“吃得好,多活动”,真的有助于延伸寿命?
2019-07-11 18:45

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原文来自Nautilus,中文版首发于微信大众号:培养(ID:xingshu100),原标题《对性的欲求因此殒命为价钱,这是从何时开端的?》,翻译:何无鱼,封面:pixabay


尼克·莱恩(Nick Lane),伦敦大学学院(UCL)退化生归天学家,著有《生命的跃升:40亿年演化史上的十大创造》(Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution)一书,该书在2010年荣获英国迷信类册本的最高奖项——英国皇家学会迷信图书奖。


2015年,莱恩的另一本著作《至关紧张的题目:为什么生命会是这个样子?》(The Vital Question: Why Is Life the Way It Is?)出书。该书一经面世便广受表彰,被批评为“改动了游戏规矩”“充溢大胆而紧张的想法”。莱恩在书中提出了一个庞大的新模子,展示了生命怎样有能够藉深海热泉的化学能降生于世。


比尔·盖茨(Bill Gates)评价道,《至关紧张的题目》是“对生命来源的一次精美探求”。



尼克·莱恩考虑和实验处理的,都是有关生命的大题目:


  • 生命是怎样来源的?

  • 它又是怎样存续的?

  • 为什么我们会朽迈和殒命?

  • 为什么我们要有性举动?


通凡人们会把这些谜题当作退化遗传学的题目,但莱恩对峙以为,我们的根本生归天学机制(尤其是活细胞发生能量的机制)能够影响、乃至决议了上述生命景象。





主流的退化学说以为,基因会为繁衍和生活而互相竞争。而莱恩实验构建的退化实际,以增补或代替现有的主流实际。


他以为,“能量限定”是我们充沛了解退化史上呈现严重变革的缘由,比方真核细胞(我们身上的细胞就属于真核细胞)这种庞大细胞的呈现以及多细胞生命方式的衰亡。


统统都在于能量。尼克·莱恩以为短命的法门藏在线粒体中


迷信杂志Nautilus在莱恩伦敦的实行室中对他停止了采访,并讯问了他关于朽迈、性和殒命的见解。以下是采访的局部精美内容:


性与殒命亲密相干


Nautilus:在你的著作《能量、性、他杀》(Power, Sex, Suicide)中,你问到“对性的欲求因此殒命为价钱的,这是从何时开端的?为什么?这个题目是什么意思?


尼克·莱恩:性是随着庞大细胞的退化而呈现的。


假如我们去看细菌,它们就不存在我们所知的那种性举动。它们会做相似的事变,也便是交流基因,而这正是性举动的基本意义。只不外,庞大的真核细胞生物(包罗人类、动物和真菌等)经过另一种方法将基因重新组合。


但实践上,我们搞不清在真核细胞这种巨大庞大细胞群体在退化中呈现性举动的劣势是什么。同时,性也与殒命严密相干。我们越是将资源会合在繁衍子女上,我们在退化方面的体现就越好。但假如我们把一切资源都用在繁衍上,那让我们本身连续生命的资源就所剩无几了。


以是从退化的角度来看,我保持了能让本人活得更持久的资源,这是故意在延长本人的生命。生活是有价钱的,做任何事都需求支付价钱。


Nautilus:你说的“性与殒命亲密相干”是什么意思?


尼克·莱恩:这里所说的殒命是指细胞顺序性殒命的特定进程,它受基因控制,会耗费能量,并且是刻意为之。受损的细胞会他杀,并由干细胞天生的新细胞代替。而在集体层面上,性举动经过重组基因实践在做异样的事。


从天然选择的角度来看,如许做的目标就在于添加集体之间的差别。性举动可以添加种群内的多样性,从而取得天然选择上的劣势。天然选择所要求的集体差别又来自于性,来自于一团体能留下几多子孙子女。一朝一夕天然选择发生的后果是:多数男性留下了比同类多得多的孩子。


Nautilus:你的意思是,有些男性体现好,有些则体现差?


尼克·莱恩:没错,在天然选择的层面上,性举动所做的便是让最优秀的基因留下尽能够多的正本,种群内会有一些十分“无效”的男性和一些绝对“有效”的男性,天然选择把时机给了那些更“无效”的男性。



这对被镌汰的集体是喜剧,但从退化的角度倒是人类的福音。


Nautilus:你将生命的能量进程不断追溯到线粒体上,那么它从何而来?


尼克·莱恩:它们是混入其他细胞的细菌。固然学界仍在争论线粒体的原始相貌怎样,但我们简直可以一定,它是一种相称复杂的细胞。颠末演化,线粒体酿成了我们细胞的能量工场,我们生活所需的全部能量都来自线粒体。


Nautilus:这跟朽迈有什么干系?


尼克·莱恩:生活是有价钱的,做任何事都需求支付价钱。从某种水平上说,价钱的巨细取决于生存节拍的快慢。推陈出新率(即我们摄入氧气和消化食品的速率)和寿命是非之间存在着很强的相干性。


在情况适合时,我们会将大局部资源用于性成熟的进程。这种干系不只仅存在于人类或许植物,动物也是云云。


但假如情况恶劣,比方遇到了饥馑,我们就会转而把重心从性举动、分解卵白质以及长身材转移到生活,等候困难时期完毕。



在过来十多年的日期里,这种基因开关不断是大少数朽迈研讨任务的核心。它并不完全跟代谢率有关,而是和我们分派资源的方法有关。我们分派资源的重点要么放在性举动上,要么放在生活上。


对十分复杂的生物来说,种种基因渐变可以让它们的寿命添加一倍或两倍,但对我们如许庞大的生物来说就很难做到了。


人类怎样才干短命?


Nautilus:我们总是盼望延伸本人的寿命。那么最佳的战略是什么呢?一些研讨标明,限定哺乳植物摄入热量好像可以明显延伸寿命,这在人类身上也能见效吗?


尼克·莱恩:这很欠好说。


迷信家曾在恒河猴身上做过继续数十年的临时研讨,而失掉的后果倒是互相抵牾的。


有些后果标明,这种办法结果很好,可以将寿命延伸30%~40%。而另一些后果则标明,让实行比较组的山公为所欲为大吃特吃实践上对身材倒霉,因而它们的寿命并不克不及作为正常程度来比较参考,以是实行设计中存在许多的不确定性。


别的,大少数人也不肯意增加40%的食品摄入。


却是有些人真的如许做了,也没有证据标明他们就因而短命了。我还听说有人因而患上了骨质疏松症,摔一跤就骨折了。以是,这种办法是有反作用的。



Nautilus:那么,人类终究怎样才干短命呢?


尼克·莱恩:从退化的角度来看,你会失掉一个令人震惊的结论:寿命简直不存在下限。


比方生存在小岛上的负鼠,假如没有天敌,它们就会在繁衍五、六代之后将寿命延伸一倍。


假如我们从鸟类的代谢率停止推测,那么它们的寿命应该要比实践短得多。鸽子的寿命在30年左右,而基于它们的高代谢率和体型巨细推测,它们的寿命应该只要3-4年,实践是预期的10倍。


我们有充沛的来由以为,鸽子之以是云云短命,在于它们有着很强的有氧代谢才能。换句话说,它们会飞。飞行需求支付宏大的代谢本钱,因而鸽子的线粒体也充足弱小。而所谓的优质线粒体很少释出自在基,这好像便是鸽子能活这么久的缘由之一


Nautilus:自在基和短命引出了许多话题,特殊是在饮食方面,比方我们应该多吃富含抗氧化剂的食品来吸取自在基,从而活得更长。关于自在基,我们应该理解哪些?


尼克·莱恩:自在基引发朽迈的实际发轫于50年至60年前,这种实际以为线粒领会发生一种被称为自在基的活性氧化物;我们吸入的一局部氧气会以活性自在基的方式开释出去,对DNA、卵白质和基因形成毁坏,或许是毁伤细胞膜自身;随着日期的推移,这些毁伤会逐步累积,直至发作所谓的“差误劫难”,招致细胞无法存活下去。在过来的几十年里,最后提出的实际已被逐渐颠覆。



另有一种观念以为,服用少量抗氧化增补剂可以免受朽迈相干疾病(包罗癌症和聪慧症)的困扰,这个观念也被颠覆了。迷信家曾经做了少量研讨赫尔数据剖析,后果表现,摄入少量抗氧化剂反而有能够让人去世得更快。


Nautilus:假如氧化自在基的确会毁伤我们的细胞,为什么抗氧化剂不起作用呢?


尼克·莱恩有一个公道且被广泛承受的缘由——它们会搅扰信号通报


我们如今曾经晓得,自在基可以收回信号让细胞进入应激形态。细胞有林林总总奇妙的特质,但假如那边出了题目,这些特质就会充任起“烟雾探测器”,细胞可以探测到这些“烟雾”并做出相应的反响。细胞中的“烟雾探测器”可以引发应激反响,继而改动种种基因的表达,从而对细胞起到维护作用。


抗氧化剂实践上是将“烟雾探测器”禁用了,这可不是一件坏事。因而,更多的自在基每每可以引发一种具有维护作用的应激反响,这些反响能让细胞预备好应对要挟,从而存活更长的日期。摄入抗氧化剂来搅扰这种信号通报,那真的起不到什么协助作用。


Nautilus:假如鸽子的寿命可以比基于其代谢率盘算的预期值长10倍,能否意味着我们人类也可以做到?


尼克·莱恩:就人类来说,我们遭到了大脑的限定。假如我们可以在本人在世的时分交换一切的身材细胞和构造,那么我们可以活多久应该就不存在限定了。但假如我们把本人的神经元交换失,那在这个进程中,我们便是在重写本人的阅历,我们也就不再是我们本人了。


我想神经元寿命下限(120年左右)才是人类寿命的真正限定。我们要怎样才干避免大脑随着年事增长而流失质量、断开神经元衔接以及得到为我们存储影象和阅历的神经元突触呢?



Nautilus:假如我们可以让神经元再生,交换失那些受损的神经元,它们能否会处在初始的形态,可以被铭记上新的阅历?或许它们能否会融入现有的神经通路?别的,我们讨论神经元再生触及的是哪些脑区?哪些跟影象相干?哪些跟认知处置相干?


尼克·莱恩:我们还不清晰神经元和影象的精确干系,单个神经元就能够拥有10,000个突触衔接,它们组成了神经网络,但单个神经元不会被铭记上影象。由于假如存储影象的是突触衔接,那么一个重生成的神经元要怎样重修一切那些衔接呢?


交换神经元还存在其他一些风趣的题目。


Nautilus:比方,我们可以把皮肤细胞培育和改革,使它酿成干细胞,随后,我们可以诱导这个干细胞分解成神经元,并用它来交换大脑中殒命的神经元。假定这个新的神经元可以乐成树立准确的衔接,那么一个紧张的题目是:它的线粒领会怎样?


尼克·莱恩:当我们改革皮肤细胞时,它的线粒领会规复到在干细胞时的形态:它的形状会变圆,并得到电荷。但我们还不晓得此中的DNA发作了什么变革,它会保存着在作为皮肤细胞时所蒙受的毁伤,照旧以某种方法抹撤除了?


假如它依然保存着毁伤,那么重生成的闪亮神经元能够只是金玉其外,会像便宜的塑料复成品那样很快失灵。


怎样应用线粒体的特性延伸人类寿命?


Nautilus:你在《能量、性、殒命》一书中写道:“要延伸寿命以及解脱老年疾病,我们将需求更多的线粒体。”为什么我们需求更多呢?


尼克·莱恩:假如我们只思索寿命的是非,那么可以看一看陆龟,它们的寿命十分长,缘由在于它们的推陈出新率极低;由于它们基本不怎样动,以是短命仅仅是由于它们的细胞很少处在应激形态。


而鸟类处在另一个极度,它们的代谢率比我们还高,拥有很高的体温,需求耗费更多的氧气,但它们的寿命却善于划一体型和划一代谢率的哺乳植物。这好像是由于鸟类拥有少量高质量的线粒体,因而它们得以提拔整个条理的功用。


因而,寿命是非跟代谢率之间的干系组成了一个近乎U形的曲线,我发明这一点真的很风趣。


Nautilus:在这条曲线上,我们人类处在什么地位?


尼克·莱恩:我们处在曲线的两头地位。就体重来说,无论是绝对于鸟类照旧匍匐植物,我们的寿命都绝对较短,由于我们的代谢率相称高,但我们却没有鸟类那种高质量的线粒体。


这有一局部是集体线粒体质量的题目,另有一局部是线粒体数目的题目。



举例来说,人体肝脏细胞中的线粒体数目是陆龟的10倍。以是,这好像意味着生物退化出较高的有氧代谢才能可以延伸寿命(至多我是如许看的,固然这个观念没有失掉验证)


如今,我们人类的寿命要比大猩猩或黑猩猩长得多。在晚期人类的退化中,我们好像阅历一个加强有氧代谢才能和耐力的阶段。这大概和我们的先人在非洲平原追逐瞪羚或其他一些事有关。


从退化的角度看,(人类)有氧代谢才能的加强是在何时发作的,我们晓得吗?我想是在100万年前而非几十万年前,发作的日期比人们想象的要早。


Nautilus:让我们更深化地讨论庞大细胞的退化,你能多讲讲细菌和宿主细胞的晚期联合吗?


尼克·莱恩:我们还不克不及确定捕捉细菌的是哪种宿主细胞,以及被捕捉的又是哪种细菌。


不外,少量的证据指向了一个现实:宿主细胞是一品种似于细菌的复杂细胞,名为古核细胞。


它没有贮存DNA的细胞核,不存在有性生殖,也不会到处游走去吞噬其他细胞。在机遇偶合之下,一个细菌进入到它的体内,酿成了线粒体。


也便是说有两个十分复杂的细胞,一个进入了另一个的体内。真核细胞(即我们本人的庞大细胞)的一切特性和多样性都是在这种互相作用的配景下发生的。这意味着,线粒体(它常常仅仅被视为细胞的能量工场)不断是生命一切这些庞大性退化的缘由,并且是统统的中心。


Nautilus:这么说来,我们仅仅把线粒体视为能量来路,是鄙视它了?


尼克·莱恩:嗯,假如我们思索短命的题目,就不克不及只把线粒体当作是细胞的能量工场,还要看法到它是促进一切生命庞大性退化并依然具有中心影响的要害要素。


不管是细胞的自我复制、破裂,照旧殒命,线粒体都在此中饰演着必不行少的脚色。


Nautilus:那么,迷信家要怎样应用线粒体的特性来延伸人类寿命呢?



尼克·莱恩:这件事很难。


用优质线粒体交换劣质线粒体,最复杂的办法是在细胞层面诱导机体停止选择:镌汰拥有劣质线粒体的细胞,保存拥有优质线粒体的细胞。


以是,你要做的第一件事变是细胞更新。活动和锤炼,乃至精良的饮食是无益的:水果和蔬菜对我们有益处,局部缘由是它们含有可以安慰细胞更新的元素,与抗氧化剂没什么干系。


“吃得好,多活动”这句老话说的没错,但这无助于我们进一步延伸寿命。


假如细胞得不到更新,细胞层面的选择无法停止,劣质的线粒体就会呈现增殖。在我们年事增永劫,在我们罹患种种疾病时,这种状况十分容易呈现——劣质线粒体不时增殖,而优质线粒体则被捐躯失了。随着线粒体渐变体越来越多,心肌纤维(不易被交换)就会受损。


大脑也是我们短命路途上的难点,但线粒体移植大概可以提供处理题目的线索。


Nautilus:有一个题目我考虑了很永劫间:神经元是怎样依托在出生时取得的线粒体存活120年的?


尼克·莱恩:实践并不是如许,研讨发明,干细胞可以经过粗大的衔接细丝向神经元传送线粒体。这听起来像是科幻小说中的情形,但假如干细胞可以向临近的神经元传送簇新的线粒体,那简直就相称于为其注入新的生命。


我们要做的,不是间接交换神经元,而是想方法重新激活干细胞。固然做起来并不容易,但大概是最好的办法。


原文来自Nautilus,中文版首发于微信大众号:培养(ID:xingshu100),原标题《对性的欲求因此殒命为价钱,这是从何时开端的?》,翻译:何无鱼,封面:pixabay

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