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动物研究告诉我们的关于衰老的信息

还有一件事需要提及,很多关于衰老的研究是在动物身上进行的,原因在第一章已介绍过。动物研究的有效性得到了物种间进化关系的支持,但很明显,自然选择对老鼠和人类的作用是不同的。像老鼠这样脆弱的小动物,其生活方式可谓危险重重,捕食者众多,而生存资源却相对稀少。在这些物种身上,自然选择偏爱“快速”的生活史。换句话说,为了传递自身基因,老鼠要更早且更频繁地繁殖,而其基因并不关心个体寿命。而对于像人类、大象和鲸这样的大型动物,或像龙虾、蝙蝠和鸟类这样已进化出减少被捕食风险的策略的动物来说,自然选择则钟情于“缓慢”的生活史。这些动物表现出的适应能力延长了个体的潜在寿命。

下面通过解释一些来自 老年学 (geroscience,即对衰老的研究)的新证据来举一个例子。过去10年大多数的新研究结果,都是基于100年前就被首次报道的发现,即 热量限制 (caloric restriction,CR)既能延长啮齿类动物的实际寿命,也能延长它们的健康寿命。从那时起,这一发现的适用范围就被扩展到了每个应用热量限制研究的物种。以老鼠为例,该方法使个体寿命延长了30%~40%,饲喂热量限制饮食的老龄动物还呈现出更年轻个体的生理特征。一只3岁的实验室小鼠已经算得上啮齿类动物中的高寿者了,它们往往会缺乏毛发,几乎已不能移动。但是一只饲喂热量限制饮食的3岁小鼠,其行为举止类似于中年的活跃动物:有健康的皮肤、毛发和血管系统,甚至还能够繁殖。

实验室的热量限制饮食是非常严格的。这些动物每天的喂食量约为其正常食量的60%,还要补充足够的维生素和其他微量元素。即使热量限制在其他哺乳动物身上显现出了非常惊人的健康益处,如改善胰岛素敏感性(与2型糖尿病相反的情况)、减少体脂和降低癌症风险,大多数人仍不会自愿去尝试。

因此,对于许多科学家开始研究热量限制背后的细胞机制这一点,也就很容易理解了。其理由如下:如果知道了热量限制是如何生效的,那么我们就可以对其加以改造,在获得益处的同时又不用忍受挨饿的痛苦。许多对啮齿类、灵长类和其他动物的研究表明,热量限制在抗衰老方面的益处不胜枚举,但在人类身上尚无定论。热量限制在人类身上也有许多“自然为之”的实验(如生物圈2号 和战时饥荒情景),这些情景可以为热量限制带来的健康和长寿效应提供佐证,但尚缺乏科学实验的严谨性。最近,一项针对人类及其热量限制效果的多年研究已经启动,但到目前为止,还没有来自老年人的明确结果。 [11] 人类实施热量限制饮食对寿命的影响似乎并不像对寿命较短的动物那样大。但它确实能带来许多益处,如大大降低大多数退行性衰老状况的风险、改善健康指标。第九章会更详尽地讨论这个话题。

深入探讨:热量限制

热量限制过程中具体发生了什么,似乎需要用许多复杂而相互关联的机制加以解释。简言之,热量限制是一种压力形式,它告诉我们的身体:现在是困难时期,各个系统应该实施紧缩措施并启动防御机制。从进化的角度来看,其潜在目标是确保个体最终能成功繁衍后代。我们的祖先曾有过许多不得不忍饥挨饿的困难时期,为了确保未来的繁殖,当前所有物种的祖代生物在当时所做出的选择便是在困难时期推迟繁殖,并将它们的代谢资源转移到自我维持和生存上。

具体来说,当食物充足时,身体会释放两种 激素 (hormone): 胰岛素 (insulin)和 胰岛素样生长因子1 (insulin-like growth factor 1, IGF-1 )。所谓激素,是在体内传递信息的化学信使,这两种激素会告诉细胞有可获取的食物,然后细胞就开始了一系列的生物程序,以构建更多的细胞和组织。显然,这是一个重要信息,但好事过犹不及,过多的细胞活动和生长会增加有害化合物的产生。想想我们在自己的家乡所目睹的那种失控增长的情景吧:大量的污染、交通拥堵,以及不受控的增长所带来的其他相关问题。而热量限制则与这些促生长激素的作用恰恰相反,它激活了减缓生长的通路,让修复系统有时间介入并清理损伤。

IGF-1系统[包括前面提到的胰岛素、IGF-1和 生长激素 (growth hormone,GH),后面的章节会对此进行更多的探讨]是第一个被证明能影响实验动物寿命的系统。 [12] 一个有趣的例子是吉娃娃,一种寿命出奇长的犬类。这种犬和其他一些小型犬都有一种突变的IGF-1基因,它们仅产生少量IGF-1,类似于一直处于热量限制状态。 [13]

同时,热量限制还加速了一种被称为 自噬 (autophagy)的过程。自噬是一种细胞清除其受损组件以便将材料循环利用到新的替换组件中的方式。当这些受损的组件(如蛋白质)不断堆积,就像你地下室里的垃圾一样时,就会导致年龄相关的衰退,并对身体的其他器官造成损害。提高自噬效率可能有助于减少这种促进衰退过程的因素,从而延长寿命。关于这个过程的更多内容将在后面的章节介绍。

一切貌似都很完美:自然选择挑选出了受其青睐的基因,这些基因被打包到生殖细胞中,并得以在时间长河中不断地被传递。但是为什么个体生物体本身会衰老死亡呢?死亡似乎是多细胞生物不可避免的结局。像细菌这样的单细胞生物可以不断分裂,而每一半的分裂体均使其祖先的生命得以延续。但是像人类这样庞大而复杂的生命体是做不到这一点的。 [14] 一些科学家认为,矫正疗法也许能够无限地延长人类的寿命,让人类永生。这个力图最大限度地延长寿命的想法,在资助此类研究的硅谷亿万富翁中很有市场。我个人认为,这个目标就算真能实现,对我们来说也还过于遥远。但这些科学家的部分研究结果对部分人也是有一定的好处的,还有望延长我们的健康寿命。本书最后两章会介绍其中的一些新发现。下一章将介绍身体是如何衰退的,以及这一过程蕴含的关于如何延缓衰老的暗示。 aQMvCitaBHixv4NE6cdKyv1+YD98NR4uO9oODcSO7mKH14IPHVkapThcG4US9U4B

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