衰老是機體(ti) 的形態結構和生理功能的退行性變化,表現為(wei) 細胞數減少,組織彈性降低,髒器萎縮變性,多種生理功能減退,機體(ti) 的適應能力、抵抗能力、儲(chu) 備能力以及體(ti) 內(nei) 外平衡能力減弱,病患容易產(chan) 生。衰老是生命過程的必然規律。一般認為(wei) :衰老是遺傳(chuan) 設定的、源於(yu) 基因,在生命活動過程中受內(nei) 外因素配合作用而表現出來。但生物為(wei) 什麽(me) 會(hui) 衰老?衰老的機理是什麽(me) ?目前尚未得到很好闡明。
一、衰老學說
衰老問題是當今社會(hui) 和自然科學研究的重點之一。科學工作者已提出不少有關(guan) 衰老機理的假說,例如1942年Bjorksten提出大分子物質交聯學說、1956年Harman提出自由基學說、1958-60年Failla與(yu) Szilard提出射線導致細胞突變學說、1961年Medvdev 與(yu) Orgel提出差錯蛋白質學說、1979年Comfort 提出衰老基因調控學說、1980年Miquel等提出線粒體(ti) DNA損傷(shang) 學說、1990年Hardy 提出端粒學說等等。這些學說都隻能從(cong) 某一側(ce) 麵反映衰老的因或果,很難完全解釋衰老的機製。下麵隻就目前較為(wei) 流行的端粒學說和自由基學說作簡要介紹。
1、端粒學說
端粒(telomere)是線性染色體(ti) 末端的特殊結構區,含有一些雙鏈DNA重複序列,其終端是僅(jin) 含多個(ge) G的單鏈。端粒單鏈DNA的結合蛋白類似帽子,起穩定端粒的作用;雙鏈上的結合蛋白有測量端粒長度和調控端粒酶活性的作用。端粒的功能是保護染色體(ti) 的完整性和穩定性,防止染色體(ti) 末端被酶解或兩(liang) 條染色體(ti) 的端區融合、丟(diu) 失或重排。每種生物的端粒都有特定的平均長度,但其總長度與(yu) 生物體(ti) 的壽命無關(guan) 。人的端粒長約10~15 kb。
細胞分裂時染色體(ti) 複製。由於(yu) DNA鏈的‘不完全複製’,新鏈5′端留下一段缺隙,端粒因之縮短,但對其上遊的結構基因沒有影響,從(cong) 而保證染色體(ti) 結構基因複製的完整性。人體(ti) 細胞每分裂一次,端粒平均縮短50~200bp; 當細胞持續分裂端粒縮短至2~4kb時,正常人的雙倍體(ti) 細胞就不能再進行分裂,細胞進入M1期,開始衰老。因而該假說認為(wei) :端粒的縮短是使細胞衰老死亡的根源。
端粒酶(telomerase)是合成端粒的一種逆轉錄酶,活化後能以自身RNA為(wei) 模版合成端粒DNA並添加到染色體(ti) 末端。端粒酶由3個(ge) 亞(ya) 單位組成:①端粒酶RNA(hTR),②端粒酶相關(guan) 蛋白(TP1),③端粒酶催化亞(ya) 單位(hTRT);hTR是端粒酶延長端粒的模版,TP1起調節作用,hTRT具轉錄酶的催化活性。端粒酶能延長端粒DNA富含G的單鏈,補上新鏈5′端的缺失;此外它也能修複斷裂的染色體(ti) 末端。
端粒在細胞內(nei) 是動態地變化著的。端粒的縮短可由端粒酶合成修補;但端粒酶活性高低並不與(yu) 特定的端粒長度呈正相關(guan) 。一種細胞內(nei) 端粒酶活性的高低有無、以及端粒修複的情況,是按細胞遺傳(chuan) 特性設定的程序進行調控的。
人體(ti) 內(nei) 某些組織的細胞(例如造血幹細胞、皮膚基底細胞、生殖母細胞、小腸陷窩細胞、子宮內(nei) 膜上皮細胞等)端粒酶活性很高,端粒修複良好,細胞不易衰老。另一些組織細胞的端粒酶活性很弱,端粒長度明顯隨著年齡增大而縮短。許多癌細胞在大量衍生過程中,端粒酶不斷快速合成端粒DNA的重複序列,補充到已縮短的端粒上,所以癌細胞端粒的長度維持不變。早老綜合症(Werner′s綜合症等)的病人,生長阻滯,皮膚、骨骼肌、心血管係統功能退化加速;病人的培養(yang) 細胞,其端粒比正常個(ge) 體(ti) 中者短,端粒DNA修複能力降低。可以看出,端粒長度及端粒酶活性與(yu) 細胞衰老的確有著非常密切的關(guan) 係,端粒縮短可能是細胞開始衰老的關(guan) 鍵性事件。
2、自由基學說
自由基學說認為(wei) ,引起人體(ti) 衰老的主要原因是細胞代謝過程中不斷產(chan) 生的自由基(free radical)。自由基能損壞膜結構、酶、蛋白質和DNA,使細胞受到損害;低水平自由基損害的長時間累積,能引起老化多病,導致人體(ti) 的衰老和死亡。同時,這種學說還認為(wei) 凡能抑製和消除自由基的物質,均具有抗衰老作用。動物實驗表明,喂給動物各種氧化劑會(hui) 加速動物死亡,而抗氧化劑可以延長動物壽命。
自由基是指:在電子軌道上帶有一個(ge) 或幾個(ge) 不成對電子的分子或原子。自由基符號以“·”來表示,“·”代表分子上的不成對的電子。單線激發態氧(1O2*)、超氧陰離子(O-*2)、羥自由基(OH·)、穀胱甘肽自由基(GS*)、類脂質自由基(L*)、有機過氧化物自由基(R-COO*)等都是自由基;過氧化氫(H2O2)本身不是自由基,但它很容易產(chan) 生1O2*。 自由基性質非常活潑,有極強的氧化能力,能通過氧化反應破壞細胞組成中的有機大分子,傷(shang) 害細胞器和細胞,造成細胞功能減退;所以自由基學說認為(wei) 自由基是促使機體(ti) 衰老的主要原因,而且幾乎所有與(yu) 年齡相關(guan) 的退行性疾病(如心腦血管疾病、老年癡呆、惡性腫瘤、糖尿病、一些自身免疫性疾病、肺氣腫、關(guan) 節炎、肝硬化等)都與(yu) 自由基造成的傷(shang) 害有密切關(guan) 係。
自由基學說在發展中將線粒體(ti) 損害理論包括在內(nei) 。線粒體(ti) 是細胞內(nei) 進行氧化磷酸化的細胞器、產(chan) 生能量的工廠;它的耗氧量約占機體(ti) 耗氧總量的90%,而且所攝取的氧約2%在線粒體(ti) 內(nei) 變為(wei) 氧自由基,是體(ti) 內(nei) 氧自由基的主要來源。線粒體(ti) DNA未受組蛋白保護,易受自由基襲擊,又不具核酸調度作用,錯誤率較高,結果使線粒體(ti) 變性,影響能量供應,以致損害細胞、組織。
生物體(ti) 內(nei) 有防禦自由基損害的抗氧化酶類:過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、穀胱甘肽過氧化物酶(GPX)等,也能利用一些抗氧化劑,例如穀胱甘肽、VitC、VitE等將自由基分解消除;但當自由基的量太多或酶活力減弱時,自由基的毒害作用便明顯呈現。隨年齡增加,人體(ti) 產(chan) 生抗氧化酶類和利用抗氧化劑的能力逐漸降低,對自由基損害的防禦能力下降,將導致衰老加速。
二、與(yu) 衰老有關(guan) 的基因
近來在動物體(ti) 內(nei) 已發現一些與(yu) 衰老有關(guan) 的基因,例如age-1,ras2p,lag-1,lac-1,daf-2,daf-12,daf-16,daf-18,daf-23,clk-1,clk-2,clk-3,spe-26,gro-1等,它發生突變或缺失會(hui) 延長線蟲的壽命,其作用機理還未探明。daf-2已在果蠅和老鼠體(ti) 內(nei) 找到;人體(ti) 內(nei) 可能也存在類似基因,找到並闡明其作用後對它進行幹預,也許能延長人類的壽命。
在人類衰老相關(guan) 基因研究方麵,科學家已發現60餘(yu) 種與(yu) 衰老有關(guan) 的基因。近來揭示p16基因和p21基因對人類細胞衰老進程有重要影響。p16基因是一種細胞周期負調控因子,它抑製細胞周期蛋白依賴激酶CDK4和CDK6,而p21基因則是抑製cylin-CDK複合物,它們(men) 都使細胞周期阻滯於(yu) G1期。在細胞衰老過程中它持續高表達,甚至高出年輕細胞的10~20倍。在細胞受到傷(shang) 害時,它們(men) 使細胞停止生長,並使細胞獲得休息和自我修複的時間;當細胞老化時它們(men) 抑製細胞分裂,並啟動其他與(yu) 衰老和病患有關(guan) 的若幹基因;在細胞衰老、腫瘤發生等中都具有十分重要的作用。一些科學家認為(wei) p16與(yu) p21基因可能是人類可分裂細胞中控製衰老進程的主導基因。p15與(yu) p16類似,p27與(yu) p21類似,也有相似的作用。
此外,一些長壽家族的遺傳(chuan) 調查顯示,父親(qin) 遺傳(chuan) 到女兒(er) 的影響最弱,母親(qin) 遺傳(chuan) 到兒(er) 子的影響最強。
三、抗衰老
衰老的發生和發展取決(jue) 於(yu) 遺傳(chuan) 因素、內(nei) 外環境因素和社會(hui) 心理因素的作用,而且是多因素誘發和多層次變化的綜合結果。因此抗衰老要采取多種途徑和方法。主要是通過:建立健康的生活方式、注意合理的膳食結構、保持良好的精神狀態、堅持體(ti) 力勞動和體(ti) 育鍛煉、加強學習(xi) 提高自我保健意識等措施來獲得。下麵簡單介紹一些有關(guan) 問題。
1、營養(yang) 抗衰老
動物實驗表明適當限製熱量攝入而保證其他營養(yang) 素供應,可以降低代謝率、減少自由基生成、保持免疫係統活力,結果可延緩衰老;對人類是否適用尚無定論。一般認為(wei) 老年人飲食宜采用高質量蛋白、低脂、低鹽,適當減少糖類(碳水化合物),增加青菜水果,補充一些維生素和微量元素,尤其是Vit C 、Vit E、硒和鋅。飲食要平衡,不偏食,忌煙少酒。
2、運動抗衰老
運動能促進血液循環、增強心血管功能、消耗能量、鍛煉肌肉、促使毒素分解排出,有明顯的延緩衰老的作用。運動的方式、時間、地點很寬鬆。有條件的最好要運動到出汗,每次半小時至1小時,每周3-6次。遊泳、球類、武術、跳舞都是很好的鍛煉項目。慢跑、步行則是男女老少都適合的運動。慢跑有別於(yu) 一般中長跑,是一種隨意的輕鬆自如不至於(yu) 喘氣的跑步;步行速度要略微快些才會(hui) 有較好效果。運動抗衰老要量力而行,貴在持之以恒。
3、心理抗衰老
心理因素是影響人體(ti) 健康和衰老過程的重要原因。不良心理因素致病和致衰老有其神經生理和病理生理的基礎,心因性刺激影響大腦皮層的高級整合功能,可通過大腦邊緣係統—下丘腦—垂體(ti) —內(nei) 分泌腺以及自主性神經係統(交感與(yu) 副交感神經係統)廣泛影響心血管活動和內(nei) 髒生理功能;這些係統的活動又反饋影響大腦的高級功能。我國對長壽者的調查研究表明,長壽者都具有性格豁達、開朗樂(le) 觀、待人謙和、對生活充滿信心的心理性格。由於(yu) 工作的時間緊張感和強烈的競爭(zheng) 意識,如不加強心理修養(yang) ,往往會(hui) 產(chan) 生易激怒、暴躁、缺乏耐心的情緒,易誘生冠心病。有憂鬱、苦悶、悲觀、自卑情緒的人往往易得癌症。精神因素影響身體(ti) 健康、影響衰老的事例舉(ju) 不勝舉(ju) ,必須給予足夠重視。
建立良好的心理狀態可以從(cong) 這幾方麵去做:
①認為(wei) 自己是年輕的,或者至少不去想自己年紀有多大;
②努力創造一個(ge) 充滿愛意、溫馨的生活環境,和睦的環境能消除身心疲勞,煥發生命活力;③善於(yu) 把握情緒,修心養(yang) 性,保持心態平衡:
④善於(yu) 學習(xi) ,多用腦;
⑤培養(yang) 業(ye) 餘(yu) 愛好,豐(feng) 富精神生活。
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