是什么在掌控你的壽命？
【導(dǎo)讀】自古以來，人類就追求青春常在，生命不老。在蒙昧的遠(yuǎn)古時代，人們企圖借助神靈或一種隱形的力量來煉制“仙丹靈藥”，達(dá)到“長生不老”。近代，科學(xué)家則運用日漸先進的研究手段，從群體、細(xì)胞、分子、基因水平上，逐層深入，研究衰老的秘密。自19世紀(jì)以來，科學(xué)家先后提出的學(xué)說不下20余種，但是很多學(xué)說并沒有得到實驗研究的支持。以下選取其中具有代表性的來跟大家分享一下。
端粒長度決定生物壽命
2019年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予了發(fā)現(xiàn)端粒的三位科學(xué)家。他們發(fā)現(xiàn)，人和一些動物的細(xì)胞核兩端有一個帽子狀的東西，稱為端粒。端粒實際上就是一種dna片段，由特殊的堿基序列構(gòu)成。端粒的作用是保護染色體，由端粒酶來啟動、制造和維持其功能。端粒酶的活性是調(diào)控衰老的關(guān)鍵因素。人年輕時，端粒酶的活性較大，容易維持和延長端粒。但在年老時，端粒酶活性低，難以維持端粒的長度，端粒就會縮短，因此衰老會慢慢顯露。當(dāng)端粒長度縮短到一定程度，會使細(xì)胞停止分裂，導(dǎo)致衰老與死亡。因此，有科學(xué)家認(rèn)為，端粒長度決定著生物的壽命，端粒越長，壽命也就越長。
端粒
端粒
美國哈佛大學(xué)的腫瘤醫(yī)生羅納德·德賓霍根據(jù)端粒理論，通過老鼠試驗，第一次成功逆轉(zhuǎn)了衰老過程。試驗中，德賓霍通過特殊方法使老鼠提前衰老，使這些動物的皮膚、大腦、內(nèi)臟和其他器官與80歲老人的類似；然后利用藥物刺激，成功令端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶重新恢復(fù)生機。老鼠服用藥物2個月后，長出大量新細(xì)胞，返老還童，重現(xiàn)活力。更令人吃驚的是，原本年邁的公鼠竟又重新恢復(fù)了生育能力，再度繁殖后代。
去年，藥物制造商t.a.科學(xué)公司也根據(jù)此理論制造出了首個以端粒為靶標(biāo)的片劑。
但是，天下并沒有免費的午餐。用這種方法延緩衰老的同時也可能增加罹患癌癥的幾率。有研究表明，提升小鼠體內(nèi)端粒酶的活性，會使它們更容易患上皮膚癌和乳腺癌。事實上，德賓霍所研制成功的高水平端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶也加速了腫瘤生長。
自由基導(dǎo)致衰老
1956年，harman率先提出自由基與機體衰老和疾病有關(guān)。自由基也稱活性氧或游離基，當(dāng)人體處于下列情況時會出現(xiàn)更多自由基：食用加工食品、吸煙、過度飲酒、精神壓力、紫外線照射等。自由基在體內(nèi)時刻伺機尋找可結(jié)合分子并造成損害；或者轉(zhuǎn)化為毒素滲透到細(xì)胞內(nèi)部，甚至到達(dá)dna所在的部位并毀壞。
自由基學(xué)說核心內(nèi)容有三條：(1)衰老是由自由基對細(xì)胞成分的有害進攻造成的；(2)這里所說的自由基，主要就是氧自由基，因此衰老的自由基理論，其實質(zhì)就是衰老的氧自由基理論；（3）維持體內(nèi)適當(dāng)水平的抗氧化劑和自由基清除劑水平可以延長壽命和推遲衰老。
自由基導(dǎo)致衰老的學(xué)說
自由基導(dǎo)致衰老的學(xué)說
基于這一理論，從事衰老研究40余年的俄羅斯科學(xué)家弗拉基米爾·斯庫拉喬夫研制出一種可以抗衰老的藥物：“斯庫拉喬夫離子”�！八箮炖瓎谭螂x子”是一種強抗氧化劑，可以阻止氧深入細(xì)胞內(nèi)部，它能在特定微小范圍內(nèi)運動，中和細(xì)胞中以危險形式存在的氧，消除氧化對人體的負(fù)面影響，從而延長壽命。
斯庫拉喬夫曾把這種抗氧化劑注入家鼠體內(nèi)，結(jié)果顯示，老鼠的壽命倍增，同時變得更健康。另外，用這種抗氧化劑制作的眼藥水令一些因老年病致盲的馬、狗和兔子恢復(fù)視力。斯庫拉喬夫還把自己當(dāng)作“小白鼠”，治好了一只眼睛的白內(nèi)障。這項實驗還在進行臨床實驗，有科學(xué)家力挺，也有無數(shù)質(zhì)疑。從理論上來講，相對于端粒學(xué)說，僅憑抗氧化劑就實現(xiàn)長生似乎太簡單。人們的質(zhì)疑主要在三個方面：首先，人體就像一個巨大的“生物化學(xué)工廠”，簡單一個“抗氧化”不可能解決全部問題。其次，氧化物自由基可以引發(fā)多種疾病，就算抗氧化物在一定程度上可以對抗自由基，但阻止不了在發(fā)育過程中人可能出現(xiàn)的感染病菌、基因突變、代謝問題、癌細(xì)胞侵襲等。最后，人體一共有10的14次方個細(xì)胞，這是個天文數(shù)字，這種抗氧化劑怎樣才能注入到每個細(xì)胞當(dāng)中呢？是讓人吃，還是注射？
線粒體代謝狀態(tài)影響壽命
一些理論認(rèn)為，線粒體作為細(xì)胞能量的發(fā)動機，在人體老化過程中扮演著關(guān)鍵角色。它除了供給人們有用的能量以外，還會產(chǎn)生有害的副產(chǎn)品——活性氧自由基，這些自由基會攻擊并損害多種細(xì)胞成分。最終導(dǎo)致細(xì)胞因無法修復(fù)而喪失維持其重要功能的能力，機體開始老化。另一些研究也顯示，在真菌、蠕蟲和蒼蠅中，某些線粒體機能障礙會延緩衰老，但作用機制尚未確定。
線粒體
線粒體
哥特堡大學(xué)細(xì)胞與分子生物學(xué)院研究小組發(fā)現(xiàn)，有一組名為mtc的線粒體蛋白與這種老化過程調(diào)控有關(guān)。mtc蛋白是合成線粒體所需要的正常蛋白質(zhì)，但它還能影響基因組的穩(wěn)定性，并影響細(xì)胞清除損壞及有害蛋白質(zhì)的能力。當(dāng)細(xì)胞缺乏某種mtc蛋白時，其他mtc蛋白就會自行調(diào)整，發(fā)展出一項新功能：它們會得到更多的加固基因組的信號，以此與蛋白質(zhì)損傷抗衡，從而延長壽命。這種“mtc依賴型老化程度控制”所使用的信號路徑，與“卡路里限制”策略所激活的路徑相同。
另有研究證明，線粒體dna（mtdna）損壞也會導(dǎo)致衰老。
生長激素和胰島素影響衰老
美國研究人員對猴子進行了20年的研究后總結(jié)，在飲食中減少攝取卡路里，可延長其壽命，它們死于心臟病、癌癥和糖尿病的幾率也減至三分之一�？蒲腥藛T過去對酵母菌、蠕蟲、蠅類和嚙齒類動物的研究也得出類似結(jié)果，這些都能夠證明控制卡路里的攝入能夠延長動物的壽命。這似乎意味著，人類可以通過減少飲食，來延長壽命。
也許控制進食時延緩衰老的一種辦法
也許控制進食時延緩衰老的一種辦法
科學(xué)家接著對此進行了深入的研究。他們終于找到了控制卡路里攝入延長壽命的生物學(xué)基礎(chǔ)：生長激素以及胰島素信號途徑在其中起著關(guān)鍵作用。南伊利諾斯州大學(xué)的andrezejbartke的研究組通過對正常小鼠和不能制造生長激素的突變小鼠進行一系列實驗，發(fā)現(xiàn)突變小鼠明顯地降低了胰島素水平，并且與正常小鼠相比，其壽命更長并且衰老得更為緩慢。并且，近年來的研究顯示，類似胰島素的分子可以影響很多生命體的衰老及生命周期。
基因里隱藏著衰老和長壽的秘密
大量研究資料證明物種的平均壽命和最高壽命是相當(dāng)恒定的，所以，物種的壽命在一定程度上是受遺傳基因控制的，所以在動物或人體內(nèi)，自然會有相關(guān)的基因，科學(xué)家將其稱為“衰老基因”或“長壽基因”。衰老基因和長壽基因并不是單指某個基因而言，是泛指那些具有引起或延緩衰老作用的基因。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)與衰老和長壽相關(guān)的基因主要有以下幾個：
terc基因。terc基因可以操縱生成端粒酶。在英國科學(xué)家發(fā)表于《遺傳學(xué)》雜志上的一篇論文中，他們通過研究發(fā)現(xiàn)，攜帶terc基因的人，端粒更短一些，這種情況與那些沒有攜帶terc基因、比他們年齡大3至4歲的人相似，換句話說，攜帶terc基因的人的衰老速度快3至4年。terc基因的發(fā)現(xiàn)被《時代》評選為2019年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
研究發(fā)現(xiàn)存在長壽基因
研究發(fā)現(xiàn)存在長壽基因
daf-16基因。英國伯明翰大學(xué)的羅賓?梅爾團隊比較了4種關(guān)系密切的蠕蟲的壽命、抗藥性以及免疫力情況，他們發(fā)現(xiàn)，daf-16活性的差異同壽命、抵抗力和免疫力相輔相成：daf-16的活性越高，蠕蟲的壽命越長，抗感染的免疫力越好。
sirt1基因。波士頓兒童醫(yī)院howardhughes醫(yī)學(xué)研究所frederickw.alt博士和同事共分析了sirt基因家族的7個成員，并且發(fā)現(xiàn)由sirt基因產(chǎn)生的酶——脫乙酰酶能夠活化多種靶標(biāo)分子。實驗證明，小鼠sirt1基因能夠抑制細(xì)胞生存。他們因此推測提高哺乳動物的sirt1基因可能會促進長壽。
sir2基因。哈佛醫(yī)學(xué)院paulf.glenn老年病實驗室主任分子生物學(xué)家davidsinclair博士和同事發(fā)現(xiàn)，4種sir2基因都與壽命的延長相關(guān)，并且整個sir2家族基因都與控制壽命有關(guān)。sir2基因是首先被確認(rèn)的長壽基因之一。
存在長壽基因
存在長壽基因
pha-4基因。美國加州索爾克研究院生物專家安德魯·迪林領(lǐng)導(dǎo)的研究組發(fā)現(xiàn)，蚯蚓一旦吃了“關(guān)掉”pha-4基因的細(xì)菌，即使他們節(jié)食，壽命也不比正常的長。而另一個測試發(fā)現(xiàn)，如果擁有pha-4基因，蚯蚓即使維持正常飲食，壽命也會延長20%至30%。更令人驚喜的是，這樣的蚯蚓除了比它的同類長壽，也比其他蚯蚓更有活力。
cetpvv突變基因。愛因斯坦醫(yī)學(xué)院衰老研究所的nirbarzilai博士率領(lǐng)團隊研究發(fā)現(xiàn)，腦功能良好的老年人中，帶有cetpvv突變基因的老年人是沒有此基因的老年人的2倍。在活到百歲的老人中，具有cetpvv的人數(shù)占75％，而且攜帶cetpvv的老年人明顯具有較大的脂蛋白顆粒。cetpvv突變可以改變膽固醇酯蛋白。它預(yù)示了cetpvv不僅能夠延年益壽，還能夠保護大腦認(rèn)知功能的完整性。
foxo3a基因。德國基爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項調(diào)查表明，人體dna中存在一種名為“foxo3a”的基因能夠助人長壽，而與年輕人相比，這種基因存在于百歲老人體內(nèi)的情況更加普遍。此外，這項研究還確定了當(dāng)foxo3a基因在dna上的一個含氮堿基上出現(xiàn)時，人健康地活到90歲的幾率就會更高。
反調(diào)：長生不老只是遺傳缺陷
科學(xué)家還在苦苦尋找長壽基因、控制衰老的時候，最新的一項研究卻顯示，長生不老只是遺傳缺陷，是不利于進化的。2019年10月，巴西圣保羅大學(xué)的進化生物學(xué)家安德烈馬丁斯（andremartins）發(fā)表了這一研究結(jié)果。他通過計算機模擬結(jié)果顯示，在試驗對象中，出現(xiàn)老齡化的群體，往往變得對種群更加地有利。而我們認(rèn)為可以長生不老，“不朽傳說”中的物種，實際情況中卻處于劣勢地位。因此，生物學(xué)家推測一個“長生不老”的種群，可能是一種遺傳上的缺陷。出現(xiàn)老齡化或者說存在死亡更新的種群顯得更有競爭力，而進化對一個種群而言，是個非常有利的消息，當(dāng)存在變異或者某型功能上的變化時，可以使種群中的每一代稍微或者更好地適應(yīng)新的環(huán)境。如果一個種群是“長生不老”的種群，那么該種群的進化就顯得“停滯不前”，對環(huán)境的適應(yīng)能力就差。
永葆年輕只是人類的美好想象
永葆年輕只是人類的美好想象
所以，我們看到的是，一個具有明顯衰老和死亡的種群會很快適應(yīng)環(huán)境，因為如果不適應(yīng)環(huán)境，它們就會被滅絕掉。這種適應(yīng)性在某種程度上彌補了部分死亡對該種群構(gòu)成的不利影響。雖然，安德烈馬丁斯的模型很詳細(xì)地進行各方面的考慮，但是該模擬并不能與現(xiàn)實世界中的復(fù)雜程度進行比擬，而我們現(xiàn)實的世界的特點就是變化快，而且未知的元素很多。
結(jié)語
在現(xiàn)階段，衰老、死亡還是人類不可抗拒的，也許再過幾年幾十年或者上百年，人類可以真正明確衰老的機制并能夠控制衰老的進程。那是一個很美好的夢，在這個夢實現(xiàn)以前，我們只有遵循自然的規(guī)律，盡力讓自己的每一天每一小時過得有意義，讓自己的心靈保持年輕。這個我們還是可以做到的。