人為什么會變老？

統(tǒng)計資料表明,子女的壽命常和雙親的壽命有關(guān);各種動物的平均壽命和最高壽限都相當(dāng)穩(wěn)定,鼠類最高壽限約為3年,猴約為28年,犬約為34年,大象約為62年,而人類為115～120歲。

生、老、病與死是生物界普遍的規(guī)律,生物為何會衰老呢?衰老機(jī)理如何?

衰老機(jī)理極其復(fù)雜,其學(xué)說不下數(shù)十種,如:免疫學(xué)說、神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)說、自由基學(xué)說、蛋白質(zhì)合成差錯累積學(xué)說等,以及近年從分子與基因水平上提出的基因調(diào)控學(xué)說、DNA損傷修復(fù)學(xué)說、線粒體損傷學(xué)說以及端區(qū)假說等,下面將目前國際上研究的熱點結(jié)合我們自身的研究工作介紹如下。目前得到普遍認(rèn)可的三大學(xué)說端區(qū)學(xué)說線粒體ＤＮＡ損傷修復(fù)學(xué)說ＤＮＡ損傷修復(fù)學(xué)說

端區(qū)亦稱端粒。端區(qū)是指染色體末端的特殊結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)可防止兩條染色體末端的DNA鏈(又名脫氧核糖核酸,它是蘊(yùn)含遺傳信息的遺傳物質(zhì))因互相關(guān)聯(lián)而造成染色體的畸變?nèi)祟惓杉?xì)胞外,大多數(shù)體細(xì)胞。端區(qū)長度隨年齡增加而縮短,而體外培養(yǎng)的細(xì)胞端區(qū)長度隨傳代而縮短;端區(qū)縮短到一定程度,細(xì)胞不再分裂,即不能傳代,最終衰老直至死亡。染色體末端的端?！錆M希望的抗老之路

首先降低身體的新陳代謝速率，少吃少飲。如一盞油燈，火焰小，點得長，火焰大，點得短。這與Hayflick限度和端粒長度均有關(guān)聯(lián)。代謝率高，細(xì)胞分裂次數(shù)增多，端?？s短，壽命也短了。

其次，用藥物刺激體內(nèi)的干細(xì)胞（一種保持潛能的細(xì)胞），彌補(bǔ)衰老損耗細(xì)胞。威斯康辛大學(xué)首創(chuàng)的生長激素注射法，對調(diào)動干細(xì)胞，延緩老化是有一定作用的。還未見到生長激素與端粒關(guān)系的研究報告，但生長激素的抗老效果是比較肯定的。端粒酶抗衰老，目前只具理論價值。連動物實驗都很少。

2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎已揭曉，得主是伊麗莎白·布萊克本、約翰-霍普金斯醫(yī)學(xué)院的卡羅爾-格雷德、杰克-紹斯塔克以及霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所。他們發(fā)現(xiàn)了由染色體根冠制造的端粒酶，這種染色體的自然脫落物將引發(fā)衰老和癌癥。

線粒體DNA(mtDNA)是細(xì)胞核外遺傳物質(zhì),其含量占整個細(xì)胞DNA的0.5%,在細(xì)胞能量代謝中有十分重要的作用。

我們一日三餐中的糖、脂類與蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)生物氧化產(chǎn)生能量(ATP),供機(jī)體一切生理與生化活動的能量需要。糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝物在細(xì)胞內(nèi)被氧化的過程中不斷消耗從空氣中吸收的氧,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的氧90%被線粒體用于生物氧化,在氧化磷酸化中消耗,代謝物被氧化的同時生成ATP,所以線粒體好比人體的發(fā)電。在線粒體氧化磷酸化生成ATP的過程中,大約有1～4%攝入的氧轉(zhuǎn)化為氧自由基。氧自由基最易損傷線粒體DNA,從而產(chǎn)生線粒體DNA片段缺失。

臨床上老年糖尿病、老年癡呆癥(阿爾采默氏病)、帕金森氏病、心腦血管病等的患者,線粒體DNA均有不同程度的片段缺失。

在今天的《自然》雜志上，瑞典的科學(xué)家為這個學(xué)說提供了有力的新證據(jù)：人為過量積累線粒體DNA突變的小鼠，過早出現(xiàn)老化現(xiàn)象，并且壽命較短。

實驗中，研究者構(gòu)建了基因敲入（knock－in）的小鼠，含有突變的線粒體DNA合成酶（mtDNApolymerase）PolgA催化亞基。因為這個突變體存在DNA合成校正（proof-reading）缺陷，所以基因敲入的小鼠線粒體DNA的的點突變率比正常的小鼠高3至5倍，缺失突變率也同樣升高。

對基因敲入小鼠的觀測發(fā)現(xiàn)：這類小鼠的壽命一般都只有一年左右，然而，正常的小鼠往往可以活上兩三年；而且，它們在25周鼠齡（正常小鼠的壯年時期）就開始出現(xiàn)和老化相關(guān)的癥狀：體重減輕、皮下脂肪減少、脫毛、駝背、骨質(zhì)酥松、貧血、生育力降低和心臟增大。

當(dāng)然，我們不能僅僅憑這篇研究結(jié)果就斷定衰老是由線粒體突變積累導(dǎo)致的，但是我們可以肯定的是：線粒體突變的積累，會導(dǎo)致呼吸鏈的損傷，而加速老化的進(jìn)程。下一步可以優(yōu)先考慮的，應(yīng)該是通過實驗使器官和組織的結(jié)構(gòu)和功能保持更長的時間，并因此來延長生命。具體說，是不是可以通過更準(zhǔn)確的線粒體DNA合成酶來使小鼠活得更久。

人類細(xì)胞中的DNA在內(nèi)環(huán)境(如自由基)和外環(huán)境(如陽光中的紫外線、化學(xué)物質(zhì)等)損傷因素作用下,DNA受損傷而致DNA鏈斷裂,以一條鏈斷裂為最多見。DNA鏈斷裂則遺傳信息不能準(zhǔn)確無誤地傳至下代,但細(xì)胞具有一整套修復(fù)DNA鏈斷裂的酶系,因此遺傳信息才能從親代傳至子代。

持DNA損傷修復(fù)學(xué)說的人認(rèn)為,生物衰老時,修復(fù)損傷DNA的能力下降,致使損傷積累,引起基因及其表達(dá)異常,最終引起生物衰老。Bohr等認(rèn)為,免疫系統(tǒng)負(fù)責(zé)對機(jī)體進(jìn)行整體水平的監(jiān)管;而DNA損傷的修復(fù)能力則用以負(fù)責(zé)對機(jī)體進(jìn)行DNA水平的監(jiān)管。因此增強(qiáng)DNA損傷的修復(fù)能力不僅關(guān)系延緩衰老,而且將成為許多疾病的防治手段。

Hart及Setlow用7種哺乳類動物(如大鼠、小鼠、牛及人等)研究動物最高壽命與修復(fù)損傷DNA能力的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)皮膚成纖維細(xì)胞對紫外線誘導(dǎo)的DNA損傷修復(fù)合成率與動物最高壽命有良好的正比關(guān)系。

細(xì)胞對DNA