醫學

硝酸鹽洗刷污名?

惡名昭彰的防腐劑可能有助於對抗細菌

撰文/明克爾(JR Minkel)
翻譯/涂可欣

醫學

硝酸鹽洗刷污名?

惡名昭彰的防腐劑可能有助於對抗細菌

撰文/明克爾(JR Minkel)
翻譯/涂可欣

硝酸鹽自然地存在於萵苣和菠菜等青菜之中,同時它也是常用於熱狗和其他肉類製品的防腐劑。由於它可能引發胃癌,因此曾被視為是飲食中的有害成份。現在生物學家對飲食中的硝酸鹽開始有了新看法,認為它事實上是人體抵禦感染機制的一部份,並著手測試從這個觀念衍生出的治療法。


硝酸鹽(NO3-)是1950年代開始受到懷疑的。當時研究者發現,有一類稱為N-亞硝胺(N-nitrosamines)的硝酸鹽衍生物會破壞DNA,並引發實驗室大鼠和農場動物的癌症。然而後續許多流行病學研究,大致上並未發現攝取硝酸鹽和胃癌有一致性的關聯。


到了1994年,開始有硝酸鹽的正面報告出現。瑞典斯德哥爾摩卡洛林斯卡學院的隆伯格(Jon Lundberg)和英國艾克希特半島醫學院的班傑明(Nigel Benjamin),分別觀察到人類胃部含有大量的一氧化氮(NO)氣體,隆伯格和班哲明馬上就想到,這種氣體或許能殺死胃部的細菌,因為已知當白血球對微生物釋出一氧化氮時,會減弱微生物的活性。


問題是這些氣體是從哪裡來的。一氧化氮在人體內具有多項重要功能,包括讓血管舒張。為了執行這些生物活性,細胞內有一種稱為一氧化氮合成?的酵素,會利用精胺酸這種胺基酸為材料,分解出一氧化氮分子。不過化學家長久以來還知道另一種機制:在酸性環境下,亞硝酸鹽(NO2-)會產生各式氮氧化合物,其中包括一氧化氮。口中的細菌會將硝酸鹽轉化為亞硝酸鹽,亞硝酸鹽吞嚥進入胃部後,就可自然產生一氧化氮。如果一氧化氮果真對胃有益,人類口中以富含硝酸鹽的唾液為食的無害細菌,可能與我們有著互利共生的關係。


班傑明的研究團隊隨即證實,胃酸本身以及胃酸搭配亞硝酸鹽,對感染胃部的細菌具有抗菌的效果。雖然我們常視胃酸為胃部抵禦入侵病菌的主要防線,然而研究者卻發現大腸桿菌、沙門氏菌以及其他細菌可以在胃中存活數小時。但是,如果在胃酸中添加高濃度的亞硝酸鹽,一個小時內就可殺死這些細菌。接下來,隆伯格和他同事收集服食硝酸鹽錠者的唾液,然後放到大鼠的胃壁上。他們發現,這些大鼠胃部黏膜層會增厚,並有更多血液流動,兩者都是防範感染和潰瘍的重要屏障;而接受缺乏硝酸鹽唾液的大鼠則沒有任何改變。此外,班傑明還觀察到,造成蛀牙的細菌在高亞硝酸鹽的環境下會自我摧毀,意味著高硝酸鹽飲食或許能做為預防齲齒的新實驗方向。


美國華盛頓大學的微生物學家范恩(Ferric Fang)說:「我們已經不再認為硝酸鹽全都是有毒且致癌的,反而意識到它們對維持體內平衡扮演著重要角色。」 現在,這兩個研究團隊都致力開發以硝酸鹽化學為根基的抗菌療法。班傑明製備了一氧化氮軟膏,用來治療開發中國家常見的細菌性皮膚感染;隆伯格則在卡洛林斯卡主持一項試驗,看看為口乾舌燥的插管病患補充唾液是否可防止潰瘍。至於利用一氧化氮來治療全身性感染的研究則尚無進展,范恩解釋:「一氧化氮具有太多種生物活性,你要如何讓它只針對病菌卻又不降低你的血壓呢?我們還沒想出來該怎麼做。」


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2004年第32期10月號】



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