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有没有这种可能?氧气其实是一种慢性毒气?
氧气,细胞,人体有没有这种可能?氧气其实是一种慢性毒气?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
自人类从地球上出现以来,氧气一直都是不可或缺的东西。常人都知道没有氧气会窒息,那么有没有可能氧气是一种在几十年内将生物慢慢致死的慢性毒气呢?
氧气的形成
数十亿年前地球上并不存在氧气,即使生成了少量氧气也与其它物质反应了。但如今的地球却到处都充斥着氧气,所以在几十亿年前必定有某样东西能源源不断的提供氧气作为供氧源。
回溯地球的历史我们会发现,地球上生命的形成并不依赖于氧气。
而现如今到处充斥着的氧气,始作俑者便是地球上第一种可以通过CO2、阳光、H2O制造有机物的细菌—蓝菌
氧气正是该作用的副产品。蓝菌利用碳酸钙在浅海的海滩上长出一大片奇怪的石头,地质学家将其称为叠层石。最早的含有蓝菌生存过的痕迹的叠层石化石在格陵兰岛被发现了,其历史被鉴定为37亿年前。
氧气灭绝说
科学家推测,曾经兴盛的海洋单细胞家族的生物,因为无法适应蓝菌释放的氧气而灭绝了大部分。
在这到处充斥着氧气的环境中,残存的单细胞生物要么进化为耐氧生物,要么能够进化为利用氧气的生物。只有这样残存的单细胞生物才能在富氧环境中继续繁殖进化。久而久之,剩余的单细胞生物便进化出了利用氧气的本领,而它的后裔线粒体如今存在于几乎所有真核细胞中,从单细胞到多细胞生物。
现代证据
也许有人会发现,呼吸频率越低的生物越长寿 比如龟。高频率的呼吸会使细胞酶的活性增高,而使细胞的衰老速度加快,而人体可再生细胞数是有限的,也就是说从这一方面来看我们可以认为氧气催化细胞就相当于简短人类寿命。
种种证据表明,我们赖以生存的氧气可能就是一种会在几十年内杀死我们的慢性毒气。但不论如何,当初我们的祖先为了生存选择了同氧气共生地球上才会有如此多的生物开枝散叶繁衍开来,正是有了生老病死生物才会代代传承、繁衍。
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个问题其实很好玩,我们具体来分析一下。
氧气是慢性毒气吗?
虽然生活离不开氧,但氧气对人类确实有毒,人类在富氧环境下很容易醉氧,发生氧中毒而死亡。但是脱离剂量剂量谈毒性都是耍流氓,咱们接触最多的氧是空气中的氧,含量只有21%,这点浓度对人类不会造成什么伤害,但是也会对人体造成一定的影响。
我们知道,人体细胞在生产能量的过程中需要氧气,其中有98%的氧参与制造能量,但有2%的氧会与其他物质结合,生成自由基,人体的衰老有一部分就是因为自由基所致。
一个氧原子,是由原子核和核外电子组成,原子核又是由质子和中子组成,其中质子带正电,中子呈中性,核外电子带负电,所以组成的氧原子不带电。
但是,氧原子在参与人体代谢过程中,部分会失去一个核外电子,失去核外电子的氧原子就叫做自由基,由于自由基带正电,所以它会夺取正常细胞的电子,这个过程叫做氧化。
正常细胞由于失去一个电子,也会形成另一个新的自由基,夺取其他正常细胞的电子,此时就会形成一系列连锁反应,导致细胞完整性丧失,有时还会引起人体DNA变异,引发癌症。
幸运的是,我们身体里有清除自由基的酶,不过这种酶清除自由基的能力随着年龄的增长而逐渐减弱,导致人体自由基越来越多,最终引起人体生病。
从这方面讲,氧气确实是一种慢性毒气,不过如果只有氧气的参与,70-80年的时间是杀不死人类的,至少也要200年才可以。
之所以人体寿命在80岁左右,是因为吸烟、喝酒、紫外线、空气污染、压力以及营养等各种环境因素导致的自由基,比人体正常代谢产生的氧自由基多多了。
而且即使没有氧气所产生自由基,人体的寿命也不会超过120岁。
端粒
人体细胞中每天会有大量的细胞死亡,也有大量的细胞诞生,这些细胞新诞生的过程,就是细胞之间的有丝分裂。
在大多数细胞之中,都有细胞核,细胞核之中就存在着染色体。在每一条染色体两端,都有类似于“帽子”的结构端粒,端粒并不控制人体性状,它的作用是保持染色体的完整性以及控制细胞分裂周期,所以它也被称为细胞寿命的有丝分裂钟。
细胞在进行每一次分裂时,端粒的长度就会缩短一半,等到端粒长度缩短到一定程度时,该细胞就会不再分裂,而是凋零或者是癌化。
1990年,生物学家凯文.哈里的研究把端粒与人体衰老挂钩,他发现,细胞越年轻,端粒的长度越长,细胞越老端粒长度越短。而端粒的长短和人体衰老程度也有关系,老年人的端粒长度比年轻人的要短许多。
当端粒长度缩短到关键长度后,细胞内的DNA在自我复制时会比较容易出现错误,引发各种疾病,比如:癌症,甚至会引起人体死亡。
生物学家通过计算端粒能够分裂的最大次数,以及单个细胞的寿命,最终计算得到,人类的理论寿命上限是120岁,除非未来能够研制出让端粒不再缩短的药物。
如果我们把氧气看过是毒气的话,氧气杀死人类至少需要200多年,然而大多数人还没活过100岁就去世了,所以氧气对人体的伤害几乎可以忽略不计,甚至可以说21%浓度的氧气是没有毒的。
总结
在科学上,有毒物质一般是指小剂量进入人体后,能够导致人体健康受损。但是,脱离剂量谈毒性都是耍流氓,剂量决定着一种成分是否有毒,一些常见的无毒物质,超过一定的剂量也会对人体产生损害,比如:氮气、二氧化碳以及氧气。
在100%氧气浓度下,待的时间过长对人体有致命伤害,然而一般我们接触到的氧气是空气中的氧气,浓度不高,对人体的危害性仅仅是会在人体代谢过程中产生氧自由基。氧自由基虽然会导致人体老化,但人体内有清理氧自由基的酶,而且也有一些药物可以清除氧自由基,所以因为氧自由基导致人体死亡的方式非常慢,在没有其他因素影响下,氧自由基导致的人体死亡至少需要200年,但人类大多因为其他因素在80岁左右死亡了。
而且,相比于氧气的毒性来说,它对人体的帮助让我们可以忽略它的毒性。毕竟在没有氧气的环境下,人类只能活几十分钟。
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