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為什麼會造成不可逆轉的衰老

生活 更新时间:2024-11-24 13:05:11

無論過去還是現在,長生不老、青春永駐都是許多人心中的夢想,事實上,人類從未停止過對衰老的探索。雖然長生不老難以實現,但是延緩衰老、預防和治療老年性疾病,實現健康老齡化,在科學上是可行的。因此,深入探究衰老的本質、揭開衰老謎團已然成為生物醫學界攻克的重點。

2013年,國際著名生物學雜志《細胞》召集了一組研究人員,從不同方面研究衰老,試圖從生物學角度總結人類衰老過程中身體發生的變化。5年後,研究團隊完成了論文《衰老的特征》,從人類衰老的過程中歸納出9個“特征”。

下面,讓我們一起來看看衰老特征的含義以及它們是如何起作用的。

為什麼會造成不可逆轉的衰老(衰老究竟是怎樣發生的)1

衰老特征間聯系仍需研究

目前,科學家們尚不清楚這9種公認的衰老特征之間的聯系,但該論文的其中一位作者塞拉諾稱,許多科學家正在對此進行研究。“這是一個需要進一步讨論的議題。我的同事們正在着手增加新的議題,找尋新的關聯。”他說。

當科學家們對衰老背後的科學有了足夠的了解後,他們就能創造出更有效的治療方法,從而延緩衰老,預防和治療老年性疾病,實現健康老齡化。

密歇根大學格倫老齡化研究中心主任理查德米勒說,涉及到控制衰老的問題,“最重要的是找到調控多種細胞活動的潛在控制機制”,他認為,真正的挑戰在于找出“将所有導緻我們身體衰老的過程聯系在一起的機制”。

1.DNA複制發生錯誤

DNA是細胞的指令手冊,随着年齡的增長,DNA複制的過程可能會出錯——部分DNA可能被拼錯,部分DNA可能被意外插入或删除,而這些錯誤有時難以被修複。随着時間的推移,如果DNA指令變得不清楚或發生錯誤,就可能破壞細胞,甚至使其癌變。在老年人的人體組織中,科學家觀察到許多細胞積累了大量的遺傳損傷。如果研究人員能找到修複DNA的機制,他們就能改善甚至可能延緩衰老的過程。

2.基因表達出錯

人體DNA的某些部分會被解讀并轉化為身體特征,哪些基因最終得到表達,是由細胞中的一組蛋白質控制,這一過程被稱為“表觀遺傳調節”。由于這一機制的存在,皮膚細胞與腦細胞即使使用了相同的DNA,卻表達出不同的形态和功能。

随着年齡的增長,與DNA結合的蛋白質變得更松散、更不準确,基因開始在不該表達的時候表達出來,或因出錯而“沉默”。這意味着一些必要的蛋白質沒有被制造出來,而有害的、不必要的蛋白質卻被制造出來了。例如,如果一個無意的錯誤導緻抑制腫瘤的基因“沉默”,細胞就會不可控制地發生癌變。

通過在小鼠身上的實驗,科學家發現,逆轉該類型的基因表達錯誤可以改善小鼠因衰老産生的神經效應,如記憶障礙等。

3.染色體端粒縮短

端粒是每條DNA鍊末端的保護帽,一些科學家把它們比作鞋帶末端防止磨損的塑料帶頭。端粒的主要作用在于維持染色體的完整性。

在細胞進行分裂的同時,端粒會進行染色體的複制,每複制一次,端粒就會縮短一點,一旦端粒消耗殆盡,細胞就無法再繼續進行分裂,進而人體組織會出現衰老,并可能導緻癌症和心血管病等疾病的發生。也就是說,端粒越短,說明人體的衰老程度越嚴重。

科學家們發現,當他們降低小鼠體内端粒酶(一種可以延長端粒長度的酶)水平時,小鼠的壽命會變短。目前,科學家們已經找到了提高小鼠端粒酶水平的方法。

4.蛋白質退化失能

在我們的細胞中,蛋白質可以不斷産生,它們控制着細胞内幾乎所有的功能。它們移動材料、傳遞信号、啟動和關閉細胞功能,并為細胞提供結構支持。但蛋白質必須定期更新,因為随着時間的推移,它們會逐漸失去效力。随着年齡的增長,我們的身體失去了清除舊蛋白質的能力,随着無用的蛋白質的積累,它們就會堆積起來,變得有毒。無用蛋白質積累是造成阿爾茨海默病的主要原因之一——一種叫做澱粉樣蛋白的蛋白質聚集在大腦中,導緻神經細胞的損失,臨床上常表現為記憶障礙、失語、執行功能障礙以及人格和行為改變等。

5.衰老細胞“拒絕死亡”

當細胞經受壓力并被破壞時,它們有時會停止分裂并對抗死亡,變成科學家所說的“僵屍細胞”,并可能會感染周圍的其他細胞,并将炎症擴散到全身,這些細胞也被稱為衰老細胞。随着年齡的增長,衰老細胞會不斷累積。衰老生物學理論認為,機體的衰老伴随着細胞的衰老。同樣,細胞衰老也是機體衰老的重要誘因——衰老細胞被懷疑是釋放衰老信号的罪魁禍首。

科學家發現,如果設法用藥物清除衰老細胞,可能使組織恢複活力、甚至延緩機體的衰老。

6.線粒體功能失調

在細胞中,線粒體可将氧氣和食物轉化為能量。然而,随着生物體及其細胞的衰老,這些“微型發電廠”可能會變得越來越低效和功能失調。當它們不能正常工作時,會改變氧氣的形态,從而對DNA和蛋白質造成損害。

今年6月發表在《自然》雜志上的一項研究表明,科學家們能夠通過恢複小鼠線粒體的功能來延緩衰老。

7.新陳代謝失調

随着年齡的增長,細胞在檢測體内的葡萄糖或脂肪含量時變得越來越不準确,因此一些脂肪和糖不能得到适當的處理。衰老細胞積累過多的脂肪不是因為老年人攝入了太多的脂肪,而是因為細胞不能正常地消化脂肪。

一旦新陳代謝失調,可能會導緻胰島素分泌缺陷或IGF-1通路受損,而這些因素常會導緻糖尿病産生。這就是為什麼糖尿病在老年人中相當普遍的原因——老年人的身體不能再正常代謝他們攝入的所有食物。

8.組織停止修複和更新

在一定程度上,幾乎所有的組織都會進行更新,但是随着年齡增長,更新的速度會變慢,這也是組織損傷積累的部分原因。

幹細胞是一類具有自我複制能力的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞;在許多組織中,它們充當内部修複系統,補充受損或死亡的細胞。然而,随着人類年齡的增長,幹細胞會耗盡,活性降低,這就意味着它們不能快速分裂,緻使原本應該得到更新的組織實際上并沒有得到更新。

9.細胞之間無法交流

為了保證身體機能正常運轉,細胞必須不斷地相互交流,它們通過血液和免疫系統傳遞信号。但随着我們的身體變老,細胞的交流能力也随之變差,一些細胞變得反應遲鈍,逐漸變成引起炎症的衰老細胞。由這些衰老細胞産生的炎症進一步阻斷了健康細胞之間的交流。由于細胞無法交流,導緻免疫系統無法有效清除病原體和衰老細胞。

衰老也會改變整個内分泌和神經内分泌系統的細胞間通訊水平,原本通過在這些系統中循環的激素分子傳遞的信息,如胰島素,往往會丢失。

來源|廣州日報全媒體記者溫俊華 實習生田甜 編譯

編輯|廣州日報全媒體

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