衰老的發(fā)生,以進行性的生理功能和組織內環(huán)境穩(wěn)定能力下降為特征,可導致退化性疾病和死亡的發(fā)生率增加。衰老是多種因素共同作用的結果。有關衰老的學說很多。根據長期研究的結果,人類衰老的原因既有內部原因,也有外部原因。內部原因,主要是認為衰老與遺傳因素有關,衰老是按遺傳程序實現(xiàn)的有規(guī)律的退化。外部原因,如環(huán)境污染、營養(yǎng)條件、社會壓力等,也會對機體造成影響。無論哪種原因,最終發(fā)生作用,都離不開機體內部的分子機制。本文將給大家介紹幾種當前有關衰老發(fā)生機制的熱點學說。
人類衰老的進程
1、自由基學說與衰老
自由基是機體內一類能獨立存在、卻含有一個或一個以上不配對電子的任何原子或原子團,是機體生命活動中各種生化反應的中間代謝產物。具有強氧化性,可損害機體的組織和細胞,進而引起慢性疾病及衰老效應。衰老的自由基學說認為,在機體衰老的有氧代謝過程中,自由基水平的增加或抗氧化劑的缺失使機體抗氧化能力下降和細胞毒性增加,從而造成生物膜、氨基酸鏈及DNA 的分子結構的不可逆改變損傷,進而導致機體衰老相關退行性疾病的產生,推動衰老的發(fā)生。
紫外線照射、吸煙、酗酒、心理壓力大、生活不規(guī)律、熬夜、暴飲暴食、組織器官損失后的缺血、過量運動、患慢性疾病等原因都可導致體內產生大量自有基。
導致人體產生自由基的外界因素
2、端粒、端粒酶與衰老
1990年,美國抗衰老專家Harley提出細胞衰老的端粒假說。端粒存在于真核細胞染色體末端,由端粒DNA 和結合蛋白組成。端粒能夠限制細胞的分裂次數(shù),被稱為“生命時鐘”。在細胞有絲分裂過程中,端粒隨著分裂次數(shù)增多而逐漸縮短,縮短到一定程度就會失去其保護染色體穩(wěn)定的功能,導致染色體末端融合,出現(xiàn)功能障礙,最終導致細胞衰老。端粒參與DNA復制,對維持基因組穩(wěn)定和完全復制有著重要的作用。由于端粒不能被DNA聚合酶完全復制,所以在細胞分裂過程中會不斷縮短,分裂旺盛的細胞端粒較長,分化后分裂能力較差的細胞,其端粒逐漸縮短。
端粒酶是一種核糖核蛋白復合體。在連續(xù)的細胞分裂過程中,如果沒有端粒酶的活性作用,端粒就會縮短,當縮短到一定程度時,端粒就會失去端粒結合蛋白對其的保護作用,從而激活細胞衰老信號傳導通路,進而使細胞發(fā)生凋亡。衰老的調節(jié)有賴于端粒酶對端粒的調控及端粒和端粒酶的聯(lián)合作用。
端??s短是導致衰老的原因,而且很多因素都會影響端??s短速度,例如,因每個人的基因不同,生活方式不同,環(huán)境不同,情緒不同。因此,短暫的青春期過后,就會受到更長的各種因素的影響,造成各人的端粒縮短和衰老速度的不同,有的老的快,有的老的慢。就象一群人一起長跑,一開始距離差不多,由于每個人的速度都有一點差異,結果是跑的時間越長,差距就越大。
端粒
3、線粒體DNA(mtDNA)損傷與衰老
mtDNA是線粒體中的遺傳物質,線粒體能為細胞產生能量(ATP),是在細胞線粒體內發(fā)現(xiàn)的脫氧核糖核酸特殊形態(tài)。mtDNA參與編碼氧化呼吸鏈中的多個蛋白質亞單位,其損傷后可引起相關蛋白質的合成障礙,不能形成正常的呼吸鏈,進而影響ATP的合成,導致細胞所需的能量不足,從而產生一系列衰老癥狀。線粒體是活性氧(ROS)的主要來源,其產生的ROS 可對mtDNA 造成損傷,進而引發(fā)mtDNA 突變,產生有缺陷的電子傳遞鏈(ETC)結合產生更多ROS,造成ROS 積累和mtDNA 突變的惡性循環(huán),導致細胞損傷,加快衰老進程。
研究發(fā)現(xiàn),衰老過程中機體的各種組織中檢測到大量mtDNA的突變,包括點突變、缺失和重排。提示mtDNA突變與衰老有著密切的關系。研究表明,隨著年齡的增加,mtDNA的拷貝數(shù)量有明顯減少的趨勢。另外,隨著年齡的增長,mtDNA缺失的頻率也相應增高。而mtDNA的點突變積累是導致衰老及與衰老相關的退行性疾病的重要原因。
細胞與線粒體DNA
4、表觀遺傳修飾與衰老
表觀遺傳學則是指在基因的DNA序列沒有發(fā)生改變的情況下,基因功能發(fā)生了可遺傳的變化,并最終導致了表型的變化。表觀遺傳修飾在衰老進程中發(fā)生的復雜變化可能是衰老的決定性因素之一,DNA 甲基化、組蛋白修飾及微?。遥危粒ǎ恚椋遥危粒螅┑谋磉_等。2012年發(fā)表在《美國科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的研究顯示,103歲的個體上的DNA甲基化程度低于新生兒。而且減少的數(shù)量不是一個小數(shù)目,百歲以上的人的甲基化位點比嬰兒甚至要少50萬個。表觀遺傳學因素使衰老的調控不只局限于“基因決定論”。
DNA甲基化
5、免疫功能退化與衰老
免疫系統(tǒng)是衰老過程的主要調節(jié)系統(tǒng)之一。免疫細胞是指參與免疫應答或與免疫應答相關的細胞。包括淋巴細胞、樹突狀細胞、單核/巨噬細胞、粒細胞、肥大細胞等。研究發(fā)現(xiàn),免疫細胞的衰老與壽命有重要關系。當免疫細胞消滅入侵的有害物時(即排異反應),人才會不生病。當免疫細胞發(fā)揮保護自身組織功能和結構穩(wěn)定時,則可以達到抗衰老的目的。德國馬丁路德大學的Donjete Simnicaa教授等發(fā)現(xiàn),隨著年齡的增加,免疫細胞T細胞的多樣性會逐漸減少。40歲后,更是呈明顯下降趨勢。不同類型的T細胞可以攻擊不同的癌細胞,T細胞的多樣性下降則意味著T細胞的種類越來越少。隨著年齡的增加,可以攻擊不同類型癌細胞的T細胞越來越少,疾病癌癥就隨之而來。
攻擊腫瘤細胞的T淋巴細胞
6、神經內分泌功能減退與衰老
神經內分泌與免疫系統(tǒng)之間通過激素、神經肽、神經遞質等,與細胞因子相互聯(lián)系,互相作用,構成了一個完整的調控網絡,維持這機體的正常生理功能。神經內分泌調節(jié)網絡的失衡對加速衰老的進程有很大程度的作用。隨著年齡的增長,激素及其活性物質的合成、分泌與調節(jié)功能都可能發(fā)生不可逆的衰退性改變,可引起這些激素所作用的組織生物功能發(fā)生改變,進而導致機體內分泌系統(tǒng)功能發(fā)生減退或紊亂,從而加速了衰老的發(fā)生。
神經內分泌腫瘤
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