人最終都會走向衰老,隨著年齡的增長帶來的衰老現象也很容易被我們所感知,,與此同時,,細胞水平上也會發(fā)生一些常見的事件,而這些“細胞衰老現象”被科學家們認為是“生物衰老的標志”,。 衰老的標志主要由我們的基因決定,,但環(huán)境因素也會導致或加劇它們。每個標志都會導致隨著年齡的增長而發(fā)生和累積的損害,,并最終導致與年齡相關的病理,。 衰老的標志決定了實際年齡(日歷年齡)和生理年齡(衰老過程如何影響我們身體的身心功能和外觀水平下降)之間的差異。 國外頂級期刊《Cell》上發(fā)表的一篇研究報告:The Hallmarks of Aging.——衰老的標志,,研究中就解釋了細胞水平上的“生物衰老標志”,。 科學家們對于衰老的標志作出了明確的劃分,一共是9大類: 1. 基因不穩(wěn)定性 衰老的一個共同點是基因損傷在整個生命中的積累,。遺傳損傷可能會持續(xù)數年,,這可能是由于 DNA 復制錯誤、氧化應激和環(huán)境中的外部因素(如毒素)造成的,。 隨著基因損傷的累積,,基因的穩(wěn)定性會減弱,從而使它們面臨損害您身體其他功能的風險,。 基因不穩(wěn)定性包括: - 體細胞突變在老年人和模式生物的細胞內積累,,其他形式的 DNA 損傷,如染色體非整倍體和拷貝數變異,,也被發(fā)現與衰老有關,;
端粒:染色體的末端由重復的核苷酸堿基組成的保護帽,。這些有點像鞋帶末端的塑料帽,可以保護鞋帶免受損壞,,并且更容易系上新運動鞋,。各種表觀遺傳改變會影響整個生命中的所有細胞和組織,。表觀遺傳變化涉及 DNA 甲基化模式的改變,、組蛋白的翻譯后修飾和染色質重塑。表觀遺傳學側重于行為和環(huán)境如何影響基因功能,。表觀遺傳變化的一個特征是組蛋白修飾的概念,。組蛋白是一種小蛋白質,可以使 DNA 緊密纏繞并免受細胞環(huán)境中的威脅,,并調節(jié)對遺傳信息的訪問,。當稱為甲基的小化學結構添加到 DNA 中時,它們會關閉相應的基因,,從而改變組蛋白功能。將甲基視為基因的“開關”開關:添加它們時,,基因會關閉,,而去除它們時,基因會打開,。這稱為DNA 甲基化,。化學成分中含有大量甲基的飲食可能會導致更高的 DNA 甲基化率,從而增加基因失活率,。當然,,反過來也是如此——飲食中沒有足夠的甲基供體基團可能會導致更高的基因激活率,從而導致慢性炎癥和與年齡相關的疾病,。所有細胞都利用一系列質量控制機制來保持其蛋白質組的穩(wěn)定性和功能,。蛋白質穩(wěn)態(tài)涉及穩(wěn)定正確折疊的蛋白質的機制——最突出的是蛋白質的熱休克家族——以及蛋白酶體或溶酶體降解蛋白質的機制。蛋白質組是體內合成和修復蛋白質所需的細胞機器的微生物集合,。當功能正常時,,蛋白質會被高度精確地創(chuàng)建和修復,從而保持其整體蛋白質功能,。然而隨著年齡的增長,,很明顯蛋白質組開始失去其功能,這可能導致錯誤折疊和受損蛋白質的積累,。這會在體內產生炎癥,,從而導致與年齡相關的疾病,如阿爾茨海默病,、帕金森病和與白內障等眼睛相關的功能障礙,。哺乳動物的生長激素軸包括由垂體前葉產生的生長激素 (GH) 及其次級介質,胰島素樣生長因子 1 (IGF-1),由許多細胞類型響應 GH 而產生,,最顯著的是肝細胞,。IGF-1 的細胞內信號通路與胰島素引發(fā)的信號通路相同,它通知細胞存在葡萄糖,。因此,,IGF-1 和胰島素信號傳導被稱為“胰島素和 IGF-1 信號傳導”(IIS)通路。值得注意的是,,IIS通路是進化中最保守的衰老控制通路,,其多個靶點包括轉錄因子FOXO家族和mTOR復合物,它們也參與衰老并在進化過程中保持不變,。在衰老過程中,,我們的細胞對營養(yǎng)信號的調節(jié)變得越來越差,這會破壞細胞利用和產生能量的能力,。這可能導致能量減少和代謝功能障礙,。線粒體是細胞的動力源,相當于汽車的發(fā)動機,。如果發(fā)動機熄火,,汽車就無法運轉……很容易理解,細胞也是如此,。如果線粒體開始失去為細胞產生能量的能力,,細胞就會掙扎著生存并開始利用有限的能量儲備。保持體內足夠的抗氧化狀態(tài)很重要,,因為活性氧(ROS) 是線粒體的敵人,。隨著時間的推移,我們吃的食物和我們參加的運動水平都會影響體內活性氧的相對水平,。海弗利克觀察到的衰老是由端??s短引起的,但還有其他與衰老相關的刺激會獨立于端粒過程觸發(fā)衰老,。最值得注意的是,,非端粒 DNA 損傷和INK4/ARF基因座的去抑制,兩者都隨著年齡的增長而逐漸發(fā)生,,也能夠誘導衰老,。隨著年齡的增長,衰老往往會發(fā)生,,因為細胞變老并成為環(huán)境破壞和磨損的受害者,。為了防止受損 DNA 的復制,同時保持能量產生和體內平衡,,衰老開始阻止復制周期,。但是當衰老細胞開始積累時就會出現問題,,因為這些細胞會引發(fā)炎癥。由于隨著時間的推移,,衰老的生物體往往會失去清除這些細胞的能力,,因此衰老細胞可能是慢性炎癥的主要來源,因此也是生物衰老的主要來源,。組織再生能力的下降是衰老最明顯的特征之一,。例如,造血功能隨著年齡的增長而下降,,導致適應性免疫細胞的產生減少——這一過程稱為免疫衰老,。干細胞有助于適應性免疫系統(tǒng)的生長,這對于產生針對我們一生中遇到的各種病原體的抗體至關重要,。如果身體的免疫干細胞庫存開始耗盡,,它就會失去適應病原體的能力,并容易受到類似病原體的重復感染,。這就是為什么隨著年齡的增長保持身體健康如此重要的原因之一,,因為像流感病毒這樣看似簡單的病原體可能會對我們以后的生活系統(tǒng)產生不利影響。隨著時間的推移,,細胞相互交流的能力趨于下降,。以免疫系統(tǒng)為例,免疫細胞相互交流以調節(jié)對病原體或細胞威脅的反應,,這種交流通常由稱為細胞因子的小型免疫蛋白協(xié)調。正如預期的那樣,,健康的免疫系統(tǒng)將自然而有效地執(zhí)行必要的過程,,以防止炎癥。然而,,在整個生命周期中對免疫反應和慢性壓力的頻繁挑戰(zhàn)會削弱其控制促炎信號的能力,,因此會出現慢性炎癥連續(xù)體。這種與年齡相關的低度炎癥增加被稱為“炎癥”,,被認為是生物衰老的標志性因素,。當然,科學還在進步,,也許在不久的將來,,很快就能出現更多明確而又能干預衰老的研究結論,持續(xù)推動人類前進,。
參考文獻: TheHallmarksofAging.https://www./fulltext/S0092-8674(13)00645-4 https:///causes-of-aging/#04 https:///blogs/learn/the-nine-hallmarks-of-aging-and-your-biological-age https://www.ncbi.nlm./labs/pmc/articles/PMC3836174/ https://www./health/chronological-ageing https://pubmed.ncbi.nlm./26743268/ https://pubmed.ncbi.nlm./29957767 https://pubmed.ncbi.nlm./31956310/ https://med./news/all-news/2015/01/telomere-extension-turns-back-aging-clock-in-cultured-cells.html
|