衰老的分子生物学

衰老的分子生物学

姓名：学号：单位：邮箱：

衰老的分子生物学

摘要：衰老是生命过程中一种复杂的现象。细胞是大部分生物的基本构成单位，生命过程就是细胞代谢过程。而多细胞生物又有两种细胞组成，一类为能自我分裂繁殖的干细胞，一类为不分裂的功能细胞。干细胞有一定的分裂次数，及说明它存在潜在的衰老过程；功能细胞的代谢功能失调时就会出现衰老。而细胞的衰老也将导致组织、器官和整体的衰老。

关键词：细胞；衰老；机制；抗衰老

一、衰老的概念及表现

在生命过程中，随着年龄的增加，整个生物机体的形态、结构和功能逐渐衰退，有机体死亡的可能性增大，这一现象称为衰老。『1』人体衰老的形体特征是皮肤松弛褶皱、毛发灰白与稀疏、出现老年斑、牙齿和骨质变质、性腺与肌肉萎缩、血管硬化、肺和气管萎缩、细胞及核酸分子结构异常；功能特征是视力和听力降低、记忆力和思维能力逐渐下降、反应迟钝、行动缓慢、适应能力低、心肺功能下降、代谢功能失调、免疫力下降、出现老年性疾病。『2』细胞衰老的结构变化有细胞核增大、核膜内折、染色质固缩化、核仁裂解为小体、内质网总量减少且排列有序性下降、线粒体数量减少、致密体形成、膜流动性降低、细胞链接减少；生理变化有胞内水分减少、代谢速率减慢、呼吸速率减慢。『3』

二、细胞衰老的分子机制

（一）衰老的基因学说

衰老基因学说是基于遗传学说而研究的。这种学说认为各种生物的自然寿命是由各自的遗传基因所决定的，遗传基因中可能有一种特定的“衰老基因”，专门控制衰老进程。生物成年后。基因组内衰老基因开放。其表达产物或可特异地决定生物的寿命和衰老进程。在利用动物模型研究衰老机制中己发现许多与衰老相关基因，并且研究了与衰老有关的增殖基因、衰老基因、长寿基因和凋亡基因等。『4』通过分子学研究Johnson（1990）最先由线虫分理出长寿命变异体age-1。随后其它生物体的研究又相继发现了daf2等十多种长寿基因和短寿基因。通过突变，daf2的活性时，可是线虫的寿命延长一倍，已知daf2基因本身具有减慢机体代谢的作用。

(二)衰老的端粒学说

端粒在细胞内相当于一个计时器，不同分裂能力的细胞通常具有不同活性的端粒酶。端粒是位于染色体末端的一种小的DNA片段，它如同染色体的帽子一样包裹着染色体的头部，它有着固定DNA双螺旋，防止DNA链被解开的作用。体细胞性染色体上的端粒闭上质细胞染色体上的端粒要短。端粒在每次细胞分裂后都会丢失一定的长度，其端粒就会缩短一点，大约分裂40~90次时，细胞将失去分裂能力，直到细胞衰亡。只有一种被称作端粒酶的核蛋白能够修复被损伤的端粒并使其延长。已知除了干细胞和生殖细胞外正常人的体细胞没有端粒酶活性，所以体细胞很容易发生细胞衰老。端粒和端粒酶产生变异性变化时，直接影响细胞的衰老。『5』

（二）衰老的自由基理论

此理论是由Harman首先提出的，认为自由基的损伤是导致细胞衰老的主要原因。在细胞的代谢过程中不断的产生着自由基，而自由基是参与人体内的氧化还原反应的，它的过量可以引起不同程度的细胞毒反应和不可逆性损伤，自由基对细胞成分的损伤经过不断的积累，导致细胞衰老。生物体吸收的氧有2%~3%转化为自由基成分。自由基包括氧自由基、过氧化氢和羟自由基等。他们不仅对生物大分子如蛋白质、脂类和核酸等均有损伤作用，而且还会使线粒体DNA发生突变。『6』近年有人发现一种转基因果蝇的寿命比正常果蝇延长了34%，因该果蝇转入并高效表达了Cu/Zn SOD和过氧化氢酶的转移基因。

三、抗衰老策略

针对细胞的衰老，人们也研究出来一些应对的办法。如应用细胞工程技术进行蛋白质、基因和细胞治疗，清除有衰老细胞产生的无用细胞；运用基因工程纠正细胞的变异性损伤；清除衰老的异常代谢物，如细胞内外的垃圾、细胞外液中的蛋白质交联物等。也有人在研究永生化的细胞，通过研究永生化细胞的生物特性，以延迟衰老。

参考文献

『1』唐炳华、王继峰,《医学分子生物学》,中国中医药出版社，P244

『2』唐炳华、王继峰，《医学分子生物学》,中国中医药出版社，P254

『3』聂俊、杨冬芝、杨晶，《细胞分子生物学》,化学工业出版社，P164、P165 『4』张可勇、郭红艳、王海君，《衰老机理及其研究进展》,齐齐哈尔医学院学报2006年第27卷第10期

『5』杨同书、颜炜群、杨杰，《分子医学导论·第一分册》,吉林大学出版社，P129

『6』唐炳华、王继峰,《医学分子生物学》,中国中医药出版社，P248