為了得到可靠的結論,作者在篩選相關(guān)研究時(shí)設定了三個(gè)標準,1)只關(guān)注能延長(cháng)壽命的因素(而不是那些減少壽命的),2)在三種或以上的生物上測試過(guò),3)被三個(gè)或以上的實(shí)驗室獨立驗證過(guò)。Rafael de Cabo等人發(fā)現能滿(mǎn)足這三個(gè)標準的延緩衰老的方法其實(shí)并不多,包括熱量限制,禁食,以及一些小分子物質(zhì),如亞精胺(人體內的一種多胺物質(zhì)),二甲雙胍(一種降血糖藥物),白藜蘆醇(葡萄的一種天然活性成分,具有抗氧化能力)和雷帕霉素(一種免疫抑制劑)。作者接著(zhù)對這些延緩衰老的方法做了詳細介紹,并探討了延緩衰老內在的分子機制。下面我們就來(lái)仔細了解下這些延緩衰老的方法。
1)熱量限制
熱量限制指的是在保證營(yíng)養充足的情況下減少每天的熱量(卡路里)攝入,熱量控制與節食不同,節食是通過(guò)控制飲食來(lái)調控體重。有實(shí)驗表明,小鼠每天減少30%左右的熱量攝入長(cháng)壽效果最佳。由于相關(guān)科學(xué)實(shí)驗難以在人體上展開(kāi),科學(xué)家對人類(lèi)熱量控制的量進(jìn)行了推算認為,對人類(lèi)而言減少15%左右的熱量可能更為理想。
但是熱量限制與長(cháng)壽的相關(guān)性在酵母菌,蠕蟲(chóng),果蠅,小鼠,犬,靈長(cháng)類(lèi)(猴子)上都得到了實(shí)驗驗證。而在人類(lèi)身上,對二者相關(guān)性最好的支持來(lái)自日本沖繩縣的一個(gè)長(cháng)壽人群。沖繩人壽命顯著(zhù)高于日本其他地方,而沖繩人相比于日本的其他地方最大的不同在于,他們吃很少的食物,同時(shí)保持鍛煉身體。而當沖繩人移民到巴西,開(kāi)始西方式的飲食和作息后,不僅體重明顯增加,他們的壽命預期居然降低了整整17年。
不過(guò)需要注意的是嚴重的熱量限制(30%)會(huì )導致體重過(guò)輕并造成其他副作用。還有研究表明長(cháng)期的熱量限制有幾率引發(fā)生育能力下降,性欲下降,月經(jīng)不調,骨質(zhì)疏松,傷口難以愈合等問(wèn)題。體型偏瘦的人則特別需要注意,即便是適度的熱量限制,都有可能對身體造成損傷。
2)禁食
考慮到長(cháng)期的熱量限制可能帶來(lái)的副作用,那么有沒(méi)有一種既利用熱量限制而又能減少健康風(fēng)險的方法呢?
禁食——這個(gè)在佛教,道教,基督教,印度教,猶太教,伊斯蘭教都有使用的宗教儀式(齋戒)——就提供了這樣一種可能性。禁食通常指的是在12小時(shí)至3周內完全不、或者只攝入少量食物,之后恢復正常飲食頻率和熱量攝入(區別于熱量限制,熱量限制并不改變飲食頻率)。根據實(shí)施方式的不同,禁食又可以再細分為隔天禁食(每隔一天禁食一天),間歇性禁食(每周禁食一到兩天)和周期性禁食(每三周或更長(cháng)禁食三天)。
和熱量限制相比,禁食更加便于實(shí)施和統計,禁食的長(cháng)壽效應在也人體上得到過(guò)驗證。研究者發(fā)現,一部分西班牙居民,在家庭護理中使用隔天禁食療法后,比其他居民壽命更長(cháng),因衰老相關(guān)疾病所導致的死亡率也更低。
另一個(gè)有趣的現象是,在第二次世界大戰期間,經(jīng)歷過(guò)食物短缺的成年人壽命反而更長(cháng)。不過(guò)考慮到戰爭期間人們在心理和生理上受到的諸多影響,很難下結論說(shuō)這是由禁食產(chǎn)生的長(cháng)壽效應。
禁食的長(cháng)壽效應在小鼠實(shí)驗中得到了證實(shí),被實(shí)施隔天禁食的小鼠壽命居然比正常小鼠高80%之多。
適當禁食不僅能延長(cháng)壽命,還有可能提升健康品質(zhì)。首先,禁食是一種最有效的降低血壓的方法,但需要注意的是,通過(guò)禁食降低血壓的方法,需要在醫生的指導下進(jìn)行。對患有哮喘的肥胖病人的跟蹤研究則發(fā)現,進(jìn)行2到4周的隔天禁食能有效緩解哮喘癥狀。多項動(dòng)物實(shí)驗表明,禁食能降低很多衰老疾病的發(fā)病風(fēng)險,包括神經(jīng)退化,癌癥和心血管疾病等。對小鼠的實(shí)驗發(fā)現,禁食有助于提高部分癌癥的化療療效。研究者指出,這很有可能是因為癌細胞需要更多的能量來(lái)完成增殖,在能量不足時(shí),比正常細胞更容易死亡。
需要特別指出的是,禁食并不適合所有的人。兒童時(shí)期的食物不足很容易導致?tīng)I養不良,進(jìn)而引發(fā)更多的身體損傷。而體重較輕的人群、I型糖尿病、高血壓患者,如果不當禁食會(huì )造成嚴重的健康損害甚至死亡,所以這類(lèi)人群如果想要禁食的話(huà),必須在醫生的監護下實(shí)施。
3)抗衰老藥物
上面介紹的方法都是“做減法”,那有沒(méi)有像古代人想象的靈丹妙藥那樣“做加法”的方法呢?
古代人的這個(gè)愿望其實(shí)也是現代醫生們的愿望,經(jīng)驗告訴他們:盡管過(guò)度肥胖的人都知道減肥就能大大降低患代謝疾病的風(fēng)險,并且能延長(cháng)自己的壽命,但是真的有毅力減肥成功的卻是少數。
2005年一項針對美國肥胖個(gè)體的研究就發(fā)現,一年內能減掉10%體重的肥胖癥患者,僅占總患者數的兩成。鑒于此,很多科學(xué)家都在研究可以產(chǎn)生類(lèi)似熱量限制或禁食效果的藥物。幸運的是,還真有這么幾種有效果的藥物。下面我們就來(lái)看看這些潛在的“靈丹妙藥”。
白藜蘆醇(Resveratrol)是發(fā)現于葡萄和紅酒中的一種天然多酚。早年間,人們發(fā)現了一個(gè)被稱(chēng)作”法國悖論“的奇怪現象,法國制造紅酒的工人們經(jīng)常大魚(yú)大肉攝入很多脂肪,但他們卻很少患心血管疾病。研究者發(fā)現,這很可能是紅酒中的白藜蘆醇的功效。實(shí)驗顯示,當猴子攝入高糖高脂的食物時(shí),攝入少量白藜蘆醇有助于維持胰腺內穩態(tài),提升血管功能。小鼠在攝入高脂肪食物時(shí)攝入白藜蘆醇則能延長(cháng)壽命,不過(guò)白藜蘆醇攝入并沒(méi)有延長(cháng)正常飲食小鼠的壽命。但是白藜蘆醇的長(cháng)壽效應在果蠅、蠕蟲(chóng)和酵母菌等其他真核生物上被觀(guān)察到。白藜蘆醇對正常飲食人群的長(cháng)壽效應還有待驗證。
雷帕霉素(Rapamycin)是發(fā)現于復活節島的一種土壤微生物分泌的天然產(chǎn)物,復活節島又名雷帕努伊島(Rapa Nui),這種物質(zhì)就被命名為雷帕霉素。在其延緩衰老的效果被發(fā)現之前,雷帕霉素在臨床中就作為免疫抑制劑,用于治療器官移植等引起的排斥反應。雷帕霉素的長(cháng)壽效應也在多種真核生物上得到實(shí)驗驗證,包括酵母菌、果蠅、蠕蟲(chóng)和小鼠。不過(guò)考慮到雷帕霉素對人體免疫反應的抑制能力,這種藥物并不太適合人體用作延緩衰老的藥物。事實(shí)上,已經(jīng)有不少報告指出,長(cháng)期服用雷帕霉素會(huì )產(chǎn)生貧血、肺炎等嚴重的副作用。
亞精胺(Spermidine)是一種能引發(fā)細胞自噬的多胺類(lèi)物質(zhì)。自噬是細胞維持穩態(tài)的一種方式,衰老細胞的蛋白質(zhì)可以通過(guò)自噬途徑降解被重新利用。普通人體內的亞精胺含量通常隨年齡的增長(cháng)而減少,不過(guò)百歲老人卻是例外,這一發(fā)現暗示了亞精胺與長(cháng)壽的潛在聯(lián)系。小鼠實(shí)驗顯示,短期攝入亞精胺會(huì )激發(fā)多個(gè)器官內的細胞自噬,長(cháng)期攝入亞精胺則能延長(cháng)小鼠的壽命。類(lèi)似的長(cháng)壽效應也在其他多種真核生物上被觀(guān)察到。除此以外,亞精胺還有緩解神經(jīng)系統疾病的功效?;加屑∥s性脊髓側索硬化癥的小鼠在服用亞精胺后,神經(jīng)退化和運動(dòng)功能障礙都有所緩解。這些神經(jīng)系統疾病也與細胞自噬息息相關(guān)。
二甲雙胍(Metformin)最初提取自植物山羊豆(French lilac),是一種被廣泛用于治療II型糖尿病的藥物。二甲雙胍能夠間接的激活細胞內調控能量代謝的一個(gè)關(guān)鍵蛋白AMPK,從而改善由II型糖尿病引起的代謝失衡。有趣的是,AMPK在熱量限制條件下也會(huì )被激活。近期的研究也發(fā)現,二甲雙胍和熱量限制引起的細胞代謝改變十分相似。二甲雙胍還能抑制慢性炎癥并減少氧化應激,而這兩個(gè)變化正是健康長(cháng)壽的重要因素。不過(guò)能證實(shí)二甲雙胍的長(cháng)壽效應的動(dòng)物實(shí)驗還相對匱乏。最近有研究表明,有較高風(fēng)險患乳腺癌的小鼠在攝入二甲雙胍后壽命有所延長(cháng)。
讓我們期待“永生”的未來(lái)吧!
如前文所說(shuō),正是細胞衰老死亡的程序性,給了科學(xué)家們提供了操縱細胞衰老的機會(huì )。而如今現代醫學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展,也讓我們能夠深入到細胞內的分子水平一探究竟。細胞內的一切生理過(guò)程,都是由各種分子和蛋白來(lái)調控的,衰老也不例外,上面介紹的各種長(cháng)壽方法都是通過(guò)影響細胞內某些分子和蛋白來(lái)實(shí)現的。
熱量限制和禁食都能減少生長(cháng)激素、胰島素、類(lèi)胰島素生長(cháng)因子(IGF1)等生長(cháng)因子的分泌,而這些生長(cháng)因子正是加速衰老的重要因素。有研究表明,具體調節機制可能是通過(guò)營(yíng)養信號傳導通路(如mTOR/S6K)完成的。細胞利用這些營(yíng)養信號傳導通路感知細胞內的氨基酸、能量、氧含量的變化,從而做出反應調節自身的生長(cháng)與繁殖。
白藜蘆醇、雷帕霉素和亞精胺,都是通過(guò)引發(fā)細胞自噬從而延長(cháng)個(gè)體壽命的。亞精胺能直接激活細胞自噬。雷帕霉素通過(guò)抑制mTOR信號通路來(lái)激活細胞自噬。白藜蘆醇則是通過(guò)激活SIRT蛋白(一種長(cháng)壽家族蛋白)來(lái)激活細胞自噬。如前文所說(shuō),自噬可以清理那些衰老的細胞,同時(shí)高效的加以利用,從而維持其他健康細胞的穩態(tài)。
二甲雙胍主要是通過(guò)激活AMPK蛋白來(lái)達到與熱量限制類(lèi)似的效果。二甲雙胍還能抑制線(xiàn)粒體內的能力代謝,激活抗氧化基因的表達,從而保護細胞免于氧化損傷。有理論認為氧化損傷是衰老的真正原因,不過(guò)還未成定論。
在文章的結語(yǔ)中,作者指出雖然這些方法有很有希望用于以后延緩衰老的臨床應用,但是大部分仍然缺乏足夠的人體試驗以及長(cháng)期的風(fēng)險評估。對此,還是需要大量的科學(xué)研究來(lái)驗證這些方法的安全性。
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