包围,而不会自燃。
但双自由基氧气仍然具有足够的活性,能够与食物结合从而为我们提供能量,与染料和色素结合让它们褪色,与金属结合导致它们生锈。
只有通过光合作用,这种活性元素才能在我们的大气中如此丰富。
如果没有植物、细菌和藻类补充供我们呼吸的氧气,那么很久以前,大气中所有的氧气就会与地球上其他元素发生反应,地球上的生命就会走上一条完全不同的演化之路。
动物和植物依靠呼吸作用,让氧气和葡萄糖在体内发生反应并释放能量。
但物极必反——大量氧气通过肺被吸入体内,如果任其自由漫步,会造成极大的破坏。
氧气需要被引导到特定的位置——线粒体,在那里,一系列酶控制着复杂的化学反应,管理着氧气,让它的化学能量缓慢地释放。
护送氧气小心翼翼地进入线粒体,这个过程非常重要。
对氧气来说,最危险的是分子里的一个未配对电子得到了一个电子伙伴。
通过获得一个多余的电子,氧变成了“超氧化物”
——字面意思就是“虽然还是氧,但获得了额外的能量”
——正如很多漫画告诉你的,“能力越大,责任越大”
。
通过与水反应,超氧化物可以产生一系列的活性氧(ROS)。
活性氧是至关重要的,它们对身体有着非常特殊的作用,比如在细胞之间传递信号,保持体内环境稳定。
我们的免疫系统产生了大量的活性氧,用以摧毁入侵的微生物。
另外,依赖氧气的生物也必须保护自己不受自身创造出的物质的伤害,为了防止免疫系统过度反应,需要相互制衡。
用来破坏细菌的超氧化物可不能破坏身体需要的东西。
活性氧的高反应性会破坏脂肪、蛋白质、细胞膜甚至DNA,所以酶必须在体内巡逻,消灭掉失控的活性氧,并修复受损的生物分子。
总之,依赖这种活性分子提供能量对我们来说是一把双刃剑。
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