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长寿是进化的副产物?加州大学名誉教授经典之作证实2种延寿大法

2023-08-22 14:26 作者:时光派官方  | 我要投稿



随着医疗科技进步、营养条件改善,人们预期寿命大幅延长,越来越多科学家将目光投向衰老领域。《衰老生物学》一书应运而生,其作者为衰老领域权威、加州大学戴维斯分校名誉教授Roger B. McDonald,中文译本则由清华大学王钊教授完成。


作为保姆级的抗衰科学教本,在条分缕析、层次分明地介绍了多方面的衰老过程后,本书提出了一个鲜明的结论观点,即衰老无法改变,只能够延缓。作者为何认为衰老无法改变?他认为又有哪些方法可以延缓衰老呢?读到文末,自然就能知晓答案。




PART 01 日月推移,衰老没有进化


在作者看来,达尔文的自然选择进化论依然处于生命科学理论的核心地位。因此,从进化论出发对衰老进行解释,可以发现衰老与生殖相关


从细胞层面上看,衰老相关的基础进化理论建立在区分生殖细胞和体细胞上——只有生殖细胞才能传递遗传基因,体细胞是为了生殖细胞提供支持而存在生殖后,体细胞不再被需要,机体就会走向衰老和死亡。


一项关于果蝇寿命与生殖关系的实验也显示,相比于早生育的果蝇,晚生育的果蝇明显活得更长


其实,所有物种的繁殖和生长都会受到自然环境的种群承载能力约束(食物、空气、温度等显著影响种群增长和生殖潜力的一切约束条件)。大量繁殖后,自然的食物供给和空间会逐渐萎缩,更多的食物和空间供给不上,因此衰老和死亡成了种群逃不掉的命运。



图注:种群承载能力示意


物种进化的最终目标是繁殖,而非衰老。衰老没有发生进化或改变,它一直是“随时间推移,与环境相互作用引起分子、细胞、机体结构与功能的随机改变”。


同时,作者认为长寿也仅是繁殖的基因副产物——进化过程中,引起短寿和短育表型的基因逐渐被淘汰,人类基因组才朝着寿命越来越长的方向持续进行。


PART 02 衰老:逃不脱的热力学第二定律


作者之所以认为衰老不可改变,除了进化外,另一个主要原因与热力学定律有关。他提出,衰老是因为人和万物生灵一样都必须遵循热力学定律,尤其是热力学第二定律


热力学第一定律指“能量从A转移到B,总量不变”,第二定律则指出“能量转移效率有限”,无法100%转移,有些被消耗的能量无法被利用。那么,在不能从外界获得补给的情况下,系统就会从有序向无序状态,即“熵增”状态转化



图注:热力学熵增示意图


当体内任何反应的熵增速度快于分子保真度(保持分子合理结构)的维持时,就无法维持正常有序的状态,无法保证蛋白质、细胞等生物学活性于是蛋白质损伤累积、细胞功能下降,机体自然就会衰老。这种分子保真度的丢失和熵增是宇宙的基本规律,因而作者认为我们无法逆转衰老。


PART 03 面对质疑:第二定律未被打破,衰老从未被治愈


针对作者基于热力学得出的“衰老无法被改变”观点,有人认为,热力学定律仅适用于封闭系统,而人类生活在开放环境中,20世纪后人类寿命的延长就说明了我们可以干预第二定律从而调控衰老。


作者对此也给予了明确回应:热力学第二定律未被打破,寿命延长只因治愈了疾病,衰老从未被治愈。首先,寿命延长与显微镜的发明和1676年发现细菌直接相关当时,传染病是全球第一位死亡原因,当意识到细菌是感染的主要原因,政府机构开始制定公共卫生政策,传染病发病率缓慢下降,人口平均寿命才开始逐渐增长。随之而来的是,婴儿死亡概率的大幅降低,这也使得出生时的预期寿命长度得到提升。



图注:婴儿死亡率降低,预期寿命增加


另外,医疗水平提高对长寿做出极大的贡献。以冠心病为例,1980年之后,由于诊断水平提高、预防措施完善,65岁以上死于冠心病的人数一路降低40%。


因此,在科技上的付出和投入才是人类延年益寿的背后主力,但衰老本身并非真正得到调控


PART 04 衰老无法改变,只待努力延缓


虽然作者摆出的事实不免让人感到灰心,但他赞同衰老能够被延缓,他相信“有一天和年龄相关的疾病都能够被治愈,那时熵增会成为人类唯一的死因”。至于如何延缓衰老,在目前已知的方法中,他最看好热量限制和保持体力活动


热量限制指仅仅减少食物的热量,而不改变其他维生素、矿物质等营养组成成分。这种方法已在线虫、啮齿类动物、非人灵长类动物中都被证实能够延长寿命,延缓多种年龄相关疾病的出现,如肾小球肾炎、心血管类疾病、2型糖尿病、癌症等。



图注:热量限制显著降低小鼠的癌症发病率


保持体力活动也能够延缓衰老,对于生育后的人来说尤为如此。规律的体育运动能够帮助快速排出代谢物,提高产生ATP能量的潜力,并增加应对环境挑战、维持体温的储备能力。不过,和热量限制相比,运动仅仅能够推迟衰老的速率,而不会增加最大寿命的长度。


TIMEPIE COMMENT


作者指出,衰老没有进化,也逃不脱热力学第二定律,科学家们也许应该从询问“我们为什么死亡?”转向研究“我们为什么生存?”,重点探究那些能够维持分子保真度和细胞秩序的基因,针对性地寻找调控衰老速度的遗传途径和易受熵增影响的系统。


展望未来,青春期延长和发病期缩短将成为新时期衰老的特征,这不仅会改变我们对生育的看法,还可能改变几代人的生命周期。既然衰老不得避免,怎样实现老而不衰、延长健康寿命,才是我们永恒的议题!




—— TIMEPIE ——
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