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大家好！今天咱们聊聊健康，但不是那种头痛医头、脚痛医脚的健康，而是从能量出发，找到健康的根本！
想当年，我医学院毕业的时候，得从四十二个专科里选一个，就只能研究身体的某一个部分。哎，现在的医学就是这样，分得太细了！你想想，我大学预科的时候，就把物理化学扔一边儿了，只学生物。后来到了医学院，就背人体生物学，植物动物啥的，根本顾不上了。当住院医的时候，就整天给人做头颈外科手术，身体的其他部分，想都别想。
那时候啊，我如果坚持做五年，就能再选个更细的亚专科。比如，变成鼻科医生，专门看鼻子；或者喉科医生，专门看喉咙；再或者，耳科医生，就研究内耳那三块小骨头，外加耳蜗和鼓膜。甚至还能专门研究头颈部的癌症呢！那我的职业目标就变成了：把身体越来越小的一部分，治得越来越好。
如果我真的特别厉害，没准医学界还会用我的名字命名一种病，就像斯坦福医学院的院长那样，他是个世界知名的耳科医生，叫 Lloyd B. Minor，他一辈子就研究那么三平方英寸的耳朵。他名字命名的“Minor 综合征”，就是内耳骨头里的一些细微变化，导致平衡和耳科症状。当时院长就是医生成功的典范：专注你的专业，往上爬！而且这么做也能保护自己，一般的医生啊，待在自己的领域，就不会因为错误治疗超出范围的东西而承担责任。
我做住院医第五年的时候，已经是耳科的总住院医了，专门研究耳朵周围那三平方英寸，控制听力和平衡的地方。我经常会遇到像 Sarah 这样的病人，她才三十六岁，却一直受偏头痛的折磨，每个月疼十几次！因为头晕和听力问题也可能是这种病的一部分，所以她辗转了好几个科室，最后来到了我们这里。Sarah 疼了十年了，生活范围变得特别小，她已经靠残疾救济金生活，基本上不出门，生活就围绕着她的病。她特别怕光，总是戴着大墨镜，因为炎症性关节炎，还得拄着拐杖，身边还跟着一只辅助犬。
我看了看她那几百页的传真病历，发现她去年看了八个专科医生，就是为了解决那些顽固又痛苦的症状。神经科医生给她开了治疗偏头痛的药，精神科医生给她开了选择性血清素再摄取抑制剂（SSRI）来治疗抑郁症，心脏科医生给她开了降血压药，姑息治疗专家又开了止痛药，缓解她关节的疼痛。但是啊，就算吃了这么多药，Sarah 还是痛苦。
看完她的病历，我真是震惊了。她都试了这么多方法了，我还能帮她什么呢？
我按惯例问她，有没有试过偏头痛消除饮食法。她说没听说过。这让我很惊讶。我们的诊所里明明有这种宣传单，可以给像她这样的病人啊。可是我的同事们好像觉得饮食干预不重要，就没跟她提。相反，她做了很多检查，拍了昂贵的 CT，还吃了各种精神药物和其他药物，一种接着一种。我跟她说，通过饮食来消除偏头痛诱因，可能会有帮助，她听了，身体语言都表示怀疑。她好像在说，如果吃东西能管用，医生早就告诉她了。她还是想试试新的药。
Sarah 的情况不是我第一次遇到了。很多病人带着厚厚的病历来找我，都是些顽固的慢性病。但是 Sarah 这么年轻就受这么多苦，而且她跑了这么多科室，让我觉得这个医疗系统真的出了问题。她生病了，而且越来越严重，不是只得了一种慢性病，而是好几种。她自己可能没意识到，但我觉得她的寿命肯定缩短了。她对自己的治疗很不满意，但还是依赖着它，甚至有点依赖。
我尽量掩饰自己的不安。我不鼓励她尝试一些有科学依据的简单方法，就给她开药，我怎么能这样做呢？我知道，再开一种药，也不会给她带来奇迹。我们俩可以装模作样，给她希望，约好六周后复诊，看看效果怎么样，然后觉得自己尽力了。但是啊，我们心里都清楚，Sarah 的问题不是缺药，而是她的整个身体都出问题了。
我可以像其他医生一样，也像他们希望我做的那样：根据症状给她诊断，排除危及生命的情况，开药，输入账单代码，然后就没事了。这样是“负责任”的行医方式。但是 Sarah 还有其他像她一样的复杂病例，让我想要换一种方式工作，去寻找病因，问问这些症状到底是怎么来的。
所以，我开始思考，到底是什么导致了疾病？
我发现，很多病其实都跟隐形的炎症有关。
说起炎症，大家肯定都不陌生，受伤或者感染的时候，身体会红肿热痛，这就是炎症。免疫细胞会跑到受伤的地方，保护我们的身体，修复受损的组织。免疫系统总是会寻找外来入侵者，一旦发现问题，就会立刻启动防御机制。等问题解决了，炎症就会消失，一切恢复正常。
可是 Sarah 的身体检查结果和其他的化验指标，却让人很困惑。她没有受伤，也没有明显的感染，而且她的炎症不是暂时的，而是持续不断的，甚至对身体造成了损害。为什么免疫系统会一直这么活跃，一直处于警惕状态呢？为什么身体会在没有外来入侵的情况下，也出现慢性炎症呢？
作为一名耳鼻喉科医生，我突然意识到，我治疗的几乎都是炎症！在医学上，“-itis”这个后缀就表示炎症，而我的日常工作就是治疗鼻窦炎、扁桃体炎、咽炎、喉炎、中耳炎、软骨炎、甲状腺炎、气管炎、腺样体炎、鼻炎、会厌炎、涎腺炎、腮腺炎、蜂窝组织炎、乳突炎、骨髓炎、前庭神经炎、迷路炎、舌炎等等。哎，我就是一个炎症医生，我自己都没意识到！我的工作就是消除耳鼻喉里的炎症。我经常用口服、鼻用、静脉注射、吸入和外用的消炎药：比如内舒拿喷雾剂、复方类固醇鼻腔冲洗液、泼尼松软膏、静脉注射甲强龙、吸入类固醇雾化剂，各种各样的药物，来抑制身体里的免疫系统。
如果药物不管用，就像我治疗的鼻窦炎病人 Sophia 那样，我们就只能做手术了：在病人的身体上开个洞，减少炎症引起的堵塞，让炎症液体流出来。有时候，我们还会用机械的方法，把肿胀的组织移开。比如，在鼓膜上插管，让液体流出来；在头骨上钻孔，释放脓液；或者插入一个球囊，扩大被慢性炎症堵塞的气道。
药物和手术可以暂时消除炎症，或者减轻它的影响，但炎症总是会复发。而我们的工作，就是治疗炎症，而不是寻找炎症复发的原因。
但当我开始深入研究的时候，问题就变得越来越多。为什么 Sophia 和 Sarah 她们的免疫系统会一直这么活跃呢？为什么那些本来应该健康的细胞，会发出“求救”信号，让免疫细胞来帮助它们呢？我看不见，也检测不到明显的威胁，我的病人也一样。那为什么这些细胞会在微观层面上如此害怕呢？
我回顾了 Sarah 的化验结果，发现她的炎症指标很高，我知道这个指标跟糖尿病、肥胖症和自身免疫性疾病有关。突然，我想到了一个问题：会不会她所有的症状，都是由炎症引起的呢？会不会有一种机制，导致了这么多种不同的疾病呢？会不会她的身体对同一种隐形的威胁，产生了恐惧反应呢？现在看来，这个道理非常明显。研究表明，慢性炎症是很多疾病的关键原因，包括癌症、心血管疾病、自身免疫性疾病、呼吸道感染、胃肠道疾病、皮肤病和神经系统疾病。但是，当时的医学界并不关注这些联系，也不深入探究炎症的原因。
后来，我开始意识到，我其实知道很多东西。自从我学了组织学，在显微镜下观察了成百上千张人体组织切片后，我就对组成人体的近四十万亿个细胞感到敬畏。我惊叹于它们的复杂性，也惊叹于它们作为生命基础的重要性，以及我们的一切都只是细胞的集合体。它们蕴藏着大量的信息，每个细胞都是一个繁忙的小宇宙。而所有这些活动的结果，简单来说，就是我们的生命。
我们的细胞不会说话，也不会告诉我们它们害怕什么。但是，如果我们从细胞的角度来看问题，就能找到答案——虽然这些答案很复杂，但绝对没有某些人想让我们相信的那么神秘、复杂和专业。
后来，我离开了 OHSU 总住院医的职位，我发现了一个探索新知的机会。我终于可以弥补传统教育留下的空白了，而且我觉得自己的身体更健康，精力更充沛。我兴奋地投入到营养生物化学、细胞生物学、系统和网络生物学以及功能医学的进修中，这大大扩展和颠覆了我对健康和疾病的理解。我还认识了很多像我一样的医生，他们离开了著名的医疗机构，去追求更好的医学，想要帮助病人真正康复，而不是仅仅控制病情。我重新燃起了斗志，很快就在波特兰珍珠区附近开了一家小诊所，在一个阳光明媚、绿植茂盛的共享办公空间里安顿了下来。我告诉几个朋友和同事，我在做一些不一样的事情：我不提供疾病护理，而是专注于创造健康。我不再以受人尊敬的外科医生的身份，站在医学的顶峰来管理疾病，而是从金字塔的底部开始，通过深入的交流和个性化的方案，来恢复和维持健康。我和我的病人一起，从头开始，为身体打下坚实的基础。很快，我的预约就满了。
很多病人来找我，他们都患有像 Sarah 和 Sophia 那样的慢性病。但是这一次，我们从不同的角度来解决问题：从细胞层面入手。我们专注于为细胞提供它们需要的营养，消除阻碍它们正常工作的因素，重点是饮食和生活方式的改变，以及全面的细胞支持。我的病人也取得了不同的效果——往往是改变人生的效果。那些顽固的问题，比如体重增加、睡眠不好、持续疼痛、慢性病、高胆固醇，甚至生殖问题，都开始得到解决，有的几周就好转，有的几个月就好转。炎症开始消失，而且不再复发。病人经常可以减少甚至停止服药。那些我帮助过的病人，都重新燃起了对生活的希望。很多时候，这些结果都是通过少做来实现的。这与我一直学到的“增加药物，增加干预”完全相反。
通过这种新的行医方式，我学到了很多东西。其中最重要的一点是，炎症（炎症会导致疾病、疼痛和痛苦）之所以会发生，是因为我们的细胞内部出现了核心功能障碍，影响了它们的功能、信号传递和自我复制。所以，如果我们真的想要恢复身心健康，就必须比炎症机制更深入地研究细胞本身。
经过多年的研究，我终于找到了 Sarah 她们体内炎症的原因：慢性炎症通常是由于细胞因能量不足而感到威胁时产生的反应。免疫细胞会冲到身体里有危险的区域，从而引起炎症。
一个能量不足的细胞，一个代谢功能失调、努力制造能量、勉强维持日常工作的细胞，是一个受到威胁和有风险的细胞。这个细胞会发出化学警报信号，并招募免疫系统来帮助它。免疫细胞的帮助，会造成巨大的附带损害——在身体内部引发一场战争，从而保护自己——这会导致更糟糕的症状。这就是为什么慢性炎症通常与代谢功能障碍和广泛的症状同时发生。
深入研究细胞生物学听起来很吓人。但有一个简单的指标，可以帮助我们重新理解健康和疾病：细胞中的线粒体制造能量的能力。
你可能听说过“线粒体”这个词，也许你还记得高中生物课上说的“细胞的能量工厂”。线粒体将食物中的能量转化为细胞能量。这些微小的细胞器就像变压器一样：它们将我们吃下的食物的分解产物转化为细胞可以利用的能量，从而完成它们的许多工作。身体里不同类型的细胞，肝脏细胞、皮肤细胞、脑细胞、卵巢细胞、眼睛细胞等等，它们体内的线粒体数量各不相同。有的细胞里有成百上千个线粒体，有的细胞里只有几个，这取决于细胞的工作类型和能量需求。
当身体处于健康状态时，来自饮食中的脂肪酸和来自饮食中的碳水化合物的葡萄糖（糖）会在消化过程中被分解。然后，它们进入血液，并被输送到各个细胞中。葡萄糖在细胞内进一步分解。这些分子被输送到线粒体内部，并通过一系列化学反应产生电子（带电粒子）。这些电子被运送并通过专门的线粒体机制，最终合成三磷酸腺苷（ATP）。ATP 是人体内最重要的分子：它是为我们细胞内的所有活动“买单”的能量货币，因此也为我们的生命“买单”。
原来身体里有大量的 ATP 啊！我们体内每秒钟都会发生数万亿次的化学反应，这些反应汇聚起来，就变成了我们的生活！所有这些活动都依赖于能量，也就是线粒体产生的 ATP，而且它们需要一直都有足够的能量。如果没有这些活动，我们就会崩溃，真的会崩溃；我们会分解在地上，没有任何能量将我们连接在一起。
即使 ATP 只是一个微小的分子，但普通人每天会产生大约八十八磅的 ATP，不断地制造、使用和回收它，速度非常快，以至于我们根本没有注意到。我们三十七万亿个细胞中的每一个都像一座小城市一样，不断地进行着活动、交易和生产，并被细胞膜包裹着。虽然我们的细胞每秒钟参与的过程多得数不清，但细胞优化运行所需要的主要东西可以分为七类活动，所有这些都需要 ATP，因此需要良好的能量才能正常进行。
制造蛋白质：细胞负责合成大约七万种不同的蛋白质，这些蛋白质是我们身体各个方面的构建和运行所必需的。蛋白质有各种形状、大小和功能，并承担着一系列的责任。它们可以是细胞表面的受体，也可以是葡萄糖等物质进出细胞的通道，也可以是细胞内的结构支架，为细胞提供形状并帮助它移动，也可以是位于 DNA 上并激活或抑制基因的调节器，还可以是像激素和神经递质一样的信号分子，将信息传递给其他细胞，还可以是保持相邻细胞连接在一起的锚。此外，几种不同的蛋白质可以结合在一起，形成细胞内的专门机器，比如位于线粒体内部的旋转涡轮机，叫做 ATP 合成酶，它是制造 ATP 的最后一步。这些只是蛋白质所做的一些事情，但简而言之，它们是细胞中的结构、机械和信号主力。
修复、调节和复制 DNA：细胞负责复制它们的 DNA，以确保每个新细胞在细胞分裂过程中都有一份完整的遗传物质副本。细胞还会修复 DNA 的任何损伤，以防止可能导致癌症和其他疾病的突变。除此之外，细胞还拥有复杂的机制，通过表观遗传变化来改变基因组的折叠和三维结构，这些变化可以调节在给定的细胞类型中以及在什么时间表达哪些基因。我们的细胞在不断地更新和替换自己，而 DNA 复制和细胞分裂过程使这一切成为可能。
细胞信号传递：在细胞内部，所有的活动都是通过细胞信号传递来协调的——微观的生物化学信息不断地在细胞内部和外部传递，从而提供关于需要做什么、东西需要去哪里以及需要打开和关闭什么的信息和指令。例如，在身体努力将血糖降至餐后正常水平的过程中，身体会产生胰岛素。胰岛素与细胞表面的受体结合，从而启动细胞内部的一系列信号，促使细胞将葡萄糖通道发送到细胞膜，从而使葡萄糖能够流入。细胞还会通过各种信号通路不断地与其他细胞进行通信，在这些信号通路中，它们通过化学信号（如激素、神经递质和电脉冲）接收和传递信息。
运输：就像卡车在全国各地运输货物一样，细胞也必须在细胞内部移动分子材料，从而使事物正常运行。每个细胞都能够以惊人的精确度在其微观环境中包装、标记和运输分子。例如，当细胞制造一批神经递质血清素（它有助于调节情绪）时，它会将其包装在一个叫做囊泡的细胞袋中，并将该囊泡送到细胞膜上的马达蛋白（就像一辆小汽车）上，从而对相邻的神经元起作用。这个过程创造了你的想法和感觉。有些细胞，比如免疫细胞，有时也必须在身体周围移动。当一个免疫细胞被炎症化学信号触发，需要去到一个有威胁情况的场景时，它可能会像跳上高速公路一样，从骨髓中发射到血液中。一旦它到达有危险的器官，它就会通过延伸出像手指一样的突出物在器官中爬行，直到它到达需要完成工作的威胁现场。
体内平衡：细胞不断地努力维持健康的运行条件，比如 pH 值、盐浓度、可以产生电脉冲的带电分子梯度和温度。这种维持身体化学反应可以发生的最佳环境被称为体内平衡。
细胞废物清理和自噬：细胞还能够通过一个叫做自噬（字面意思是“自食”）的过程来回收它们自己的成分，这是一种细胞清除受损部分和蛋白质并回收原材料的方法。当线粒体经历这种回收和更新时，它被称为线粒体自噬，它是维持细胞内健康线粒体种群的关键组成部分。更引人注目的是，细胞还可以诱导它们自己的死亡，从而为更健康的细胞让路，这是一个叫做细胞凋亡的关键过程。
新陈代谢：当然，还有能量的生产本身。即使是这个过程也需要能量才能工作！
所有这些活动都需要 ATP 才能发生，而 ATP 是由运转良好的线粒体产生的。当合适的材料以正确的数量存在时，线粒体就会为细胞的活动产生足够的能量。这会逐渐影响到整个身体的健康。简单来说，器官是细胞的集合体。成群的健康、充满活力的细胞能够履行它们的所有职责，就会变成健康的器官，从而履行它们的工作。每个细胞都有它工作所需的蓝图；它只需要资源。但是，当线粒体没有合适的条件，或者它们被错误数量的错误材料淹没时，它们就不会为细胞完成它们的工作产生足够的 ATP。这种细胞层面的能量不足问题不仅会直接影响到器官的问题，而且还会导致细胞发出警报：有些不对劲，我们需要帮助。我们的免疫系统——总是准备好提供帮助——会立即赶到。
但 在这种情况下，问题不是免疫细胞可以清除并完成的感染或伤口：这更深刻，是细胞功能的一个根本性问题。而且，这是免疫细胞无法解决的问题，因为剥夺线粒体完成其工作，导致细胞无法完成其工作的原因是我们无法控制的。这是我们的身体现在所存在的环境，从我们细胞的角度来看，这个环境几乎与一百年前截然不同。
我们现代的饮食和生活方式正在协同地破坏我们的线粒体。我们的线粒体和包含它们的更大的细胞，在漫长的岁月中与我们的环境共同进化。它们的机制与来自外部世界并最终进入我们体内的输入和信息相结合而发挥作用。某些种类的营养物质、阳光和来自肠道细菌的信息等等，都有助于触发或为细胞及其能量工厂提供它们工作所需的物质。但是，许多这些输入和信息流已经发生了根本性的变化，从而导致线粒体功能受到阻碍，并彻底受到损害。
一个强大的免疫细胞，试图支持一个因线粒体功能障碍而生病和受到威胁的细胞，会变得完全无能为力。免疫细胞无法阻止破坏性因素和我们现代工业世界的不自然环境造成的资源匮乏。免疫细胞无法阻止你喝苏打水、过滤你的水、关闭手机上引发压力的通知、阻止你食用破坏激素的农药和微塑料，或者让你早点睡觉。因此，免疫细胞将使用它所拥有的工具：它会招募更多的免疫细胞，发出更多的炎症信号，并继续战斗，直到问题解决。但是问题并没有解决，因为破坏性的环境输入永远不会解决。这是慢性炎症的根源。
一群细胞因线粒体功能障碍而无法工作，以及免疫系统过度热情（但无助）地渗透到该区域并支持它的反应会导致器官功能障碍，从而表现为一种症状。我们今天所对抗的大多数慢性症状只是发生在身体其他部位的同一灾难的不同表现：线粒体因我们的生活方式而受到伤害，能量不足的细胞变得功能失调，免疫系统试图提供帮助但无能为力，并且在尝试的过程中，免疫系统会使问题变得更糟。
那么，我们今天所生活的环境究竟是如何破坏我们的线粒体的呢？答案归结为十个主要因素，所有这些因素都紧密相连：
慢性营养过剩：慢性营养过剩是指在一段时间内消耗比身体需要的更多的卡路里和大量营养素，它可以通过多种方式导致线粒体功能障碍。我们消耗的卡路里比一百年前多大约 20%，果糖多 700% 到 3,000%，所有这些都需要身体来处理。想象一下，你被要求做比平时多 700% 到 3,000% 的工作，你肯定会崩溃！细胞根本无法处理来自过多食物的所有材料，因此事情会倒退，会过度产生破坏性副产品，并且细胞中的许多过程（包括线粒体的努力）都会受到阻碍。这种压力会导致细胞内部充满有毒脂肪，从而阻止细胞进行正常的信号传递和活动。此外，当线粒体因试图将如此过多的食物转化为能量的负担而不堪重负时，它们会产生和释放叫做自由基的活性分子。自由基是带有负电荷的高活性电子的分子，它试图通过与其他线粒体和细胞中的结构结合来中和自身，并且在这样做的过程中，会导致严重的损害。身体有几种安全中和自由基的机制，包括产生抗氧化剂，抗氧化剂会结合并抑制自由基。但是，当这些破坏性分子的产生超过了身体处理它们的能力时，就会发生一种叫做氧化应激的破坏性失衡，从而损害线粒体和周围的细胞结构，就像慢性营养过剩那样。通常，低水平和受控水平的自由基是健康的，它们在细胞中充当信号分子。但是，当水平失控并且氧化应激发生时，就会发生损害的连锁反应。健康水平的自由基就像一个舒适的篝火；氧化应激则是一场破坏性的森林大火。
我们长期消耗过多的食物能量的一个关键原因是，极度加工的工业制造食品的广泛可及性会损害我们身体的自我调节饱腹感机制，并直接引发饥饿和渴望。这些经过化学工程设计成容易上瘾的极度加工工业食品占美国人今天消耗的卡路里的近 70%。
营养缺乏：缺乏某些微量营养素，比如维生素和矿物质，会导致线粒体功能障碍。在线粒体中制造能量的最后步骤包括电子通过五种蛋白质结构移动，这五种蛋白质结构叫做电子传递链，最终为一个小型分子马达提供动力，该马达会产生 ATP。这五个蛋白质复合物都需要微量营养素来激活它们，就像小锁和钥匙一样。不幸的是，我们现在的饮食是历史上微量营养素最贫乏的。美国有多达一半的人至少缺乏一些关键的微量营养素。这部分是因为土壤耗竭（来自现代工业耕作方式，比如农药的使用和机械耕作）以及我们饮食中缺乏多样性。至少有 75% 的人没有吃推荐量的蔬菜和水果。我们的大部分卡路里来自精制形式的商品作物，比如小麦、大豆和玉米，所有这些都缺乏微量营养素，并且通过用大量的碳水化合物和炎症性脂肪淹没我们的身体来加倍引起问题。例如，研究表明，辅酶 Q10 (CoQ10) 缺乏（一种对电子传递链的功能至关重要的微量营养素）会导致 ATP 合成减少。参与关键线粒体过程的其他微量营养素包括硒、镁、锌和几种 B 族维生素。
微生物组问题：一个健康的、蓬勃发展的肠道微生物组，由支持微生物组的食物喂养并且不含损害微生物组的化学物质，会产生数千种“后生元”化学物质，这些化学物质会从我们的肠道进入我们的身体，并充当重要的信号分子，其中一些会直接影响线粒体。后生元分子，比如短链脂肪酸 (SCFAs)，对线粒体的正常功能和保护线粒体免受氧化应激至关重要。当微生物组失衡（叫做菌群失调）发生时，这些有益化学物质的产生就会脱轨，从而剥夺线粒体的这种信号传递和支持。菌群失调可能会被过量的精制糖和极度加工的食物、农药、药物（比如非甾体抗炎药物 (NSAIDs)，比如 Advil）、抗生素、慢性压力、睡眠不足、饮酒、缺乏体育活动、吸烟和感染等因素触发。
久坐不动的生活方式：缺乏体育活动会导致细胞线粒体功能下降，并导致细胞线粒体数量和大小减少。运动是一个强大的信号，它告诉细胞它们需要为肌肉工作产生更多的能量，因此，体育活动与通过上调几种基因和激素通路以积极的方式刺激细胞中线粒体的功能和数量有关。此外，运动会刺激我们的身体产生抗氧化分子。当我们久坐不动时，我们对自由基的保护就会减少，自由基会损害线粒体，并且线粒体的积极信号会消失，从而导致更糟糕的线粒体功能。
慢性压力：长时间的压力可以通过几种机制导致线粒体功能障碍。首先是它会激活应激激素皮质醇的释放，皮质醇是一种类固醇激素，可以直接损害线粒体。众所周知，皮质醇会抑制参与产生新线粒体的基因的表达，从而减少细胞中线粒体的数量，从而导致更少的能量产生。过量的皮质醇还会产生更多的自由基，部分原因是它会抑制抗氧化剂的产生。
药物：许多药物会损害线粒体的功能。这些药物包括几种抗生素、化疗药物、抗逆转录病毒药物、他汀类药物、β-受体阻滞剂和叫做钙通道阻滞剂的高血压药物。酒精、甲基苯丙胺、可卡因、海洛因和氯胺酮也可能对线粒体产生负面影响。
睡眠剥夺：睡眠的质量和数量差会产生广泛的下游效应，从而损害线粒体。缺乏高质量的睡眠会导致激素失衡，包括皮质醇、胰岛素、生长激素和褪黑激素水平的改变，所有这些都会与线粒体相互作用。此外，睡眠剥夺会破坏参与产生新线粒体和复制线粒体的基因的表达。像压力一样，睡眠剥夺会产生更多的自由基，既可以通过激活制造自由基的细胞机制，也可以通过抑制抗氧化剂的产生来实现。
环境毒素和污染物：在上个世纪进入我们食物供应、水、空气和消费品的许多合成工业化学物质正在严重破坏我们的线粒体。一个不详尽的列表包括农药；多氯联苯 (PCBs)；在塑料和香味产品中发现的邻苯二甲酸盐；在不粘炊具、食品包装和许多其他消费品中发现的全氟烷基和多氟烷基物质 (PFASs)；在塑料和树脂中发现的双酚 A (BPA)；二恶英和其他物质。一些天然物质，比如重金属，也进入了我们的环境，并且可以直接损害线粒体。这些物质包括铅、汞和镉。除了这些之外，香烟烟雾和电子烟化学物质是我们线粒体和生物学上最有效的毒素之一。你有没有想过为什么香烟对我们的健康如此有害？一个关键原因是香烟烟雾中的化学物质（比如氰化物、醛和苯）会直接导致能量不足：它们会损害线粒体功能、使线粒体 DNA 发生突变，并导致线粒体结构变化（比如线粒体肿胀）。酒精也可以被认为是一种线粒体毒素，并且已被证明会改变线粒体的形状和功能、损害线粒体 DNA、产生氧化应激和损害新线粒体的产生。
人造光和昼夜节律紊乱：随着便携式数字设备的出现，我们正在不断地暴露在人造蓝光的来源下，人造蓝光现在被认为是线粒体功能障碍的直接和间接促成因素。在不自然的时间暴露于强光下会影响我们的昼夜节律和许多代谢途径，这些代谢途径旨在在特定的每日周期中激活，这些周期由我们的眼睛（因此大脑）暴露在光线下时决定。更糟糕的是，我们现在很少花时间在户外，从而剥夺了自己清晨观看直射阳光的机会，这对于我们的大脑来说是强化我们自然昼夜节律的最佳信号之一。
“热中性”：现代工业生活的一个标志是我们在室内的大部分时间都处于相对恒定的环境温度下，我们将这个概念称为热中性。有趣的是，体验温度的变化对线粒体功能非常有益，因为寒冷会通过增加线粒体活动并刺激更多的 ATP 产生和利用来刺激身体产生更多的热量。研究表明，热暴露会激活细胞内的热休克蛋白 (HSPs)，从而可以保护线粒体免受损害并帮助维持其功能。HSPs 还可以刺激新线粒体的产生并提高它们产生 ATP 的效率。
血糖和胰岛素
当线粒体受到上面列出的因素的损害时，它们就无法正确地完成将食物能量转化为细胞能量的工作。它们变成了效率低下的机器，从而导致事物倒退，这是一个大问题。
通常，脂肪和葡萄糖分解产物会被输送到线粒体中，从而被加工成 ATP 并完成。在理想的、健康的情况下，我们的能量需求会大致与我们的食物摄入量相匹配，我们的线粒体不会受到上面概述的十个环境因素的损害，并且整个过程会顺利进行。
但事实并非如此。由于线粒体无法正常工作，因此脂肪和葡萄糖转化为 ATP 的过程会受到损害，并且这些原材料会作为破坏性脂肪储存在细胞内。任何不是脂肪细胞却充满脂肪的细胞都是一个大问题，因为我们前面概述的正常细胞活动（比如细胞信号传递和允许细胞正常运作的细胞周围的物品运输）都会受到阻碍。这是细胞内部的交通堵塞，是由所有这些过量脂肪引起的。当一个细胞充满有毒脂肪时，会受到阻碍的细胞信号通路之一是胰岛素信号通路，这对体内循环的血糖水平产生了巨大的影响。
在正常情况下，当吃完和消化一顿富含碳水化合物的饭菜后，血液中会出现糖的激增，激素胰岛素会从胰腺中释放出来并在体内流动，与细胞上的胰岛素受体结合并发出信号，让那些细胞将葡萄糖通道从细胞内部转移到细胞膜，从而让葡萄糖流入。然而，当一个细胞充满脂肪时，这个胰岛素信号传递过程就会受到损害；葡萄糖通道不会被转移到细胞膜，并且葡萄糖不会被允许进入细胞；它会被阻碍。这种阻碍叫做胰岛素抵抗，是细胞保护自己免受来自食物（葡萄糖）的过多能量过度轰炸的一种方式。细胞“知道”，由于线粒体问题，它无法将该原材料（葡萄糖）转化为细胞能量，因此它会阻止葡萄糖进入细胞。胰岛素抵抗会导致葡萄糖过量地留在血液中，从而引起一系列问题。
这还不是故事的结尾。身体非常聪明。它知道血液中循环的过量血糖会导致问题，因此它会更加努力地鼓励细胞吸收它。它通过促使胰腺产生更多的胰岛素（导致血液中胰岛素水平升高）来克服胰岛素信号传递阻碍来实现这一点。而且，令人惊讶的是，这会奏效——一段时间内。多年来，身体可以通过仅仅泵出过量的胰岛素、轰炸胰岛素受体并将葡萄糖强行推入细胞来过度补偿其胰岛素抵抗。在这个过度补偿的时期，血糖水平似乎是正常的和健康的，而实际上，严重的机能障碍和胰岛素抵抗正在发挥作用。随着时间的推移，不堪重负的细胞——充满脂肪和功能失调的线粒体——就是无法继续将葡萄糖塞入自身。这时，我们开始看到个体血糖水平急剧上升，并且难以控制他们的水平。
这就是血糖问题的根源，比如糖尿病前期和 2 型糖尿病，这些疾病影响了美国超过 50% 的成年人和近 30% 的儿童。这是一个线粒体功能障碍的多米诺骨牌效应——由几个环境因素引起——会导致葡萄糖和脂肪酸倒退，这些葡萄糖和脂肪酸会转化为有毒脂肪，从而充满细胞，从而阻碍胰岛素信号传递，导致细胞难以从血液中吸收葡萄糖。胰岛素抵抗最终会导致我们日常血糖水平的升高。
更糟糕的是，升高的血糖水平可以独立地刺激免疫系统的激活和过量自由基的产生，从而导致细胞和身体中出现机能障碍的龙卷风。我们有线粒体功能障碍导致炎症和过量自由基，而且我们有高血糖也在做同样的事情。更重要的是，慢性升高的血糖在血液中流动会导致过量的糖粘附到事物上——这个过程叫做糖基化。体内被糖基化的结构无法正常工作，并且被认为是免疫系统的异物，从而进一步加剧了慢性炎症。
一个简单的糖基化导致功能障碍的例子是它如何产生皱纹。过量的血糖会粘附在我们皮肤中最丰富的蛋白质胶原蛋白上。通常，胶原蛋白为我们的皮肤提供结构完整性。糖基化会导致胶原蛋白形状扭曲和“交联”，从而导致皱纹和过早衰老的出现。可能会发生更严重和危及生命的糖基化影响。例如，糖基化会导致血管内层出现问题，并加速叫做动脉粥样硬化的血管阻塞过程，从而导致心脏病发作、中风、外周血管疾病、视网膜病变、肾脏疾病、勃起功能障碍等等。
大约 74% 的美国成年人超重或肥胖，并且 93.2% 的人有代谢功能障碍。这些数字听起来很高，直到你意识到现代社会有多少杠杆在与我们的线粒体和新陈代谢作对：过多的糖、过多的压力、过多的久坐、过多的污染、过多的药丸、过多的农药、过多的屏幕、过少的睡眠和过少的微量营养素。这些趋势——背后有数万亿美元的支持——正在导致流行病级别的线粒体功能障碍和能量不足、生病和发炎的身体。
细胞功能失调的三重奏是几乎所有困扰现代美国人的症状和疾病的根源，它们可能不是餐桌谈话的内容。它们可能不是 Instagram 上发布最多的主题。但是你需要知道它们是什么——因为当你了解它们时，你就会比几乎所有医生更接近于理解美国医疗保健流行的根源，并且更接近于帮助你自己和你的亲人在这个宝贵的生命中康复、保持健康和变得无限。我们体内产生能量不足的机能障碍三重奏归结为以下几点：
线粒体功能障碍：细胞无法正确地产生能量，因为它们被来自环境的太多垃圾压得喘不过气来，以至于它们的能量工厂——线粒体——不堪重负并受到损害，从而导致更少的 ATP 产生和更多的脂肪储存在细胞内，这会阻碍正常的细胞功能。
慢性炎症：线粒体功能障碍和低细胞能量 (ATP) 产生被认为是威胁，因此身体会启动战斗反应。这种反应会变成慢性的，因为除非环境发生变化，否则这种被认为的威胁不会消失。
氧化应激：细胞在试图处理来自环境和受损线粒体的所有垃圾时，会以自由基的形式产生破坏性的、反应性废物。这些自由基会对细胞造成损害，从而导致功能障碍。
那我们怎么知道自己体内的能量好不好呢？
如果你像与我分享过这些信息的成千上万的人一样，你可能会从这次对细胞生物学的深入研究中得出一个紧迫的问题：我到底如何知道那些看不见的机能障碍是否正在我体内发生？
这是一个很好的问题。幸运的是，我们有一些很好的答案。简单的标记可以向我们显示“检查发动机”警报。看到你是否有一个合理的代谢健康水平的最基本和最容易获得的方法是检查你的年度体检中几乎总是测试和跟踪的五个标记：血糖、甘油三酯、高密度脂蛋白 (HDL) 胆固醇、血压和腰围。当这些标记在没有药物的情况下落入最佳范围内时——参见第