深圳市骨质疏松专业委员会荣誉会员香港江波先生的思辨---连载1

潘晓华医生 发布于2024-03-25 16:45 阅读量187

本文由潘晓华原创

人为什么会衰老?世界上是否存在不老的生命

弟:大约一年前,我向你求教,人为什么会衰老?当时你无法回答。经过一年的思考,你应该有信心解答了吧。

兄:倘若生物不老,是否合理?

弟:所谓生命有机体,应理解为可以自我修复的东西,或自我修复的系统。人会受伤,甚至会骨折,但伤处会愈合。倘若人像轮胎一样会老化,倒有点不可思议。还有,我们从婴儿过度到儿童再成长为一名翩翩少年,我们的身体日渐强壮,为什么少年之后身体日趋脆弱呢?为什么我们身体的强壮不可以保持在少年时期呢?这些问题都使我们感到困扰和迷惑。

兄:世界上是否存在不老的生命?

弟:原核生物(细菌)、原生生物(单细胞)的繁殖方式是一分为二,所谓老少一样,并无衰老问题。

水螅被认为是永生的。在莫扎特延生前20年,瑞士学者Trembley对淡水型水螅(Hydra)进行了再生和移植的系统研究,从此宣布现代实验生物学时代的开始。两个半世纪后,发育生物学家依然利用水螅和它们的海上近亲来显示它们强大的重建和再生能力。水螅很容易替换机体失去的部分,包括头、足和管状的任何部分。更令人惊讶的是,水螅能被分成单细胞沉到盘底。这些单细胞能像阿米巴(一种单细胞动物)一样爬行,接着会聚集建立细胞团。开始时细胞团是无序的,也难识别,但几天或几周后这个细胞团自行组织成一个新的、有生存能力的水螅。

水螅是腔肠动物的一员,有典型的动物细胞如感觉、神经和肌肉细胞。尽管存在短命细胞,但水螅看来是永生的。获得永生是通过无限的自我更新完成:水螅的干细胞产生代替任何老化的细胞。在这个更新的过程中,所有细胞都能被更换。细胞增生、分化和迁移总是不停地进行,虽然终末分化的细胞会衰老死亡,但水螅个体总是永生的。

德国海洋研究中心两位生物学家加蒂和布赖发现了世界上最长寿的动物:一种寿命长达1万多年的海绵。这种海绵生活在南极海洋中,体长超过两米。由于海绵的生长极为缓慢,两米长的体型足以说明它存在的时间。

早在20年前,科学家就已经开始了对这种海绵的研究。这种海绵在生长过程中没有年轮,因此很难断定它的确切寿命。这两位科学家是用测量耗氧量的方法来计算它的年龄的,估计它的寿命已经超过了1万年。

红海胆是地球上寿命长的动物之一,它们可以活到200岁以上,并且非常健康,没有发现任何衰老的痕迹。海洋动物学家埃伯特说:一只100岁的红海胆的活力和繁殖力跟10岁的红海胆没有两样。事实上,红海胆年龄越大,制造精子或卵子的能力就越强。对红海胆来说,根本不存在更年期。

1862年,有人在苏格兰的艾伦海捕到一些海葵,后来这些海葵依次转到各种主人的手里,最终被送到了爱丁堡大学动物系的一个水柜里。这些海葵比最初捕获它们的人还活得长久,而且一直保持着活力。直到二次大战期间因战乱有人忘记了给它们供食,它们才饥饿至死。海葵的生殖方式有两种:通过受精卵和通过体裂。某种海葵的基底会分裂成许多小块,每一小块发育成一个新个体。目前,还没有观察到海葵会出现衰老的迹象。

兄:衰老都有哪些表现?如何定义衰老?

弟:衰老的人和动物一眼就可以看出来,上下几岁都躲不过眼睛的审视。即是说,人的直觉和经验就可以判断生物是否衰老。有时候,衰老与死亡两个概念容易混淆。玻璃碗和陶瓷碗不会老化,而塑料碗和橡胶碗会老化,往往玻璃碗比塑料碗更容易被打破,或更短命。

人的衰老,除了能见的表征,还有内在的体征。老化专家印大中说:骨质疏松,椎间盘的软骨萎缩。皮下松驰,纤维结缔组织失去弹性。肺泡弹性纤维网僵化,摄氧不足肺活量递减。心脏瓣膜和心内膜厚变。血管淤积变窄,心脏动脉血管壁硬化。肾脏小球减少,曲小管的基底膜增厚。大脑神经细胞之间的信息传导变慢,反应迟钝,记忆力衰减,睡眠时间减少。神经内分泌减少,性欲想来不来。免疫分辩率降低,抗病该管不管。心肌细胞和神经细胞的老年色素和脂褐质增多和增大。DNA与组蛋白结合随年龄增高而增多。DNA的甲基化程度随年龄增高而减少。

公认的衰老定义是:衰老是生物各种功能的普遍衰弱,以及抵抗环境伤害和恢复体内平衡能力的降低过程。

兄:有人说,生命可分为两大类:可能会死的和必然会死的。不老的生命可能会死,而老化的生命必然会死。也有人说,老化的生命分为前生殖期(成长期)、生殖期和后生殖期三个时期;而不老的生命只有前生殖期和生殖期两个时期。你说得对,人们对衰老有直观的感觉,没有必要详细描述。大体上,我们可以这样理解:若有人死于落井下石,环境伤害相当于落井,而衰老就相当于下石,不仅如此,而且所堕下的石越来越大,接近大限,就算落的是干井或浅井,也会因堕下的石而命丧黄泉。

如何测量衰老?

弟:有衰老的生命都蕴藏着一种普遍的数学规律,那就是过了某个年龄段,就发越难活到下一个年龄段。19世纪初,一位爱丁堡精算师冈珀茨(Compertz)发现:在成人生活过程中死于自然原因的概率每8年翻一番。据我们所知,对全球所有不同人种的群体而言,这一数字是恒定的,至少从获得可靠数据的维多利亚时代开始就没有变动过。这一指数方程称为双倍死亡率时间。每8年翻一番的双倍死亡率时间反映了人种的普遍性质之一,它是祖先遗传给我们的固有遗产。

双倍死亡率时间同样适合其他会衰老的物种,它在生物学中是一种非常有用的工具,用来比较不同物种的衰老速率,还可以用它来证实一种实验手段是否确实延缓了衰老过程。老鼠的双倍死亡率时间为80天;而果蝇的双倍死亡率时间则是8天。

据有关统计资料,在美国,1岁婴儿的死亡率约为0.4%左右,之后随着成长而下降,到了12岁降至最低点,约为0.12%左右,之后再指数式地上升,符合每8年翻一番的预测。倘若人的死亡率保持在12岁时不变,那么,人的平均寿命可达900岁,而幸运的高寿者可达9000岁。因此,衰老又可定义为:生命体在成长期末后死亡概率指数式的上升。

寿限(寿命极限)可能是另一个测量衰老的速度有效的手段。寿限本身受制于双倍死亡率时间。有证据显示:古往今来,人的寿限保持在110岁左右。虽然近代以来,人类的公共卫生政策日臻完善,以及医疗技术的进步,人的平均寿命由原来的40多岁提高至80岁左右,但却无法改变110岁的寿命极限。有科学家计算过,当一号杀手(心脏病)以及二号杀手(癌症)都消灭时,人的平均寿命可以提高6年,但却无法动摇人的寿限。狗的寿限是20岁;马的寿限是46岁;象的寿限是70岁。

寿限类似跳高运动员的最高纪录,当某人打破了最高纪录,后来者就更难打破,总之,存在一个最高极限。人要接近或超越寿限,必须符合两个条件:最佳的的遗传基因和最佳的运气。

兄:关于衰老,学界都有哪些学说?

弟:1990年,英国老化专家梅德维杰夫(Medvedev)曾将近100年来的衰老学说作一个系统的归纳和分类。在梅氏笔下有关衰老的学说多达300多种。尤其近50年来,飞速发展的生命科学给老化研究提供了大量的材料,也提供了许多实验验证的手段。几乎每个分子生物学和细胞学的重要发现都引发一个或一组新的衰老学说。有人戏称说,有多少老化专家,就有多少衰老学说。

众说纷纭的理论说明人们对衰老现象依然迷惘和无知。那么,我们对衰老的认识没有进步吗?又不能这么说。许多时候,专家们发现了某些器官或组织在衰老过程中的微细改变,就以为看到了自己在科学史上的不朽地位,于是纷纷著书立说。这些结论可能是正确的,但属于怎么样发生“how”的问题。大部分的衰老学说是描述衰老发生过程。而我们要寻找的,是衰老现象的根本原因,属于为什么会发生“why”的问题。目前,有几个比较流行的学说去说明为什么会发生衰老现象。

1882年,魏斯曼(Weismann)开创了早期的进化论衰老学说。他认为:自然界万物通过周而复始的生老病死而得到了循序渐进的遗传进化。衰老动物死亡,以腾出足够的生存空间让后代有充足的食物和良好的环境。而由此不断产生的新生命,则可拥有种种进化了的能力去适应不断变化的大自然,即所谓不生不死,不死不生,物竞天择,适者生存。所以,德国大诗人歌德有一句名言代表这一个时期的思潮:死亡是生命制造更多生命的绝招。

衰老对个体当然没有好处,但它对群体有好处,而这个群体就是物种。所以,衰老的起因是自然选择。