抗衰老第一站:了解衰老的标志

来源:产业创新人才培养中心

建设单位:个体化细胞治疗技术国家地方联合工程实验室(深圳)

时间:2024-12-31

自古以来,长寿便是人们最终极的目标。秦始皇派遣徐福东渡日本寻找长生不老之药,汉武帝也曾多次寻求仙丹以求延年益寿。这些历史上的故事虽然充满了神秘色彩,但都反映了人类对长寿的渴望。然而,岁月的车轮无法停止,每个人都会经历衰老的过程。

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然而每个人对衰老的感受各相径庭,但科学是客观统一的,对于如何定义衰老,科学家们有着客观而具体的量化指标。


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衰老的标志发展历史


①1953年 – 彼得·梅德沃(Peter Medawar)提出“衰老的进化理论”,解释了自然选择如何影响衰老过程。

②1961年 – 莱昂纳德·海弗利克(Leonard Hayflick)发现细胞分裂的极限,称为“海弗利克极限”,为理解细胞衰老提供了关键线索。

③1978年 – 伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth Blackburn)发现端粒酶,这一发现对于理解细胞寿命和衰老具有重要意义,也为后来的端粒研究奠定了基础。

④2013年 – 卡洛斯·洛佩斯-奥廷(Carlos López-Otín)和曼纽尔·塞蒂利亚(Manuel Serrano)提出衰老的九大标志,为衰老研究提供了一个全面的框架。

⑤2022年 – 全球科学家在哥本哈根老龄化会议深入讨论衰老标志,并在会后继续研究。

⑥2023年 – 西班牙奥维耶多大学肿瘤研究所和法国巴黎大学的科学家在Cell杂志上发表了一篇题为《Hallmarks of Aging: An Expanding Universe》的综述论文,该论文提出了衰老的十二个标志


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在本文中,我将详细为大家介绍这十二大标志的学术定义,并用简明易懂的语言解释它们是什么,如何影响我们的健康,以及与之对应的改善方法


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衰老的十二大标志


01
慢性炎症(Chronic inflammation)

它是一种长期存在的炎症状态,这种炎症不会引发急性症状,但会逐渐损害组织,导致多种衰老相关疾病。炎症细胞因子的持续增加和免疫细胞的异常活化是其主要特征。研究表明,慢性炎症与心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病等疾病密切相关。


慢性炎症不同于平时感冒发烧那样的急性炎症,而是慢性低度的炎症。这样的炎症不会让你的免疫系统立刻做出反应,而是会像温水煮青蛙一般逐渐在身体中积累,最终导致组织损伤和多种疾病。学术界认为,慢性炎症之所以不被立即察觉,是因为免疫系统的激活存在一个阈值。假设身体状况满分为100分,当身体状况下降到80分以下时,免疫系统才会开始调节工作。急性炎症可能在数小时内将你的身体分数降到80以下,启动免疫反应;而慢性炎症则是每天降低0.1分,等到免疫系统开始响应时,炎症已经根深蒂固,难以逆转。


在传统中医中,刮痧被认为具有活血舒筋、解毒祛邪、清热解表、行气止痛的功效。最新的一些研究则指出,刮痧的功效源于其可以通过破坏体表毛细血管,引发局部微小的炎症反应,从而强行启动免疫程序。这一过程有助于清除体内积攒的炎症物质,促进血液循环和新陈代谢。

02
微环境改变(Microenvironmental alterations)

细胞微环境的改变包括细胞外基质的降解和细胞间相互作用的减少,这些变化会影响细胞的生存和功能,进而影响整个组织的健康。微环境中的变化会干扰细胞信号传导代谢,导致多种衰老相关疾病,如骨质疏松和肌肉萎缩。


假如将整个人体比作一片土壤,细胞微环境的改变就像家里的土壤逐渐贫瘠,不再适合植物生长。随着时间的推移,土壤中的养分逐渐流失,植物(细胞)生长所需的条件越来越差,最终导致植物枯萎,家里的花园(组织)也失去了生机。为了维持花园的生机,需要定期施肥护理,但衰老的微环境就像失去了养护的土壤,越来越难以恢复。


细胞微环境与饮食健康息息相关,保持健康的饮食,摄入足够的维生素矿物质,以支持细胞外基质的健康。避免过度使用有害化学品,如烟草和酒精,可以有效减少对细胞微环境的损害。

03
神经退行性变化(Neurodegeneration)

神经系统的衰老和退行性变化表现为神经元功能减退和死亡,导致认知功能下降和运动功能障碍。这种变化与脑内蛋白质稳态失衡、线粒体功能障碍和氧化应激增加有关,常见于阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病。


人的大脑就像一块最精密的电路板,神经系统的衰老和退行性变化就像家里的电线逐渐老化,导致电路故障。刚开始可能只是偶尔断电,随着时间的推移,电路问题越来越频繁,最终家里经常断电,生活变得不方便。这种变化在老年痴呆症等神经退行性疾病中尤为明显,就像家里的电器经常出问题,修也修不好,只能将就着用。


让电器保持良好运转的方法就是定期维护它,大脑也是亦然,定期进行体检,尤其是神经系统的检查,可以在早期发现并干预潜在问题。保持脑部的活跃,定期进行认知训练和学习新技能。摄入富含抗氧化剂的食物,如蓝莓、绿茶等,也能有效减少氧化应激对神经系统的损害。

04
基因组不稳定(Genomic instability)

基因组不稳定是指DNA修复机制逐渐减弱,导致DNA损伤的累积。这种累积会影响基因的正常功能,导致细胞功能障碍和多种疾病。基因组不稳定是癌症和多种遗传性疾病的共同特征。


着年龄的增长,DNA修复机制逐渐减弱,导致DNA损伤的累积。这些损伤可以影响基因的正常功能,导致多种疾病的发生。就像家里的旧书,随着时间的推移,书页开始破损,而且越来越少人愿意翻阅,最终书页变得越来越残破,内容也难以辨认。


随着现代医学的高速发展,基因检测已经变得非常便捷。许多公司提供私人基因检测服务,定期进行基因检测,可以了解自身的遗传风险,进行针对性的预防。保持健康的生活方式,避免接触有害物质,如烟草和紫外线。摄入富含抗氧化剂的食物,如维生素C(柠檬、橙子)、维生素E(坚果、种子)和硒(巴西坚果、鱼类),这些物质可以有效减少DNA损伤。

05
端粒磨损(Telomere attrition)

端粒是染色体末端的重复DNA序列,具有保护染色体免受损伤的功能。每次细胞分裂时,端粒会逐渐缩短,最终导致细胞停止分裂。这一过程被称为“海弗利克极限”。端粒的长度与细胞衰老和寿命密切相关。


端粒就像鞋带的塑料头,能帮助鞋带穿过鞋孔(进行染色体分裂),而每次进行穿孔时塑料头都会磨损变短,直到最后彻底磨没后,靠着软软的鞋带再也无法穿过鞋孔了。


补充富含Omega-3脂肪酸的食物,如深海鱼和亚麻籽,这些物质有助于保护端粒。保持健康的生活方式,如规律的运动、充足的睡眠和均衡的饮食,这些都可以延长端粒长度。避免长期压力,因为压力会加速端粒的缩短。

06
表观遗传改变(Epigenetic alterations)

表观遗传改变是指不涉及DNA序列改变但影响基因表达的变化,如甲基化、组蛋白修饰等。这些变化会影响细胞功能和组织健康,随着年龄的增长,表观遗传的调控逐渐失衡。


表观遗传改变就像家里的电灯开关,虽然电线和灯泡没有问题,但开关可能会逐渐失灵。年轻时,开关运作良好,灯光准时亮起;但随着年龄的增长,开关变得越来越不稳定,有时候灯会无缘无故亮起,有时候却怎么也打不开。这种开关失灵会导致细胞功能的混乱,影响身体健康。


多摄入富含叶酸(绿叶蔬菜)、维生素B12(肉类、鱼类、奶制品)和锌(坚果、海鲜)的食物,这些营养素有助于维持正常的甲基化水平。定期进行心理健康检查,确保情绪和精神状态的稳定,也有助于减少表观遗传的变化。

07
蛋白质稳态丧失(Loss of proteostasis)

蛋白质稳态丧失是指蛋白质的正确折叠和降解机制失衡,导致错误折叠的蛋白质在细胞内积累。这种积累会影响细胞功能,甚至导致细胞死亡,神经退行性疾病是其主要表现。


蛋白质稳态丧失就像是家里的洗衣机出了问题,年轻时,洗衣机(蛋白质折叠和降解机制)运转良好,衣物总是干净整洁;但随着年龄的增长,洗衣机逐渐老化,清洗不干净的衣物(错误折叠的蛋白质)堆积在洗衣篮里,最终影响家里的整洁(细胞功能)。神经退行性疾病就是这种“洗衣篮爆满”的表现。


“多喝开水”虽然已经成为了对网络暖男的调侃,但适量多饮水的确有助于促进体内代谢废物的排出。而摄入富含高质量蛋白质的食物,如鱼、肉、豆类等,可以确保身体有足够的原材料来维持蛋白质稳态。除此之外可以考虑补充含有抗氧化成分的保健品,如辅酶Q10,以减少氧化应激对蛋白质的影响。

08
营养感应失调(Deregulated nutrient sensing)

营养感应失调是指细胞无法有效感知和响应营养物质,影响代谢和生长。这种失调与胰岛素抵抗、mTOR通路的变化等有关,是糖尿病和肥胖等代谢性疾病的关键因素。


细胞的营养感应失调就像家里的管家(胰岛素和mTOR等)不能正确地管理财务。年轻时,管家能准确地记录收入和支出,家里的经济状况井井有条;但随着年龄的增长,管家开始记账混乱,无法准确判断家里的财务状况。结果,家里越来越乱,收入和支出失去平衡,经济状况每况愈下。这种混乱在细胞中表现为代谢问题,比如糖尿病和肥胖。


保持健康的饮食习惯,避免高糖、高脂肪的饮食,可以减少胰岛素抵抗。定期进行适量的运动,也可以提高细胞对营养物质的敏感性。此外可以考虑补充维生素D和Omega-3脂肪酸,这些营养素有助于维持正常的营养感应通路。

09
线粒体功能障碍(Mitochondrial dysfunction)

线粒体是细胞的能量工厂,负责产生能量和调节细胞内环境。线粒体功能障碍会导致能量供应不足和氧化应激增加,是衰老的重要原因之一。


线粒体就像是家里的发电机。年轻时,发电机运转顺畅,家里用电稳定,生活舒适;但随着年龄的增长,发电机逐渐老化运转不稳定,导致家里经常停电。晚上只能点蜡烛,生活变得不方便,甚至影响日常活动。


保持健康的生活方式,如规律的运动和充足的睡眠,可以改善线粒体功能。摄入富含抗氧化剂的食物,如蓝莓、绿茶、坚果等,以减少氧化应激。可以考虑补充辅酶Q10和α-硫辛酸,这些物质有助于保护线粒体。

10
细胞衰老(Cellular senescence)

细胞衰老是指细胞进入不可逆生长停滞状态,不再分裂和生长。这种状态通常与DNA损伤、端粒缩短和表观遗传变化有关,导致组织功能下降和慢性炎症。


细胞衰老就像是家里的老家电。年轻时,家电运行良好,工作高效。但随着时间的推移,这些家电逐渐老化,功能下降,最终变得不再可靠。虽然它们仍然存在,但不再能有效地完成任务,它们的高耗电甚至可能拖累整个家庭的正常运作。细胞也是一样,老化的细胞不再分裂和生长,反而会释放炎症因子,影响周围健康细胞的功能。


保持健康的生活方式,如规律的运动和均衡的饮食,以减缓细胞衰老。可以考虑补充抗氧化剂,如维生素C和维生素E,以减少DNA损伤。

11
干细胞耗竭(Stem cell exhaustion)

干细胞组织再生的基本单元,负责修复和替换受损细胞。随着年龄的增长,干细胞的数量和功能逐渐下降,导致组织修复能力减弱,皮肤、骨骼和内脏器官等组织的健康状况受到影响。


干细胞就像是家里的维修队。年轻时,维修队高效能干,家里的东西坏了很快就能修好。但随着时间的推移,维修队的成员越来越少,能力也逐渐减弱。最终,家里的东西坏了没人修,只能凑合着用,家里的整体状况越来越差。同样的,干细胞的数量和功能下降后,身体的组织修复能力减弱,皮肤失去弹性,骨骼变得脆弱,内脏器官的功能也逐渐衰退。


保持健康的生活方式,如规律的运动和均衡的饮食,可以促进干细胞的健康。避免过度的紫外线暴露,以减少对皮肤干细胞的损害。可以考虑补充富含多不饱和脂肪酸和抗氧化剂的食物,如坚果和深海鱼,以支持干细胞的功能。

12
细胞间通讯改变(Altered intercellular communication)

细胞间通讯改变是指细胞之间信息传递功能受损,影响组织功能和协调性。这种改变可以通过炎症细胞因子的增加、细胞外基质的降解等方式表现,导致组织慢性炎症和功能失调。


细胞间通讯就像家里的电话。年轻时,家里的电话线路畅通无阻,家人之间沟通顺畅。但随着时间的推移,电话线老化,信号变差,家里的沟通变得困难。家人之间信息传递不畅误解和矛盾增多,家庭关系变得紧张。同样的,细胞间的通讯受损,会导致炎症反应增加和组织功能失调,使身体各个部分的协调性下降。


保持健康的生活方式,如规律的运动和均衡的饮食,可以改善细胞间通讯。摄入富含抗氧化剂和抗炎成分的食物,如蓝莓、姜和大蒜,可以减少炎症细胞因子的产生。避免长期压力,因为压力会影响细胞间的正常通讯。


结语

衰老是一个复杂而多层面的生物学过程,涉及基因组、细胞、组织甚至整个身体的多个方面。通过了解衰老的十二大标志,我们不仅能更深入地认识衰老的本质,还能找到有效的方法来延缓这一过程,提升生活质量。希望本文能够帮助您更好地理解衰老的标志,并采取有效的措施来维护自己的健康。祝您健康长寿,享受美好的生活!


参 考 文 献


1.Medawar, P. B. (1952). An Unsolved Problem of Biology. H.K. Lewis & Co.

2.Hayflick, L. (1965). The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains. Experimental Cell Research, 37(3), 614-636.

3.Blackburn, E. H., & Gall, J. G. (1978). A tandemly repeated sequence at the termini of the extrachromosomal ribosomal RNA genes in Tetrahymena. Journal of Molecular Biology, 106(3), 567-585.

4.López-Otín, C., & Serrano, M. (2013). The hallmarks of aging. Cell, 153(6), 1194-1217.

5.Schmauck-Medina, T., Molière, A., Lautrup, S., Zhang, J., Chlopicki, S., Borland Madsen, H., Cao, S., Soendenbroe, C., Mansell, E., Vestergaard, M. B., Li, Z., Shiloh, Y., Opresko, P. L., Egly, J.-M., Kirkwood, T., Verdin, E., Bohr, V. A., Cox, L. S., Stevnsner, T., Rasmussen, L. J., & Fang, E. F. (2022). New hallmarks of ageing: a 2022 Copenhagen ageing meeting summary. Aging (Albany NY), 14(16), 6829-6839. doi: 10.18632/aging.204248. PMCID: PMC9467401.

6.López-Otín, C., Blasco, M. A., Partridge, L., Serrano, M., & Kroemer, G. (2023). Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell, 186(2), 243-278. doi: 10.1016/j.cell.2022.11.001. PMID: 36599349.

7.Xu, Y. C., Wang, Q. Q., Chen, M. Y., Gao, Y. J., Wang, J. Y., Ge, H. T., Weng, H., Chen, J. P., & Xu, G. H. (2024). The Effect of Gua Sha Therapy on Pain in Parkinson’s Disease: a Randomized Controlled Trial. International Journal of General Medicine, 17, 2791-2800. doi: 10.2147/IJGM.S461958. PMID: 38962174. PMCID: PMC11221773.

8.Xu, Y. C., Wang, Q. Q., Chen, M. Y., Gao, Y. J., Wang, J. Y., Ge, H. T., Weng, H., Chen, J. P., & Xu, G. H. (2024). The Effect of Gua Sha Therapy on Pain in Parkinson’s Disease: a Randomized Controlled Trial. International Journal of General Medicine, 17, 2791-2800. doi: 10.2147/IJGM.S461958. PMID: 38962174. PMCID: PMC11221773.

9.Campisi, J., & d’Adda di Fagagna, F. (2007). Cellular senescence: When bad things happen to good cells. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 8(9), 729-740.

10.Lucas, V., Cavadas, C., & Aveleira, C. A. (2023). Cellular Senescence: From Mechanisms to Current Biomarkers and Senotherapies. Pharmacological Reviews, 75(4), 675-713. doi: 10.1124/pharmrev.122.000622. PMID: 36732079.