吸烟与氧化应激：香烟如何让你老得更快
简短回答：香烟烟雾中含有浓度极高的自由基——也就是会损伤 DNA、蛋白质和细胞膜的活性氧（ROS）。吸烟者的氧化应激指标更高，抗氧化物水平更低，人们认为这会促成动脉疾病、肺病、皮肤衰老和癌症。一项研究发现，不吸烟两周后，一项关键指标明显下降。
“吸烟让人显老”这句话常被随口说起，但背后有一个确切的生物学机制：氧化应激。弄懂它，不仅能解释外表上的衰老，还能解释为什么吸烟者在细胞层面老得更快——以及为什么戒烟确实能逆转其中一部分损伤。
什么是氧化应激
身体里的每个细胞都通过代谢反应产生能量，这些反应会生成活性氧（ROS）——含氧、带有未配对电子的不稳定分子。这些“自由基”化学性质活泼，会从相邻分子那里夺取电子，让自己稳定下来。
少量的 ROS 有生理功能（免疫防御、细胞信号传导）。但当 ROS 的产生超过细胞中和它们的能力时，就会出现氧化应激：ROS 不加区分地攻击 DNA、蛋白质和脂质（细胞膜）。
身体有一套抗氧化防御系统——超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等酶，加上维生素 C 和 E 等来自饮食的抗氧化物——用来中和 ROS。健康取决于维持这种平衡。
香烟烟雾如何压垮这套系统
香烟烟雾是人类所能接触到的外源性（来自外部的）氧化应激最强的来源之一。它包含：
烟雾中直接存在的自由基：
- 气相中数量极多的小分子高活性自由基，随着烟雾中的一氧化氮氧化而不断生成
- 存留在焦油中、寿命更长的自由基，它们能持续产生超氧化物和过氧化氢
- 氮氧化物自由基（来自燃烧）
- 有机过氧自由基
吸入后才产生自由基的化合物：
- 焦油中的儿茶酚会发生氧化还原循环，不断重新生成自由基
- 丙烯醛会直接消耗谷胱甘肽（身体关键的抗氧化分子）
- 燃烧产生的醌类会通过酶促反应生成超氧自由基
炎症级联反应的放大：
- 香烟烟雾会激活肺部的巨噬细胞和中性粒细胞
- 这些免疫细胞在履行正常功能时会释放更多 ROS（由 NADPH 氧化酶生成的超氧化物）
- 吸烟带来的慢性炎症形成了一个自我维持的 ROS 循环
结果是：吸烟者的氧化应激是全身性的——不只在肺里，还在血液、心血管系统，以及血液能到达的每一个组织里。
自由基会损伤什么
DNA：ROS 会造成特定的 DNA 损伤，尤其是 8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）——一种会引起 G→T 颠换的突变核苷酸。G→T 变化在吸烟者的肺癌中很常见，不过其中很多来自焦油致癌物与 DNA 结合，而不只是氧化。没有修复的损伤可能促成癌症。
蛋白质：蛋白质的氧化修饰——羰基化、半胱氨酸残基氧化——会改变它们的功能。这会影响酶、结构蛋白和信号分子。被氧化的蛋白质会随年龄在细胞里积累，吸烟者的其中一些指标更高。
脂质（细胞膜）：ROS 会引发脂质过氧化——一种损伤细胞膜中多不饱和脂肪酸的连锁反应。氧化型 LDL 胆固醇被认为是推动动脉斑块形成的因素之一，也是吸烟影响心脏健康的几种机制之一。
胶原蛋白和弹性蛋白：让皮肤紧致、有弹性的这些蛋白质可能被 ROS 损伤。氧化应激被认为是吸烟者皮肤过早衰老的机制之一，此外还有胶原蛋白合成减少和血流减少。
吸烟者身上可测量的氧化应激指标
研究会测量几种指标：
- F2-异前列烷，脂肪损伤的标准指标：一项研究发现，血液中游离 F2-异前列烷平均约为不吸烟者的 2.3 倍（242 对 103 pmol/L）
- 8-OHdG，DNA 氧化损伤的指标：吸烟者通常更高
- 谷胱甘肽，身体主要的抗氧化分子：吸烟会让血浆中更多的谷胱甘肽变成氧化型
- 维生素 C：吸烟者血液中的水平往往更低，这也是为什么美国膳食指南建议吸烟者每天比不吸烟者多摄入 35 mg
来自饮食的抗氧化物被消耗这一点尤其值得注意——这意味着吸烟者对抗氧化物的需求更高，而他们的饮食质量往往又更差（吸烟和饮食习惯是相关的）。
全身性的衰老效应
研究者把同样实际年龄的吸烟者和不吸烟者的生物学年龄（通过 DNA 甲基化时钟、端粒长度和炎症指标测量）进行比较时：
- 在其中几项指标上，吸烟者往往在生物学上显得更老，吸烟还会在数千个 DNA 位点上留下甲基化变化
- 端粒（保护 DNA 末端、随年龄变短的“帽子”）在吸烟者身上往往更短
吸烟会让人多老几“岁”，不同研究、不同指标的结果不一样，所以我们不给单一数字。氧化应激是导致这种衰老的几条途径之一，此外还有炎症和直接的 DNA 损伤。
补充抗氧化剂有用吗？
显而易见的问题是：吸烟者能不能直接吃抗氧化补充剂来弥补？
随机对照试验给出的答案是：不能。在芬兰纳入 29,133 名男性吸烟者的 ATBC 试验中，服用 β-胡萝卜素的人肺癌更多，而不是更少，美国的 CARET 试验也因为同样的原因提前终止。Cochrane 一篇关于预防肺癌的药物和补充剂的综述发现，没有任何补充剂能降低风险。β-胡萝卜素为什么有害，目前还不完全清楚。
多吃水果和蔬菜对每个人都有好处，但没有任何食物或药片能抵消烟雾的伤害。如果你吸烟，不要服用高剂量的 β-胡萝卜素补充剂。
戒烟后会发生什么
- 立刻：你不再吸入烟雾中的自由基。
- 两周：一项 1995 年的研究发现，吸烟者血液中的 F2-异前列烷（脂肪氧化损伤的标准指标）高于不吸烟者，停止吸烟两周后明显下降。
- 更长期：其他指标和炎症多快能平复，研究得较少；我们没有找到可靠的时间表。
皮肤的氧化损伤：胶原蛋白和弹性蛋白的合成可以恢复。已有的损伤虽然不会完全逆转，但新的胶原蛋白形成、持续的氧化攻击减少，会在几个月到几年里逐渐改善皮肤状态。更多内容见戒烟后皮肤改善。
参考文献
- Church DF, Pryor WA. "Free-radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications." Environ Health Perspect, 1985. PubMed
- Pryor WA, Stone K. "Oxidants in cigarette smoke." Ann N Y Acad Sci, 1993. PubMed
- Rahman I, Biswas SK, Kode A. "Oxidant and antioxidant balance in the airways and airway diseases." Eur J Pharmacol, 2006. PubMed
- Moriarty SE et al. "Oxidation of glutathione and cysteine in human plasma associated with smoking." Free Radic Biol Med, 2003. PubMed
- Morrow JD et al. "Increase in circulating products of lipid peroxidation (F2-isoprostanes) in smokers." N Engl J Med, 1995. PubMed
- ATBC Cancer Prevention Study Group. "The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers." N Engl J Med, 1994. PubMed
常见问题
氧化应激会让吸烟者看起来更老吗？
它可能是原因之一。吸烟者的皮肤合成的胶原蛋白更少，分解的更多，人们认为氧化应激和血流减少一起在其中起作用。双胞胎研究显示，吸烟者的脸明显老得更快。见吸烟与皮肤衰老。
戒烟后氧化应激多快能改善？
一项研究发现，不吸烟两周后，血液中氧化损伤的关键指标 F2-异前列烷明显下降。其他指标研究得较少，所以还没有可靠的完整时间表。
维生素 E 或 C 能保护吸烟者免受氧化损伤吗？
没有任何补充剂被证明能保护吸烟者。在大型试验中，β-胡萝卜素补充剂让吸烟者的肺癌增加了，Cochrane 综述也没有找到能降低肺癌风险的补充剂。真正有用的是戒烟。
吸电子烟造成的氧化应激比吸烟少吗？
测量显示，电子烟气溶胶中的自由基比香烟烟雾少得多，但并不是没有：加热烟油会形成活性化合物，有些香料还会增加它们。英国的 2022 年证据综述发现，吸电子烟的人体内有害化学物质指标比吸烟者低得多。危害较小仍然不等于无害；如果你不吸烟，就不要开始吸电子烟。