氧與粒線體 是大腦維持正常運作的重要關鍵

就像大多數身體器官在新陳代謝時需要營養一樣，尤其是大腦，高度需要營養。大腦的結構需要營養，神經纖維外面包的髓鞘需要營養來維持和修補，使它可以保護大腦不受壓力或過度使用的傷害，假如受傷了，這些營養物質可以癒合傷口。

氧是大腦生存最基本的需求，透過氧才能製造出能量。這個能量生產的中心，是細胞裡一些小而美的架構：粒線體（mitochondria）。粒線體就是我們細胞中生產能量的地方，它製造細胞功能所需的能量，在這個過程中，產生了自由基（free radical），這個自由基會破壞我們的細胞。粒線體也是細胞的發電廠（powerhouse），這些小架構看起來就像細胞本身；我們可以這麼說，它們是細胞中的細胞。它們有自己的DNA。而且，假如沒有穩定供氧，粒線體就無法發揮其功能。

幾億年前，粒線體是自由生存的細菌。地球上是先有細菌，才有植物和動物的，它們可以在最惡劣的環境下生存；有的細菌甚至可以以吃水泥維生，在很熱的水中生存。生物學家相信，在一個反常的意外事件中，這個細菌住進了另一個細菌的身體裡。這個侵入的細菌，必須製造雙倍的能量，給它的宿主使用，主人才會允許它住在身體裡，於是雙方都獲益，生長旺盛之後，變得越來越複雜：這可能就是演化的驅動力。現在有許多證據支持這個理論。然而，現在粒線體不再是自由生存的有機體了。它們現在依賴它的宿主（細胞），來提供它們生存必要的營養。

每個細胞裡的粒線體數量並不一致。紅血球細胞中沒有，肝細胞中卻高達2000個。在心臟的肌肉中，因為心臟能量的需求高，細胞質中有40%是粒線體。這些粒線體非常有機動性：它們會在細胞中遊走，哪裡需要氧，它們就會到哪裡去。例如，在神經細胞中，粒線體會沿著軸突走，把能量送到突觸去。

粒線體需要菸鹼酸來製造能量。菸鹼酸不足時，粒線體的功能減低。能量的生產縮減，開始於粒線體衰變（decay）的有毒過程；情況惡化之後，能量生產遲緩，就會降低細胞抵抗自由基侵害的能力，先是引起粒線體死亡，最後導致細胞死亡。粒線體的衰變，被認為是巴金森症、多發生硬化症和失智症的主要原因之一。

試想一下，假如粒線體被適當餵食，像子彈火車（bullet trains）一樣，在神經元的軸突上奔馳，很有效地把能量送到突觸去，使神經元可以和其他神經元有效溝通。現在，想像一下缺少菸鹼酸的大腦。一開始，調用食物中的色胺酸來製造菸鹼酸，短期還應付得來。但若菸鹼酸不足長期持續下去的話，色胺酸會用掉，就無法製造血清張素了。目前，大腦缺少血清張素的典型症狀為開始出現焦慮和憂鬱、衝動性和攻擊性的行為。

當這個缺乏的情況持續幾個月，甚至幾年，粒線體製造能量的能力就下降了。沒有足夠的能量，軸突就會壞死，不同神經細胞之間溝通的能力就受到干擾，不但影響大腦各部位之間的溝通，也會影響大腦和身體各部位的溝通。假如神經上的減緩，影響動作的緩慢、溝通的困難以及對時間和空間上的混淆，也沒有什麼好奇怪的，而這些正是阿茲海默症的症狀。

但我們不能認為粒線體的衰變，完全是菸鹼酸單一不足所造成。所有維持大腦正常功能必須的重要營養，都直接或間接跟維持粒線體的健康有關係。（更多相關內容，盡在《吃出健康高智能的大腦》，遠流出版。）

關於艾琳．波爾福德－梅森 博士（Aileen Burford-Mason, PhD）

艾琳．波爾福德－梅森是1位免疫學家、細胞生物學家和細胞分子營養學家。這是營養學的特別領域，運用節食法搭配維生素、礦物質、胺基酸和其他營養素，來預防疾病。她是加拿大以科學思維來提倡均衡營養學的領導者，在多倫多大學（the University of Toronto）擔任助理教授，同時也是多倫多醫院癌症研究實驗室主任。