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从瓦尔堡博士的科学实验看有氧运动在防癌抗癌中的重要作用

周广庆

奥托·海因里希·瓦尔堡(Otto Heinrich Warburg)博士,是德国著名的生理学家和医学家,1883年10月8日生于德国弗赖堡,1970年8月1日卒于西柏林,享年88岁。早在1906年24岁之际他即获得化学博士学位,1911年29岁之际又获得医学博士学位,因获得双博士学位成为一个天才的双料博士,成为当时享誉整个欧洲的青年才俊。从1913年起,年仅20岁的瓦尔堡就开始在柏林的威廉皇帝生物学研究所从事研究工作,1931年任威廉皇帝细胞生理研究所所长。同年因“发现呼吸酶的性质及作用方式”被授予诺贝尔生理学或医学奖,继之1934年又被选为英国皇家学会会员。瓦尔堡博士一生发表了数百篇非常有价值的科学论文,出版了5部科学专著,培养了大批年轻的生理学家和医学家,是一位享誉全球的杰出科学家,对人类的医学事业作出了重大贡献。

瓦尔堡博士在研究癌细胞过程中发现一个重要现象:恶性癌细胞的耗氧量比正常细胞低。他由此作为切入点进行长时期研究,最后提出了著名的瓦氏效应(Warburg effect)理论:癌细胞的生长速度远远大于正常细胞,原因在于癌细胞获取能量的方式和路径发生改变;癌细胞采用无氧呼吸的糖酵解方式获取能量,而正常细胞采用有氧呼吸方式获取能量。学术界把瓦尔堡博士的这一重大发现和言之成理的理论称作“瓦氏效应”。

瓦尔堡博士在研究细胞呼吸时发现,当细胞缺氧或者线粒体功能受损导致电子传递链障碍时,细胞呼吸被迫停留在糖酵解上,后续的三羧酸循环和氧化磷酸化两个有氧呼吸步骤被关闭掉。缺氧使大部分细胞死亡,余下的生命力较顽强的细胞为了能够继续生存下去,把呼吸方式从高效的有氧呼吸切换到低效的无氧呼吸上。这些在缺氧环境下幸存的细胞最初只是把无氧呼吸作为临时措施应付紧急需要,但以后的长期缺氧使这种临时措施演变成一种正式途径,被细胞固定下来,相应地,这些采用低级低效的无氧呼吸细胞就退化为低级的、幼稚的、不成熟的细胞形态,即癌细胞。癌细胞通过从有氧呼吸切换到无氧呼吸,重新建立了新陈代谢通路,适应了恶劣的缺氧环境,得以保持生命,顽强生存下去。

瓦尔堡博士经过实验发现,正常细胞只有在缺氧的情况下才启动无氧呼吸,而癌细胞即使在不缺氧的情况下也以无氧呼吸为主,这说明癌细胞已经退化为低级细胞,即我们常说的幼稚细胞。瓦尔堡博士说:“癌症,高于其他一切疾病,有不计其数的起因。但是引起癌症的关键因素,只有一个原发性的致病起因。简而言之,癌症原发性致病起因就是正常细胞的氧气呼吸的替换作用引起了糖的发酵。”他认为,细胞因缺氧从有氧呼吸被迫切换到无氧呼吸,用糖酵解获取能量,引起体内糖发酵,产生一系列连锁反应,改变了人体体征和细胞生存方式,是引起癌症的主因。瓦尔堡博士对正常细胞的呼吸方式和癌细胞的呼吸方式进行对比研究,获得了一系列重大发现,形成了他独特的“呼吸酶”生理学理论。

瓦尔堡博士在实验室进行癌细胞培养时发现一种现象:如果给癌细胞加氧,形成高压氧环境,癌细胞培养不好;如果给癌细胞增加二氧化碳气体,癌细胞就培养得很好。这说明癌细胞喜欢二氧化碳,厌恶氧气,是厌氧细胞。瓦尔堡博士进一步实验,氧气供应减少35%并达到48个小时,正常细胞就开始出现转化为癌细胞的迹象,氧气供应继续减少60%并达到48个小时,正常细胞癌变就会正式产生。他在实验室里演示了正常细胞逆转化为癌细胞的过程。当他给癌细胞提供充足的氧气时,癌细胞的生长受到抑制,如果长时期给癌细胞提供充足的氧气,可以终止癌细胞生长。

继瓦尔堡博士的研究之后,全球医学界围绕着缺氧是癌症产生的原因还是癌症产生的结果展开了长期争论。经过八十多年的后续研究,人们越来越倾向于缺氧是癌症产生的原因而不是癌症产生的结果。美国乔治亚大学对肾癌、肝癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌及胃癌等七种癌症研究后发现,细胞长期缺氧是正常细胞转变为癌细胞的关键所在,细胞内低氧水平导致线粒体内氧化磷酸化中断,氧化磷酸化是细胞获取能量的高效途径,在失去这一高效途径以后,细胞不得不转而求助于低效率的糖酵解获得ATP能量,这一转变遂把高级的、完善的、成熟的细胞演变成低级的、幼稚的、不成熟的癌细胞。乔治亚大学得出的结论是:细胞缺氧导致正常细胞代谢障碍,复制出不合格的幼稚细胞,成为癌症发生和不可控制的首要因素。

从瓦尔堡博士的科学实验以及其后大量的科学实验来看,氧气在防癌抗癌中起着十分重要的作用。在不同的氧气含量环境下和不同的身体状态下,人体氧气的获取量大相径庭。人体在安静状态下,肺活量远远小于运动状态下,相应地安静状态下的氧气获取量大大小于运动状态下的氧气获取量。

瓦尔堡博士之后另一位具有全球影响力的著名癌症研究专家是美国遗传学家托马斯·N·赛弗里德(Thomas N·Sayfried)博士,他是波士顿学院的生物学教授、耶鲁大学的癌症研究员。他在瓦尔堡博士的研究基础上进一步向前发展,提出了“癌症是代谢疾病”的学说,汇集在《癌症是一种代谢疾病》(Cancer as a Metabolic Disease)一书之中。他认为,当正常细胞中的线粒体遭受损伤时,能量的生产能力降低,正常细胞因缺乏能量而生存受到直接威胁,引发细胞中的线粒体向细胞中的DNA发出求救信号,正常细胞不得不启动糖发酵的糖酵解方式来获取能量,以便在缺乏线粒体的有氧呼吸情况下细胞采取另外一种方式获取能量以维持基本生存。

人体运动分为有氧运动和无氧运动。有氧运动是指人体在氧气充足情况下进行的身体运动,常见的有氧运动有登山、慢跑、游泳、骑车、打球等。在有氧运动过程中人体吸入的氧气与人体对氧气需求量大致相等,基本上可以达到生理上的平衡状态。与无氧运动(摔跤、舉重、俯卧撑、仰卧起坐、百米冲刺、室内健身等)的强度大、爆发性、时间短相比,有氧运动的强度较低且富有节律,运动时间较长,一般在30分钟及以上,运动强度在中等及以上,心率保持在120次/分钟以上。有氧运动大量获取氧气,能充分燃烧(即氧化)体内的糖分,消耗体内脂肪,增强和改善心肺功能,尤其针对癌细胞具有直接的抑制功能,在防癌抗癌方面可发挥重要作用,是肿瘤治疗中的一剂良方。

常见的有氧运动包括登山、游泳、慢跑、骑车、打球等,这些有氧运动对癌症康复具有非常重要的积极意义。其中,登山排在第一位,主要是山林中氧气和负氧离子充足,可以通过肺呼吸大量吸收氧气和负氧离子以对抗癌细胞,抑制其快速增殖;游泳排在第二位,由于游泳本身就属于呼吸锻炼,对增强肺活量大有好处,对改善心肺功能和增强肺脏吸收氧气的能力都有促进作用。现实抗癌实践中,不少癌症患者通过坚持登山和游泳取得了较为理想的抗癌康复效果。

除了上述常见的有氧运动以外,还有气功界比较熟悉但社会上大多数人尚不知道的郭林气功。郭林气功中的“吸—吸—呼”风呼吸法是专门大量吸氧的特殊功法,被称谓“吸氧功”。1960年由中国画院著名国画大师林妹殊发明,1971年开始推向社会,至今推向社会已有50年,在国内外广为流布。郭林气功练功者遍布国内各大城市中的各大公园,国内外学练郭林气功的总人数已经有数百万之众,可以说,郭林气功是一种群众性、群体性的有氧抗癌运动。郭林气功功法功理平实,但功能功效强大,是下层老百姓最有效、最自然、最无副作用、最少花钱、最用得起的得力抗癌武器,值得在社会上推广和普及,值得广大癌症患者深入了解和认真学练。

编辑:若愚 woxingzhai123@163.com

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