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科學(xué)續(xù)命指南

2020-03-13 08:54朱不換
飛碟探索 2020年6期
關(guān)鍵詞:續(xù)命端粒哺乳動物

文|朱不換

什么最能代表人們用科技改變世界的信念?當(dāng)然是永生。

從美國的硅谷到中國的創(chuàng)投圈,無數(shù)人相信未來自己能夠“永生”:只要不斷“續(xù)命”,堅(jiān)持到最遲2050年“永生”技術(shù)成熟,就能成為第一批“永生者”。如果你對此面露疑惑,而被質(zhì)疑的人恰好又很有耐心,你大概率會聽到關(guān)于龍蝦為什么會“永生”的科普;接下來,你會聽到包括谷歌創(chuàng)始人在內(nèi)的硅谷大佬們對“永生”的看法;再然后,是硅谷流行的各種“續(xù)命妙招”:從輸入更年輕的血液到服用各種抗衰藥物,如NR/NMN(煙酰胺核糖/煙酰胺單核苷酸)類藥物,就是抗衰藥的新寵,雖然高價,但購買者趨之若鶩。當(dāng)然,也有人服用各種傳統(tǒng)的抗氧化類保健品,相信抗氧化藥物能延緩衰老,延長壽命。

不過,無論是何種“續(xù)命”藥或療法,都必須回答兩個問題:一個是人為什么會衰老至死,另一個是為什么這種藥能延緩衰老。

衰老,是因?yàn)槎肆T诳s短?

起初,一些科學(xué)家相信,人會衰老是因?yàn)槿梭w細(xì)胞內(nèi)的染色體端粒在縮短,而縮短的端粒令細(xì)胞老化乃至無法自我復(fù)制。

人都是由細(xì)胞組成的。多數(shù)人體細(xì)胞的壽命平均只有數(shù)年;而人之所以能活數(shù)十年,是因?yàn)榕f細(xì)胞可以自我分裂、復(fù)制出新的細(xì)胞。那么,只要細(xì)胞能無限次地自我復(fù)制,人不就能長生不死了嗎?

1961年,美國醫(yī)學(xué)家海夫利克確認(rèn)了一個不幸的事實(shí):人類胚胎細(xì)胞在體外培養(yǎng)環(huán)境中只能自我分裂40~60輪,然后就會進(jìn)入不再分裂的衰老和死亡階段;而在人體內(nèi),這種細(xì)胞自我分裂能持續(xù)的輪數(shù)甚至更少。這一數(shù)字也被稱為“海夫利克極限”。這是因?yàn)?,包括人類在?nèi)的大部分動物的正常細(xì)胞在自我復(fù)制的過程中,都會經(jīng)歷染色體端??s短,當(dāng)端粒縮短到一定程度時,細(xì)胞就無法再自我復(fù)制了,細(xì)胞所在的生命體也就到了接近衰亡的狀態(tài)。

那么,如果某些動物的細(xì)胞端粒幾乎不隨細(xì)胞分裂而縮短,這些動物是不是就可以長生不老了?

染色體端粒長度在細(xì)胞的自我復(fù)制過程中不斷縮短

從各個方向被剪斷的水螅,其軀體都可以再生

夏威夷深海有一種奇特的黑珊瑚,壽命可達(dá)4200年以上,是地球上已知最長壽的動物之一

刺胞動物門中的珊瑚、水螅等就近乎擁有這種能力。例如,叢生棘杯珊瑚的端粒在生命各階段都不會縮短;而水螅因?yàn)榧?xì)胞可以持續(xù)分裂,個體不見衰老,個體死亡率也不隨年齡而增加,被一些學(xué)者認(rèn)為具有生物學(xué)永生性。

既然如此,如果通過服用藥物能延緩細(xì)胞端??s短的速度,是不是就能延長人的壽命?許多商家因此行動起來,上馬了各種主打“端粒酶”“端粒營養(yǎng)與延長”的保健品。然而,事情遠(yuǎn)不像這類保健品宣傳得那么簡單。

珊瑚等刺胞動物與人類的親緣關(guān)系太過遙遠(yuǎn),并不是人類能簡單效仿的對象。而在人類從屬的哺乳綱動物中,并不是細(xì)胞端粒越長,就越長壽。相反,根據(jù)對60種哺乳動物的調(diào)查發(fā)現(xiàn),細(xì)胞端粒的長度和個體壽命成反比。與猩猩、獼猴等靈長類相比,人類的細(xì)胞端粒最短,個體卻最長壽。

對人類個體來說,細(xì)胞端粒的長度也無法預(yù)測一個人的認(rèn)知能力和生理狀況的衰老程度。這可能是因?yàn)?,端粒縮短雖然限制了動物細(xì)胞的復(fù)制次數(shù)和壽命,但人類在現(xiàn)實(shí)生活中的壽命其實(shí)遠(yuǎn)未達(dá)到自身細(xì)胞端粒長度所允許的極限:人體內(nèi)各類細(xì)胞的平均壽命是7~10年,假設(shè)按照海夫利克極限,這些細(xì)胞能自我復(fù)制40~60輪,那么這些細(xì)胞共同組成的人體壽命極限可達(dá)300~500年;而人類現(xiàn)在的壽命還遠(yuǎn)未達(dá)到這樣的極限,甚至離這個數(shù)字的一半都很遠(yuǎn)。

單個人類細(xì)胞的平均壽命

因此,可以說,現(xiàn)有的端粒、端粒酶相關(guān)藥物雖然對部分疾病診療具有價值,但并不能普遍延長人類的壽命,以延緩端粒縮短為名的保健品并不值得吃。

人能像海龜一樣長壽嗎?

除了羨慕珊瑚之外,自古以來,人類也一直很羨慕海龜?shù)扰佬袆游锏拈L壽。這種羨慕并非沒有事實(shí)依據(jù)。從古至今,龜都象征著長壽安樂。大型龜?shù)扰佬袆游锏膲勖3_h(yuǎn)超人類。著名的亞達(dá)伯拉象龜喬納森,今年已經(jīng)188歲,可能是目前人類已知健在的最長壽的陸生動物。出于這種羨慕,人類也期望通過炮制各種龜、蛇的補(bǔ)品來實(shí)現(xiàn)延年益壽的功效,但這種吃什么補(bǔ)什么的思路并沒有什么效果。

不僅長壽一項(xiàng)技能,與哺乳綱動物相比,爬行綱動物神奇的身體再生能力也令人類咋舌。實(shí)際上,爬行動物的死亡往往是因?yàn)轲囸I、寒冷、傳染病和天敵捕食等外部原因,很少是因?yàn)闄C(jī)體內(nèi)部衰竭。相比之下,人類所屬的哺乳綱動物則存在明顯的、相當(dāng)統(tǒng)一的衰老現(xiàn)象。大部分哺乳動物都會發(fā)生骨質(zhì)疏松、關(guān)節(jié)炎、血管病變、白內(nèi)障等個體器官的衰變。甚至可以說,會衰老,是哺乳動物的一種共性,而爬行動物甚至很多鳥類都不怎么受衰老的折磨。

那么為什么人類,以及人類所屬的哺乳綱動物就這么“慘”?據(jù)科學(xué)家判斷,這很可能是被兇猛的恐龍給嚇的。

衰老,來自侏羅紀(jì)

為什么鳥獸魚蟲中,只有哺乳動物容易發(fā)生骨質(zhì)疏松、血管病變等衰老現(xiàn)象,容易死于衰老?

一個較為合理的推測是,在爬行動物稱霸地球的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)時期,為了應(yīng)對大型恐龍等猛獸的捕食,哺乳動物進(jìn)化出了高繁殖低壽命的生存策略。那個時代的哺乳動物平均體型只有老鼠大小,習(xí)慣晝伏夜出以躲避天敵。即便如此,大部分哺乳動物等不及衰老,就會死于天敵捕食或饑寒。

進(jìn)入高繁殖低壽命的進(jìn)化模式,意味著在分配有限的基因空間和器官功能時,會把更多的生物功能用于快生、多生,而非用于續(xù)命和抗衰老——既然90%的情況下會在年輕時被恐龍吃掉,那么進(jìn)化出延壽抗衰的能力就不再有什么意義。而少數(shù)能活到老年的個體,由于缺乏抗衰能力,容易出現(xiàn)血管、骨骼、感官等多方面的功能衰竭,也就不奇怪了。

直到6500萬年前,??颂K魯伯隕石撞擊地球,滅絕了恐龍,也從此改變了哺乳動物的進(jìn)化命運(yùn)。在那場巨大災(zāi)難中,恐龍及所有體重50千克以上的四足動物幾乎全數(shù)滅絕。隨后的生物演化史中,哺乳動物逐漸繁榮,成為新的陸上王者。很多哺乳綱動物,如人、象、鯨等,逐漸改變了生存策略,進(jìn)入了現(xiàn)在的低繁殖高壽命模式。但哺乳動物演化至今2/3的時間里,都被鋪天蓋地的大型爬行動物壓制著,早期高繁殖低壽命易衰老模式的遺傳信息,還遺留在我們的基因中。

自由基可能產(chǎn)生的影響

海龜那樣從容,因?yàn)樗鼈冊琴_紀(jì)時期的王者;而人類芳華易老,是因?yàn)檠莼缆返那?/3上形成的續(xù)命策略,其基因到今天仍在延續(xù)。那么,人類有沒有可能學(xué)習(xí)爬行動物延緩衰老的方式?

衰老,是因?yàn)樯眢w生銹了?

20世紀(jì)的一些科學(xué)家認(rèn)為,爬行動物不易衰老,是因?yàn)樗鼈冃玛惔x緩慢,而人類等哺乳動物在相同體重下,代謝速率則更高,長期快速代謝產(chǎn)生的毒素會讓人體“生銹”。

例如,關(guān)于衰老的自由基理論認(rèn)為,人在代謝中會產(chǎn)生包含不成對電子的自由基分子。這些高能量、自由活動的分子會撞擊細(xì)胞內(nèi)的線粒體、DNA等,與之發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞“生銹”,發(fā)生損壞和衰亡。而服用抗氧化類的營養(yǎng)品,相當(dāng)于給容易發(fā)生氧化的身體細(xì)胞涂上一層“防銹”物質(zhì),讓身體更不容易“生銹”。這是維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素和硒等抗氧化補(bǔ)充劑流行的理論基礎(chǔ)。

不過,自由基理論飽受爭議。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),服用抗氧化補(bǔ)充劑的人并不會更加長壽,抗氧化劑也不能降低心臟病發(fā)作、中風(fēng)、癌癥等老年易發(fā)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。服用維生素C、維生素E等在防衰老方面唯一確定的益處是,能降低老年性黃斑變性(一種和年齡增長有關(guān)的多因素復(fù)合作用的眼底?。┑娘L(fēng)險(xiǎn)。

為什么抗氧化營養(yǎng)品不能阻止自由基對細(xì)胞造成影響?

因?yàn)橐环矫妫藦氖卟?、水果等食物中攝取的天然抗氧化劑種類精巧多樣,單維生素E就有8種之多,而維生素藥片往往難以模擬天然維生素的多樣性;另一方面,自由基與健康的關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜,一些自由基會破壞健康細(xì)胞,但它也同時充當(dāng)細(xì)胞在各個階段的分子信使,還會在身體面臨外部感染時拉響警報(bào)召喚免疫系統(tǒng)。所以,過度服用抗氧化劑來抑制自由基,反而可能對身體有害。

衰老,是因?yàn)樯眢w缺乏關(guān)鍵要素?

也有一些人認(rèn)為,人會衰老,不是因?yàn)樯眢w里自由基太多了,而是因?yàn)殡S著年齡的增長,一些關(guān)鍵要素的生成減少了。如果人類步入老年后,身體合成某些關(guān)鍵物質(zhì)的要素減少了,那么從外部補(bǔ)充這類要素,是否就可以延緩衰老?

20世紀(jì),人類找到的這類候選物質(zhì),首先是各種生長激素。

相比其他年齡階段,生長激素在人體步入中老年后,分泌量確實(shí)減少了,一些人便推測,補(bǔ)充生長激素能讓人返老還童。今天,生長激素(Human Growth Hormone,簡寫為hGH)被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)療,在兒科、生殖領(lǐng)域、燒傷領(lǐng)域及抗衰老領(lǐng)域都有重要作用。生長激素能使運(yùn)動員增肌,并在大強(qiáng)度訓(xùn)練后快速恢復(fù)體力,屬運(yùn)動員違禁藥品。一些老年人則希望通過服用生長激素重返青春。然而,斯坦福大學(xué)的薈萃分析顯示,老年人服用生長激素并不能改變骨密度、膽固醇水平等衰老指標(biāo),也無法增加肌肉力量,只是增加了肌肉中的水分,還可能增加患癌風(fēng)險(xiǎn)。

另一類物質(zhì)補(bǔ)充劑是輔酶。

人們之所以將目光轉(zhuǎn)向輔酶,基于同樣的原因:老年人合成的一些輔酶,如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide,簡寫為NAD+),其數(shù)量顯著少于年輕人,而這類輔酶在細(xì)胞能量產(chǎn)生、DNA修復(fù)等方面都責(zé)任重大,NAD+缺乏可能導(dǎo)致與年齡相關(guān)的心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和癌癥。由于直接使用NAD+的吸收利用率很差,人們更熱衷于使用NAD+的前體,即近年炒得火熱的煙酰胺核糖(NR)和煙酰胺單核苷酸(NMN)。

對蠕蟲、小鼠等動物的研究表明,服用NR和NMN確實(shí)可以增加體內(nèi)的NAD+,延長蠕蟲和小鼠等動物的壽命。其中,NR可以改善血壓和主動脈硬化。但至今仍無確定的證據(jù)說明NR和NMN是否能為人類延長壽命,這些補(bǔ)充劑對人體的影響仍有待進(jìn)一步研究。

也有人考慮直接為人體輸入干細(xì)胞。干細(xì)胞通常不受分裂次數(shù)的限制,那么,輸入干細(xì)胞就可以永葆青春嗎?實(shí)際上,目前只有造血干細(xì)胞移植在血液病等領(lǐng)域取得了公認(rèn)療效,且在臨床治療上得到了廣泛應(yīng)用。而其他干細(xì)胞療法種類繁多,各有對癥,但并不存在一種單一的干細(xì)胞療法能夠延長壽命。

那么,對普通人來說,怎么做才能科學(xué)續(xù)命呢?

少吃是唯一平價、有效的續(xù)命方法

對中、青年階段的成年人來說,在保證營養(yǎng)充足的情況下降低每天的熱量攝入,是延緩衰老,增加壽命的有效方式。

對小鼠的實(shí)驗(yàn)表明,降低每天的熱量攝入,能將小鼠的壽命提高40%。人類實(shí)驗(yàn)也表明,適度降低每天熱量攝入,不僅能輔助預(yù)防心臟病、糖尿病、癌癥等疾病,也能提高壽命。當(dāng)然,是否降低熱量攝入,也因年齡和自身情況而異。未成年人如果吃得太少,容易營養(yǎng)不良,影響發(fā)育;通常來說,老年人本來就比年輕人吃得少,如果飲食過少,更容易發(fā)生骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮。因此,熱量限制最有效的實(shí)踐人群,是不消瘦、不存在營養(yǎng)不良情況的中青年人。

那么,為什么限制熱量攝入能延緩衰老呢?

科學(xué)家最初以為,熱量限制使人的代謝率降低,代謝帶來的損耗也相應(yīng)降低,所以人會更長壽。不過,近年的研究發(fā)現(xiàn),熱量限制之所以有效,不是因?yàn)楦淖兞舜x率,而是改變了人體中代謝的具體路徑,促進(jìn)了多個抗衰老過程。

不過,看著美味佳肴卻不能放開了吃,節(jié)食實(shí)在令人痛苦。有沒有哪些藥物或手段,能模擬熱量限制的生物化學(xué)效果,卻不需要人節(jié)食?

在已有的研究中,比較能模擬熱量限制效果的藥物是二甲雙胍。二甲雙胍的減肥效果不算強(qiáng),但它引起的身體反應(yīng)通路與熱量限制的效果十分相似。為此,一些人開始把二甲雙胍當(dāng)成續(xù)命神藥。但二甲雙胍可能帶來胃腸道不適、乳酸性酸中毒等不可忽視的副作用,并不適合作為日常保健品。

所以,為了抗衰和續(xù)命,最科學(xué)的辦法,還是少吃點(diǎn)兒吧。

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