當(dāng)我們老去時(shí),頭發(fā)會(huì)慢慢花白
生老病死,是人類最早感知到的自然規(guī)律
。我們隨時(shí)都能觀察衰老對(duì)別人的影響,同時(shí)體驗(yàn)它對(duì)自己的影響。但是,為什么生物體會(huì)存在衰老?它是如何發(fā)生的?在生物醫(yī)學(xué)上,大多數(shù)有關(guān)衰老的理論都在試圖回答這個(gè)問題。衰老并非天注定
長(zhǎng)期以來,人們一直有一個(gè)普遍的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)
,即認(rèn)為衰老是不可避免的身體內(nèi)在程序支持衰老先天說法的人可能會(huì)引用一些研究,比如通過線蟲鑒定得到影響壽命的基因
此外
,還有一些細(xì)胞分子水平的研究,比如端粒研究。端粒是DNA上的一段保護(hù)序列,每復(fù)制一次DNA,端粒就會(huì)減少一段。一旦端粒被耗盡,那么細(xì)胞就無法復(fù)制,甚至凋亡。它像是能“計(jì)數(shù)”細(xì)胞分裂,從而控制細(xì)胞衰老的“時(shí)鐘”。根據(jù)端粒的研究,有人提出所謂“復(fù)制性衰老”(replicative senescence)。即正常的細(xì)胞的壽命由端粒決定,也許它是作為一種防止無限復(fù)制的腫瘤細(xì)胞,形成的保護(hù)機(jī)制。這聽上去也很支持程序性衰老。但是,之后的研究表明,實(shí)際情況是細(xì)胞凋亡更多是由于DNA損傷而非端粒損失。相比起衰老程序論
幸運(yùn)的是,最新的衰老研究使得衰老的生物理論基礎(chǔ)顯著簡(jiǎn)化
體細(xì)胞突變理論(Somatic Mutation Theory)
由于DNA突變率的存在
端粒損耗理論(Telomere Loss Theory)
在許多人體細(xì)胞組織中
線粒體理論(Mitochondrial Theory)
Wallace在1999年提出線粒體DNA(mtDNA)的突變會(huì)隨年齡積累,這也是造成細(xì)胞衰老的重要因素
蛋白質(zhì)改變理論與廢料積累理論(Altered Proteins Theory and Waste Accumulation Theory)
生命過程中
衰老網(wǎng)絡(luò)理論(Network Theories of Aging)
通過以上理論
這種網(wǎng)絡(luò)觀察法的優(yōu)勢(shì)是能涵蓋各種細(xì)胞衰老的機(jī)制
衰老是為了避開癌癥
以上理論雖然都能解釋衰老是細(xì)胞內(nèi)外損傷造成的結(jié)果,但它們還無法繞開另一個(gè)問題
不少研究認(rèn)為
,它們也是由于更長(zhǎng)久的細(xì)胞損傷積累導(dǎo)致的。但更可能的解釋是,細(xì)胞凋亡反映的是一種保護(hù)機(jī)制。這個(gè)重要的問題涉及到細(xì)胞對(duì)損傷的反應(yīng)。在某些情況下,特別是增殖型組織的干細(xì)胞生命在衰老和癌癥之間做出權(quán)衡
衰老和進(jìn)化有關(guān)
衰老在醫(yī)學(xué)上可以被定性為一個(gè)漸進(jìn)的、廣義的功能受損
這個(gè)問題在上世紀(jì)末的時(shí)候就已經(jīng)有不少討論
。重點(diǎn)是,在野生動(dòng)物種群中的調(diào)查表明,個(gè)體很少有能夠存活到年齡衰老退化的時(shí)候。對(duì)于大多數(shù)自然動(dòng)物種群來說,外在環(huán)境死亡風(fēng)險(xiǎn),比如惡劣環(huán)境、捕食、饑餓、疾病、寒冷等情況,使得死亡總是發(fā)生在“衰老”之前。這意味著:自然選擇沒有淘汰衰老過程的必要;或者衰老在野外也許不能算是一個(gè)顯著的死亡因素;亦或自然不需專門在生物基因中編排衰老過程,即使它可能有益,因?yàn)樽匀贿x擇通常不會(huì)“看到”衰老的作用。反之,如果不死基因或者長(zhǎng)壽基因是存在的,那么野生物種也無法獲得其帶來的好處。所以,人類在這個(gè)領(lǐng)域似乎是獨(dú)樹一幟。不過
,自然界總是存在例外值得思考。比如一次性繁殖的動(dòng)物——太平洋鮭魚。它們可謂是 “不要命”的極端例子,即在一次生育后即表現(xiàn)出程序性衰老和死亡再比如
,有一些不死的動(dòng)物,比如水螅(Hydra,和神話里的“九頭蛇”同名)。它們的衰老速度非常緩慢甚至可以忽略。研究者M(jìn)artinez在1998年發(fā)表文章稱,對(duì)它們個(gè)體觀察超過4年的期間,沒有發(fā)現(xiàn)任何衰老跡象,無論是在生存或繁殖率方面。這極有可能和水螅的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有關(guān)——它的生殖細(xì)胞和體細(xì)胞組織之間沒有真正的區(qū)別。回到人類
,我們還有一個(gè)觀察衰老的內(nèi)部視角。由于我們是宿主,所以還可以考慮體內(nèi)的微生物如何影響機(jī)體的壽命。Heintz和Mair曾在2014年回顧了無脊椎動(dòng)物中的微生物直接和間接影響宿主基因組,從而影響壽命的研究。這些新興的進(jìn)展將帶給我們探討衰老更多的可能。最后,我們探討了這么多衰老機(jī)制
,回過頭來或許會(huì)發(fā)現(xiàn)更基礎(chǔ)的結(jié)論。衰老發(fā)生的原因如果用熱力學(xué)闡述是很簡(jiǎn)單的,即生命存在終會(huì)遠(yuǎn)離熱動(dòng)力平衡。生命系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)不斷受到廣泛的內(nèi)部和外部的壓力,并在這些情況下慢慢崩潰。除非我們積極去維護(hù)它,不斷的努力維持平衡衰老研究的中心悖論是
,它關(guān)注的是一個(gè)普遍存在的生命過程,卻直接違背生存的基本目的,讓維持生命系統(tǒng)最終失敗本文地址:http://www.mcys1996.com/jiankang/303058.html.
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