青春永駐是所有人的夢想,只是衰老的不期而至讓所有人都很無奈。那麼究竟有沒有辦法對抗衰老呢?
作為一名曾經從事衰老領域研究的人員,我覺得在目前的認知範圍內,想給出一個最好的抗衰老辦法還是有一定難度,但是我堅信隨著研究的進一步深入,突破衰老這個難題是指日可待的。今天就來和大家分享下有關衰老的表現、影響機制以及應對辦法。
01,衰老的兩大表現
對於大多數人來說,衰老的表型可以說是肉眼可見,我們將其概括為兩大型別表現:
一類是外表的衰老,比如隨著年齡的增加,往往最早出現衰老的就是我們的面板,不僅面板的彈性、光澤等顯而易見的變化,皺紋也隨之出現,讓很多人擔心不已。而作為面板的附著物,頭髮也開始表現出了相應的衰老,開始斷斷續續的出現白髮,甚至有的人還伴隨著脫髮這種讓人惱火的情形。當然我們的骨骼也是明顯的表現出衰老的指徵。
而另一類是內在的衰老。相信你一定感受到過,隨著年齡增加,我們的免疫力明顯下降了,從曾經的百毒不侵變成了風吹草動都需要防護,否則即使有個天氣變化,也可能引發感冒,而各種疾病也往往增加了,這背後其實就是免疫的下降。至於精力不濟就更為明顯了。過去熬夜加班第二天精神飽滿,現在稍微一拖第二天就精神狀態不好了。
可以說,這些是我們都能感受到的衰老,不過從科學的角度,衰老往往有更深層的機制——科學研究發現,無論是外表的衰老還是內在的衰老,根源是細胞層面的衰老。下面為大家詳細介紹下。
02,哪些因素會導致衰老?
這篇來自生物學的國際頂級期刊《Cell》中關於衰老的綜述《The hallmarks of aging》,可以代表當前的總體認知。
其實一圖就可以代表全文,如下圖所示。
這是目前認為導致衰老的九大因素,分別為基因組不穩定、端粒磨損、幹細胞衰竭、表觀遺傳改變、蛋白質穩定態喪失、營養感測失調、線粒體功能障礙、衰老細胞的清理障礙、細胞間通訊改變。
03,九大因素簡介
1,基因組不穩定(genomic instability)
基因組大家都知道,是我們細胞的核心組成,我們人體的一切後續都是從基因組起步的。從受精卵那一刻起,基因組就開始轉錄成各種RNA並翻譯成蛋白質,然後這些蛋白質形成了我們的細胞器、細胞核以及細胞。當然,DNA複製本身也是基因組的複製。
然而,基因組也不是鋼鐵俠,它們在細胞內受到了各種損傷,既包括外源性的刺激比如氧自由基損傷,也包括內源性的比如基因組隨機複製錯誤,隨著衰老,這些損傷增加,結果就導致基因組不穩定,源頭出問題了,那麼後續自然也就不好說了。
2,端粒磨損(telomere attrition)
相信這個是不少人中學時候就學到過的。染色體的頂端會存在一種像帽子一樣的結構,稱為端粒。端粒的可以說是細胞的定時器,細胞每分裂一次,端粒就縮短一次,當端粒縮短到不能再短的時候,細胞就無法繼續分裂了,啟動了一個叫做細胞程式性死亡的過程,於是細胞就死掉了,目前認為,普通的細胞一生也就是能分裂個50多次左右,也就是海弗裡克極限。
3,幹細胞衰竭(stem cell exhaustion)
幹細胞是具有高度自我分化和更新潛能的細胞。我們身體源源不斷的細胞替換就是來源於幹細胞(頭髮,面板,血液等所有的細胞)。然而,問題是,幹細胞隨著我們衰老也會衰老,當這些幹細胞衰老化,那麼他就無法繼續大量的去彌補身體細胞的消耗,最終,個體就衰老死亡了。
4,表觀遺傳改變(epigenetic alterations)
表觀遺傳可能對很多人來說比較陌生,這是一種不影響DNA序列的情況下卻發生了基因組的修飾,這種改變不僅可以影響個體的發育,而且還可以遺傳下去。
目前我們對錶觀遺傳的研究並不透徹,但是至少有足夠的證據表明,我們的日常行為也會產生表觀影響,導致基因組發生變化,而這種變化積累下去會引發衰老。
5,蛋白質穩定態喪失(loss of proteostasis)
生物體的穩態不僅僅是DNA,還包括細胞中主要執行生命活動的蛋白質,無論是各種催化的酶類,還是我們機體中的各種免疫物質,主要是蛋白質。
作為生物體內執行生物功能的最基礎執行者,蛋白質穩態對細胞的基礎活動十分必要。蛋白質穩態失控的時候,同樣也會引發衰老
6,營養感測失調(deregulated nutrient sensing)
我們的生存離不開營養物質,人體細胞均可對之感應並波動性反饋。然而,如果細胞的營養感應缺失,則會導致細胞不受控制的生長。
碳水化合物、氨基酸等營養物質的調控訊號,均緊密調節著細胞增殖,同時也可將細胞“引入歧途”,例如肥胖或惡性腫瘤。
7,線粒體功能障礙(mitochondrial dysfunction)
線粒體是我們人體的能量工廠,是真核生物進行氧化代謝的部位,我們攝入的營養物質最終線上粒體氧化釋放能量。
然而線粒體產生能量的過程本身也會逸散大量自由基,這些自由基會對線粒體產生巨大的損傷,導致機體的能量系統也出現問題。
8,衰老細胞的清理障礙(cellular senescence)
細胞是機體的基本組成部分,如果細胞本身出問題,那就麻煩了。細胞衰老(cell aging)是一種非常特殊的情況,就是正常細胞會經歷未分化、分化、生長、成熟和凋亡幾個階段。
但是有的細胞就會進入一種特殊的情形,那就是衰老,衰老的細胞就佔據在那裡,也不被新細胞替換,最後讓全身的細胞逐步衰老。
9,細胞間通訊改變(altered intercellular communication)
作為一個多細胞個體,細胞之間的溝通協作是至關重要的,細胞之間的資訊交流包括直接傳遞和間接傳遞。比如體液傳遞,接觸傳遞。一旦細胞間資訊交流發生了改變,那麼細胞功能就得到了破壞,最後機體也會隨著受到影響。
上述九個因素,是目前對於衰老機制的基本認知,我做了個簡單的介紹,大家可以移步文獻去看。
04,如何應對九大因素?
當然也有人做了擴充和解讀,比如紐西蘭一位細胞生物學學者Greg Macpherson出版了一本《HARNESSING THE NINE HALLMARKS OF AGING》(中文名:《科學抗衰,細胞的九維修復密碼》),書中就詳細解讀了這九大因素和應對措施,並將“九維細胞理論”歸納成3個層面,如下圖:
具體的來說,這三個層面各有各的特點
DNA損傷——這個損傷的重要源頭在於我們的身體隨時都在進行供能的氧化磷酸化過程,釋放出來的氧自由基,它們不受控制地攻擊DNA,也就導致了從基因組、端粒到表觀遺傳的改變。
細胞能量耗損和修復能力下降——這主要集中在我們的能量工廠線粒體改變以及細胞間通訊變化,比如典型的就是細胞內的重要分支菸醯胺腺嘌呤二核苷酸NAD+,也就是俗稱輔酶Ⅰ的分子,它是連線三羧酸迴圈和呼吸鏈的關鍵,也是體內很多脫氫酶的輔酶,隨著年齡增長,會越來越少,當然,也包括幹細胞的衰竭等。
細胞自噬能力下降及衰老細胞堆積——導致我們體內積累衰老細胞的重要因素,要知道衰老細胞這種幾乎不凋亡的細胞,會一直停留在那個位置,導致無法更替,更會出現釋放一些衰老相關因子,影響鄰近健康細胞導致衰老進一步加劇的情形。
既然解讀了這些衰老機制,那麼應對衰老,也往往是針對這些因素的。
比如增強細胞的修復機制,修復DNA,修復蛋白質等等,所以現在也有不少策略來針對這些修復機制的增強,寄希望改善細胞的修復過程,從而讓細胞恢復正常。
還有一種思路是替代思路,既然人體有無限增殖的幹細胞,那麼能否把幹細胞啟用呢?其實這就是目前的人工誘導多能幹細胞的研究,這個思路的確很不錯,我也對其寄予厚望。
不過這個領域目前有一個難題,就是人工誘導多能幹細胞需要採取病毒和致癌因子,這些因子會留下潛在的感染和癌變風險,所以近些年,用更好的辦法來實現幹細胞是一個研究熱門,儘管有一些進展,但是依然並沒有徹底解決這些問題。
當然,對於醫學健康領域,往往不一定會涉及到上面如此具體的通路機制,而是尋找一些可能有效的藥物成分,比如目前市場上就出現了像2-Hoba,NMN,非瑟酮之類的成分,也有一些實驗論證了這些成果
05,日常生活中如何應對衰老?
不過,對於日常來說,可能保持良好的生活習慣也非常有效
1,合理的睡眠
人體是受到晝夜節律調節的,這也是2017年諾貝爾獎的獲獎內容,現在不少人有熬夜的習慣,有的是熬夜加班、有的是熬夜刷劇,有的人則是單純的習慣了熬夜,但是作為生物的一員,我們是無法對抗進化的力量的,所以維持合理的睡眠、減少熬夜是必須的。事實上,當我們睡眠的時候,大腦不僅得到了休息,還能增加對大腦代謝廢物的清除,我們要是擾亂了,那同樣也會影響大腦代謝廢物的清理。
2,健康的膳食
均衡飲食是各國衛生機構一直倡導的,這也是有大量人群資料支撐的,我們一定要做到葷素搭配,碳水、脂肪、蛋白質以及纖維素都要有攝入。事實上,很多時候,我們所需的營養,主要是來自食物。比如維生素c,其實就是著名的抗氧化成分,可以有效的對我們機體的自由基進行清除。再比如,《Nature Medicine》雜誌多名參與研究的學者發現,在許多水果和蔬菜中發現的天然物質—非瑟酮(又名漆黃素,Fisetin),能夠對抗自由基,對改善健康和延長壽命有著顯著的積極影響。相信食物中對於衰老有效的成分遠不止這些。
3,運動
生命在於運動,這句富有哲理的話事實上背後也有科學的道理,運動對於締造健康的體魄和抵禦衰老是非常有效的。很多時候從總體上造成人難以長壽的重要原因之一就是疾病,而運動對於許多疾病,尤其是代謝類疾病具有非常明顯的效果,比如引發糖尿病、冠心病和中風的重要因素脂類,就可以透過運動得到一定程度的降低。
總體上,目前對於衰老的研究還處於起步階段,雖然看到一些曙光,但是未來到底如何,還需要更多的證據。