日常生活中,基本上人人都见过这样一种现象:水果切开后放置一段时间,表面颜色会变深。多数人知道这叫做氧化。

发生的原因是,苹果果肉中的多酚类物质在多酚氧化酶的作用下,与空气中的氧反应生成醌类物质,进一步聚合形成了褐色色素。
人体中多处也在发生着大量类似的反应,但没有人能观测到自己身体中重要分子被氧化破坏。少数医生或养生者或多或少对抗氧化有一定的了解,知道理论上延缓衰老和促进健康需要抗氧化。但绝大多数人肯定不知道,人体中的解毒,本质上就是一场 “氧化 vs 抗氧化” 的战斗。
人体拥有一套高度智能化的解毒排毒系统(分级处理体系):能在细胞内消化处理就不会进入循环;组织级消化不了的,才会进入血液/淋巴,再由肝肾做最后清除;之后通过排泄器官排出体外。

不过在分子层面,解毒的主要核心是抗氧化。
人只要活着就必须依赖氧气,人体绝大部分细胞工作的能量来源于线粒体有氧呼吸。不过线粒体有氧“燃烧”葡萄糖、脂肪酸、氨基酸产生ATP的过程中,会产生大量副产品——活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)。而ROS对生命来说有致命威胁,相当于你在一个封闭的屋里启动燃气灶而没有考虑将废气排出屋外。作为细胞必须同时具备应对ROS的抗氧化能力,能处理ROS以及ROS相关的其他废物。
下图一目了然,西红柿的氧化应激和正常细胞的氧化应激结果都一样,就是走向死亡。

而对于外来物质,无论摄入的是形形色色深加工和带有各种添加剂的食物,还是本身就对身体有害的酒精、烟草毒物、PM2.5、药物代谢产生的毒性中间产物、霉菌毒素、农药、重金属、环境荷尔蒙、脂质过氧化物、以及内源性代谢毒物(如醛类),解毒过程几乎都会产生大量 ROS,使抗氧化系统几乎成为解毒的核心机制之一。(急性中毒康复也依赖抗氧化系统,不过这不在本文讨论范围内,真正急性中毒时还需尽快去医院解毒治疗。)
细心的朋友可能也注意到了,在人体细胞层面的解毒中,食与心并没有详细介绍抗氧化系统,因为抗氧化是一个巨大的生物垃圾处理体系,必须单独进行介绍。抗氧化系统不仅决定着细胞产出废物的多少,也决定着人体的解毒能力。
本期食与心就带大家来了解人体的抗氧化系统和解毒机制,为你更好解毒和抗衰老提供参考。
——人体抗氧化系统
人体抗氧化系统(Antioxidant Defense System,ADS)是一个由酶+小分子+修复机制组成的动态网络。用于清除活性氧(ROS)与活性氮(RNS)、修复被氧化损伤的 DNA/蛋白质/脂质、维持细胞还原-氧化平衡。

ADS不是简单“抗氧化剂”堆积,而是高度程序化的细胞维稳系统,主要包括三大结构模块:抗氧化酶系统、小分子抗氧化剂、损伤修复系统。
1. 抗氧化酶系统(核心主力),主要包括:
2. 小分子抗氧化剂(辅助但不可或缺)
主要包括:GSH(谷胱甘肽)、维生素 C(抗坏血酸)、 维生素 E(α-生育酚)、尿酸(占血液抗氧化力的 40%+,重要抗氧化剂,过低则无法工作,过高则引发痛风、氧化反应)、以及辅酶 Q10(CoQ10,负责线粒体电子传递,能抗脂质过氧化,提高ATP生成)。
3. 损伤修复系统(抗氧化的“后勤部队”)
主要包括DNA 修复系统、蛋白质修复系统、以及脂质修复系统。
——解毒高度依赖抗氧化系统
由于细胞和组织的特殊性,体内绝大多数生物垃圾不能简单通过解毒排出去,而是“中和+拆解”,尤其是 ROS、RNS、受损蛋白、脂质过氧化产物,它们不会直接被作为废物排出体外。细胞解毒(自噬和UPS)主要是以自产自销的方式将废物分解回收再利用。而在肝脏中进行的解毒才是将化学毒素分解成无害或能排泄的形式。
人体摄入的所有毒物,最终都必须通过抗氧化系统来保护细胞完成解毒。因为人体主要的“解毒反应”(尤其在肝脏)会首先生成高度活性、并且带毒性的中间产物。而这些产物会攻击 DNA、蛋白质和细胞膜,只有在抗氧化系统网络的保护下,细胞才能正常生活并完成解毒工作。
人体解毒主要包括三个阶段。
1. 第一阶段解毒(Phase I:CYP450 系统)——会产生大量 ROS
第一阶段负责把毒物“激活”,让其进入下一阶段。Phase I 是“解毒”与“毒化”的双刃剑,它把毒物转化为更活泼/更危险的中间产物,这个过程中必须靠抗氧化系统来防止它们造成细胞和基因的损伤。


2. 第二阶段解毒(Phase II:结合反应)——高度依赖抗氧化系统
第二阶段要将毒物变成水溶性,然后通过尿液/胆汁排出,其过程最重要的参与者是谷胱甘肽系统。90% 的 Phase II 解毒必须直接依赖谷胱甘肽(GSH)。


③ 第三阶段(Phase III:外排)
这一阶段虽然不产生 ROS,但仍依赖抗氧化系统维持运输蛋白稳定。
这些外排泵(如 P-gp、MRP2)需要 足够能量(ATP)+足够抗氧化保护,否则运输蛋白会被氧化损坏,导致毒素滞留细胞。
抗氧化系统参与几乎所有解毒步骤,是解毒系统的核心支柱之一。没有抗氧化系统,“解毒”则无从谈起。
很多人疑问:“抗氧化和解毒的关键点很多,强化哪个才能增强解毒能力?难道每个都得加强?”
研究发现:虽然人体抗氧化和解毒能力依赖于多种活性分子,但它们能相互影响,甚至有负责指挥的总司令部!
——抗氧化和解毒的共同总司令:Nrf2
Nrf2(Nuclear factor erythroid 2–related factor 2),是人体内最重要的 抗氧化、抗炎、解毒、抗纤维化、抗衰老 主控转录因子。Nrf2 不仅是抗氧化系统的总闸,也是解毒系统的总闸,是目前已知最重要的“健康开关”。
Nrf2负责启动超过200个保护基因,包括抗氧化酶、解毒酶、金属结合蛋白、抗炎蛋白、线粒体保护蛋白、自噬相关基因、谷胱甘肽(GSH)合成系统。它是身体对抗 氧化、糖化、环境毒物、重金属、炎症、以及衰老 的最核心防御系统。
正常情况下/无氧化压力时,Nrf2 会被抑制蛋白 Keap1 锁定并做泛素化标记,然后被泛素-蛋白酶体(UPS) 降解, 因此水平很低。但当细胞遭遇氧化应激或毒物时,Keap1的半胱氨酸残基被修饰,Nrf2逃脱降解,进入细胞核。在细胞核内,Nrf2与小Maf蛋白结合,启动抗氧化反应元件上的基因表达,这是身体最关键的自愈机制之一。

Nrf2激活启动的基因主要包括4大类:
1. 抗氧化系统酶

2. 谷胱甘肽系统(最重要)
Nrf2激活能提升、GCL(限速酶)、GSS、GSR、GST(核心解毒酶)。这意味着,谷胱甘肽(GSH)变多、毒物结合能力增强、肝脏解毒更强、大脑、眼睛受到保护。
3. II 相解毒酶(排毒核心)
特别用于解毒:双酚A、邻苯二甲酸酯、农药、空气污染物、烟草、多环芳烃、重金属等。
4. 抗炎系统
Nrf2也是抗炎主控开关,Nrf2激活会抑制促炎的NF-κB 通路及各种促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α),从而降低身体炎症水平。
因此,Nrf2激活能提升 I 相代谢(CYP450,处理脂溶性毒物)、强化 II 相代谢(把毒物变水溶性排出)、增强 GSH 水平、降低毒物引起的 ROS,保护肝脏、脑、眼睛、肾脏。
对于解毒那些臭名昭著、人见人厌的毒素,比如环境荷尔蒙(如双酚A、邻苯二甲酸酯)、多环芳烃、农药残留、重金属、霉菌毒素、空气污染、烟草成分、酒精等,Nrf2系统激活必不可少。
所以把Nrf2视为肝脏解毒系统的主控开关,一点也不夸张。
——激活解毒和抗氧化总开关的6种方法
看到这些,每个关注健康的人都很难不心动。有没有什么办法能激活Nrf2,提升解毒和抗氧化能力?方法其实很简单,就是让身体受到短暂且可控的轻度刺激。
目前研究证据最强的Nrf2激活方法主要有6种。
1. 运动
运动是目前公认的、能激活Nrf2的最强生活方式,也是可以不花钱的解决方案。
运动本身造成可轻微氧化压力(ROS)→ 激活 Nrf2 → 提高抗氧化酶(SOD、CAT、GPx)、提高解毒 II 期酶(GST、NQO1)→ 抗炎、抗纤维化、保护线粒体、自噬、吞噬联动增强。
研究发现,长期训练者的 Nrf2 水平明显更高。对于激活Nrf2而言,HIIT(高强度间歇有氧训练)效果最强,其次是中高强度力量训练,然后才是中高强度有氧(比如跑步/快走/骑车)。
激活Nrf2的最强训练组合是:HIIT+力量训练,比如每周2次HIIT+2次力量训练。

需要提醒的是:维生素 C/E 会抑制 Nrf2 训练效果,在训练前后 4 小时内最好不要服用VC、VE 补剂。
2. 萝卜硫素(Sulforaphane,SFN)
萝卜硫素是目前已知的、最强、证据最充分的天然 Nrf2 激活剂。多吃点圆白菜、西兰花、芥蓝和各种萝卜,以及调味料的山葵(Wasabi)、芥末等也算是花钱少的方法吧!
超过 200+ 动物研究、50+ 人体试验确认:SFN 能显著上调 Nrf2 与其下游抗氧化基因。SFN 可与 Keap1 的半胱氨酸残基(Cys151)结合,使 Nrf2 不再被 Keap1 降解 → Nrf2 转入细胞核 → 激活抗氧化基因(HO-1、NQO1、GCLC、GCLM、SOD 等)。
食与心在之前文章种介绍过萝卜硫素在预防乳腺癌、改善高血压和对抗呼吸道病毒中的作用(你知道有三类食物可以预防乳腺癌吗?、研究发现,这些蔬菜真的能降血压、如何应对新冠病毒对肺排毒功能的破坏),实际上这些效果都与萝卜硫素对Nrf2的激活密切相关。
如果日常食用的蔬菜种类有限,那么一定不能错过的就是十字花科蔬菜。因为在我们日常食用的蔬菜中,几乎只有十字花科类含硫代葡萄糖苷(简称硫苷,也称芥子油苷)。组织受损时,硫苷会被芥子酶(Myrosinase)转化为异硫氰酸酯(其中最耀眼的明星就是萝卜硫素)。

十字花科蔬菜中,萝卜硫素含量最高的是西兰花芽和白萝卜芽/萝卜苗,其次是成熟西兰花、山葵(辣根,wasabi,蘸生鱼吃的)、芥末(蘸香肠吃的)、羽衣甘蓝,再次是紫甘蓝、西兰苔、抱子甘蓝、圆白菜,然后是白萝卜、白菜、芥兰。

实际生活中,影响十字花科蔬菜萝卜硫素激活强度的主要因素不是种类,而取决于三个关键。
食与心对于日本饮食的饮食与长寿研究发现:日本的健康饮食很注重利和害的平衡,日本饮食非常善于发挥萝卜硫素的健康效果。很多日料都会搭配生白萝卜芽(发芽后7-10天采收,长得像绿色的细小水草,根部白色,顶部两片子叶绿绿的,口感脆嫩、微辣,类似萝卜缨的辣味,但更清爽)和西兰花芽。有时候饱吃一顿西兰花芽和萝卜芽,就好像一顿饭吃了两亩地的西兰花和萝卜。


只要有生鱼(刺身)就必然有山葵(辣根儿),同时生鱼片也一定会搭配生白萝卜丝。芥末不仅是纳豆伴侣,还是炸猪排/鸡排饭的必然搭档,外加生圆白菜丝等。
很多人喜欢的生吃白萝卜/沙窝萝卜/心里美萝卜、凉拌紫甘蓝/白菜等都是非常好的萝卜硫素补充方法。注意:咀嚼越充分,芥子酶的分解效果越好,获得的萝卜硫素越多。

除了十字花科蔬菜,大蒜、绿茶和可可粉中也含有强力Nrf2激活物质,不过效果均弱于萝卜硫素。

除此之外,紫黑色蔬果(富含原花青素、花青素)、姜黄(姜黄素,配合黑胡椒+油,效果更好)等也有较好的Nrf2激活效果。
3. 限时禁食
禁食能显著增强Nrf2,促进、自噬、线粒体更新和抗氧化等。禁食的Nrf2激活效果一般在空腹12小时左右开始明显上升,日常12-16小时的空腹时间最安全;禁食超过 72 小时不再带来额外好处,并可能损害抗氧化系统。
4. 有益微生物
大量研究(细胞实验、动物实验、部分人体试验)发现:多种有益肠道微生物可以激活 Nrf2 → 上调抗氧化酶(SOD、CAT、GPx、HO-1) → 减轻氧化应激、慢性炎症、代谢应激与神经炎症,促进有害物质解毒。

有益微生物可通过产生短链脂肪酸(SCFA)、产生抗氧化代谢物(如吲哚-3-乙酸、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乳酸、谷胱甘肽等)、增强肠道屏障功能、降低氧化压力和炎症、调节胆汁酸代谢等途径激活Nrf2,进而提升人体抗氧化和解毒能力。
目前确认能够激活Nrf2的有益微生物菌种主要包括:鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌、发酵乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、长双歧杆菌、阿克曼菌、丁酸梭菌等。其中有些菌种可能有两面派效应,因此应用时需要观察个体反应。
5. 热刺激(桑拿、热水浴)
热刺激能增加 HSP(热休克蛋白)→ 激活 Nrf2→ 保护线粒体和细胞膜。
6. 冷刺激(冷水浴、冷敷)
轻度冷应激也激活 Nrf2 与抗氧化系统。有人冬泳,或者坚持穿得少,动得多,这些都是冷刺激的最好方式。
有人看了可能会理解不了吧,到底热好还是冷好?其实就是让你打破自己身体的常规平衡,产生应激状态,冷热都可以,也可以交替。
如果能同时结合以上6项中的2项或者多项,激活Nrf2的效果更强,更有利于身体抗氧化和解毒。
比如,冷热刺激交替更同时增加HSP(热休克蛋白)和Nrf2,对于抗氧化和解毒的强化更高。
冬天爱用电热毯的朋友也可以尝试 热应激 + 有氧/力量,同时提升Nrf2和HSP。
实际人类几千年来的饮食生活实践就知道其健康意义,早已经通过发酵十字花科蔬菜来同时发挥萝卜硫素和益生菌的Nrf2效果,蔬菜芥子酶分解硫苷形成萝卜硫素+乳酸菌分解硫苷形成萝卜硫素。尽管那时候没有科学术语,也知其健康感受。

发酵十字花科蔬菜 = 益生菌 + 萝卜硫素 + 发酵代谢物,形成科学上“加成型”Nrf2 激活效果,是最自然的抗氧化和解毒强化方式之一。
不过食用发酵十字花科是否能双倍激活 Nrf2 取决于 ——芥子酶和萝卜硫素是否被破坏。具体来说就是发酵前蔬菜是否被加热过,以及食用前是否被加热过。
发酵前若把蔬菜煮熟 →芥子酶会被破坏,蔬菜自身就不能分解形成萝卜硫素,发酵蔬菜只有乳酸菌的单次激活,比如煮过的蔬菜再发酵(比如芥菜)。
发酵前没加热,但食用前加热会直接破坏其中的萝卜硫素,比如很多人喜欢的酸菜白肉中的酸白菜。
不过像德国酸菜(真正的 raw sauerkraut)、生腌萝卜/白菜 (比如韩式Kimchi,辣白菜、青年萝卜)、或者四川泡菜(如泡萝卜)这类生蔬菜直接发酵,食用前不加热的发酵十字花科蔬菜都能保留双倍Nrf2激活效果。


——激活Nrf2有风险吗
有流言渲染过Nrf2过度激活有害,不过完全不必为此担心。
持续的Nrf2过度激活一般发生在癌细胞中(基因突变让Nrf2无法降解),或大量使用药物的情况下。这种强度的Nrf2激活方式,在依靠饮食和温调以及运动方式下完全无法实现。

食与心温馨总结:人体进化出了高效又智能的排毒解毒系统,从细胞、组织、器官层面对废物进行了严密分级处理,既能保证可回收废物能被高效分解再利用,还能促进有害物质的有效分解和排泄。
不过如果我们把视角进一步放大到分子层面,解毒的本质就是 氧化 VS 抗氧化 的战斗。
人体将有毒有害物质分解为无害或者能排泄物质的反应主要发生在肝脏,因而肝脏常被称为人体的解毒中心。在肝脏中,毒物主要经过三个步骤处理。第一步是激活,这一步会产生大量活性氧/ROS,毒性可能更强,细胞必须有抗氧化系统保护;第二步是结合,将毒物转变成水溶性,然后通过尿液/胆汁排出,过程必须有抗氧化的谷胱甘肽系统参与;第三步是外排,运输毒素的蛋白必须有充分抗氧化保护才能正常工作。
整个解毒过程中抗氧化系统会贯穿始终,在充足的抗氧化保护下,细胞才能完成解毒任务,可以说没有抗氧化就不存在解毒能力。如果抗氧化系统太弱,解毒细胞可能直接在解毒过程中”殉职“或者说“遇害身亡”,毒素就可能通过循环损害其他器官,特别是伤害氧化压力最大的大脑和眼睛。
人体抗氧化系统和解毒系统有一个共同的指挥官,这就是Nrf2。在身体受到压力时,Nrf2激活,能启动超过200个保护基因,发挥抗氧化、解毒、抗炎症、抗纤维化和抗衰老等效果。所以只要激活Nrf2,就能开启上述促健康效果。
而增强人体的抗氧化和解毒能力,激活Nrf2的方法其实很简单,就是让身体面临短暂可控的刺激,比如运动、限时禁食(12-16小时最好)、冷刺激、热刺激等。不同运动运动方式的激活机制不同,效果差异明显:HIIT最能激活Nrf2,其次是力量训练,然后是有氧训练。HIIT+力量训练 的Nrf2激活效果最强。
很多人最关心的可能是通过饮食激活Nrf2。目前发现的最强天然Nrf2激活剂是萝卜硫素,可由十字花科蔬菜中的芥子酶分解蔬菜中硫苷产生。不过芥子酶和萝卜硫素都不耐高温,所以生吃萝卜苗、西兰花芽、紫甘蓝、圆白菜、萝卜、白菜等都能获得萝卜硫素,注意充分咀嚼能促进芥子酶分解产萝卜硫素。


补充益生菌(比如植物乳杆菌NS5和发酵乳杆菌NS9)也能通过多种途径激活Nrf2,用有益微生物发酵十字花科蔬菜更能获得多重Nrf2激活。重点是用生蔬菜发酵(保留芥子酶活性),食用前不加热(避免破坏萝卜硫素)才能获得多重强化。