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端粒:人为何会衰老与表现特征相关的重要探讨


文章编号:17348 / 更新时间:2024-03-04 16:56:41 / 浏览:

今天我们来探讨为何人类会变老。从微观角度看,无论是人类还是绝大多数生物,都会经历衰老和死亡,这是因为身体内的胞逐渐死亡,最终导致整个机体出现问题。可是,为什么健康的细胞会经历衰老和死亡呢?这个问题一直困扰着科学家们多年。

上世纪年代,美国加州大学旧金山分校的分子生物学家伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth Blackburn)和另外两位同事发现,在人类等生物的染色体末端,存在一段特殊DNA,这一段DNA能够在细胞有丝分裂过程中,保护遗传物质免受降解和破坏。他们将这段DNA命名为端粒。随着细胞不断分裂和老化,端粒也逐渐缩短。当端粒缩短到一定程度时,细胞分裂时可能会导致DNA断裂和突变,进而导致细胞癌变或死亡。当端粒缩短到无法再减少时,细胞也法再继续分裂。因此,科学家们将端粒的长度视为衰老的关键标志。

为了表彰布莱克本和其同事发现的端粒以及端粒酶对染色体的用,2009年,瑞典皇家科学院授予他们三人诺贝尔生理学或医学奖。2005年,当时全球最长寿的老人亨德里克耶·范安德尔-席佩尔去,享年115岁。研究人员分析了她的白细胞,发现其端粒长度明显较短,远低于其他体细胞,这表明她的造血干细胞几乎已失去再次分裂的能力或许正是因为这个原因,导致她在梦中安详离世。

根据这一理论,是否意味着只要找到减缓端粒缩短速度的方法,就可以延年益寿呢?在研究中,最常用的是白细胞端粒长度(LTL)之一。2022年,《柳叶刀-老龄健康》发表了一篇探讨LTL与健康生活方式关系的研究本文。研究对四十多万名参与者进行分析,涉及117种可能影响LTL的因素,如吸烟、饮酒、运动频率、饮食习惯等。研究结果显示,尽管有71个因素与LTL显相关,但这些因素实际上对LTL产生的影响很小,甚至不及年龄增长的影响。因此,目前人类尚未完全了解到究竟是什么会影响端粒缩短的度,更不清楚如何利用衰老与端粒长度之间的关系来延长寿命。

基因治疗仍处于起步阶段,科学家们也未能完全揭示这些遗传物质中含的所有秘密。对于我们普通人来说,也许思考长生不老的意义更具有价值。

本文为科普中国·星空计划扶持作品。

作者:胡桃夹

审核:陶宁

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

资源由项目单位提供


端粒效应

端粒人为何会衰老与表现特征相关的重要探讨

衰老的本质是细胞不再更新了。 人在一些情况下会加速衰老。由基因和环境共同影响。

端粒是染色体末端的DNA序列,不参与DNA编码,固定为TTAGGG-AATCCC配对的循环。 端粒的作用是在复制时保护DNA,每次DNA复制,端粒都会短一点。 衰老的本质是端粒变短。 一般来说,人刚出生时端粒有个碱基对,35岁时7500个,60岁时4800个。 人的皮肤老化程度、白头发数量、心肺功能、认知能力等都和端粒长度有关。端粒越短,在未来几年得病几率越大。超过平均年龄的人,端粒比较长(幸存者效应)。

端粒酶:端粒酶充足时,可以延缓端粒变短,甚至让端粒变长。 用药物刺激产生过多的端粒酶,容易造成癌症。

威胁感:缩短端粒 敌意:觉得周遭的人和事在跟自己作对,缩短端粒 悲观:有些人为了不失望,宁可选择悲观,缩短端粒 胡思乱想:才下眉头却上心头,不能集中注意力,缩短端粒 耿耿于怀:rumination,减弱端粒酶,导致抑郁 抑郁:严重缩短端粒 挑战感:延长端粒 乐观:有利于减压 专注:对抗胡思乱想,有利于端粒 目标感:提高端粒酶水平

感受到承担了很大的压力 会严重影响端粒酶的活性,加速端粒变短,加剧衰老。 端粒变短,关键不在于压力本身,而在于个体对压力的感受。 面对压力时的两种感受:威胁和挑战。 威胁感:血管收缩、分泌皮质醇、心率加快、手脚冰冷 >> 我们的祖先遇到猛兽时可能会有这种反应,这样即使受伤,会少流一些血。另外在焦虑和羞耻时也有类似的生理活动。这类活动会导致人的端粒缩短。 挑战感:虽然也会分泌皮质醇,但血管不会收缩,血液含氧量还会提高,身体处在准备战斗的兴奋状态。这样不会导致端粒缩短。 普林斯顿的压力实验:同样题目分类两组学生来做,威胁组是“检验你们有没有资格在这里读书”,挑战组是“看看你们优秀到什么程度”,后一组明显好。

最严重的威胁即是身份认同威胁。 应对的思路是想问题尽量“宽”和“远”。“宽”体现在认识到身份的复杂和自我实现途径的多样,“远”体现在用第三人称视角来看待自己和遇到的事。 思想不但可以指导行动,还能影响生理状况,从而影响身体健康。

抗打击思维:旁观者视角看自己 >> 识别出负面情绪 >> 自我关怀 把脑中的负面声音想象成一个怀着好心但是经常说错话的实习生,用自嘲和原谅的态度对待自己。 人每天会有个想法,绝大多数都不值得跟进。 更高级的技术是冥想,比如用3分钟时间摒弃杂念,专注在自己的呼吸。专注的人比不专注的人端粒更长。 找到人生的目标:找到希望你墓碑上写的东西,to find something bigger than you 对健康长寿最有利的精神状态:conscientious,君子终日乾乾

锻炼的原理:身体是反脆弱系统,适度锻炼可以让机体在损坏之后重建,且变得比之前更强。 氧化应激:自由基链式反应。对身体有害。 抗氧化剂:平衡自由基的数量,减轻氧化应激。 锻炼增加自由基,但能让身体产生更多抗氧化剂。 锻炼能让人端粒更长,但效应随着锻炼时间和强度增加而大幅减少,因此适度的锻炼性价比最高。作者举的例子是推动割草机、铲雪、打高尔夫球时自己背着球杆。 锻炼过后的愉悦感对身体有益。 提高心血管机能的训练方法: 有氧耐力训练:45分钟有氧跑,每周三次,可以让端粒酶活性提高两倍。 高强度间歇训练:快跑几分钟,休息几分钟,再快跑几分钟。对端粒酶的效果和上一条一样。 抗阻力训练:各种举重、器械。对端粒无影响,但能让人变强壮。 端粒是人生的 非竞争项目 ,我们的目标不是成为这个领域的高手,而是希望健康长寿。

有些生物每餐吃七分饱可以长寿的实验,比如老鼠、虫子。但该结论对猴子、人无效。 超重的关键不是体重大小,而是脂肪的位置。更影响端粒的指标不是体重,而是腰臀比,也就是肚子多大。 新陈代谢综合征的四个前兆:肚子大、胆固醇超标、高血压、胰岛素抵抗。 另外,肚子大 >> 细胞容易发炎 >> 炎症反应干扰免疫系统 >> 免疫破坏,端粒缩短 >> 更容易发炎。

细胞的三个敌人和应对思路: 发炎。-3脂肪酸可以防止炎症反应。鱼类、牛奶、有机鸡蛋。 氧化应激反应。维生素C和维生素E。水果、绿叶蔬菜、带皮的土豆。 胰岛素抵抗。少吃精加工的糖。 维生素D也对端粒酶有好处,可以吃补剂和晒太阳补充。

对端粒有害的食物:红肉(哺乳动物肉)、香肠火腿、白面包、含糖饮料、-6多不饱和脂肪酸、过量饮酒。 对端粒有好处的食物:白肉(鱼类鸟类两栖类动物肉)、蔬菜、坚果、豆、水果、海带、-3

城市居民更容易把压力视为威胁而非挑战,大脑中负责恐惧感的杏仁核更活跃。 “对端粒好的社区”并非“有钱的社区”,而是“有凝聚力的社区”,大家彼此关爱,互相支持。 贫困对端粒很不好,但只要满足基本生活需求,多出的金钱影响就不大。 受教育程度对端粒非常重要,影响可谓上不封顶。 职业对端粒影响大。坐办公室的白领比体力劳动者端粒长。

遗传: 怀孕时父母的端粒如果因为后天环境而比较短,那么孩子一出生端粒就比较短。母亲影响更大。 孕期的心理压力 >> 皮质醇 >> 孩子的健康状况差、端粒短。 孩子出生以后,如果家庭环境不好、缺少父母关爱,会导致端粒短。

好的家庭:夫妻靠谱(双全且心理状况正常)、怀孕期间营养充足、压力不大、孩子得到足够的关爱


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