五、DNA损伤与衰老

衰老是指身体各部分器官和系统功能的衰退，其最终结果是死亡，即生命的终止。衰老是世间有机体的正常生理过程，尚不可被逆转。因而，衰老的出现便意味着生命离消亡又近一步，这也是人为什么会恐惧衰老最主要的原因。为了揭开衰老之谜，从古至今，科学家们一直致力于研究衰老发生的原因和机制。

DNA即脱氧核糖核酸，作为一种生物大分子，主要存在于细胞的细胞核和线粒体。它是染色体的主要组成成分，同时也是生物体的主要遗传物质，存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，因此维护DNA分子的完整性至关重要。外界环境（如紫外线、电离辐射、烷化剂和碱基类似物等）和生物体内部因素（自由基等）都会经常导致DNA分子损伤。据估算，啮齿类动物每个细胞每天要发生3.6万～16万次DNA损伤；人体所有细胞每天共要发生10 ^{1 7} 次数的DNA损伤。由此可见，对于人类等哺乳类动物，DNA损伤非常常见，所以自身细胞已进化出修复DNA损伤的机制，称为DNA损伤修复。DNA损伤修复是指在细胞中多种酶的共同作用下，DNA的损伤结构大部分得以恢复，降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性。

现代科学认为，衰老是自然发生的DNA损伤累积的结果。即当生物衰老时，机体修复损伤DNA的能力下降，损伤堆积引起基因及其表达异常，最终导致衰老甚至死亡。从细胞器层面看，细胞核和线粒体的DNA损伤都会造成衰老。细胞核是细胞最重要的结构，被称为细胞遗传与代谢的“调控中心”。细胞核DNA损伤可以直接造成细胞功能障碍，也可以间接导致细胞凋亡或衰退的增加，从而造成机体衰老。线粒体是细胞中制造能量的结构，被称为细胞的“发电厂”。线粒体DNA比细胞核DNA更易受到氧化应激的损伤，而其所致DNA突变或其基因产物丢失又会进一步促进活性氧的释放。细胞中未被修复的DNA损伤累积下来即可导致衰老，其中非复制或复制较慢的细胞，例如脑细胞、骨骼肌细胞和心肌细胞，DNA损伤累积更严重。

DNA损伤假说中，最有名的是端粒学说。所谓端粒，是指每条染色体两端一段特殊序列的DNA。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加，缩短部分逐渐向内延伸。最终，端粒内侧的正常DNA序列就会受到损伤。端粒学说最早由Olovnikov提出。端粒学说可以一定程度解释细胞衰老的问题。2009年，诺贝尔生理学或医学奖授予了美国旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本、美国约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔格雷德、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克和霍华德休斯医学研究所，以表彰他们对端粒和端粒酶保护染色体机制的重要发现。

尽管科学家们对DNA损伤与衰老机制进行了大量研究，但其具体机制尚不明确。目前，我们虽然无法逆转衰老，但仍有一些延缓衰老的方法：①正规、全面的定期体检，每年至少进行一次；②养成运动的习惯，适量运动能提高抗氧化酶活性，促进自由基清除，减少线粒体DNA损伤，且可改善神经内分泌功能的调节；③注意情绪管理，缓解心理压力，注重精神心理健康。

（崔东红）