2022-12-06

某种程度上，氧的确有“毒性”

对于氧化损伤、氧化应激之类，大家应该都有所听闻。但这并不是什么新概念，早在接近70年前，1954年，Commoner等人就报道了在活体细胞内发现氧自由基[1][2]。

自由基指的是包含一个或多个不成对电子的原子/分子[3]。后来，这个概念被扩大到了活性氧，即ROS（reactive oxygen species ），指以氧为中心的自由基或非自由基衍生物[4]。

1970年， McCord等人发现了对抗自由基、对抗氧化损伤的酶：超氧化物歧化酶[5][6]（SOD）；随后不久又发现，某些厌氧的细菌菌缺乏这些酶，如果把它们暴露在通风、富含氧气的地方，它们就会停止生长。工作人员推断，是缺乏对抗氧化损伤的酶，导致这些细菌只能适应无氧环境（如动物肠道、土壤）。

1986年，Carlioz等人发现另一些厌氧的细菌体内也有对抗氧化损伤的酶——SOD[7]，如果把这些细菌基因上产生SOD的片段剔除，它们就无法生长了；如果给予与这些酶，它们又可以恢复生长，这大概是最早支持氧具有毒性、生物需要一些防御手段来对抗这种毒性的发现。

后来，分子生物学进一步确认ROS可以引起细胞大分子物质（碳水化合物、脂类、蛋白质和DNA）发生氧化[8]，导致细胞损伤[9]、甚至是细胞死亡[10]；在病理层面，ROS也被认为在衰老相关的疾病中起了重要作用[11][12]，还在癌症/心血管疾病/糖尿病/高血压/神经退行性疾病中扮演关键角色[13][14][15][16]。

这就是氧气“毒性”说法的来源，虽然有点标题党，但并不完全是空穴来风。

虽然氧有“毒性”，但是生物们已经习惯了很多亿年了

化石研究发现[17]最古老的微生物大概有30亿年的历史了[18]。

不过大约25亿年前，地球的大气中基本上没有氧气[19][20][21][22]。后来可能因为早期原始藻类的光合作用或者其他原因，大气中的氧含量才快速上升[23][24][25]，这被称为大氧化事件[26][27][28]（Great Oxygenation Event，GOE）。

GOE从一些矿物被氧化得到了证实[23][29]。

GOE：地球生命史上第二个里程碑

也就是说，地球的生命起源于没有氧气的环境，从有生命到氧气增加，中间可能有5亿年之久。

早期的许多远古微生物已经习惯了没有氧气的生活环境[30]