(完整word版)衰老与抗衰老

衰老与抗衰老

衰老是机体的形态结构和生理功能的退行性变化，表现为细胞数减少，组织弹性降低，脏器萎缩变性，多种生理功能减退，机体的适应能力、抵抗能力、储备能力以及体内外平衡能力减弱，病患容易产生。衰老是生命过程的必然规律。一般认为：衰老是遗传设定的、源于基因，在生命活动过程中受内外因素配合作用而表现出来。但生物为什么会衰老？衰老的机理是什么？目前尚未得到很好阐明。

一、衰老学说

衰老问题是当今社会和自然科学研究的重点之一。科学工作者已提出不少有关衰老机理的假说，例如1942年Bjorksten提出大分子物质交联学说、1956年Harman提出自由基学说、1958-60年Failla与Szilard提出射线导致细胞突变学说、1961年Medvdev 与Orgel 提出差错蛋白质学说、1979年Comfort 提出衰老基因调控学说、1980年Miquel等提出线粒体DNA损伤学说、1990年Hardy 提出端粒学说等等。这些学说都只能从某一侧面反映衰老的因或果，很难完全解释衰老的机制。下面只就目前较为流行的端粒学说和自由基学说作简要介绍。

1、端粒学说

端粒（telomere）是线性染色体末端的特殊结构区，含有一些双链DNA重复序列，其终端是仅含多个G的单链。端粒单链DNA的结合蛋白类似帽子，起稳定端粒的作用；双链上的结合蛋白有测量端粒长度和调控端粒酶活性的作用。端粒的功能是保护染色体的完整性和稳定性，防止染色体末端被酶解或两条染色体的端区融合、丢失或重排。每种生物的端粒都有特定的平均长度，但其总长度与生物体的寿命无关。人的端粒长约10~15 kb。

细胞分裂时染色体复制。由于DNA链的‘不完全复制’，新链5′端留下一段缺隙，端粒因之缩短，但对其上游的结构基因没有影响，从而保证染色体结构基因复制的完整性。人体细胞每分裂一次，端粒平均缩短50~200bp; 当细胞持续分裂端粒缩短至2~4kb时，正常人的双倍体细胞就不能再进行分裂，细胞进入M1期，开始衰老。因而该假说认为：端粒的缩短是使细胞衰老死亡的根源。

端粒酶(telomerase)是合成端粒的一种逆转录酶，活化后能以自身RNA为模版合成端粒DNA并添加到染色体末端。端粒酶由3个亚单位组成：①端粒酶RNA(hTR),②端粒酶相关蛋白（TP1）,③端粒酶催化亚单位（hTRT）；hTR是端粒酶延长端粒的模版，TP1起调节作用，hTRT具转录酶的催化活性。端粒酶能延长端粒DNA富含G的单链，补上新链5′端的缺失；此外它也能修复断裂的染色体末端。

端粒在细胞内是动态地变化着的。端粒的缩短可由端粒酶合成修补；但端粒酶活性高低并不与特定的端粒长度呈正相关。一种细胞内端粒酶活性的高低有无、以及端粒修复的情况，是按细胞遗传特性设定的程序进行调控的。

人体内某些组织的细胞（例如造血干细胞、皮肤基底细胞、生殖母细胞、小肠陷窝细胞、子宫内膜上皮细胞等）端粒酶活性很高，端粒修复良好，细胞不易衰老。另一些组织细胞的端粒酶活性很弱，端粒长度明显随着年龄增大而缩短。许多癌细胞在大量衍生过程中，端粒酶不断快速合成端粒DNA的重复序列，补充到已缩短的端粒上，所以癌细胞端粒的长度维持不变。早老综合症（Werner′s综合症等）的病人，生长阻滞，皮肤、骨骼肌、心血管系统功能退化加速；病人的培养细胞，其端粒比正常个体中者短，端粒DNA修复能力降低。可以看出，端粒长度及端粒酶活性与细胞衰老的确有着非常密切的关系，端粒缩短可能是细胞开

始衰老的关键性事件。

2、自由基学说

自由基学说认为，引起人体衰老的主要原因是细胞代谢过程中不断产生的自由基(free radical)。自由基能损坏膜结构、酶、蛋白质和DNA，使细胞受到损害；低水平自由基损害的长时间累积，能引起老化多病，导致人体的衰老和死亡。同时，这种学说还认为凡能抑制和消除自由基的物质，均具有抗衰老作用。动物实验表明，喂给动物各种氧化剂会加速动物死亡，而抗氧化剂可以延长动物寿命。

自由基是指：在电子轨道上带有一个或几个不成对电子的分子或原子。自由基符号以“·”来表示，“·”代表分子上的不成对的电子。单线激发态氧（1O2*）、超氧阴离子(O-*2)、羟自由基(OH·)、谷胱甘肽自由基（GS*)、类脂质自由基(L*)、有机过氧化物自由基(R-COO*)等都是自由基；过氧化氢(H2O2)本身不是自由基，但它很容易产生1O2*。自由基性质非常活泼，有极强的氧化能力，能通过氧化反应破坏细胞组成中的有机大分子，伤害细胞器和细胞，造成细胞功能减退；所以自由基学说认为自由基是促使机体衰老的主要原因，而且几乎所有与年龄相关的退行性疾病（如心脑血管疾病、老年痴呆、恶性肿瘤、糖尿病、一些自身免疫性疾病、肺气肿、关节炎、肝硬化等）都与自由基造成的伤害有密切关系。

自由基学说在发展中将线粒体损害理论包括在内。线粒体是细胞内进行氧化磷酸化的细胞器、产生能量的工厂；它的耗氧量约占机体耗氧总量的90%，而且所摄取的氧约2%在线粒体内变为氧自由基，是体内氧自由基的主要来源。线粒体DNA未受组蛋白保护，易受自由基袭击，又不具核酸校读作用，错误率较高，结果使线粒体变性，影响能量供应，以致损害细胞、组织。

生物体内有防御自由基损害的抗氧化酶类：过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等，也能利用一些抗氧化剂，例如谷胱甘肽、VitC、VitE等将自由基分解消除；但当自由基的量太多或酶活力减弱时，自由基的毒害作用便明显呈现。随年龄增加，人体产生抗氧化酶类和利用抗氧化剂的能力逐渐降低，对自由基损害的防御能力下降，将导致衰老加速。

二、与衰老有关的基因

近来在动物体内已发现一些与衰老有关的基因，例如age-1，ras2p，lag-1，lac-1，daf-2，daf-12，daf-16，daf-18，daf-23，clk-1，clk-2，clk-3，spe-26，gro-1等，它发生突变或缺失会延长线虫的寿命，其作用机理还未探明。daf-2已在果蝇和老鼠体内找到；人体内可能也存在类似基因，找到并阐明其作用后对它进行干预，也许能延长人类的寿命。

在人类衰老相关基因研究方面，科学家已发现60余种与衰老有关的基因。近来揭示p16基因和p21基因对人类细胞衰老进程有重要影响。p16基因是一种细胞周期负调控因子，它抑制细胞周期蛋白依赖激酶CDK4和CDK6，而p21基因则是抑制cylin-CDK复合物，它们都使细胞周期阻滞于G1期。在细胞衰老过程中它持续高表达，甚至高出年轻细胞的10～20倍。在细胞受到伤害时，它们使细胞停止生长，并使细胞获得休息和自我修复的时间；当细胞老化时它们抑制细胞分裂，并启动其他与衰老和病患有关的若干基因；在细胞衰老、肿瘤发生等中都具有十分重要的作用。一些科学家认为p16与p21基因可能是人类可分裂细胞中控制衰老进程的主导基因。p15与p16类似，p27与p21类似，也有相似的作用。

此外，一些长寿家族的遗传调查显示，父亲遗传到女儿的影响最弱，母亲遗传到儿子的影响最强。

三、抗衰老

衰老的发生和发展取决于遗传因素、内外环境因素和社会心理因素的作用，而且是多因