我们常说,基因控制着生物的性状,比如:你是双眼皮还是单眼皮,就是受一个基因影响。但是衰老并不是由一个基因控制的,而是一系列的因素控制的。
根据目前的研究,人类之所以会发生衰老,是受这3种因素影响:端粒缩短,DNA损伤,自由基。
端粒缩短
初中时我们学过,基因在染色体上,而染色体的两端,有一个像帽子一样的东西,这就是端粒,它的作用是保证染色体的完整,如果端粒长度减少到一定长度,细胞就会启动凋零机制,让该细胞死亡。因此端粒又被称为:细胞寿命的有丝分裂钟。
在细胞进行有丝分裂时,DNA双螺旋结构会在解旋酶的作用下解开,然后在DNA聚合酶的作用下复制一一对应复制DNA,此时就会形成两条完全一样的DNA双螺旋。
然而,DNA聚合酶在工作时,无法完全复制端粒的序列。只有特殊的端粒酶才可以复制端粒的序列。这造成DNA每自我复制一次,DNA两端的端粒会减少30-200个碱基。
随着端粒的长度缩短,DNA在进行自我复制时就会容易出现错误,会导致细胞老化,当端粒缩短到临界点后,该细胞会衰老加速,最终凋零。科学家发现,青少年时期的端粒长度较长,而老年人的端粒长度较短,因此端粒可能是导致人体衰老死亡的重要功能。
如果我们能有办法让端粒不再缩短,或许人类就不会衰老。但不幸的是,癌症先于人类一步找到了办法。在癌细胞中,它们体内的端粒酶异常活跃,这种酶可以保证端粒长度不再缩短,所以癌细胞不会衰老。
DNA损伤
DNA损伤包括自然发生和环境破坏。
我们知道,DNA是双螺旋结构,如果我们把DNA链条缕直,我们能够看到DNA上分布着一个个碱基,而碱基对的有序排列,组成了一个个基因。细胞在进行自我复制时,会有极个别的碱基对复制错误,比如:原本应该复制成A的碱基,结果错误复制成了T,这导致该碱基组成的基因也会出现错误,这就是基因突变。不过,大多数碱基并没有组成基因,而且还有许多基因是无用的,所以即使人体基因每复制一次会出现少数的错误,但对我们并没有太多的影响。
然而基因突变是会积累的,当积累到足够多的错误后,人体就会表现出衰老的现象。
除了人体细胞自身的复制错误外,外界的环境也会加速基因突变,最常见的因素便是紫外线。
紫外线其实是电离辐射,电离辐射会摧毁人体的基因。
好在臭氧层可以吸收大多数紫外线,而最终能够到达地球的紫外线,只是其中一小部分而已,剂量较小,但也会加速人体衰老。这也是为什么,女孩子出门要涂防晒霜的原因。
除了紫外线之外,抽烟、喝酒等都会加速人体衰老。
自由基影响
细胞的新陈代谢必定会产生自由基,自由基是一种缺乏电子的物质,它会到处掠夺人体内的电子。如果掠夺的是细胞蛋白质的电子,那么蛋白质将会形成畸变的分子而致癌,导致细胞癌化。
而由于蛋白质失去了电子,它又会掠夺其他蛋白质的电子,这就会形成恶性循化,导致形成大量癌细胞。除了癌症之外,自由基也会破坏人体正常细胞,导致身体机能下降,引起身体老化。正常情况下,人体内有清除自由基的酶,然而这种酶随着年龄的增长而逐渐减退,所以体内的自由基会越积越多,最终形成恶性循环,引发多种疾病。
不过目前有许多抗氧化物,可以清除掉自由基。
人类为什么会衰老?
人类之所以会衰老,从人体的角度来看,是因为人体内的细胞发生病变、老化、癌化,导致身体细胞不能正常工作,所以人类的身体机能会随着年龄的增加而衰退。
从基因的角度来看,人只是基因的载体,对于基因而言,重要的不是让个体永生,而是让自己能够传递下去,所以繁衍比永生更重要。
从种群的角度来看,地球的能量总量是一定的,能够供养的人口数量也是有限的,为了能够让种群继续延续下去,淘汰掉上一代的个体能够节省一定的能量,有助于下一代个体的存活。
从人类自身来说,虽然我们都不想衰老,但是我们的身体就像是早已设定好了程序,即使我们再不愿意接受,也必然会按照这个程序设定的结局走下去。
古代皇帝痴迷于服用“仙丹”,现代社会有各式各样宣称能“延长寿命、恢复青春”的药物,“长生不老”是人类几千年来的愿望。随着医疗水平的进步、生活条件的改善,人的寿命越来越长。2009年的统计数据表明,中国人的平均寿命已经达到73岁,其中男性71.3岁,女性74.8岁。看看我们周围,八九十岁的老寿星随处可见,有关百岁老人的消息也时有所闻。但是,迄今为止,世界上活得最长的人寿命也只有120多岁,为什么我们不能长生不老,为什么人会衰老呢?
关于生物体的衰老,最简单的回答就是生物体(比如人体)就像一架非常复杂而精密的机器。机器用的时间长了,总会造成磨损,暴露出各种各样的毛病。人也一样,无论是器官,还是细胞,里面的分子逐渐受损,废物也不断堆积,最后总有丧失功能的时候。这个说法最容易被人接受,但是具体的机制是什么呢?人们不得而知。
细胞里的“脱氧核糖核酸”(英文缩写为DNA)携带着每个人身体的遗传信息,会在我们的一生中不断受到化学物质和射线(比如紫外线)的破坏。虽然细胞里面有一整套机制来修复受到破坏的DNA,但是一旦这种修复机制自身受到损害,细胞和人体就会加速衰老,比如“维尔纳综合征”患者身上那些“加速衰老”的现象告诉我们,DNA完整性的破坏是衰老的机制之一。
我们的身体一刻不能离开氧气。只有它才能使我们把食物里的“燃料”充分“燃烧”,供给身体能量。可是氧是一种非常活泼的分子,在体外能使铁生锈,使食用油变“哈喇”。在我们的身体里面,它也会和许多分子“争夺”电子,破坏它们的结构。这些化学反应中常见的“破坏性物质”就是由氧形成的“游离基”(又叫“自由基”)。随着人的年龄增大,被氧“游离基”破坏的分子越来越多,细胞和身体也逐渐老化。为了对付这些氧“游离基”,我们身体里面有一些蛋白质,能把一部分这类有害物质分解掉,使它们变得无害。这样的蛋白质其中的一种就叫做“超氧化物歧化酶”,英文缩写是SOD。动物实验表明,如果人为地把生物体中的SOD基因“敲除”掉,这些生物的寿命就会缩短。而如果提高身体里面SOD的水平,这些生物的寿命就会延长一些。但是增加SOD并不会使生物体“永生”,说明衰老还有其他机制。
端粒与衰老
最新研究表明:当人类渐渐变老之时,端粒的缩短将加速老化进程。 通过对小鼠的研究表明端粒对寿命和生存质量有着很大的影响。 小鼠模型清楚地表明端粒短于正常状态是衰老原因之一。基因改造动物实验结果表明,增加端粒酶的同时增加 p53 基因表达的小鼠寿命延长了 40%。同时通过端粒酶激活,逆转了端粒‘开关’之后 ,这些小鼠的认知能力和繁殖能力等都得到了改善和提高。 这一事实告诉人们,机体组织的退化并非不能逆转,即使在严重退化的情况下。
端粒随着岁月流逝不断缩短的事实表明,端粒长度在某种意义上记录了生物体的生理年龄,就像树木的年轮一样。有明确的证据表明,端粒不是衰老的唯一决定性因素,但端粒在衰老过程中起到了决定性的作用。 较短的端粒和各种疾病之间可能存在的一定关系,因为越来越多的证据都表明,端粒越短其疾病风险越高。
人的衰老其机制跟一般的“物极必反”没什么两样,都是因为能量。从一开始生物的能,在遗传密码上就被规定了,就象煤气罐,只能越用越少。假如不往里加,只有一个结果~完结。物极必反原理的实质在于,不管一个人有多坏,也是个有限的能量,即使是把地球毁了,也仅仅如此而已,在宇宙间也没什么大不了的。而一个人不管有多么好,就是几百万年,那能量到了,也就如此。发泄完了,就向反面转化。能量小的,寿命就短,能量大的寿命就长。