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衰老有可能逆转吗?

李雷
原创
中科院生物学博士。擅长生物、医学、健康。年更新近300图文
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青春永驻是所有人的梦想,只是衰老的不期而至让所有人都很无奈。那么究竟有没有办法对抗衰老呢?

作为一名曾经从事衰老领域研究的人员,我觉得在目前的认知范围内,想给出一个最好的抗衰老办法还是有一定难度,但是我坚信随着研究的进一步深入,突破衰老这个难题是指日可待的。今天就来和大家分享下有关衰老的表现、影响机制以及应对办法。

01,衰老的两大表现

对于大多数人来说,衰老的表型可以说是肉眼可见,我们将其概括为两大类型表现:

一类是外表的衰老,比如随着年龄的增加,往往最早出现衰老的就是我们的皮肤,不仅皮肤的弹性、光泽等显而易见的变化,皱纹也随之出现,让很多人担心不已。而作为皮肤的附着物,头发也开始表现出了相应的衰老,开始断断续续的出现白发,甚至有的人还伴随着脱发这种让人恼火的情形。当然我们的骨骼也是明显的表现出衰老的指征。

而另一类是内在的衰老。相信你一定感受到过,随着年龄增加,我们的免疫力明显下降了,从曾经的百毒不侵变成了风吹草动都需要防护,否则即使有个天气变化,也可能引发感冒,而各种疾病也往往增加了,这背后其实就是免疫的下降。至于精力不济就更为明显了。过去熬夜加班第二天精神饱满,现在稍微一拖第二天就精神状态不好了。

可以说,这些是我们都能感受到的衰老,不过从科学的角度,衰老往往有更深层的机制——科学研究发现,无论是外表的衰老还是内在的衰老,根源是细胞层面的衰老。下面为大家详细介绍下。

02,哪些因素会导致衰老?

这篇来自生物学的国际顶级期刊《Cell》中关于衰老的综述《The hallmarks of aging》,可以代表当前的总体认知。

其实一图就可以代表全文,如下图所示。

这是目前认为导致衰老的九大因素,分别为基因组不稳定、端粒磨损、干细胞衰竭、表观遗传改变、蛋白质稳定态丧失、营养传感失调、线粒体功能障碍、衰老细胞的清理障碍、细胞间通讯改变。

03,九大因素简介

1,基因组不稳定(genomic instability)

基因组大家都知道,是我们细胞的核心组成,我们人体的一切后续都是从基因组起步的。从受精卵那一刻起,基因组就开始转录成各种RNA并翻译成蛋白质,然后这些蛋白质形成了我们的细胞器、细胞核以及细胞。当然,DNA复制本身也是基因组的拷贝。

然而,基因组也不是钢铁侠,它们在细胞内受到了各种损伤,既包括外源性的刺激比如氧自由基损伤,也包括内源性的比如基因组随机复制错误,随着衰老,这些损伤增加,结果就导致基因组不稳定,源头出问题了,那么后续自然也就不好说了。

2,端粒磨损(telomere attrition)

相信这个是不少人中学时候就学到过的。染色体的顶端会存在一种像帽子一样的结构,称为端粒。端粒的可以说是细胞的定时器,细胞每分裂一次,端粒就缩短一次,当端粒缩短到不能再短的时候,细胞就无法继续分裂了,启动了一个叫做细胞程序性死亡的过程,于是细胞就死掉了,目前认为,普通的细胞一生也就是能分裂个50多次左右,也就是海弗里克极限。

3,干细胞衰竭(stem cell exhaustion)

干细胞是具有高度自我分化和更新潜能的细胞。我们身体源源不断的细胞替换就是来源于干细胞(头发,皮肤,血液等所有的细胞)。然而,问题是,干细胞随着我们衰老也会衰老,当这些干细胞衰老化,那么他就无法继续大量的去弥补身体细胞的消耗,最终,个体就衰老死亡了。

4,表观遗传改变(epigenetic alterations)

表观遗传可能对很多人来说比较陌生,这是一种不影响DNA序列的情况下却发生了基因组的修饰,这种改变不仅可以影响个体的发育,而且还可以遗传下去。

目前我们对表观遗传的研究并不透彻,但是至少有足够的证据表明,我们的日常行为也会产生表观影响,导致基因组发生变化,而这种变化积累下去会引发衰老。

5,蛋白质稳定态丧失(loss of proteostasis)

生物体的稳态不仅仅是DNA,还包括细胞中主要执行生命活动的蛋白质,无论是各种催化的酶类,还是我们机体中的各种免疫物质,主要是蛋白质。

作为生物体内执行生物功能的最基础执行者,蛋白质稳态对细胞的基础活动十分必要。蛋白质稳态失控的时候,同样也会引发衰老。

6,营养传感失调(deregulated nutrient sensing)

我们的生存离不开营养物质,人体细胞均可对之感应并波动性反馈。然而,如果细胞的营养感应缺失,则会导致细胞不受控制的生长。

碳水化合物、氨基酸等营养物质的调控信号,均紧密调节着细胞增殖,同时也可将细胞“引入歧途”,例如肥胖或恶性肿瘤。

7,线粒体功能障碍(mitochondrial dysfunction)

线粒体是我们人体的能量工厂,是真核生物进行氧化代谢的部位,我们摄入的营养物质最终在线粒体氧化释放能量。

然而线粒体产生能量的过程本身也会逸散大量自由基,这些自由基会对线粒体产生巨大的损伤,导致机体的能量系统也出现问题。

8,衰老细胞的清理障碍(cellular senescence)

细胞是机体的基本组成部分,如果细胞本身出问题,那就麻烦了。细胞衰老(cell aging)是一种非常特殊的情况,就是正常细胞会经历未分化、分化、生长、成熟和凋亡几个阶段。

但是有的细胞就会进入一种特殊的情形,那就是衰老,衰老的细胞就占据在那里,也不被新细胞替换,最后让全身的细胞逐步衰老。

9,细胞间通讯改变(altered intercellular communication)

作为一个多细胞个体,细胞之间的沟通协作是至关重要的,细胞之间的信息交流包括直接传递和间接传递。比如体液传递,接触传递。一旦细胞间信息交流发生了改变,那么细胞功能就得到了破坏,最后机体也会随着受到影响。

上述九个因素,是目前对于衰老机制的基本认知,我做了个简单的介绍,大家可以移步文献去看。

04,如何应对九大因素?

当然也有人做了扩充和解读,比如新西兰一位细胞生物学学者Greg Macpherson出版了一本《HARNESSING THE NINE HALLMARKS OF AGING》(中文名:《科学抗衰,细胞的九维修复密码》),书中就详细解读了这九大因素和应对措施,并将“九维细胞理论”归纳成3个层面,如下图:

具体的来说,这三个层面各有各的特点:

DNA损伤——这个损伤的重要源头在于我们的身体随时都在进行供能的氧化磷酸化过程,释放出来的氧自由基,它们不受控制地攻击DNA,也就导致了从基因组、端粒到表观遗传的改变。

细胞能量耗损和修复能力下降——这主要集中在我们的能量工厂线粒体改变以及细胞间通讯变化,比如典型的就是细胞内的重要分支烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD+,也就是俗称辅酶Ⅰ的分子,它是连接三羧酸循环和呼吸链的关键,也是体内很多脱氢酶的辅酶,随着年龄增长,会越来越少,当然,也包括干细胞的衰竭等。

细胞自噬能力下降及衰老细胞堆积——导致我们体内积累衰老细胞的重要因素,要知道衰老细胞这种几乎不凋亡的细胞,会一直停留在那个位置,导致无法更替,更会出现释放一些衰老相关因子,影响邻近健康细胞导致衰老进一步加剧的情形。

既然解读了这些衰老机制,那么应对衰老,也往往是针对这些因素的。

比如增强细胞的修复机制,修复DNA,修复蛋白质等等,所以现在也有不少策略来针对这些修复机制的增强,寄希望改善细胞的修复过程,从而让细胞恢复正常。

还有一种思路是替代思路,既然人体有无限增殖的干细胞,那么能否把干细胞激活呢?其实这就是目前的人工诱导多能干细胞的研究,这个思路的确很不错,我也对其寄予厚望。

不过这个领域目前有一个难题,就是人工诱导多能干细胞需要采取病毒和致癌因子,这些因子会留下潜在的感染和癌变风险,所以近些年,用更好的办法来实现干细胞是一个研究热门,尽管有一些进展,但是依然并没有彻底解决这些问题。

当然,对于医学健康领域,往往不一定会涉及到上面如此具体的通路机制,而是寻找一些可能有效的药物成分,比如目前市场上就出现了像2-Hoba,NMN,非瑟酮之类的成分,也有一些实验论证了这些成果

05,日常生活中如何应对衰老?

不过,对于日常来说,可能保持良好的生活习惯也非常有效

1,合理的睡眠

人体是受到昼夜节律调节的,这也是2017年诺贝尔奖的获奖内容,现在不少人有熬夜的习惯,有的是熬夜加班、有的是熬夜刷剧,有的人则是单纯的习惯了熬夜,但是作为生物的一员,我们是无法对抗进化的力量的,所以维持合理的睡眠、减少熬夜是必须的。事实上,当我们睡眠的时候,大脑不仅得到了休息,还能增加对大脑代谢废物的清除,我们要是扰乱了,那同样也会影响大脑代谢废物的清理。

2,健康的膳食

均衡饮食是各国卫生机构一直倡导的,这也是有大量人群数据支撑的,我们一定要做到荤素搭配,碳水、脂肪、蛋白质以及纤维素都要有摄入。事实上,很多时候,我们所需的营养,主要是来自食物。比如维生素c,其实就是著名的抗氧化成分,可以有效的对我们机体的自由基进行清除。再比如,《Nature Medicine》杂志多名参与研究的学者发现,在许多水果和蔬菜中发现的天然物质—非瑟酮(又名漆黄素,Fisetin),能够对抗自由基,对改善健康和延长寿命有着显著的积极影响。相信食物中对于衰老有效的成分远不止这些。

3,运动

生命在于运动,这句富有哲理的话事实上背后也有科学的道理,运动对于缔造健康的体魄和抵御衰老是非常有效的。很多时候从总体上造成人难以长寿的重要原因之一就是疾病,而运动对于许多疾病,尤其是代谢类疾病具有非常明显的效果,比如引发糖尿病、冠心病和中风的重要因素脂类,就可以通过运动得到一定程度的降低。

总体上,目前对于衰老的研究还处于起步阶段,虽然看到一些曙光,但是未来到底如何,还需要更多的证据。

评论
温柔的坚持Tina
学士级
身心平衡
2022-08-09
科普樊玉香
庶吉士级
2022-01-05
科普樊玉香
庶吉士级
赞同
2022-01-05