出品:中國科普博覽 作者:廣州中醫(yī)藥大學(xué) 曾慶平 世界上真有長生不老藥么,? 動物模型研究表明,,雷帕霉素能抗衰老,二甲雙胍,、白藜蘆醇號稱可以延年益壽,,連青蒿素和2,4-二硝基苯酚也已成為潛在的延壽藥。 這些化合物的分子結(jié)構(gòu)迥然不同,,為何竟有如此相似的神奇功能,?本文將通過一張“長壽路線圖”讓你在最短的時間里認(rèn)清這些延壽藥的“廬山真面目”。 遺傳決定理論壽命,,環(huán)境影響實際壽命 “海夫利克極限”(Hayflick limit)理論認(rèn)為,,一切正常細胞的分裂次數(shù)都有一個限度,不可能無限分裂下去,。也就是說,,生物的理論壽命最終是由遺傳因素決定的,任何環(huán)境因素及人為干預(yù)都不可能讓生物超越其壽命的最大極限,。從這個意義上來說,,世界上不可能有長生不老的“神藥”和“仙丹”,但讓人活到接近理論壽命的“靈藥”或“妙法”還是有的,。 人究竟能活多久,?人的海夫利克極限為40~60次,據(jù)此推算出人的理論壽命為150~175歲,??墒牵侥壳盀橹?,世界上公認(rèn)壽命最長的人也沒活過125歲,,而平均壽命就更短了,,發(fā)達國家只有77~90歲,發(fā)展中國家則低至32~80歲,。這就是說,,人們還遠遠沒有活到理論上可以活到的歲數(shù)! 人的壽命是否能用藥物延長呢,?對此還沒有確切答案,,但在其它生物身上早已得到肯定回答。 比如,,2009年美國《科學(xué)》雜志報道稱,,雷帕霉素能使小鼠壽命延長9%~14%;2014年《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表的論文指出,,抗糖尿病藥物二甲雙胍(又稱甲福明)可以延長線蟲的壽命,;2015年的最新研究指出,采用緩釋給藥技術(shù)的2,4-二硝基苯酚或極低濃度的青蒿素,,可以延長酵母和小鼠的壽命;至于葡萄酒中含量高的白藜蘆醇,,似乎也有延壽效果,,2006年的動物實驗發(fā)現(xiàn),在飼料中加入白藜蘆醇后,,肥胖小鼠即使到老年也較少生病,,抗衰老效果明顯。但是,,2014年的人體試驗卻表明,,膳食中補充白藜蘆醇與延壽并無關(guān)聯(lián)。 長壽路線圖與“青春之泉” 從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看,,雷帕霉素,、白藜蘆醇和青蒿素分別是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的大環(huán)內(nèi)酯、多酚和倍半萜內(nèi)酯化合物,,而二甲雙胍和2,4-二硝基苯酚則是結(jié)構(gòu)簡單的含氮化合物,。 令人好奇的是,結(jié)構(gòu)如此迥異的化合物為何具有這般類似的功能,?而白藜蘆醇抗衰老的效果為什么在動物和人身上不一致呢,? 這要先說說“熱量限制”(CR)或稱“節(jié)食”的延壽機理,之所以節(jié)食能延壽,,是因為它能產(chǎn)生一氧化氮(NO)結(jié)合線粒體的細胞色素C氧化酶(COX),,使呼吸鏈電子傳遞中斷。 這會導(dǎo)致兩種后果: 一方面刺激活性氧形成,,由此激活抗氧化酶,,降低活性氧水平,,減少染色體氧化損傷,最終使染色體末端的端粒延長,。 另一方面,,呼吸鏈功能失調(diào)使物質(zhì)分解與能量轉(zhuǎn)化無法偶聯(lián),于是可啟動染色體活化,,誘導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,,并促進線粒體再生。 前述抗衰老藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,,卻都能表現(xiàn)促進長壽的“多因一效”現(xiàn)象,,就在于這種效應(yīng)并不是通過藥物與受體的構(gòu)效關(guān)系來實現(xiàn)的,而是以各自獨特的機制作用于長壽路線圖中的不同節(jié)點,,如同“條條大道通羅馬”那樣殊途同歸,。 下面就用一張簡化的長壽路線圖加以解釋。2,4-二硝基苯酚(DNP),、二甲雙胍(MET)和青蒿素(ART)從COX節(jié)點進入,,其中二甲雙胍也可從AMPK節(jié)點進入。白藜蘆醇(RES)則從SIRT1節(jié)點進入,。雷帕霉素(RAP)從mTORC1節(jié)點進入,。 由于抗衰老藥物的延壽作用的實質(zhì)是合成代謝降低,降解代謝增強,,盡量回收利用身體已有的物質(zhì),,也就是所謂“自噬”,而這一切都是通過強化線粒體功能實現(xiàn)的,,因此不難理解傳說中的“青春之泉”(讓人起死回生的生命之水)所在地也許不是現(xiàn)實中的一眼泉水,,而是細胞內(nèi)的線粒體! “雙通道”長壽信號系統(tǒng) 如上圖所示,,所謂“雙通道”是指端粒延長通道和線粒體增加通道,,而端粒延長與線粒體增加都是細胞長壽的典型特征,意味著細胞活性氧水平降低,,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成減少,,蛋白質(zhì)降解增加,細胞自噬增強,,生物壽命延長,。氧化作用增強伴隨線粒體增加,抗氧化能力提高助長端粒延長,。 2,4-二硝基苯酚,、二甲雙胍和青蒿素都能模擬熱量限制產(chǎn)生的一氧化氮阻斷呼吸鏈電子傳遞,故可通過雙通道傳導(dǎo)長壽信號。此外,,二甲雙胍還是MAPK的激活劑,。雷帕霉素雖不作用于線粒體,但它能使mTORC1失活,,抑制蛋白質(zhì)合成并促進蛋白質(zhì)降解,,同樣起到刺激雙通道信號促進延壽的作用。白藜蘆醇是SIRT1的激活劑,,只能激活單通道,,不能激活雙通道,也就是它并不是通過誘導(dǎo)氧化來促進抗氧化,,因而抗氧化能力有限,。這大概就是為什么它雖有延壽潛力但其延壽效果卻不佳的主要原因。 服用藥物延壽靠譜嗎,? 細心的人不難發(fā)現(xiàn),,2006年的小鼠實驗所用白藜蘆醇的劑量高達每天22.4毫克/公斤,這相當(dāng)于一個體重60公斤的人每天要攝入1.344克白藜蘆醇,。不算不知道,,一算嚇一跳。一瓶葡萄酒只含5毫克白藜蘆醇,,若要達到上述攝入量,,每人每天要喝260瓶葡萄酒!盡管葡萄酒具有一定的保健作用,,但想靠喝葡萄酒延壽就不現(xiàn)實了,。 至于抗免疫排斥藥雷帕霉素和抗糖尿病藥二甲雙胍,,“老藥新用”并無不可,,但“本藥他用”(改變用途)則有隱患,因為它們至今未被批準(zhǔn)用作延壽藥,。即使它們在人體上能發(fā)揮延壽潛力,,其效果既受藥物劑量的限制,也受人體吸收與組織分布的制約,,何況長期服用形成的累積毒性足以讓人退避三舍,。假如沒有施行過器官移植手術(shù),也沒有患上糖尿病,,相信不會有人愿意以傷害肝腎器官為代價每天服藥,。 一氧化氮:潛在延壽藥 有趣的是,世界上最簡單和最有效的長壽“錦囊”其實是節(jié)食,,而鍛煉也具有一定的延壽潛能,,這是因為兩者都能促進血管內(nèi)皮細胞及神經(jīng)元持續(xù)產(chǎn)生一氧化氮。推而廣之,凡是能誘導(dǎo)一氧化氮合成或在體內(nèi)能釋放一氧化氮的化合物都能延壽,,這就是為什么心梗急救藥硝酸甘油,、高血壓急癥緩解藥硝普鈉和一氧化氮合成前體精氨酸等都被證實能延長動物的壽命。 硝酸甘油和硝普鈉作為藥物應(yīng)用于人體已有數(shù)十至數(shù)百年,,而精氨酸無毒無害,,早已作為保健品應(yīng)用于人體??茖W(xué)研究表明,,一氧化氮合成能力隨年齡增長逐步下降,老年人通過服用精氨酸適當(dāng)補充一氧化氮,,不僅能改善心血管功能,,而且有助于延年益壽。 結(jié)語 為什么分子結(jié)構(gòu)不同的化合物藥用效果相似或相同,?對各種具有延壽潛力的藥物呈現(xiàn)的“多因一效”現(xiàn)象的解釋是,,它們都能通過延長端粒和增加線粒體達到避免過早衰老并接近理論壽命的目的。 |
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