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長(zhǎng)壽的秘密或被揭開

2015-04-03 18:36張濤
科學(xué)大眾(中學(xué)) 2015年3期
關(guān)鍵詞:蠕蟲果蠅獼猴

張濤

衰老似乎是一個(gè)無可避免的生命進(jìn)程。人類為什么會(huì)衰老?一部分學(xué)者認(rèn)為哀老只是一種無任何益處卻與生命的必然進(jìn)程密不可分的附帶損害。另一部分學(xué)者則認(rèn)為衰老是進(jìn)化所選擇的一個(gè)程序,促使機(jī)體自毀,為后代讓路。

雖然,理論上人類仍沒有搞清楚衰老的深層本質(zhì),但是生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)似乎走在了理論的前列。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室,已經(jīng)成功延長(zhǎng)了蠕蟲、獼猴以及老鼠的壽命??涨暗某删兔枥L出一個(gè)夢(mèng)幻般的前景,讓我們敢于奢望抑制時(shí)間的流逝,活得更久更健康。

一生節(jié)食,聽起來似乎非常艱苦,但是回報(bào)卻很豐厚。根據(jù)美國(guó)一個(gè)科研小組的研究,限制熱量的攝入可以提高靈長(zhǎng)目動(dòng)物獲取長(zhǎng)壽的幾率。2009年10月,研究小組發(fā)表了多年來對(duì)獼猴的研究學(xué)術(shù)成果,此前該研究小組將獼猴每天攝入的熱量減少30%,同時(shí)增加維生素的攝入,結(jié)果超過60%的獼猴順利活到了30歲。要知道,獼猴正常的預(yù)期壽命是27歲。相比正常喂養(yǎng)的獼猴,嚴(yán)格控制飲食的獼猴達(dá)到長(zhǎng)壽的幾率提高了15%,而且它們出現(xiàn)老齡化疾病的幾率僅為普通獼猴的1/3,大腦萎縮也沒有普通獼猴那么嚴(yán)重。5年過去了,統(tǒng)計(jì)數(shù)字一如既往的表明,節(jié)食的獼猴預(yù)期壽命要長(zhǎng)得多。另外,數(shù)十項(xiàng)涉及嚙齒類動(dòng)物甚至昆蟲的研究,都證實(shí)了低熱量飲食的益處。

然而,節(jié)食是否對(duì)人類壽命長(zhǎng)短有影響卻從未被證實(shí),因?yàn)殚_展終身節(jié)食的實(shí)驗(yàn)本身就相當(dāng)困難。不過,一種叫雷帕霉素的藥物似乎能夠模擬節(jié)食的效果。雖然該藥物在節(jié)食方面展示了優(yōu)異的成績(jī),但同時(shí)也伴隨著大量副作用讓人望而卻步。

在殺蟲劑的使用受到嚴(yán)格控制的背景下,這樣的發(fā)現(xiàn)著實(shí)令人驚訝:有規(guī)律地對(duì)土壤里的蠕蟲噴灑“百草枯”可以延長(zhǎng)它們的壽命,這一違反常識(shí)的結(jié)果大大超出研究者的意料。如果從蠕蟲出生到死亡的整個(gè)過程中都噴灑低濃度的除草劑,這些蠕蟲平均存活是29天,而不是原來的18天,壽命延長(zhǎng)了58%。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),除草劑會(huì)促進(jìn)蠕蟲細(xì)胞中自由基的積累,而自由基可引發(fā)衰老。與原先預(yù)想相反的顛覆傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,或許是因?yàn)樽杂苫赡芗せ盍藱C(jī)體的修復(fù)和保護(hù)信號(hào),從而大大延長(zhǎng)了壽命。

越來越多的研究都證明果蔬殘留的農(nóng)藥對(duì)人類有害,因此我們不可能采用這樣的益壽方法。甚至以“抗衰老”自由基入藥都為時(shí)過早。因?yàn)?,這一現(xiàn)象還有待進(jìn)一步在人體中得到驗(yàn)證。另外,大劑量的自由基本身毒性就非常強(qiáng)。因此必須找到合適的標(biāo)靶療法,即只在局部且定時(shí)定量生成自由基,但以目前的技術(shù)水平,這并非易事。

桑拿和土耳其浴有著絕妙的功效,至少對(duì)秀麗隱桿線蟲是這樣的。丹麥的一個(gè)研究小組已經(jīng)證明,只要將這種微小透明的動(dòng)物不斷置于高濕環(huán)境中,它的壽命就會(huì)延長(zhǎng)。而且熱刺激次數(shù)越多,效果越顯著。將其置于30℃環(huán)境中2次,每次4小時(shí),其平均壽命就會(huì)從17天延長(zhǎng)到19天。效果最顯著的是連續(xù)4天,每天4次放進(jìn)33℃環(huán)境中的一組,它們的平均存活期超過了24天。在果蠅以及老鼠身上也曾觀察到類似的效果,但對(duì)于后者,僅僅是在經(jīng)過轉(zhuǎn)基因改造以保持較低體溫之后才產(chǎn)生這樣的效果。如何解釋呢?專家認(rèn)為,并不是溫度本身對(duì)壽命產(chǎn)生影響,而是它激活了生物體內(nèi)所謂的“熱沖擊蛋白”,招致生物應(yīng)激,才對(duì)壽命產(chǎn)生影響。專家同時(shí)指出,少量的應(yīng)激將會(huì)激活機(jī)體的防御系統(tǒng),以使機(jī)體更好地抵抗、甚至預(yù)防時(shí)間的損害。

這一實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)直就是著名格言“凡是殺不死我們的都會(huì)使我們變得更強(qiáng)大”的真實(shí)案例。對(duì)生物學(xué)家而言,這句話可以這樣來闡釋:對(duì)機(jī)體施壓可以刺激它的天然防御。不管怎樣,這一效果與最適宜體溫的概念沒有任何關(guān)系。最近一項(xiàng)研究表明,利用低溫,我們也可以在蠕蟲身上獲得同樣的效果。目前,很多研究者已經(jīng)著手準(zhǔn)備使用在高溫環(huán)境中處理過的分子來提高人體細(xì)胞的應(yīng)激水平,從而達(dá)到延長(zhǎng)壽命的目的。

繁殖、新陳代謝……既然下丘腦控制著很多生命功能的正常運(yùn)行,那么大腦的這個(gè)區(qū)域或許也支配著它們終將面臨的機(jī)能障礙。保護(hù)大腦的這一區(qū)域不受歲月的摧殘能夠阻止衰老進(jìn)程嗎?美國(guó)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)給出了肯定回答。為了解開這個(gè)謎題,研究小組在老鼠下丘腦中轉(zhuǎn)入炎癥分子抑制基因,減少了該區(qū)域的炎癥。經(jīng)這一治療,有一些老鼠存活到了171周以上,而未經(jīng)處理的對(duì)照組老鼠最多也就存活142周左右。

這一留駐青春的療法背后隱藏著一種釋放激素,它由下丘腦分泌。每天在年長(zhǎng)的老鼠血液里注入這種激素,可以明顯減輕它們的衰老癥狀。另外,這些長(zhǎng)壽老鼠的認(rèn)知能力也得到提高,肌肉變得更有力量,皮膚變厚,骨頭更致密。

逆轉(zhuǎn)時(shí)間之箭,使老鼠恢復(fù)青春!這是美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院完成的壯舉。我們首先要知道,身體為抵御歲月的侵蝕,總會(huì)為了維持器官正常運(yùn)行而積累一定的新細(xì)胞儲(chǔ)備。然而,細(xì)胞每一次增殖,染色體頂端的端粒都會(huì)縮短,直至達(dá)到細(xì)胞無法再增殖的長(zhǎng)度,機(jī)體從此失去更新其組織的能力。而哈佛醫(yī)學(xué)院研究小組在基因變異的老鼠身上重新激活端粒酶,可使端粒再度延長(zhǎng)!以這種方法治療的老鼠在主要生命器官的體積和功能方面都有恢復(fù)。西班牙國(guó)家癌癥研究中心也進(jìn)行了類似實(shí)驗(yàn),他們的方法是通過基因療法在正常老鼠身上誘導(dǎo)端粒酶基因的過度表達(dá)。結(jié)果,經(jīng)過治療的老鼠有半數(shù)壽命達(dá)130周以上(對(duì)照組為100周!最長(zhǎng)壽的老鼠甚至活到150~180 周。不過,目前基因療法還是一種前沿療法,很難掌控。科學(xué)家更傾向于開發(fā)一種“藥物”分子,通過它來延長(zhǎng)細(xì)胞中的端粒。但這種方法也可能會(huì)引起細(xì)胞無序的增殖,招致惡性腫瘤的侵害。

如果這一結(jié)論在人類身上得到證實(shí),那將是一個(gè)可怕的消息:嗅聞剛出爐蛋撻的香味會(huì)加速我們衰老?但大可放心,到目前為止,這種現(xiàn)象只在果蠅和蠕蟲身上得到證實(shí)。美國(guó)密歇根大學(xué)的研究小組指出,通過限制熱量攝入的方法延長(zhǎng)果蠅的壽命后,若再將它們置于有食物香味的環(huán)境中,這一得之不易的成果就會(huì)消失。相反,通過基因手段消除果蠅的嗅覺,可以使它們存活更長(zhǎng)時(shí)間。在最好的情況下,雌果蠅平均存活78天而不是50 天,雄果蠅平均存活74天而不是64天。而對(duì)于這種性別之間的差異,研究者現(xiàn)在還無法作出解釋。

研究小組認(rèn)為,目前對(duì)果蠅壽命產(chǎn)生消極影響的是對(duì)食物資源的感知(尤其是通過嗅覺)。的確,機(jī)體會(huì)將“發(fā)現(xiàn)食物”的信息理解為一種信號(hào),這種信號(hào)促使其花費(fèi)很多能量進(jìn)行繁殖活動(dòng),甚至犧牲保養(yǎng)機(jī)體所需的能量也在所不惜。相反,食物味道的缺失則暗示著不久的將來會(huì)出現(xiàn)饑荒,這樣就會(huì)促使機(jī)體激活一系列抗壓系統(tǒng)進(jìn)行自我維護(hù),“節(jié)省”地活著。

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