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【每日一书】2918 《端粒》:慢性压力和衰老有什么关系?

 长沙7喜 2024-04-27 发布于湖南
前言
你好,欢迎每天听本书,我是尹烨。
我们这个系列的主题是抗衰老,是因为衰老与长寿,这是每个人都关心的话题。我在多个场合被问到:人能活到多少岁?我都明确地说,本世纪出生的人,预期寿命大概率可以达到100岁。当然,以现在的生命科学技术,让我们健健康康活到100岁还不敢讲。但是,我们的孩子们活到100岁,大概率是没问题的。对我来说,活过90岁是很有希望的。
过去的70年里,中国人均预期寿命从39岁提高到近79岁,增长了一倍之多。随着预期寿命的不断增加,如何更好地管理健康、延缓衰老成为人们关心的话题。前面一本书,我为你解读了2023年新出版的一部作品《老而不衰的科学》,带你看了衰老可能的原因,以及关于抗衰老的最新科学共识。
今天我们继续这个话题,带你看看衰老研究领域很热门的一个方向,关于端粒的研究。我要为你解读的书叫《端粒:年轻、健康、长寿的新科学》,中文版出版于2021年。这本书有两位作者,其中一位叫伊丽莎白·布莱克本,她因为发现了端粒和端粒酶在衰老中的作用,而荣获了2009年诺贝尔生理学或医学奖。另一位作者艾丽莎·伊帕尔,是研究压力、衰老与肥胖方面的领军人物。
环顾身边,有人年过花甲依然精神矍铄,有人不到三十就已经暮气沉沉。即便是同岁,有的人看起来更年轻,眼睛明亮,皮肤有光泽,浑身充满活力,有的人则小病小痛不断,时常感觉很疲惫。这背后是什么原因?布莱克本等人发现,这是由细胞活性决定的,细胞活性的背后是端粒在控制,而端粒的长度与我们的健康水平和寿命又息息相关。端粒与端粒酶的发现揭开了人类衰老的秘密,只有正确地认识端粒,认知端粒与健康、长寿之间的生物关联,才能通过保护端粒达到延长寿命的目的。
俗话讲,“千里之堤,毁于蚁穴”。说的是,微小的隐患会造成巨大的灾难。端粒与衰老的关系正迎合了这句话,掌控人类衰老速率的是一个小小的端粒,端粒变短的过程就是衰老的过程。那到底什么是端粒呢?
端粒位于染色体末端。打个比方,端粒就像鞋带上的塑料帽,它的作用一方面是防止染色体及其携带的遗传物质散开,另一方面,也防止它们过度磨损。拆解端粒的结构会发现,它是由简单重复非编码的DNA序列所构成的。DNA由两条反向平行的链组成,包括四种基本的组成单元,也就是脱氧核苷酸,其中的四种碱基分别以A、T、C、G字母代表,A永远和T配对,C永远和G配对,第一条DNA链上的字母和第二条链上的字母对应,两者组成了碱基对,而碱基对就是衡量端粒长短的单位。
端粒的DNA不同于染色体上其他DNA。一般来说,DNA配对的组合形成了复杂的句子,传达了构建蛋白质的指令,决定了人的心跳速率、瞳孔颜色等等。端粒里的DNA不属于任何基因,不编码蛋白质,它像缓冲装置一样,在细胞分裂的过程中保护染色体。这种保护至关重要,随着细胞的分裂再生,携带遗传指令的DNA要能做到被精准地传递。如果没有端粒保护,染色体和它们携带的遗传材料很容易散开。
但是,科学家发现,随着细胞分裂次数增多,端粒会越来越短,当端粒缩短到一个临界点,细胞就会发生细胞周期停滞,继而走向细胞衰老或凋亡。没有端粒酶活性的细胞,细胞分裂总次数不能超过特定的限制,这就是生物学里经典的“海夫利克极限”理论。多说一句,所谓端粒酶,就是能制造和补充端粒的一种酶。关于这个酶,接下来我们还会提到。
所以你看,当端粒短到不能再短的时候,就无法保护染色体,此时细胞就停止生长,进入老化期或者走向凋亡。因此,端粒的长短影响细胞老化的效率,端粒磨损殆尽,细胞也就寿终正寝了。那有哪些因素会影响,甚至会加速端粒变短呢?慢性压力、负面思绪、充满矛盾的人际关系、不和谐的社群关系、睡眠质量、饮食、运动等等,这些因素都会影响到端粒,进而影响着人的寿命。想要延长寿命,只能通过科学的方法控制衰老的速度,逆转端粒的磨损过程。
接下来我就为你展开讲一讲,影响端粒长短的原因,以及我们能做什么,从而防止端粒磨损,达到延缓衰老的目的。
第一部分
前面我们也提到,随着细胞分裂次数的增多,端粒会跟着变短,这是正常的生物学变化。但是像慢性压力、负面思绪、焦虑抑郁、不和谐的社群关系都会伤害端粒。换句话说,你可以把端粒理解为,它是心智影响身体的一个媒介。我们都知道,负面心智对身体有害,而这种害处正是通过端粒的变化来表现和传达的。我们一个一个来说,先来看慢性压力。
压力无处不在,但问题是,我们要经受多少压力,端粒才会受损呢?过去十多年的研究一致表明,压力和端粒存在剂量关系。一点点压力不会危及端粒,甚至短期的、可控的压力对身体还有好处,会让细胞更加健康,这种现象被称为毒物兴奋效应。但是,慢性压力会让端粒变短。慢性压力都有什么呢?比如长期看护病重的亲人、长期的工作压力。当然有些特定的压力,这指的是造成心力交瘁的严重创伤事件,像遭受性侵、虐待、家暴等等,也会导致端粒变短。人体应对压力有两种模式,一种是感到威胁,这时候我们会害怕失败和被人嘲笑。另一种是感受到挑战,我们会变得有信心接受挑战,心中会预期有好的结果。积极的挑战反应会让你更具有活力,慢性压力会对大脑和身体产生影响。长期慢性压力会损害免疫功能,你就会更容易患上感冒、引发炎症,日益严重的炎症反应会引起组织退化,使人出现老化疾病。
这是慢性压力对端粒的影响,某些思维习惯也对端粒有害,比如压抑思考、过度反思等负面思考模式。我们无法改变身体自发的反应模式,就像有的人会天生悲观,但是我们完全可以通过后天的学习,来免受这些思维习惯的伤害。科学家发现,如果你经常走神、对过去的事情耿耿于怀、经常压抑思考,你的端粒可能更短。这本书的作者追踪观察了那些照顾自闭症儿童的母亲。相比普通母亲,这些母亲从早上起来就很疲惫,她们对往事耿耿于怀,也更容易走神,带有负面情绪,这使得细胞里的端粒酶明显更少,端粒更短。当你的大脑越想驱赶一个念头时,这个念头就会越集中在你的意识中。那我们应该如何对抗这种状况呢?一个有效的方法,叫作意念察觉。作者推荐尝试正念练习,如瑜伽、冥想等方式都可以促进端粒的修复。
抑郁症和焦虑症也会让端粒变短,这些极端的情绪状况会影响细胞老化机制。抑郁产生的原因非常复杂,但是有一条原因比较明确,就是抑郁是一定程度上人体对压力反应机制的失调。换句话说,抑郁跟压力有关。长期的压力让人丧失了正常调节的能力。抑郁的典型特征是陷入了“过度行动模式”的思维,患者会陷在事情里。他需要切换到“静观模式”,才能逐渐释怀。什么是静观模式?就是如果你发现自己处于一个无法解决的困境中,不妨暂时走出来,去做一些力所能及的、比较简单的事,让自己获得一定的愉悦感和成功感,然后,再带着这种力量感回到日常的问题中。精神健康其实并不是奢侈品,如果想保护你的端粒,就要保护自己不受抑郁和焦虑之苦。当然关于抑郁和焦虑是个大话题,我们这里不展开讲。
除了慢性压力、负面情绪对端粒有影响,你可能想不到,我们的生活环境也会影响端粒。其实这背后的逻辑也好理解,生活环境塑造了我们的安全感和警觉性,进而影响了我们的生理压力、情绪状态,也就会影响端粒的长度。生活环境对端粒的影响还有另外一个层面,就是社区凝聚力。邻里之间相处得好吗?会彼此帮助吗?一项研究表明,生活在社区凝聚力水平较低的社群里,或者居住在有暴力犯罪威胁环境中的人,比住在安全、充满信任的社群的人,细胞老化更加严重。甚至还有研究发现,有一些社区居民的端粒更短,是因为他们有着更差的生活习惯,比如社区脏乱差、运动空间少、居民的睡眠时间偏少等等。所以,我们会被一些微妙的细节影响,绿荫的面积、周围人的情绪和生理状态,都在潜移默化中影响着我们的健康。所以你看,人与人的许多连接是无形的,而端粒的变化恰恰揭示了这些连接的存在。你以为你没有影响到他人,其实端粒的变化已经出卖了你
讲到这里,你可能会发现,这些影响端粒长短的因素都是后天的。有没有先天的影响因素呢?当然有。书里作者有一句话来描述基因和环境对人的影响,非常形象,她说,“基因负责上膛,环境扣动扳机”。接下来,我带你简单看看先天层面影响端粒的因素。
一句话概括就是,先天端粒的长短状态跟父母遗传有关。早在母体的子宫内,胎儿端粒的初始状态就已形成。端粒会代代相传,父母传给孩子的基因会影响端粒的长度。端粒的长度会直接传递,这是研究人员在探索端粒综合征的时候发现的。端粒综合征是一种会引起衰老加速的遗传疾病。患者的端粒特别短。书中提到的一个患者叫罗宾,青少年阶段头发就开始花白,骨骼变得脆弱,肺部功能也开始失调,甚至患上了一些癌症。这是一种遗传疾病,只要父母任何一方传给了孩子一个相关的突变基因,端粒变短就会发生。
除了先天遗传,母亲在怀孕时的健康状况,也会影响到孩子的端粒。比如母亲经受了压力,健康状态不好,或者有着不良的生活习惯,这些都会通过过高的皮质醇水平或其他的生物化学因素导致孩子的端粒损伤。所以保护适龄生育女性的健康,特别是孕妇的健康,让她们尽量远离有害的压力,避免摄入有害物质,养成健康的生活习惯,这不但会影响新生儿的健康,还会通过影响端粒长度,进而影响到他们的寿命。
这一部分我们稍稍总结下。哪些因素会影响一个人端粒的长度?先天层面,当然是来自父母的遗传,其中因为有生育的过程,母亲对孩子的影响更大。后天层面,一个人的压力水平、情绪状态、思维方式,甚至是周围生活的环境,都会影响到端粒的长度。
知道了影响端粒长度的原因,我们就可以对症下药,看看通过哪些方式,能保护甚至延长端粒。在《端粒》这本书里,作者从运动、睡眠、体重管理和饮食等方面给出了建议。解读的第二部分,我们就来聊聊这些建议。
第二部分
关于运动,直接给结论,相比不经常锻炼的人,经常锻炼的人端粒更长。宏观层面,锻炼的好处我们都知道,它能促进心脏泵血功能,增强大脑供血,强化骨骼和肌肉。深入到细胞层面,经常锻炼产生的适度压力会维护身体内的平衡,让你的细胞更健康。锻炼能减少细胞内的垃圾,使线粒体更有效能,并使自由基变少。
那你可能会说,是不是训练强度越大,对端粒的影响越好呢?专业运动员的端粒,是不是比不锻炼的普通人要长出很多呢?其实并没有。研究发现,参与高强度训练的运动员们,他们的端粒并没有明显长出多少。换句话说,只要我们适度锻炼,不需要专业的高强度的锻炼,就能增加或者维持端粒的长度。这本书中介绍了两种高效锻炼的方式:第一类是有氧耐力训练,最典型的方式就是长跑,每次跑四十五分钟,每周跑三次,坚持六个月。第二类是高强度的间歇训练,比如快跑、慢跑交替进行,你的端粒酶活性就能提高。
良好的睡眠也可以让疲惫的端粒恢复活力。睡好觉有益于健康,这已经是老生常谈了,但问题是该怎么做?端粒到底需要多久睡眠?科学家发现,充足的睡眠意味着端粒较长。7小时的睡眠对端粒健康来说是一个关键点。一旦少于7小时,端粒就会受损。当然了,人群里有大约5%的人只需要5—6小时的睡眠,这个结论对这些人并不适用。除了睡眠时间和质量,睡眠节律也非常重要,良好的作息规律对端粒酶的活性也至关重要。那如何获得更好的睡眠呢?作者在书里给出了一些具体的建议,比如睡前一小时尽量避免使用电子设备,减少光线,规律作息,上床睡觉时听一些轻柔舒缓的音乐,营造放松的心情和气氛,做睡前伸展运动或柔和的瑜伽运动等等。具体的操作建议,推荐你翻翻这本书的第八章内容。
提到体重管理和饮食对端粒的影响,你可能会想,是不是又要建议我节食减肥呢?还真不是。《端粒》这本书的作者明确说,你的端粒并没有你想象中的那么在乎体重,对于端粒而言,体重的稳定更加重要,一些节食者增重,减肥,再增重,再减肥,反而会让端粒损耗。作者告诉我们,不必为体重而焦虑,相反,一天到晚计较卡路里会引起压力,反而会危害端粒。保持新陈代谢的健康,比减轻体重要关键
那如何通过控制饮食来保持代谢健康呢?换句话说,怎么吃对端粒更好?作者在书中建议,平时的饮食要注意摄入大量的水果、蔬菜、全谷食物、豆类、坚果以及低脂优质的蛋白质,这种饮食模式也被称为地中海饮食。作者鼓励多吃富含omega-3脂肪酸的食物,比如鱼油、坚果、亚麻油、鲑鱼等,omega-3脂肪酸能缓解炎症反应,保持端粒健康。作者还建议,要少吃红肉,特别是加工肉类。杜绝含糖饮料,减少糖的摄入,这是对饮食最有益的改变。美国心脏协会建议,男性每天的糖摄入量不超过9茶匙,女性不超过6茶匙,而现在每个人平均每天要摄入20茶匙,远超过了标准量。作者在书里举了一个研究的案例。她的合作者发现,每天都要喝一瓶550毫升含糖汽水的人,从端粒变短的角度看,相当于变老了4.6岁。这个影响的程度,跟吸烟引起的端粒变短程度几乎相同。所以你看,都知道吸烟有害健康,但是要说到对端粒的影响,常喝含糖饮料对身体的危害并不比吸烟低。甚至作者说,运动饮料和含糖咖啡都算作含糖饮料,偶尔享受一下问题不大,但是如果养成习惯,每天大量摄入,就要小心对端粒的危害了。
除了养成运动习惯、保持良好睡眠、注意体重管理和饮食外,还有一个保护端粒的方式,就是我们前面提到的端粒酶。这本书的作者布莱克本,在一次对四膜虫的研究中,发现端粒不仅只有变短一个选项,还可以变长。端粒变长离不开一个关键的要素,就是端粒酶,端粒酶具有制造和补充端粒的功能,在细胞分裂的时候,端粒酶修复了端粒的DNA。
讲到这,估计你也能想到。既然衰老跟端粒变短有关,端粒酶又能保护甚至延长端粒,那么如果我们把端粒酶变成药,补充进我们体内,岂不是能长生不老了?听上去是个好主意,但是必须要提醒你的是,这么做有极大的风险。原因就在于癌症。癌细胞就是长生不老的细胞,它们有过多的端粒酶,细胞分裂不受控,最终发生癌变。所以当前在没有严格临床证据的前提下,不要轻易相信广告里的推荐,使用任何药丸、乳霜和注射剂等引入端粒酶。这也许会让人更容易患上癌症。所以你也能看到,我们正常人的细胞严格控制端粒酶,不是没有道理的。
结语
好,讲到这里,这本书的精华部分就为你介绍完了。这本书集结了两位作者的研究心血,她们让前沿的端粒研究被更多普通读者所了解。但是也有人提出了不同的看法,他们认为,过度宣传端粒对衰老的影响,这可能会使科学过度简单化,也就是把衰老简单归因于端粒的缩短。比如哈佛大学的抗衰老研究人员大卫·辛克莱就说,“我认为很难得出最终的确定结论说,生活方式会影响端粒的长度乃至寿命,得到因果效应几乎是不可能的,所以只能基于关联”。
端粒研究的一个问题在于,大部分的研究都是测量血液细胞中端粒的长度。但是肝脏可能比血液细胞衰老得更快或更慢,身体各个部分的衰老状态并不一致。华盛顿大学病理学教授马特·克博林表示,他非常怀疑端粒长短的预测作用。他说,“我认为端粒可以作为预测健康状况的生物标记,但我不认为人们应该基于端粒长度的测量值来改变生活方式”。
在2020年的时候,著名的《Science》杂志还专门出了一期特刊,解答对端粒的诸多疑问。特刊里就特别指出,端粒越磨越短从而使抗衰老的能力越来越弱的提法,在科学界存在着颇多争议,意见不一。他们通过6391个组织样本,全面分析了人体24种组织的端粒情况,明确指出,端粒长度的改变,其实不过是衰老改变了人体基因表达后的外在表现,究其根源还是海量的基因表达发生了变化。衰老引起的基因表达变化种类不同,自然在不同组织中端粒的长短表现也不一样。当然不能否认的是,大部分组织当中,端粒越短越老,患慢病和癌症的风险也就越高,所以端粒变短,肯定是观察衰老的一个可供参照的标志。
目前学界比较公认的衰老标志物有9个,分别是细胞间通信改变、干细胞耗竭、细胞衰老、线粒体功能障碍、营养感知失调、蛋白质稳态丧失、表观遗传改变、基因组不稳定性及端粒损耗。2023年1月3日,著名的《Cell》杂志上发表了一篇顶级综述文章,对大健康及抗衰老产业进行了里程碑式的总结。文章最新提出了12个衰老标志物,在原有9个的基础上,又新增了大自噬失能、慢性炎症和生态失调这3个标志。所以你看,作为十二分之一,端粒的重要性也不应该被过分夸大。
我再提供一个观察的角度,就是我们有时候可能会错误归因。前不久,西安交通大学的科研人员在营养学领域国际著名期刊《Nutrients》上发表了一篇研究文章。他们分析了数据库中的46万余名参与者的咖啡摄入情况,这些参与者的年龄处于37—73岁之间。结果发现,每天喝3杯速溶咖啡的人,相比每天喝2杯的,端粒更短,寿命会缩短0.38岁。研究人员说,这可能是由于速溶咖啡中的矿物质铅含量更高,以及其他的添加物,如奶精和调味剂对身体产生了不良的影响。但是,我对这个结论有不同的看法。每天被迫喝3杯咖啡的人更辛苦,要承受的生活压力更大,所以很可能根源在于压力,而非咖啡本身。再加上本书的作者布莱克本因为端粒的研究荣获了诺奖,因此很多保健品在营销时炒作概念,过分消费端粒这一科学发现,我认为这样的风气应该被严加管控。
讲了这么多不同意见,我是想让你更加理性地看待端粒对衰老的影响。不可否认的是,如果能维护好端粒,你不但能活得更久,生活品质也会更高。在本应精力旺盛的时候,我们更要保护端粒,以防磨损太快提前进入衰老。过去一百多年来,不断增进人类的健康,全世界一直在努力。我现在听到最多的是问,癌症能不能治愈,器官能不能再生,包括阿尔茨海默症能不能逆转。我相信,人类肯定能实现这些技术。对我个人来讲,我对于长生不老是持否定态度的,长生不老是不可能的。但是我们所致力的,是希望每个人都健康长命百岁,希望生理寿命和健康寿命趋近,而不是最后10年躺在ICU里。
我们如何活得长寿、健康、有意义,《端粒》这本书提出了细致可行的建议,读过本书,相信你看待日常生活的眼光会有所不同。

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