死亡与衰老 死神的邀请函“死神总有一天会来的。”在每个人的心中都暗自相信着这个谁也逃脱不了的劫数。但生者大多没有人能够坦然接受接受这个事实。残酷而未知的命运在蛮荒时代催生了命理星相的出现,而在科学的世纪,对命运的预测自有新奇门道。 端粒检测端粒最近突然成为了透露人类命数的天书而在媒体上被热议,据《柳叶刀》的一项研究显示,60岁以上的长者,在未来17年内死亡的可能性比那些端粒较长的更大:死于心脏病的概率大3倍,死于传染病的风险大8倍。《美国医学会志》上的一项研究有相似的结论,787名意大利人中,端粒长度最短的人在未来10年里罹患癌症的风险是前者的3倍。以此为根据就能通过检测人端粒的长度来预测人类的寿命。甚至已经有公司要推出相关的服务,只需相当于几千人民币的费用,就能为自己科学的算一次命,听上去还不错不错,不是吗? 端粒与寿命端粒度量寿命端粒(tolemere)是染色体末端的DNA重复序列。端粒是染色体末端的一种特殊结构,在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短。把端粒当作一件绒线衫袖口脱落的线段,绒线衫像是结构严密的DNA。排在线上的DNA决定人体性状,它们决定人头发的直与曲,眼睛的蓝与黑,人的高与矮等等,甚至性格的暴躁和温和。 端粒的作用是保持染色体的完整性。细胞分裂一次,由于DNA复制时的方向必须从5'方向到3'方向,DNA每次复制端粒就缩短一点。一旦端粒消耗殆尽,染色体则易于突变而导致动脉硬化和某些癌症。因此,端粒和细胞老化有明显的关系。 粒的功能除保证DNA完整复制外,还在维持染色体结构稳定,染色体在细胞中的定位和引起细胞衰老等方面起着重要作用。众所周知,真核DNA是线性DNA,复制时由于模板DNA起始端为RNA引物先占据,新生链随之延伸;引物RNA脱落后,其空缺处的模板DNA无法再度复制成双链。因此,每复制一次,末端DNA就缩短若干个端粒重复序列,即出现真核细胞分裂中的“末端复制问题”。当端粒缩短到一定程度时即引起细胞衰老,故端粒又称“细胞分裂计时器”。 Hayflick界限Hayflick界限是1961年,Leonard Hayflick利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行体外培养时发现的一个规律。胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡,相反,来自成年组织的成纤维细胞只能培养15~30代就开始死亡。 Hayflick还比较了取自寿命长度不同的生物的胚成纤维细胞在体外培养条件下的传代次数和寿命的关系,发现物种寿命与培养细胞寿命之间存在着确定的相互关系,例如取自龟的培养细胞传代次数达90~125次,而来自小鼠的细胞在体外的传代次数只有14~28次。 Hayflick界限的机制还没有一个明确的定论,正常的体细胞的生长不是无限的,其中的一个原因可能就与DNA复制时端粒的缩短相关。而像一些具有修复自身端粒能力的细胞却可以打破这个界限成为永生细胞。比如说癌细胞,海拉细胞是一种人工培养具有无限增殖能力的细胞,是于1951年从一位子宫颈癌患者上分离到的癌细胞,诞生至2011年已经整整60年了,作为一种最常用的模式细胞已经在全世界被广泛应用。 端粒分布在染色体的最两端,它是由特定的碱基序列所组成的。测量端粒的长度其实并不是一件多么复杂的事情,只需要受试者提供少许细胞,提取里面的DNA在经过聚合酶链式反应扩增后,通过检测就可得到端粒的长度,通过这个长度就可计算出可能的年龄区间。其实大部分人的端粒都不会有太大的显著性差异,这种方法在年龄的预测上,在科学界也没有得到普遍的认可。 上图中,蓝色荧光标记的物体是染色体,而位于染色体两端的黄色荧光就是端粒所在的位置。 自由基与寿命自由基的衰老假说自由基的衰老假说也是一种广泛被人接受的理论,通过测量人体内的自由基含量也可以测量寿命。当人体内自由基的含量较高时,人体的器官组织的衰老速度就会变快。 我们人体内主要遇到的是氧自由基,体内活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为,导致人体正常细胞和组织的损坏,从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外,外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基,使核酸突变,这是人类衰老和患病的根源。 自由基对细胞的破坏性作用,似乎是从引起膜脂质过氧化开始,脂质过氧化作用是类脂中不饱和脂酸发生一系列自由基反应的结果。脂质过氧化引起生物膜整体流动性、通透性、不对称性和完整性破坏,膜蛋白交联直至溶酶体破裂水解酶释出,到整个细胞瓦解,血管特别是微血管常是损伤最早的部位,内皮细胞溶酶体激活(破裂),引起细胞实质性坏死,可发生血管栓塞、心肌梗死等疾病。 人体内本身就具有清除多余自由基的能力,这主要是靠内源性自由基清除系统,它包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。但随着年龄的增长,人体自身抵抗自由基的能力也逐渐下降,人体的平衡被打破,自由基大量得不到清除,所以到老年之后衰老的速度会随着年龄的增加而加速。 而且不同物种之间和不同人之间所产生的自由基的数量也不一样,像寿命很短的老鼠产生的自由基就比人类多,而体型肥胖的人也会比体型标准的人产生的自由基数量多。 科学界还有一种假说,人体内随着年龄被自由基攻击而造成的错误和问题越来越多,积累的错误是人衰老。比如老年斑就是皮肤上长期积累的自由基与脂类反应生成的脂褐质积累形成的斑块。 自由基的来源是多种多样的,环境污染,辐射,紫外线等都会产生大量的自由基,加速人体的衰老。在生活中应该尽可能的避开这些会增加体内自由基的环境问题,同时适当服用抗氧化剂来降低体内的自由基含量。人体自身也有抵抗自由基的机能,超氧化歧化酶在其中扮演非常重要的角色。 生活习惯于寿命生活习惯决定寿命无论是端粒还是自由基很多情况下它们对人类寿命的影响是从出生时就决定的是不可控制的。这样的宿命论总会让人感到悲观,其实寿命的长短很大程度上是有每个人自己决定的,良好的生活习惯,积极放松的心态,适量的运动,远离有害的不良嗜好都会对我们寿命的长短产生影响。 健康的饮食习惯饮食是健康生活中的重要一环,按照最新的营养金字塔中,饮食种类更加强调均衡植物类的食物和动物类的食物各占半壁江山。均衡而适量的营养摄入促进各种身体机能的正常运行,保证免疫系统和清除自由基修复DNA的功能能够正常发挥作用。同时体育运动也纳入进了营养金字塔之中,适量运动可以促进血液循环,提高心肺功能,锻炼神经功能,强健骨骼,更重要的是维持正常体重,就如前文所提到的过重的体重会增加机体自由基的含量加速衰老,同时会引发代谢异常综合症,使二型糖尿病的发病率大大提高,过高的血脂会引起动脉粥样硬化血栓等心脑血管问题。 戒除不良生活习惯说到生活不良习惯,首当其冲的就是吸烟。烟草中含有数百种甚至上千种的有害物质,具有成瘾性,直接对大脑和呼吸道产生刺激,烟气中的一氧化碳还可以与血红蛋白结合降低血细胞的携氧能力,影响全身细胞的正常有氧代谢。 同时现代人热衷的夜生活也会对人体产生不良的影响,如果长时间熬夜就会破坏人体代谢平衡,有研究表明睡眠时间越短的人的肥胖风险越大,不充足的睡眠还会影响心理健康,助长负面悲观的情绪,一般失眠者患抑郁症的概率远大于睡眠正常的人。 |
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