关于细胞衰老原因的假说
以往人们对衰老的研究主要局限于生理学范畴,
如观察到衰老时心脏搏出量减少,
神经传导
速率减缓?/p>
等等。近十余年来?/p>
随着细胞生物学和分子生物学的飞速发展,
人们开始从分子
层次探讨衰老的原因和本质?/p>
虽然衰老机制的研究是当今生命科学研究的一个热点领域,
?/p>
取得了不少进展,但是由于衰老的原因非常复杂,许多研究至今还是停留在假说阶段?/p>
遗传决定学说
认为衰老是遗传上的程序化过程,
其推动力和决定因素是基因组?/p>
控制生长
发育和衰老的基因都在特定时期有序地开启或关闭?/p>
控制机体衰老的基因或许就是
“衰老基
因?/p>
。长寿者、早老症患者往往具有明显的家族性,后者已被证实是染色体隐性遗传病。这
些都促使人们推测,衰老在一定程度上是由遗传决定的?/p>
氧化损伤学说
早在
20
世纪
50
年代?/p>
就有科学家提出衰老的自由基理论,
以后该理论又?/p>
断发展。自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团,普遍存在于生物体内?/p>
种类多,数量大,是活性极高的过渡态中间产物?/p>
自由基的化学性质活泼?/p>
可攻击生物体?/p>
?/p>
DNA
、蛋白质和脂质等大分子物质,造成氧化性损伤,结果导致
DNA
断裂、交联、碱
基羟基化?/p>
蛋白质变性失活,
膜脂中不饱和脂肪酸氧化而流动性降低?/p>
正常细胞内存在清?/p>
自由基的防御系统,包括酶系统和非酶系统,前者如超氧化物歧化酶(
SOD
?/p>
,过氧化氢酶
?/p>
CAT
?/p>
?/p>
谷胱甘肽过氧化物酶;
非酶系统有维生素
E
?/p>
醌类物质等?/p>
实验证明?/p>
SOD
?/p>
CAT
的活性升高能延缓机体的衰老?/p>
研究人员?/p>
SOD
?/p>
CA
T
基因导入果蝇?/p>
转基因果蝇中酶活
性显著升高,平均年龄和最高寿限有所延长。但也有研究?/p>
SOD
等抗氧化因子对衰老的?/p>
响提出质疑。例如,
有学者将小鼠的谷胱甘肽过氧化物酶基因?/p>
SOD1
?/p>
SOD2
?/p>
SOD3
基因
中的一种剔除,
结果并未引起衰老的加速?/p>
而且?/p>
人们在线虫中已发现至少两个与寿命延长
相关的基因,它们都与抗氧化作用无关?/p>
端粒钟学?/p>
端粒是染色体末端的一种特殊结构,?/p>
DNA
由简单的重复序列组成。在细胞
分裂过程中,
端粒由于不能?/p>
DNA
聚合酶完全复制而逐渐变短?/p>
1990
年,
科学家测定了?/p>
同年龄段人成纤维细胞染色体的端粒长度?/p>
结果发现端粒长度随年龄增长而下降;
在体外培
养的成纤维细胞中?/p>
端粒长度也随分裂次数的增加而下降?/p>
在这些研究基础上,
科学家提?/p>
了端粒钟学说?/p>
认为端粒随着细胞的分裂不断缩短,
当端粒长度缩短到一定阈值时?/p>
细胞?/p>
进入衰老过程?/p>
后来其他科学家又提出了更令人信服的证据?/p>
此外?/p>
对提前衰老的克隆羊多
莉的研究发现,它的细胞中端粒的长度比同龄羊短
20%
。这些研究表明,端粒长度的确?/p>
衰老有着密切的关系?/p>
然而一些研究并不支持这一学说?/p>
例如?/p>
有研究发现某些小鼠终生保
持较长的端粒,但并未因此获得较长的寿命?/p>
基因转录或翻译差错学?/p>
随着年龄的增长,机体的细胞内不但
DNA
复制效率下降,而且
常常发生核酸?/p>
蛋白质?/p>
酶等大分子的合成差错?/p>
这种与日俱增的差错最终导致细胞功能下
降,并逐渐衰老、死亡?/p>
代谢废物累积学说
由于细胞功能下降?/p>
细胞一方面不能将代谢废物及时排出细胞,
另一?/p>
面又不能将这些代谢废物降解消化,
这些代谢废物越积越多?/p>
在细胞中占据的空间越来越大,
影响细胞代谢废物的运输,
以致于阻碍了细胞的正常生理功能,
最终引起细胞的衰老?/p>
哺乳
动物脂褐质的沉积是一个典型的例子。脂褐质是一些长寿命的蛋白质?/p>
DNA
及脂质共价缩