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我对人类的衰老的认识

我对衰老的认识和感想衰老这个词意味着随着年龄增加,机体逐渐出现的退行性变化、死亡率上升。

衰老的普遍性、内因性、进行性及有害性作为衰老的标准被普遍接受。

千百年来,人们一直在探索健康长寿的奥秘,充满对青春长驻、延年益寿的向往。

自有史记载以来,我国古代的人们就一直在寻求延年及养生的方法。

那么衰老是如何发生的呢?对生物为何衰老即衰老机制的研究则是探索衰老本质的核心问题,同时又是比较复杂、尚无最后定论的关键所在。

人类只有认识了自己为什么会衰老,揭开了衰老之迷,才能有效地防治老年性疾病,推迟老年的进程,使人类最大限度地延长生命。

探索衰老发生的机理既是一个古老的问题,又是一个崭新的科研领域,在医学漫长的历史发展过程中,有人认为总共提出过数百个衰老的假说。

祖国医学在抗衰老方面积累了丰富的经验,提出了“阴阳失调说”、“脏腑虚衰说”、“精气神亏耗学说”等等,渗透着对自然界宏观的认识。

国外的古代医学家和哲学家也从不同角度解释衰老,提出温热学说、熵学说、磨损学说、自家中毒学说等,对于我们认识衰老起到积极的作用。

但因历史条件与科学水平的限制,这些学说有很大的局限性。

关于衰老发生的机理,迄今为止,还没有一种假说能够独立地、完满地阐明衰老发生的根本原因。

证据比较充分的有与遗传基因密切相关的“分子交联”学说和“错误成灾”学说以及由于细胞间胶原物质积存过多,导致衰老的细胞间物质学说。

细胞间物质,是指由细胞产生,并分泌到细胞或细胞间的一些物质。

如透明质酸、胶原等。

透明质酸是一种大分子物质在保持组织的水分方面有重要作用,青年期透明质酸多,皮肤润泽和丰满。

但随着衰老,透明质酸减少,而代之以胶原增加。

胶原不仅缺乏弹性,而且不容易被分解,因而营养物质既难进入细胞,而细胞的排泄物亦难以排除,因而细胞的新陈代谢低下,最终导致细胞衰老。

特别是当毛细血管、淋巴管及细胞之间,一旦出现胶原,衰老很快就会出现。

据生物学家洛信博士测定,65岁以上的老人,细胞含水量只有青年期的八成左右。

而动胜硬化就是由于动脉壁发生了上述现象。

当血管发生硬化,血液流动受阻,势必引起各器官严重的机能障碍。

老年人多伴有动脉硬化。

此外,在免疫功能异常及衰老时,还会出现一种细胞间物质——淀粉状蛋白AMYLOID,也能引起机能障碍。

患者在10至20岁时,就出现白发、脱发、皮肤老化等衰老症状,且常并发动脉硬化、糖尿病等成人病,大约在45岁时就夭折了。

其早老的原因被认为是:细胞内的透明质酸以异常快的速度被排出,因而不充分发挥作用,导致细胞衰老所致。

随着时代的发展,产生了一系列新的学说,包括差误学说,自由基学说,自身免疫学说,网络学说,端粒酶学说等。

它们在原有学说的基础上,有了很大的发展和提高,但是目前这些学说中尚无一个为学术界所公认。

衰老理论研究的滞后是抗衰老工作进展缓慢的重要原因,人类寿命大幅度上升需要衰老理论及衰老对策研究的重要发展。

而这些所有的问题都需要从我们人类自身也就是基因上去探索。

究竟遗传与长寿有什么样的关系?最好的例证来自一个双胞胎实验。

针对1870年至1900年出生的2872名丹麦双胞胎所作的调查发现,同卵双细胞的死亡年龄比异卵双胞胎接近,显示出基因的影响。

不过影响并不很强:长寿的遗传性在男性约为26%,女性约为23%,而决定人能活多久的变数,大部分是在于看来毫不相关的个人因素而非家族因素。

就是这还算普遍的长寿遗传性,也可能分布在很多不同的基因上。

有庞大的数字不禁令人却步,尤其第一手资料又那么少(自有遗传学以来才只有几个世代而已)。

但有些人依然不畏困难,想要找出衰老的基因。

1976年,罗斯在英国瑟斯克大学做遗传研究生的时候,开始在牛乳瓶中培养他的“家族”。

他在瓶中装满营养物质,放了两百双受精的雌果蝇进去。

五周后,果蝇已经达到生育期的尽头,罗斯收集了依然健康且有生育力的果蝇卵,养育新的一代。

再过五周,他又收集了最长寿果蝇的卵,不断重复这样的过程,每一次都选择最长寿果蝇的子孙。

果然如他预期的,新一代的果蝇都活得比上一代的稍微长久。

如今,罗斯已经培育出百万双果蝇,而且这些果蝇还在继续繁殖,经过长寿的筛选。

罗斯现在有加州大学厄文分校五十名研究助理协助他做这个研究,目前他所培育的果蝇寿命已经是祖先的两倍,而且还在持续增加。

如果他们是人类,寿命就已经达到140岁了。

罗斯称这些寿命长达120天的果蝇为“马撒拉果蝇”(Methuselah)。

马撒拉是圣经中以为寿星的名字,他活了969岁。

罗斯的实验说明了两个重点。

第一,基因在衰老的过程中举足轻重,长寿的果蝇并不是因为医药的进步、保健制度或者是汽车安全带而延长寿命的,他们和其他果蝇的不同只在于基因,而且是在罗斯以培养而非敢于的方式“自然”生成的;第二,衰老基因的数量必然非常庞大,如果只是少数几个基因,那么罗斯的实验老早就可以结束了,因为只需几个世代就可以选择出最优良的基因,罗斯依然在培育长寿的果蝇,以为这依然还有许多尚未找出的衰老基因库,而要找出这些基因们必须先了解衰老基因如何运作。

爱莫瑞大学医学院的华勒斯博士曾展示细胞老化的幻灯片。

24岁时的细胞在幻灯片上不但紧绷,而且展现了完好的色带。

33岁时,色带依然清楚但边缘已经开始模糊了。

随着年岁增加,色带开始松坠退化,在最后一张94岁的幻灯片中,可以看到原先的色带已经完全消失,只剩下一片朦胧。

这些幻灯片展现了年岁如何侵蚀了包含在粒线体的DNA。

我们以16569个碱基的粒线体基因组展开生命,但随着我们老化,细胞分裂,总有错误、省略和删除。

而由于失去的DNA不能取代,因此人到了80岁,就几乎没有任何基因组能保持原封不动了。

众所周知,复印过多遍的文件很难阅读,人类衰老也有着相同的道理,细胞在经过多次复制之后便很难准确地识别它的基因,这也导致了和年龄有关的疾病的发生,如:乳腺癌、骨质疏松症、老年痴呆症等。

就像被弄污的复印件,劣质的基因在复制过程中会出现错误,也就是说,衰老的丧失了精确复制自身的能力,就如同癌细胞不能停止繁殖一样,衰老曾被认为是由于细胞停止分裂所造成的,新的研究发现衰老是由于细胞的再造过程中失去质量控制所致。

一项受试者包括一个7岁、一个9岁、两个37岁、三个90岁以上人,以及两个分别为8岁和9岁患有早衰疾病的孩子的研究,通过DNA显微排列技术,科学家发现在较老的人体细胞中有1%的基因已经发生了改变。

而一种罕见的基因失调导致早衰孩子的过早衰老。

如果接下来的研究可以确认这一组基因缺失影响人的衰老,也许组织这种基因作用的药物将被研究出来,而人类将不会对衰老有过多的担心。

失去DNA是另一种更普遍的退化过程——氧化——的迹象。

每一个人体细胞每天都是用约一兆分子的氧气,但并非所有的氧气都是好的。

含有自由基这种未配对电子的氧气,是人体内最活泼也最具破坏性的毒素。

由于自由基多带一个负电,因此会胡乱把自己依附在多种不同的分子上,它们攻击DNA、蛋白质和脂质,造成皮肤上的老人斑,也破坏细胞的修复和再生。

氧气和金属结合时,称作生锈,而当由氧气生成的自由基攻击人体细胞的时候,就称作老化。

我们赖以维生的呼吸,其实也使我们的身体生锈,因此等于屠杀自己。

我们年轻健康的时候,细胞能够修复和取代自由基造成的破坏,但当氧气攻击修复和取代的机制时,我们的细胞新陈代谢和造成突变的DAN(包括导致癌症者)就容易受损。

氧化的老化理论可以预言:促进自由基产生和破坏的基因,会加速老化,而组织自由基或增进细胞保护自己能力的基因,就能延长寿命。

学者已经在一种非常不可能的生物身上测试这种理论:一种小虫。

这种以细菌为食的圆虫只有一毫米长,是雌雄同体,亦既可以自行授精,只活九天。

它的基因至少有四成和人类相同,而它短暂的生命也可以极度压缩的形式,反映出人类的寿命。

这种虫在衰老的过程中,最先是丧失生殖力,接着动作逐渐延缓,保证自己不受氧化伤害的能力也衰退,DNA中积累了错误和改变,尤其是在粒线体DNA上,接着死亡到来。

如果悉心培育,可以产生一群超级小虫,能够有五倍于一般的寿命,相当于人类活到350年左右。

这是借着结合数种和衰老有关的不同的基因而达到的。

第一个延长寿命的突变,在名为“年龄一”(age—1)的基因中发现。

这个基因的突变异种寿命是正常圆虫的两倍,而且在年轻时期和其他圆虫一样健康活泼,繁殖力强。

这种变种老化时,不论丧失行动能力的速度或是粒线体DNA突变的累积,都比其他的虫慢得多。

科学家想要了解,这些虫得以长寿是都因“年龄一”基因保证他们免受自由基之害,因此让这些虫暴露在高密度的氧气或是制造自由基的化学物质中。

变种虫的确在几方面表现得比一般虫子更强健,他们更能抵抗自由基、热度及紫外线(制造自由基)。

变种的细胞促进两种酵素的量:过氧化氢酶和过氧化物歧化酶,而这两种酵素能够把有毒的自由基转为较温和的分子。

因此,拥有“年龄一”基因的虫,的确更能抗氧化。

另一种编译也减缓了这种虫的生理时钟。

拥有这种称作“时钟”基因的虫,发育叫一般的虫慢,生活的步调也较慢。

他们的一切都放慢速度:胚胎的发育延迟了,细胞的分化得花更长的时间,动作和游泳步调慢吞吞,甚至排便也放满了速度,死亡亦然。

他们的寿命增减了一半以上,仿佛这些虫生活在时间减缓的另一个世界。

对于这种延长的寿命,一种可能的解释是基因减少了自由基的累积,或是增加了分解毒素的酵素累积。

甚至正常的虫对生命的步调,都比人类又更高的控制力。

在遭逢旱灾或饥荒时,虫子可以蛰伏进入冬眠期,等情况改善再恢复正常生活。

某些基因突变促进了这种冬眠的状态,使寿命加倍,在冬眠期,虫子不吃不动(也不会累积由自由基而来的损害),但依然存活。

学者让冬眠期长和生理时钟慢的虫杂交,培育出寿命长达一般虫五倍的虫子,破了纪录。

在虫子中所发现的延长寿命基因很重要,因为它们和氧化压力相关,这是和造成人类衰老相同的机制。

科学家们不光研究虫子,还研究老鼠。

欧洲肿瘤研究所的科学家说,通过实验表明,只要取出一种控制细胞修复功能的基因,就可以使普通老鼠的寿命延长。

进行该项研究的负责人佩里奇说,科学家早已发现,在衰老过程中,细胞会因氧化反应而受损。

在过去的实验中,研究人员发现了一种控制P66SHC蛋白的基因,它就如同一个电源开关一样,当它接通时,P66SHC蛋白就可以及时修复受损细胞,反之,则受损细胞死亡。

他解释说,去除这种基因,P66SHC蛋白便可经常处于“接通状态”,使因氧化而受损的细胞迅速获得修复。

他说,他和他的研究人员培育出的去除这种基因的老鼠,其平均寿命较一般老鼠高出35%。

通过以上的介绍,我们知道人类在探索长寿的道路上已经迈出了决定性的一步,不同的试验、研究,已经从多个角度对寿命与基因的关系作了很高价值的发现,人类寿命大幅度延长已经不是遥不可及的事情了,个体的长生、千岁的寿命不再只是梦想而已。

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