【李修命专栏】人到底能活多长?(组图)

2016-06-08 00:00 作者: 李修命

手机版 正体 1个留言 打印 特大


(图片来源:Thinkstock)

从有据可查的几千年前算起,人类的预期寿命一直在慢中求稳地增长。人类未来寿命延长已经是一种明显趋势,但将会以什么样的速度延长依然存在很多争论。MSNBC报道称,就目前来说,人的平均寿命每年都会增加3个月;专家估计,到2030年全世界的百岁老人将达到100万。

中国人普遍认为彭祖是历史上最长寿的人,《国语》和《史记》上都有记载,传说他活了八百年。彭祖是上古五帝中颛顼的玄孙。他经历了尧舜、夏商诸朝,到殷商末纣王时,已767岁,相传他活了800多岁,是世上最懂养生之道、活得最长的人。他的养生之道被后人整理成为一部《彭祖经》传世。

历史上留有文字记述的年寿最高者,当数清代的李庆远,活了257岁。李庆远是位传奇人物,他生于清康熙十八年(1679年),卒于民国24年(1935年),终年257岁。因为他对中医中药、尤其对养生术的研究和实践,都有不凡的造诣和成就,在200多岁的高龄时,其言行举止仍如同壮年,所以被人们誉为“神仙”。

科学家的预测

古往今来,长生不老一个人类千古的梦想,曾经被认为是虚无飘渺的幻想,但今天众多世界顶级的遗传学和未来学科学家都预言了人类“长生不老、青春永驻”的历史必然性:美国著名未来学家库兹威(Ray Kurzweil)说,老鼠抗老实验十年有成,二十年后人类可望获长生不老之术。

俄罗斯著名的生理学家、诺贝尔奖金获得者伊万·帕夫洛夫很早就曾断言,人能活到120岁。俄罗斯国立健康研究所生物节律实验室主任、著名生物学家弗拉基米尔·沃尔科夫教授得出的结论:“长生不老完全可以做到,人的平均寿命不应低于280岁”。著名的生理学家、也是诺贝尔奖金获得者伊利亚·梅契尼科夫把这个年龄提高到300岁。

法国生物学家巴丰曾指出,哺乳动物的寿命约为生长期的5-7倍(巴丰寿命系数),人的生长期为20-25年,所以人的预期寿命应该是100-175岁。到了1920年代,德国生理学家迈尔又将这个指标提得更高———1000岁。2000年,英国政府的一位负责指导英国遗传学研究的高层科学家,约翰哈里斯又预言:由于人类遗传基因研究上的突破所将带来的医学进展,未来的人寿命很快将比目前增加一倍,并有活到1200岁的潜力。

“科学超人”奥布里·德格雷

据英国《每日邮报》近期报道,英国老年医学专家、长寿研究基金会的首席科学家奥布里·德格雷(Aubrey de Grey)语出惊人:20年内,第一位能活1,000岁的人将会出生。“到2100年,也就是100年以后,人可以活到5,000岁。”“我敢打赌,现在还活着的人中,肯定会有不少人能活到1,000岁!”德格雷于1963年出生在英国伦敦,母亲是位艺术家,他本人曾在接受英国《观察家报》采访时称不知父亲是谁。1985年他从英国剑桥大学三一学院获得了计算机科学学士学位,之后作为一名软件工程师为公司效力。这一背景让他有了深厚的数理基础,在以后的研究工作中占到了独特的优势。

在一次毕业派对上,德格雷结识了他后来的妻子、遗传学家阿德莱德·卡彭特。当卡彭特的导师需要一个同时懂计算机与生物学的人接手数据库管理,女友的力荐使德格雷被接纳了。1992年至2006年,他一直在负责剑桥大学遗传学系果蝇遗传学数据库的软件开发。1999年,他的《线粒体衰老自由基理论》一书出版,剑桥大学三一学院于次年授予他博士学位。

德格雷在美国加州成立的研究所获Google及Paypal资助,研发一种新式的生物再生疗法,以新药物修复生物分子的损伤。

他认为阻碍我们长生不老的7大元凶是:1、染色体畸变;2、线粒体畸变;3、细胞堵塞;4、细胞外堵塞;5、人体开始僵硬;6、有的细胞活得太久;7、有的细胞总是短命。

德格雷认为,衰老实际上就是人体各处多种分子与细胞损伤的长期累积过程,一旦人们定期去修复体内的分子与细胞损伤,就可以避免它们累积过多而致病。随着所有伴随衰老而生的疾病的消除,就能无限期地延长生命。德格雷说,将来人们会找医生做定期“维护”,使用包括基因疗法、干细胞疗法、免疫刺激以及其他一系列先进医疗技术,以维持良好的健康状况。

发表在《自然》杂志旗下子刊《欧洲分子生物学组织报告》(EMBO Reports)中“观点”章节的一篇论文,却给德格雷浇了一大瓢冷水。这篇由抗衰老领域的28位学者联合撰写的论文,毫不客气地指出德格雷没有任何疗法“被证实能延长微生物的寿命,更别提人类了”。更不幸的是,德格雷所在的SENS基金会也发表了一份支持EMBO的声明,明确表示:如果你现在就想逆转衰老带来的损伤,恐怕最简单的答案就是,你不能。不过德格雷认为,这些质疑的声音都站不住脚。他回击说,出现这种情况主要是因为从事基础研究与应用性研究的科学家之间分歧严重。

2005年,美国麻省理工学院的《技术评论》杂志曾悬赏2万美元,专为推翻德格雷的“人工可忽略衰老策略”理论。由9名前沿科学家组成的小组愤怒地抨击德格雷,称其理论为“伪科学”。但活动的鉴定人认为,“伪科学”这顶帽子有些过大了,对德格雷来说是不公平的,“人工可忽略衰老策略”存在于还未证明和即将证明的中间地带;有些人可能很感兴趣,而另一些人则可以对此提出疑问。

人为什么会衰老


(图片来源:
Thinkstock

近几十年来,随着现代遗传学、分子生物学、细胞生物学和分子免疫学等边缘学科的飞速发展,人们对衰老的机理有了深层次的认识,有许多学说如遗传程序学说、DNA分子修复能力下降假说、体细胞突变学说、差错灾难学说、交联学说和端粒学说等已经被人们广泛接受。总的归纳起来便是:衰老是一种多基因的复合调控过程,表现为染色体端粒长度的改变、DNA损伤(包括单链和双链的断裂)、DNA的甲基化和细胞的氧化损害等。

有研究者对导致人体细胞衰老的原因提出了“程序假说”和“错误积累假说”。人类的细胞并不能无限制地重复分裂,在分裂100次后便会停止。细胞不再继续分裂的机体组织,便呈现出衰老和机能低下的状态。随着细胞重复分裂使端粒缩短到一定的长度,从而使细胞停止了分裂。这就是“程序假说”。

细胞分裂的时候,DNA被复制,但是由于X射线、紫外线、活性氧、有害物质的损害,DNA会发生异常变化,于是DNA在复制过程中就会产生错误。随着错误的积累,生成了异常蛋白质,细胞机能变得低下,于是细胞便不能继续分裂,呈现出了衰老迹象。这就是所谓“错误积累假说”。

生物学家早就发现一件有趣的事实:就是每一种细胞的寿命都有一定限度,在人工培养条件下,接近这个限度时,哪怕用最好的培养方法都拯救不了既定的命运。像人体的成纤维细胞,据试验,最多只能繁殖50代,到那时必然趋于死亡。科学家根据平均每次分裂周期是2.4年,因此得出的结论是人的寿命极限是120年。

端粒和端粒酶

端粒(Telomere)是真核细胞染色体末端的特殊结构。人端粒是由6个碱基重复序列(TTAGGG)和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能,可稳定染色体的功能,防止染色体DNA降解、末端融合,保护染色体结构基因DNA,调节正常细胞生长。正常细胞由于线性DNA复制5'末端消失,随体细胞不断增殖,端粒逐渐缩短,当细胞端粒缩至一定程度,细胞停止分裂,处于静止状态。故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟”(Mistosis clock),端粒长短和稳定性决定了细胞寿命,并与细胞衰老和癌变密切相关。

在大多真核生物中,端粒的延长是由端粒酶(Telomerase)催化的,另外,重组机制也介导端粒的延长。端粒酶是使端粒延伸的反转录DNA合成酶。是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板,蛋白组分具有催化活性,以端粒3'末端为引物,合成端粒重复序列。端粒酶的活性在真核细胞中可检测到,其功能是合成染色体末端的端粒,使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿,进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板,通过逆转录合成DNA。

在细胞有丝分裂的过程中,端粒会随着分裂次数的增加逐渐缩短,当端粒缩短到一定程度时便无法继续维持染色体的稳定,细胞最终死亡,故而能够根据端粒的长度预测细胞的寿命。但是在生殖细胞中,端粒的长度不随细胞分裂而缩短,推测是由于生殖细胞中富含端粒酶的缘故。

最早观察染色体末端的科学家始于19世纪末期,Rabl在1885年注意到染色体上所有的末端都处于细胞核的一侧。20世纪30年代,著名的遗传学家McClintock B和Muller HJ发现了染色体的末端可维持染色体的稳定性和完整性。Muller将它定义为“telomere”,这是由希腊词根“末端”(telos)及“部分”(meros)组成的。

后来1965年Hayflick首次提出将体外培养的正常人成纤维细胞的“有限复制力”作为细胞衰老的表征。在此过程中,细胞群中的大部分细胞经历了一定次数的分裂后便停止了,但它们并没有死亡,仍保持着代谢活性,只是在基因表达方式上有一定的改变。于是Hayflick猜测细胞内有一个限制细胞分裂次数的“钟”,后来通过细胞核移植实验发现,这种“钟”在细胞核的染色体末端——端粒。

但端粒究竟是怎样的复杂结构呢?Blackburn和Gall于1978年首次阐明了四膜虫rDNA分子的末端结构,他们发现这种rDNA每条链的末端均含有大量的重复片段,并且这些大量重复的片段多是由富含G、C的脱氧核苷酸形成的简单序列串联而成。

在1985年,Greider CW和Blackburn EH发现将一段单链的末端寡聚核苷酸加至四膜虫的提取物中后,端粒的长度延长了,这就说明了确实有这样的一种酶存在,并将它命名为“端粒酶”(telomerase)。之后,耶鲁大学Morin于1989年在人宫颈癌细胞中也发现了人端粒酶。Greider CW和Blackburn EH后来获得2009年度诺贝尔生理医学奖。

在正常人体细胞中,端粒酶的活性受到相当严密的调控,一些良性病变细胞,体外培养的成纤维细胞中也测不到端粒酶活性。但在生殖细胞睾丸、卵巢、胎盘及胎儿细胞中此酶为阳性。造血细胞、干细胞和生殖细胞这些细胞必须不断分裂克隆。当细胞分化成熟后,必须负责身体中各种不同组织的需求,各司其职,端粒酶的活性就会渐渐的消失。年轻人端粒酶活性大,较容易延长端粒,男性端粒长度缩短略快于女性。

人类体细胞在复制衰老过程中产生的端粒丢失现象已在体外得到了证实,而且体内的端粒丢失可作为判断供体年龄的依据。我们只要设法使已衰老的人体内各种干细胞的端粒长度恢复到年轻时的水平,老人就会返老还童和长生不老。

美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科学教授杰里·谢伊和伍德林·赖特做了这样一项试验:在采集的包皮细胞(包皮环切术的附带产物)中导入某种基因,该基因可使细胞产生端粒酶(telomerase)。一般来说,包皮细胞在变老之前可分裂60次左右。但在上述试验中,细胞已分裂了300多次却毫无终止的征兆,也没有显示任何异常的迹象。

“细胞在端粒酶的作用下,就像被注入了兴奋剂的小兔子,”谢伊说,“它们只管没完没了地分裂繁殖。”与此同时,谢伊和赖特的合作伙伴——美国杰龙(Geron)公司的研究人员,采用人体视网膜细胞做了相同的试验。结果,这些细胞似乎也变得长生不老了。

2010年《自然》杂志刊登美国哈佛医学院的科研报告,研究员饲养了一些经基因改造的老鼠,令它们因缺乏“端粒”(telomerase)而未老先衰,出现嗅觉衰退、脑部缩小、不育、肠部和脾脏受损等疾病,使它们皮肤、大脑、内脏和其它器官老化。科研人员将这些老鼠分为两组,把一种名为“TERT”的定时释放药物,植入其中一组老鼠的皮下,重启它们体内休眠的“端粒”基因。

结果在短短2个月内,有注射TERT的老鼠体内长出许多新的细胞,主要器官运作功能改善,身体差不多完全“返老还童”,当中雄性的老鼠更恢复生育功能。实验鼠最终活到正常鼠的寿命,但并不比普通鼠寿命长。牛津大学生物化学家考克斯认为,这项研究非常重要,证明原则上短期恢复成人体内的端粒,能令年老的组织重生和恢复生理功能。

端粒酶和癌症之间的相关性


(图片来源:
Thinkstock

实际上,端粒酶也有令人忧虑之处:人类肿瘤中广泛地存在着较高的端粒酶活性。令人注目的发现是,恶性肿瘤细胞具有高活性的端粒酶,端粒酶阳性的肿瘤有卵巢癌、淋巴瘤、急性白血病、乳腺癌、结肠癌、肺癌等等。1995年Hiyama等人在对100例成纤维神经细胞瘤的研究中证实,有端粒酶活性表达的肿瘤组织占94%,端粒酶活性越高的组织越容易伴有其它遗传学变化,并且预后不良;而低端粒酶活性的肿瘤组织中未见有相应的变化且都预后良好。

关于癌细胞如何获得永生,1991年Harley提出端粒-端粒酶假说。认为正常细胞衰亡要经过第一致死期M1期(Mortality Stage1)和第二期M2期(Mortality Stage2)两个阶段。即在细胞有丝分裂的过程中端粒DNA不断丢失而使端粒缩短,当端粒缩短到一定长度(2kb~4kb)时,染色体的稳定性遭到破坏,细胞出现衰老的表现,细胞进入第一致死期M1期。此时细胞不再分裂,而是退出细胞周期而老化并死亡。

如果此时细胞已被病毒转染(SV40,HPV),癌基因激活或抑癌基因(P53,Rb)失活,细胞便可越过M1期,继续分裂20-30次,端粒继续短缩,最终进入第二致死期M2期。多数细胞由于端粒太短而失去功能并死亡,只有少数细胞的端粒细胞的端粒酶被激活,修复和维持端粒的长度,使细胞逃避M2期,而获得永生(immortal)。

人工延长端粒


(图片来源:
Thinkstock

早在1998年,外源端粒酶高表达就被证明可以延长细胞的寿命,它已成为使细胞永生化的常规技术之一。通过人工手段增加端粒的长度至少还有以下3种方法:药物、代谢抑制(冬眠)、基因治疗。虽然基因治疗短期内不大可能应用于人体,但在器官修复的组织工程中仍有广阔的应用前景。

从长远来看,以端粒酶为靶点的基因治疗可能在沃纳综合征等遗传病的矫正上有一定的应用前景。沃纳综合征的病因就是DNA修复系统缺陷,从而导致端粒异常缩短和机体过早衰老。如果在成纤维细胞中导入端粒酶基因,虽不能完全治愈本病,但有助于增加端粒长度,避免患者因血管功能障碍死于心血管疾病。

由此可见,癌症与长寿并不矛盾,前者是端粒长度增加,而长寿是端粒缩短速度降低。最健康的生活方式是设法减少炎症诱导的活性氧水平,同时增加生理性(不是病理性)一氧化氮含量。并不是长端粒导致长寿,或短端粒导致短命,端粒只是显示细胞氧化应激水平及老化程度的“指示器”或“生物钟”。换句话说,从长端粒可以预期长寿,或从短端粒预期短命。

延缓衰老的方法

人类到成年后便会自动关掉端粒酶这种“机关”,从而阻止细胞增长失控,以免转化成癌症。因此,提升人体的端粒水平虽然或有助减缓衰老速度,但同时增加患癌的风险。最好降低身体的新陈代谢速率,少吃少饮。如一盏油灯,火焰小,点得长,火焰大,点得短。这与Hayflick限度和端粒长度均有关联。代谢率高,细胞分裂次数增多,端粒缩短,寿命也短了。

前文提及发现端粒及端粒酶而获得诺贝尔奖的科学家之中,其中一位来自美国三藩市加州大学的Elizabeth Blackburn教授,最近就如何控制端粒酶的活性,于《刺针肿瘤》(Lancet Oncology)医学期刊发表了一项实验报告。她找来三十位患有低风险前列腺癌的志愿者过三个月“健康生活”,即是每天的饮食以未加工食物、多菜、低脂为主,然后每天进行有氧运动如三十分钟的步行,还有通过瑜伽等这类伸展性运动来纾缓生活压力,保持心境平和。

这群志愿者完成三个月的健康生活后,研究人员替他们进行测试,发现他们的血脂水平较三个月前低,这乃是预料之内的结果,但他们同时发现志愿者细胞内端粒酶的活跃程度,也较三个月前提高,这个结果令科研人员感到十分惊讶,他们没有预料到,原来只需还原生活基本步,便能够令紧系长生不老的端粒酶活跃过来。

上古之人长寿秘诀


(图片来源:
Thinkstock

回顾中国的传统文化,拥有深厚历史的道家一直十分推崇通过养生之道来延年益寿,只是许多人也对这种修身术嗤之以鼻,认为没有科学根据证明这样做可以长生不老。今天,科学家通过最先进最现代的医学实验,证明这种与道家提倡的养生疗法非常类似的生活方法,包括健康的饮食、适量的运动和保持平和的心境,是能够令到体内的细胞衰退速度减慢,甚至停止。

《黄帝内经-素问》说:“上古之人春秋百岁,而动作不衰”。更有真人、至人能寿敝天地,无有终时,有圣人、贤人亦可使益寿而有极时。”“上古之人,其知道者,法于阴阳,和于术数,食饮有节,起居有常,不妄作劳,故能形与神俱,而尽终其天年,度百岁乃去。今时之人不然也,以酒为浆,以妄为常,醉以入房,以欲竭其精,以耗散其真,不知持满,不时御神,务快其心,逆于生乐,起居无节,故半百而衰也。”

“夫上古圣人之教下也,皆谓之虚邪贼风,避之有时,恬淡虚无,真气从之,精神内守,病安从来。是以志闲而少欲,心安而不惧,形劳而不倦,气从以顺,各从其欲,皆得所愿。故美其食,任其服,乐其俗,高下不相慕,其民故曰朴。是以嗜欲不能劳其目,淫邪不能惑其心,愚智贤不肖不惧于物,故合于道。所以能年皆度百岁,而动作不衰者,以其德全不危也。”


欢迎给您喜欢的作者捐助。您的爱心鼓励就是对我们媒体的耕耘。 打赏

看完这篇文章您觉得

评论


看中国版权所有 Copyright © 2001 - Kanzhongguo.com All Rights Reserved.