是什么导致了个体衰老程序的差异

衰老是人类无法避免的自然过程,但每个个体都会有与他人相异的衰老程序,是什么导致了个体衰老程序的差异呢?耶鲁大学医学院教授摩根·莱文指出,人类拥有两种年龄,其中,真实年龄显示了我们身体、器官、组织和细胞真正的运作效能。

| 摩根·莱文

《真年龄:人类衰老的新科学》,[美]摩根·莱文 著,李果 译,重庆大学出版社2024年8月版

我们多数人都知道,自己已经活了多少年乃至多少天。但生理年龄真的只是一个数字吗?扪心自问,你知道自己到底多老——或者说好听点,多年轻吗?我们都曾想过这个问题。作为人类,我们天生就能感知到年复一年的各种变化。我们知道死亡无可避免,某种与衰老相关的东西缓缓地引导我们朝它走去。

时间似乎对我们的身体、思想,乃至人格同一性都有不可避免的影响。尽管人都会老,但滚滚向前的时间并不对所有人一视同仁。飞逝的时光对一些人来说尤为残酷,它带来了疾病、损害和失去。对另一些人来说,时光的流逝不过增添了眼角的皱纹,或者仅仅封印了过往微笑的痕迹。如何解释这些差异?我们都以不同的速度和方式老去。虽然我们的时序年龄会以恒定的速率增长,并以生日蛋糕上的蜡烛数量来表示,但我们的生理年龄——或者我更愿意称之为“真年龄”——却并非如此。我们需要更加关心的就是这个年龄。

电影《时间规划局》(2011)剧照。

生理年龄——而非时序年龄——决定了我们在镜子里看到的身体变化。每天早晨起床,我们都能感受到这种变化。生物逐渐变老的过程中,导致大多数疾病的变化和进程时刻困扰着它们。我们习惯于关心时序年龄,要么避讳它,要么为之感到羞耻。但事实恰好应该反过来。我们的时序年龄是个荣誉徽章。它代表了我们的成就、回忆和与亲人相处的时光。时序年龄抓住了所有让生活值得一过的美好事物。但是,真正战胜时序年龄的最好(也许是唯一的)办法,就是拿起武器对抗它那令人忧心的同伴——生理年龄。幸运的是,大自然和科学研究都向我们表明,这在一定程度上是可能的,而且个体在很多方面起着决定作用。

衰老为什么至关重要?

我经常被问到,为什么会对衰老感兴趣。我的母亲是一位研究公共政策的教授,致力于改善老年人的健康状况和生活质量。她的研究和相关社会服务有助于为那些因生理年龄增加而容易遭受身体、社会和认知威胁的人建立安全网。虽然这可能影响了我的职业选择,但我认为,是父亲和成长环境促使我投身于生理衰老的科学事业。从我记事开始,就一直对死亡的无可避免和衰老的现实感到痴迷。

父亲在我出生时已经54岁了——他是个退休的演员,欣然接受了家庭主男的角色。虽然他总是精力充沛、充满活力,但我打小便知道,他跟我的朋友们的父亲不一样。在其他小朋友从未设想过父母离开之后的世界的时候,七八岁的我已经开始担心父亲可能无法看到我从高中或者大学毕业,无法在我的婚礼上陪我走过红毯,无缘得见孙子等情况了。令我欣慰的是,父亲后来还是见证了所有这一切,包括看到我获得博士学位,进入耶鲁大学医学院成为教授,实现工作梦想等。实际上,父亲一生大部分时间都十分健康,直到86岁时才在与胃癌斗争中败下阵来,当时恰好是我从洛杉矶搬到纽黑文开始在耶鲁大学任职的前两天。

多数人都会同意,我的父亲在相对健康的状况下活到86岁,可以说是一种成功。但我常常辗转反侧,思忖着如果能与他再共度十年、五年乃至一年,我愿意付出些什么。我想,这是大多数因癌症、心脏病、中风、糖尿病或阿尔茨海默病等不幸疾病而失去至亲之人的共同感受。这些意外失去的感觉让我们无能为力。当父亲收到他的癌症诊断结论时,我感觉很无助。是的,我们可以求助于医学专家,希望一些治疗方法可以延长至亲在人世间停留的时间,但我们往往没有意识到,推动疾病发展的进程已经持续了数十年,甚至从出生就已经开始了。

原因在于,这些疾病都是由生物衰老引发。让我们每个人更容易生病的不是物理时间本身,而是人体内分子和细胞之间发生的生物变化,这些变化是疾病产生的基础。简单说,生理衰老是疾病和死亡的最大风险因素。

电影《澄沙之味》(2015)剧照。

每次讲授关于衰老的课程时,我都会事先提问学生,他们认为肺癌最大的风险因素是什么。许多人认为是吸烟。毋庸置疑,暴露在香烟环境中会大幅提高肺癌风险。根据美国疾控中心(CDC)的数据,吸烟者患肺癌的风险是不吸烟者的15至30倍。然而,正确的答案实际上是“衰老”。美国国家癌症研究所估计,人在二十来岁时患肺癌的风险不到二十万分之一,但到七十来岁时,这个风险已提高了八百倍。同样,这背后起作用的并非时序时间。相反,一个七十岁的人的肺组织与一个二十岁的人的肺组织有着本质的差异。人身体里几乎所有器官、组织和细胞的情况均是如此。随着岁月的流逝,我们的肉身也会发生变化。因损伤或生活本身带来的细微变化会在所有人身上累积。然而,这种累积的速度和我们的身体随时间发生变化的程度,对我们每个人来说都是不同的,而这对我们未来的健康和福祉会产生直接影响。

不同器官的生理老化

推动了疾病进展

虽然目前仍不清楚哪种与衰老相关的变化对人的威胁最大,但在我所在的耶鲁大学实验室里,我们正在完善一些能够追踪其中多数变化的方法,希望最终能够减缓乃至逆转这些变化。截至目前,我们可以清楚地表明,以时序年龄作参照,那些累积了更多生理衰老变化的人往往在死亡和罹患多种不同疾病方面的风险也更高。

从我所在的耶鲁大学实验室往下走,映入眼帘的是一座玻璃和砖混合风格的现代建筑,它比周围多数建筑都要高出不少。

这座大楼里分布着斯米洛癌症医院和耶鲁大学癌症中心,除了救治病人,这里的科学家和医生还对癌症产生的根源和影响开展前沿研究。通过参与该中心的工作,我得以跟该中心包括肿瘤学家艾琳·霍夫斯塔德博士和拉霍斯·普斯泰博士在内的许多成员开展令人激动的研究活动。我们这个团队的合作目标是了解乳腺组织和(或)血液中的衰老变化与癌症风险的关系。追踪与年龄相关的标志物可能有助于预防疾病,或者让我们能够在疾病进展过程中更早发现癌症。

乳腺癌治疗最常见的干预措施之一是乳房切除术。1889年,威廉·霍尔斯特德医生首次开展了这个手术,结果表明,切除肿瘤及其周围的乳腺组织可以减少局部复发的概率。后来的事实证明,只有那些癌细胞尚未扩散至附近淋巴结的妇女才能达到这种效果。与霍尔斯特德医生所处时代有些野蛮的乳房切除术不同,今天的手术在切除一个或两个乳房的同时,还试图保留表层皮肤和底层肌肉组织。

电影《时间规划局》(2011)剧照。

虽然这种手术是为了拯救病人,但被切除的肿瘤和周围组织也能为乳腺癌生成的原因和可能的治疗方案提供科学指引。经过我们的协作努力,我们的科学家团队检查了乳房周围组织的老化迹象,它们来自为治疗乳腺癌而接受乳房切除术,以及为预防或者减少复发而接受选择性手术切除乳房组织的妇女。

在这两种情况下,我们都会从被认为是“正常的乳房组织”中提取DNA,这也意味着,即便在患有癌症的妇女中,我们也并非关注肿瘤本身的DNA。然后,我们用这些样本来评估肿瘤组织的生理年龄。

我们发现,在比较具有相同时序年龄的妇女的生理年龄时,患癌妇女的乳房组织的生理年龄似乎比没有患癌症的妇女的大。虽然一种可能在于癌症可能会加速附近健康组织的老化,但我们认为更可能的情况是,那些乳房组织加速老化的女性可能更容易罹患乳腺癌。其他癌症亦是如此——组织中与衰老相关的变化可能刺激肿瘤的产生。

我们的研究还表明,上述发现并不局限于癌症。例如,我们用预测乳房样本生理年龄同样的办法检测了大脑的老化情况。我们发现,尸检时大脑生理年龄较大的人(撇开时序年龄不论)可能携带更多的阿尔茨海默病的特征。同样,在评估肺部老化状况时,患有被称为“特发性肺纤维化”的慢性肺部疾病的人生理年龄更大,而在评估肝脏老化状况时,脂肪肝与更大的生理年龄相关。纵观全局,反复出现的情况是,不同器官的生理老化似乎推动了疾病的进展。更重要的是,除了加速需要数十年才能形成气候的疾病进程外,生理衰老还可能让我们更容易受到自然——比如病毒的威胁。

如何才能抵抗衰老?

鉴于衰老会偷走你的健康乃至生命,我们会抵抗衰老也就不奇怪了。且慢,如果变老不一定要由疾病诊断、处方药、医院就诊和辅助设备来定义呢?我们有可能在大体健康的情况下变老,同时又不失去我们最珍视的人格同一性。与时序年龄不同,科学和进化都告诉我们,生理衰老是可塑的。它可以变得更快或者更慢,这直接取决于你的基因,但更重要的还是你的行为。由于生理衰老和健康之间的联系,据估计,如果我们每个人都把自己的衰老过程减缓七年,从而在七十岁时拥有六十三岁时的生理特征,几乎所有重大疾病的死亡风险都会下降一半。

电影《过韶关》(2018)剧照。

但我们如何才能做到呢?从个人角度讲,首先是了解你自己的生理年龄。我们都知道自己的时序年龄——活了多少年——但大多数人并不知道自己在生理层面的真实状况。是的,我们可以根据自身的外表、体能水平和医生的反馈做出假设,但这是否足以确定我们日常活动起了作用?能够科学地确定生理年龄,让我们可以用全新的方式主动掌控自己的健康和福祉。跟在体重计上称重的道理一样,我们也可以间接地监测并采取积极措施来改变生命的衰老进程。了解并努力改善我们的生理年龄有助于我们活得更长,即延长我们的寿命。但更重要的在于,它能帮助我们以更加健康的方式生活,预防或推迟疾病的发生,从而延长所谓的“健康期”。

至于为什么对衰老和健康期的关注至关重要,你可以设想一组堆叠的积木,每一块都代表生命的一年。此外,这些积木的颜色各异,表示了生命衰老的不同阶段。

——紫色和蓝色的积木代表发育和生长阶段(比如童年和青春期)。

——绿色积木代表我们多数人在成年之初的典型经历,其特点是身体和认知能力达到顶峰。

——黄色积木代表中年时期的普遍经历,此时你的反应速度有所降低,但总体上仍保持健康。

——橙色积木代表所谓的疾病多发期,此时你可能被诊断至少患有一种慢性病,但你的生活仍能自理。

——红色积木代表身体状况和(或)认知能力严重恶化,这通常是由于多种慢性疾病并发所致。在这个阶段,人通常已经失去了完全的自理能力,因此非常依赖他人或者设备来满足日常生活所需。

想象一下,在这个假设的例子中,紫色和蓝色的积木数量是固定的,你不可能拥有更长时间的青春期了。在情景1中,设想每个人得到的积木总数相同,例如60块(减掉紫色和蓝色积木数量之后)。这意味着,每个人的寿命完全相同。但我相信你已经明白,人的60块积木可能存在各种颜色的配置。甲可能有30块绿色积木、28块黄色积木、2块橙色积木;而乙则可能有10块绿色积木、20块黄色积木、20块橙色积木、10块红色积木,如此等等。鉴于橙色表示疾病多发期,红色代表身体状况严重恶化,我相信,所有人都愿意像甲一样,生命中多些活力与健康(绿色和黄色积木),少些病痛(仅有2个橙色积木)。而乙则与之形成鲜明对比,乙的健康状况迅速恶化,成年后1/3的时间都在生病,其中十年更是生活不能自理。显然,除了积木颜色构成的差异外,人拥有的积木数量也各异。我们把积木数量视为人的寿命。埃尔维斯·普雷斯利仅获得了42块积木,而保罗·麦卡特尼则有79块,而且还在不断增加。通常,你的不同经历的疾病总体上也会减少。

听上去还不错!那么问题来了,我们如何实现这一目标呢?答案是延缓生理衰老。每一年你都会获得一块积木,它代表了物理时间又过了一年,但这个积木的颜色则取决于你的生理年龄。在现实中,积木并非仅有六种颜色,而是会呈现光谱状分布——并不存在一个截然的绿色积木;存在的只是一个从蓝/绿到绿/黄的连续体。待到明年,你拿到一块新的积木时,难道不希望自己事先知道,并且在一定程度上决定它的颜色吗?

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人的五个阶段,生长发育成熟衰老死亡,哪些因素影响人体衰老进程呢?

人的生命历程分为生长、发育、成熟、衰老和死亡五个阶段。 这一过程遵循生理发展的自然规律,表现出不同的生命周期和寿命。 据遗传程序学说,个体的自然寿限主要由遗传基因决定。 每个生物都有特定的遗传基因,通过生殖细胞传递,导致不同生物的生命曲线和寿限存在差异。 人类的最高自然寿限由遗传基因决定,理论上为100至175岁。 然而,现实中很少有人能超过这一极限。 衰老是决定寿命的关键因素。 一旦人体发育成熟,各器官系统便开始衰退。 例如,25岁左右骨骼开始退化,35岁左右皮肤老化,45岁左右眼睛出现老花眼,50岁左右激素代谢紊乱,60至65岁进入老年期,此时器官功能进一步衰退,慢性疾病增多,生活质量下降,死亡率上升。 尽管早衰普遍存在,个体之间的衰老进度差异也很大。 科学家们提出了多种关于衰老机理的假说,但尚未得到广泛认可。 衰老被认为是多因素、多基因共同作用的结果,直接原因包括社会、自然、疾病、营养和个人等因素。 过去,贫困、无知、饥饿、战争、传染病和恶劣的社会制度等因素导致人类平均寿命仅三四十岁。 20世纪中叶以来,科技进步改善了人们的生活,全球平均寿命达到69岁,一些发达国家甚至达到80岁。 然而,现代生活中的公害、营养过剩、肥胖、吸烟酗酒、精神压力和疾病等成为早衰的主要原因。 专家认为,随着科技和医疗的发展,抗衰老和延缓衰老进程已成为可能。 例如,预计21世纪人类平均寿命将超过80岁,最高寿限可能突破120岁。 总的来说,对于已经进入中老年阶段的人来说,通过调整生活方式、积极预防和治疗慢性疾病,并在医生指导下适当使用抗衰老药物,有可能争取健康地活到100岁左右的自然寿限。

程序性衰老理论:基因如何决定细胞寿命并影响个体衰老?

生物界的生命周期都伴随着显著的变化,其中衰老过程尤为关键。 尽管科学家们尚未达成共识,但他们已经提出多种关于人类衰老的理论。 以下是其中两种主要的理论:

程序性衰老理论:

这个理论基于基因的控制。 基因决定了每个细胞的生命周期,决定了它们能存活多久。 随着细胞的死亡,器官的功能逐渐衰退,无法再维持基本的生命功能。 程序性衰老机制在物种中起着平衡作用,通过设定一定比例的老化细胞死亡,为新生力量留出空间。 这是一种自然的选择和维持种群稳定的方式。

自由基理论:

另一种观点是,细胞衰老源于细胞内部的化学反应。 在这个过程中,会产生有害的自由基,它们如同细胞内的毒素,会对细胞结构造成损伤。 随着年龄的增长,这种损伤积累,导致细胞功能障碍或死亡。 一个物种衰老的倾向与其细胞如何生成自由基以及如何应对这些自由基有关。 自由基理论强调了环境因素对个体衰老的影响。

总的来说,衰老的过程是一个复杂且多因素影响的生物学现象,既有基因的预定规律,也有环境因素的干预。 科学家们仍在不断探索,以揭示这个自然现象的更多奥秘。

扩展资料

从生物学上讲,衰老是生物随着时间的推移,自发的必然过程,它是复杂的自然现象,表现为结构和机能衰退,适应性和抵抗力减退。

人为什么会衰老?什么原因使人衰老?

人衰老的年龄从25岁开始,原因主要是脑垂体分泌的成长HGH数量下降,每年约下降100-200单位,个体差异而定。 身体的变化首先表现为体重增加,即使摄入较少热量,脂肪也难以控制,尤其是腹部和臀部。 皮肤问题也随之出现,如皱纹增多加深,以及皮肤松弛和失去弹性和光泽。 此外,人们可能会感到疲劳和精力减退。 关于衰老机制,有四大学说:1. 遗传基因学说:认为生物遵循“出生、发育、成熟、衰老、死亡”的生命周期,是由内在遗传基因控制的。 这些基因通过调节DNA结构影响细胞分裂、生长和代谢。 有研究指出,细胞分裂次数可能与寿命长短相关。 端粒学说补充了这一观点,指出端粒随细胞分裂而缩短,当达到一定临界点时,细胞无法继续繁殖。 2. 自由基学说:自由基是未配对的电子载体,它们在代谢过程中产生并具有强烈的氧化作用。 自由基可以损害细胞膜,导致细胞衰老和死亡,并与蛋白质、核酸和DNA反应,引起突变和癌症。 抗氧化剂如维生素A、C和β-胡萝卜素,以及酶类如SOD和GSH-PX,可以帮助清除自由基,但随着年纪增长,清除能力下降,自由基积累导致衰老。 3. 免疫功能下降学说:免疫系统随年龄下降,使人体更易感染疾病、癌症和自身免疫性疾病。 提高免疫功能,如通过灵芝多糖,可能有助于抗衰老。 4. 中医肾虚学说:肾虚涉及多个衰老过程,包括自由基损伤、免疫功能紊乱和神经内分泌失调。 人类衰老的直接原因包括遗传因素、环境因素和生活方式。 遗传因素决定了个体的最高自然寿限,而环境和生活方式则影响生活方式和疾病,如癌症、心脏病和脑血管病,这些都是影响寿命的关键因素。 通过调整饮食和生活习惯,可以延缓衰老过程。

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