Tom Garmeson
衰老通常被認(rèn)為是整個(gè)身體的一個(gè)漸進(jìn)過程,
盡管每個(gè)人的衰老速度都不一樣,
但從整體角度分析人體器官的衰老機(jī)制是非常有益的。
———————————————
93歲高齡肝移植
———————————————
先講一個(gè)真實(shí)的故事。
一位土耳其少女在19歲那一年遭遇了人生至暗時(shí)刻,患有肝病的她急需肝臟移植,然而由于器官衰竭,在等待肝源期間,她又患上了肝性腦病,大量毒素在血液中積累,并對她的大腦構(gòu)成損傷,不久后,她的肝臟開始完全停止工作,醫(yī)生們緊急搶救需要移植肝臟以挽回她的生命。
然而隨著時(shí)間分秒流逝,要想在短時(shí)間內(nèi)完成這臺移植手術(shù),唯一的選擇就是移植已經(jīng)被其他醫(yī)院拒絕的肝臟——其前主人是近期去世的一位93歲女性,她移植肝臟狀況并不好,除了93歲“高齡”之外,還含有一個(gè)由寄生蟲感染引起的囊腫組織。從移植手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看,這個(gè)器官已經(jīng)很老了,特別是對于年僅19歲的少女患者。
但是由于沒有其他可用的器官,也沒有其他治療手段可選擇,醫(yī)生們只得將這位93歲高齡的肝臟移植給少女。令人欣慰的是,這臺2008年在土耳其伊諾努大學(xué)肝臟移植研究所進(jìn)行的肝臟移植手術(shù)最終取得了成功,19歲的少女患者存活了下來。6年之后她生育了一個(gè)健康的女嬰,在女兒一周歲生日當(dāng)天,這位26歲的女性,正好也迎來了她體內(nèi)移植肝臟的100歲生日。
很少人知道體內(nèi)移植一個(gè)百年肝臟器官會是什么樣的感覺?但人類某些器官的確有能力比人類的壽命更長,人體器官和組織的老化程度比計(jì)算生日更能準(zhǔn)確地體現(xiàn)我們身體的實(shí)際年齡。
長壽研究的一個(gè)有趣之處在于,你的實(shí)際年齡似乎沒有你想象的那么重要。事實(shí)上,研究人員更感興趣的是個(gè)體的實(shí)際年齡(即從你出生至現(xiàn)在有多少年)和生理年齡之間的差異。生理年齡是用于描述隨年齡增長,我們的身體實(shí)際上如何變化的。
這兩個(gè)數(shù)字可能是緊密聯(lián)系的,但從直覺上講,它們并不總是完美匹配的。我們都很清楚,長期不健康的飲食和缺乏睡眠會使我們過早衰老。
衰老通常被認(rèn)為是整個(gè)身體的一個(gè)漸進(jìn)過程,盡管每個(gè)人的衰老速度都不一樣,但從整體角度分析人體器官的衰老機(jī)制是非常有益的。研究表明,決定我們身體衰老速度的復(fù)雜基因、生活方式、環(huán)境因素并不是在同等程度地對我們的所有器官形成影響。
因此,一項(xiàng)針對成年人群的研究發(fā)現(xiàn),雖然我們可能擁有38歲年輕外觀,但是我們的腎臟可能會像61歲老人的腎臟一樣衰老虛弱。反之亦然,我們也許滿面皺紋脫發(fā)嚴(yán)重,看起來是一個(gè)80歲老人的外貌特征,但仍擁有一顆跳動得像是40歲中年人才會擁有的心臟。
遺傳學(xué)家將人類身體比作一輛汽車,“隨著時(shí)間的推移,汽車整體功能會下降,但有些部件磨損得比其他部件更快,如果汽車引擎運(yùn)行,在駕駛期間會不斷地修復(fù)所有部件,同樣,人體也是此類情況,當(dāng)人體衰老之后身體器官出現(xiàn)功能性下降,人們可以對這些器官組織進(jìn)行修復(fù)?!?/p>
———————————————
身體各器官的年齡
———————————————
雖然知道人們的總生理年齡是有用的,但如果想活得更長,享受更健康的生活,我們就應(yīng)該明白并不是所有身體器官的年齡都是一樣的。
精確估計(jì)任何器官的生理年齡并不是一件簡單的事情,雖然許多網(wǎng)站提供“計(jì)算器”評估不同器官組織的年齡,例如:心臟或者肺,但是確定器官生理年齡需要詳細(xì)檢查器官功能、組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞構(gòu)成、基因健康等,從而準(zhǔn)確地評估。
移植數(shù)據(jù)能夠提供一些有趣的線索,它可以說明哪些器官隨著年齡的增長會變得更好。研究人員將捐贈者年齡和術(shù)后受捐者壽命等因素進(jìn)行對比分析,結(jié)果顯示,整體而言,年齡較大的器官移植通常不太成功。然而,不同器官存在顯著差異,表明某些器官隨著年齡增長,并不會明顯衰老,具有“長壽功能”。
盡管心臟和胰腺的移植成功率在40歲之后就會降低,但研究人員發(fā)現(xiàn)65歲以上器官捐獻(xiàn)者之間才會出現(xiàn)移植肺部的年齡差異,眼角膜是所有器官中最具抗性的,而高齡受捐者對捐獻(xiàn)者眼角膜的抗性影響不大。
研究人員認(rèn)為,這些器官具有相對復(fù)雜性,它們對血管較為依賴,這將是應(yīng)對年齡問題的關(guān)鍵因素,不同器官組織與年齡相關(guān)的血管和微血管變化,是造成年齡相關(guān)的功能障礙的重要因素。
器官移植數(shù)據(jù)也引出了一個(gè)問題:某些器官的壽命是否有上限?例如:肝臟的再生功能是眾所周知的,手術(shù)切除三分之二肝的患者病例表明,術(shù)后一年內(nèi)肝臟可以完全恢復(fù)至正常大小。
研究人員以近年來幾例成功的肝臟移植手術(shù)為例進(jìn)行說明:90多歲的老年人在很大程度上是一個(gè)尚未開發(fā)的潛在肝臟捐獻(xiàn)群體,還有一些科學(xué)家則在密切監(jiān)控一群100歲以上老人的肝臟器官,發(fā)現(xiàn)他們的肝臟比生理年齡年輕幾十年。
一些器官可能對我們生活方式的某些方面更為敏感,肺和環(huán)境污染就是一個(gè)很好的例子,在城市或者高污染環(huán)境中,人體肺部更容易功能性衰老。
許多生活方式因素可能影響我們復(fù)雜的衰老模式,我們吃什么,以及如何吃,如何睡覺,以及什么時(shí)候睡覺,所有這些事情將以不同的方式影響著人體器官,只是我們并不完全理解。
在微觀層面上,器官年齡的概念會變得更加模糊,構(gòu)成人體大部分器官的單個(gè)細(xì)胞會損耗,需要定期替換,這意味著隨著時(shí)間的推移,許多人體組織會完全再生,但是它們再生的速度也會差別很大。
通常情況下,血紅細(xì)胞在人體靜脈和動脈中循環(huán)平均需要4個(gè)月,而處于混亂腸道系統(tǒng)的細(xì)胞僅幾天時(shí)間就會替換,與此同時(shí),大多數(shù)腦細(xì)胞或者神經(jīng)元不會隨著人體衰老而被取代,這意味著它們通常和人體生理年齡保持一致。
但有一支研究小組在2019年有一項(xiàng)驚人的發(fā)現(xiàn):神經(jīng)元并非哺乳動物中唯一的長壽細(xì)胞,他們在老鼠肝臟和胰腺中發(fā)現(xiàn)了與老鼠生理年齡相當(dāng)?shù)摹袄霞?xì)胞”,并且這些細(xì)胞能與更年輕的細(xì)胞共存,這種存在方式被稱為“年齡鑲嵌(age mosaicism)”。由于存活時(shí)間較長的細(xì)胞比那些年輕細(xì)胞更容易遭受年齡相關(guān)的損耗,它們存在于大腦外部的事實(shí)將為研究人員提供重要線索,可以更多地了解其他器官的衰老機(jī)制。
———————————————
個(gè)性化衰老
———————————————
無論人體器官面對衰老有多強(qiáng)的復(fù)原和適應(yīng)性,所有器官組織會隨著時(shí)間的推移而逐漸衰老、功能性下降,但最新研究表明,未來人們或?qū)⒂心芰︻A(yù)測哪一個(gè)器官最先衰竭。
2020年,有研究小組發(fā)現(xiàn)人體中至少有87種分子和微生物可作為衰老的“生物標(biāo)記”,通過對一組志愿者進(jìn)行為期兩年的季度性體檢,觀察這些“生物標(biāo)記”是如何變化的。最終他們得出結(jié)論稱,人們似乎是通過不同的生物機(jī)制逐漸衰老的。更重要的是,他們發(fā)現(xiàn)通過對個(gè)體最密切相關(guān)器官或者系統(tǒng)的生物標(biāo)記分組,可將個(gè)體劃分為不同的“年齡類型”。
基于人體衰老的主要表現(xiàn)方式——腎、肝、新陳代謝和免疫能力,研究小組發(fā)現(xiàn)4種不同類型衰老的相關(guān)證據(jù)。但他們相信其他類型的老年人群也存在該現(xiàn)象,就比如喜好有氧運(yùn)動的老年人。值得注意的是,他們能夠確定人們的年齡類型,這可能與人類基因與環(huán)境因素結(jié)合有關(guān),如果這項(xiàng)研究理論是正確的,那天未來有一天年輕人將被告知隨著年齡增長,他們需要注意哪些器官組織的健康問題。
如果你是一位心臟病專家,你一定會關(guān)注自己的膽固醇指數(shù),檢查心臟、保持體能鍛煉,對于新陳代謝調(diào)節(jié)者而言,更要控制飲食,少飲酒。
加強(qiáng)體能鍛煉和健康飲食對于人體有益,但如果你的心臟或者腎臟損耗,你可能需要更直接的策略——我們還不知道斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)識別的“衰老類型”在時(shí)間短暫的研究中是否會產(chǎn)生生理變化,長期是否會對健康造成負(fù)面影響。但是我們正在進(jìn)入一個(gè)更個(gè)性化的抗衰老干預(yù)時(shí)代,一刀切并不能解決該問題,總體而言,鍛煉和良好的飲食習(xí)慣對人體有益,但如果你的心臟和腎臟衰竭,就可能需要采取更有針對性的策略。
———————————————
逆轉(zhuǎn)衰老時(shí)鐘
———————————————
機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究進(jìn)展可使科學(xué)家獲得更加精確生物衰老評估數(shù)據(jù),其中一種方法是研究DNA的永久性變化,即甲基化特征,不同基因在該過程中被開啟或者關(guān)閉,這涉及到甲基化學(xué)基團(tuán)附著在我們的DNA部分上。人們認(rèn)為,該過程是人體DNA一系列“表觀遺傳”變化特征,這些變化決定了我們的基因如何受到生活方式和生活環(huán)境的影響。DNA甲基化的數(shù)量隨著我們年齡的增長和表觀遺傳模式的改變而變化,這使得生物學(xué)家能夠開發(fā)出“表觀遺傳時(shí)鐘”,他們相信這是生物年齡的強(qiáng)大預(yù)測器。
這種時(shí)鐘還能比較分析不同組織的生理年齡,例如:部分證據(jù)表明,女性乳腺組織比其他部位衰老得更快,這就提出了表觀遺傳時(shí)鐘能否用于預(yù)測乳腺癌的問題。一些科學(xué)家指出,即使它們被證明是精準(zhǔn)的,我們還不知道減慢這些時(shí)鐘治療是否也會減緩衰老進(jìn)程。
無論我們?nèi)绾慰陀^地看待人體衰老,許多長壽研究機(jī)構(gòu)的最終目標(biāo)不僅僅是讓衰老時(shí)鐘慢下來,而是讓衰老時(shí)鐘倒轉(zhuǎn)。在細(xì)胞水平上,這似乎已有成功可能。2000年3月,斯坦福大學(xué)研究人員稱,他們通過使老年群體制造出山中因子,從而能成功獲得年輕細(xì)胞,此前研究證實(shí),山中因子是一種能使細(xì)胞恢復(fù)至胚胎狀態(tài)的蛋白質(zhì),經(jīng)過幾天的實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示老年人群體內(nèi)細(xì)胞年輕了幾歲。
針對整個(gè)器官組織類似的“長壽實(shí)驗(yàn)”就更具挑戰(zhàn)性了,但該項(xiàng)研究可能是在不將細(xì)胞和組織從體內(nèi)移除的情況下逆轉(zhuǎn)細(xì)胞和組織生物時(shí)鐘的新療法第一步。
然而,目前許多科學(xué)家都將重點(diǎn)放在延長老年人健康壽命上,近期,研究人員強(qiáng)調(diào)了雷帕霉素、二甲雙胍等藥物,以及鋰元素可用于治療推遲疾病發(fā)作,但是這些干預(yù)措施差不多可以逆轉(zhuǎn)衰老的許多癥狀。其他人贊同抗衰老治療可能會有“組織特異性”效應(yīng),從而突出了科學(xué)家需要了解衰老過程如何以不同方式影響不同的器官組織。
盡管每個(gè)器官組織的衰老方式不盡相同,但精心照顧它們都是有意義的,人體每個(gè)器官相互連接形成一個(gè)整體系統(tǒng),其中某個(gè)器官的衰老病變將不可避免地影響其他器官組織。
———————————————
◎ 翻譯|葉傾城
◎ 來源|新浪科技