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自由基是一种含有未配对的电子的带负电的化合物，它们的氧化性极强，非常活跃，能够很容易地氧化人体内的蛋白质、碳水化合物、脂肪和DNA等，破坏这些重要分子的功能，并在氧化过程中产生大量新的自由基，形成一条破坏链。科学家发现，人类大多数疾病的发生都与这种氧化损伤关系密切。
这些认识使得自由基不可避免地成为威胁人类健康和生命的敌人。我们人类生活在有氧的环境中，并会在呼吸过程中自然而然地形成各种自由基特别是活性氧自由基。据研究，人类每天会将吸入的1%的氧气转变成活性氧自由基，虽然比例不高，但我们吸入氧气的绝对量非常大，一个人一年会产生1.7千克的自由基，而且当生活在X射线、臭氧层、吸烟、空气污染、微生物感染等条件下，人类产生的自由基会更多。
上世纪80年代，科学家找到了对抗自由基的潜在武器。
由于认识到那些经常食用水果和蔬菜的人犯心脏病、糖尿病、痴呆症、中风等各种与自由基损害关系密切的疾病几率比其他人低很多，科学家解释说，这些水果和蔬菜由于在长期的光和作用中会产生大量氧，为了应对这种富氧的生长环境，体内聚集了丰富的抗氧化剂，这些抗氧化剂能够与自由基形成共价键从而中和掉自由基的负电荷，使自由基失去氧化活性。
科学家据此推断：服用抗氧化剂就会克制自由基，从而阻止各种老年化疾病的产生。人们也在各种相关科学报道中形成了牢固观念：自由基对人体有害，抗氧化剂对人体有益。因此，人们开始纷纷服用各种抗氧化剂补品。
临床实验与科学推断相左
对于这种服用抗氧化剂有益健康的推断，科学家也从分子水平上进行了验证。他们在试管中实验发现，不论是某种纯化合物，还是从食物中提取的浓缩物，这些补品都能很好地清除自由基。但是从上世纪90年代开始，科学家开始通过双盲试验跟踪这些补品在人体内的表现，结果发现，情况与试管中的结论并不一致，甚至发现某些补品对人体有害。
下面不妨列举一些典型的实验报道。
胡萝卜素上世纪70年代，科学家观察发现，大量食用胡萝卜的吸烟者患癌的可能性很小，因而推荐烟民服用β胡萝卜素来预防癌症。但是1992年，美国国立癌症研究所开始了针对β胡萝卜素的临床实验，他们召集了1.8万名早期肺癌高发人群，然后将这些志愿者均分成两组，一组让他们服用β胡萝卜素补品，另一组不服用。本来预计跟踪观察6年的，但是实验进行到第4年，科学家惊奇地发现，服用β胡萝卜素补品的一组情况很糟，与对照组相比，患肺癌的几率高28%，死亡率也在17%以上。科学家对此不能给出合理解释。今年5月，美国卫生研究院的专家团在商议后建议：大众服用β胡萝卜素补品没有科学依据，同时强烈建议烟民不要服用β胡萝卜素补品。
维生素E上世纪90年代初，两个研究组的试验结果表明，维生素E能够预防心血管疾病。其中一组试验是87245个女护士参与的，从心血管发生率来看，服用维生素E的人发病几率低于41%；另外一组是由39910个男医生参与的，结果发现，服用维生素E的男性心脏病发病率大大降低。随后，哈佛大学医学院和公共卫生院的研究人员通过试管从分子水平上得出结论：心脏病是由于自由基能破坏血液中的胆固醇（LDL）引起的，而向试管中的血液加入维生素E后，胆固醇能够获得抵抗氧化的能力，从而预防心脏病的发生。
这些科学报告使美国人对维生素E偏爱有加。到2000年，大约有2300万美国人在每天服用维生素E。但其他大量的研究表明，维生素E并没有那么神奇的功效，甚至有研究表明，维生素E能增加心脏衰弱的发病危险。事实上，维生素E有8种存在形式，在试管中这8种形式都有抗氧化的功能，但在人体中却只发现了一种形式的维生素E——?簧?育酚，其他形式的维生素E都被排泄掉了。
去年，美国霍普金斯大学的研究人员通过19个相互独立的临床跟踪实验发现，大剂量服用维生素E能增加死亡率。
维生素C科学家对维生素C的研究也表明，服用维生素C补品能增加某些糖尿病患者并发动脉硬化的危险，但其他抗氧化剂补品的临床研究也出现了与试管中分子水平的研究不同的结论。
食补最重要
现在，针对这些矛盾的结论，科学家认为，大量食用水果和蔬菜确实能预防心脏病、糖尿病和癌症等各种疾病，但这些健康食物对人体的作用机理还有待研究，但是，认为服用这些健康食物中的提取成分或维生素补品能够起到相同的功效是不对的。
科学家受到咖啡和绿茶的启发，得出了另一种完全不同的思路。
茶和咖啡是抗氧化剂的主要来源，绿茶能降低癌症和心血管疾病的风险。但是，绿茶和咖啡能够与活性氧自由基发生反应，生成另外一种自由基：过氧化氢。
为什么一种新的自由基生成了却还能对人体健康产生有益的作用？科学家推断，茶和咖啡能够诱导人体自身抗氧化系统的活性，因此，适量的自由基能够激活人体细胞启动自身的防疫系统——过氧化氢酶和超氧化物歧化酶等各种抗氧化酶清除体内过多的自由基，人体细胞非常善于自我防御各种外来压力，所以没有必要将所有的自由基都清除掉。按照这个思路，各种抗氧化剂补品出现反常表现的原因应该是，服用剂量过多，在人体内形成的自由基太多，从而导致自身免疫系统无法正常工作。
科学家为此建议，在更多的实验结果出来之前，人们应尽量多吃富含抗氧化剂的食物，而不要服用抗氧化剂补品，应该牢记的是：食补才是最佳选择。
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