千百年來,人們一直充滿對青春長駐、延年益壽的向往。但只有揭開衰老之謎,才能使人類最大限度地延長生命。探索衰老發(fā)生的機制既是一個古老的問題,又是一個嶄新的科研領(lǐng)域。隨著科學(xué)研究的進步,衰老機制的研究也從細胞水平進入到分子水平,各種理論層出不窮,其中頗為流行且影響較大的有“差誤成災(zāi)”理論。
遺傳密碼遭“篡改”
所有的生命個體,都是生與死的對立統(tǒng)一。人之所以活著,就是因為構(gòu)成人體組織器官的細胞時時刻刻都在進行著新陳代謝。換句話說,人體每天都有細胞死去,也有新的細胞產(chǎn)生。據(jù)測定,人體大約由500萬億到600萬億個細胞,這些細胞穩(wěn)定地構(gòu)成人體各組織器官,依賴于細胞復(fù)制的穩(wěn)定性。細胞核中的脫氧核糖核酸(DNA)是遺傳物質(zhì),有復(fù)制核糖核酸(RNA)及合成蛋白質(zhì)的功能。在此過程中一旦發(fā)生微小差異,就會產(chǎn)生有缺陷的基因、RNA和蛋白質(zhì),反復(fù)積累就會引起重大改變,影響細胞復(fù)制的穩(wěn)定性。由于各種有害因子,如放射線、自由基、有害化學(xué)物質(zhì)等長期作用,使DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的合成都會“走樣”,發(fā)生差錯。隨著年齡增長,日積月累,差誤不減反增,癌癥等疾病和衰老隨之而至。
轉(zhuǎn)錄過程,誤差猶存
新的差誤成災(zāi)學(xué)說是由研究生命起源前化學(xué)的先驅(qū)萊斯利·奧格爾于1963年提出的。學(xué)者們在細胞水平和分子水平進行觀察研究的時候,發(fā)現(xiàn)RNA在閱讀、轉(zhuǎn)錄、翻譯等合成蛋白質(zhì)的過程中也可以發(fā)生誤差,引起衰老。在這個過程中有許多酶參與,如各種聚合酶和轉(zhuǎn)錄酶,這些酶類也難免會發(fā)生偶然誤差。由于“自我加速作用”(按指數(shù)增加),差誤將愈演愈烈,達到成災(zāi)的比例后,便引起細胞衰老和死亡。奧格爾估計,誤差成災(zāi)發(fā)生率為3/108~1/104(千萬分之三到萬分之一)。
很多學(xué)者發(fā)現(xiàn),RNA比DNA更容易發(fā)生差誤。日本學(xué)者江上信雄用家蠅做實驗,發(fā)現(xiàn)衰老的家蠅蛋白質(zhì)合成能力明顯下降,合成蛋白質(zhì)的酶發(fā)生差誤,結(jié)果RNA傳遞與復(fù)制蛋白質(zhì)的能力下降。對魚的研究也發(fā)現(xiàn),高溫、射線等能加速細胞衰老和死亡。
雖為假說,仍有意義
奧格爾的差誤成災(zāi)理論簡單明確,而且根據(jù)預(yù)見所做的許多具體實驗,得出了令學(xué)者們信服的結(jié)果。但也有置疑:蛋白質(zhì)合成差誤隨年齡增長而增加的理論,很難直接測定;間接實驗的結(jié)果往往有差別,并不一致;酶改變的真實原因難以確定,因為影響因素較多。有科學(xué)家試用分析蛋白質(zhì)構(gòu)象差異的敏感方法觀察,并未檢出異常蛋白質(zhì)在衰老動物體內(nèi)集聚。因此,該理論目前仍處于假設(shè)階段。
外界環(huán)境改變無疑會影響機體的衰老過程,但如何用實驗來證實哺乳動物的衰老機制,困難很大,因為哺乳動物的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定機制,可以在一定程度上減少外界環(huán)境的干擾。對人類來說,社會環(huán)境的影響更難以用動物闡明。但無疑的是,減少體內(nèi)自由基的產(chǎn)生,改善環(huán)境并避免有害環(huán)境因素對人的危害,肯定會減少“差誤”發(fā)生率,從而使人長壽。
衰老原因很多,但總離不開遺傳和環(huán)境兩個方面。有人把人的壽命比作一個等腰三角形的面積,這個三角形的底邊是父母的遺傳因子,是固定的;兩個腰是環(huán)境因子,包括社會環(huán)境、自然環(huán)境、家庭、工作、生活、勞動、疾病與醫(yī)療條件等,這些都是可變的。雖未闡明衰老本質(zhì),卻形象生動的說明了遺傳、環(huán)境與壽命的關(guān)系。由此可見,人的長壽有一定的遺傳因素,但更重要的是在于后天的爭取。