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“吃得好,多活动”,真的有助于延伸寿命?

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尼克·莱恩,伦敦大学学院进化生物化学家,著有《性命的跃升:40亿年演变史上的十大发明》一书,该书在2010年荣获英国科学类书籍的最高奖项——英国皇家学会科学图书奖。

2015年,莱恩的另一本著作《至关主要的题目:为何性命会是这个模样?》出书。该书一经面世便广受赞誉,被批评为“转变了游戏规则”“充溢斗胆勇敢而主要的主意”。莱恩在书中提出了一个庞杂的新模子,展示了性命如何有能够藉深海热泉的化学能诞生于世。

比尔·盖茨评价道,《至关主要的题目》是“对性命劈头的一次出色讨论”。

“吃得好,多活动”,真的有助于延伸寿命?

尼克·莱恩思索和尝试处置惩罚的,都是有关性命的大题目:

  • 性命是如何劈头的?

  • 它又是如何存续的?

  • 为何我们会朽迈和殒命?

  • 为何我们要有性行为?

一般人们会把这些谜题算作进化遗传学的题目,但莱恩对峙以为,我们的基础生物化学机制能够影响、以至决议了上述性命现象。


主流的进化学说以为,基因会为滋生和生计而互相竞争。而莱恩尝试构建的进化理论,以补充或庖代现有的主流理论。

他以为,“能量限定”是我们充足明白进化史上涌现严重变化的缘由,比方真核细胞这类庞杂细胞的涌现以及多细胞性命情势的鼓起。

“吃得好,多活动”,真的有助于延伸寿命?

一切都在于能量。尼克·莱恩以为长命的窍门藏在线粒体中

科学杂志Nautilus在莱恩伦敦的试验室中对他举行了采访,并询问了他关于朽迈、性和殒命的意见。以下是采访的部份出色内容:

性与殒命密切相干

Nautilus:在你的著作《能量、性、自尽》中,你问到“对性的欲求是以殒命为价值的,这是从什么时刻最先的?为何?这个题目是什么意义?

尼克·莱恩:性是跟着庞杂细胞的进化而涌现的。

假如我们去看细菌,它们就不存在我们所知的那种性行为。它们会做相似的事变,也就是交流基因,而这恰是性行为的基础意义。只不过,庞杂的真核细胞生物经由历程另一种体式格局将基因从新组合。

但现实上,我们搞不清在真核细胞这类庞大庞杂细胞群体在进化中涌现性行为的上风是什么。同时,性也与殒命严密相干。我们越是将资本集合在繁衍子女上,我们在进化方面的表现就越好。但假如我们把一切资本都用在繁衍上,那让我们自身连续性命的资本就所剩无几了。

所以从进化的角度来看,我摒弃了能让自身活得更久长的资本,这是有意在收缩自身的性命。生计是有价值的,做任何事都须要支付价值。

Nautilus:你说的“性与殒命密切相干”是什么意义?

尼克·莱恩:这里所说的殒命是指细胞程序性殒命的特定历程,它受基因掌握,会斲丧能量,而且是刻意为之。受损的细胞会自尽,并由干细胞天生的新细胞庖代。而在个别层面上,性行为经由历程重组基因现实在做一样的事。

从自然挑选的角度来看,如许做的目标就在于增添个别之间的差别。性行为能够增添种群内的多样性,从而取得自然挑选上的上风。自然挑选所请求的个别差别又来自于性,来自于一个人能留下若干子孙子女。一朝一夕自然挑选发作的结果是:少数男性留下了比同类多很多的孩子。

Nautilus:你的意义是,有些男性表现好,有些则表现差?

尼克·莱恩:没错,在自然挑选的层面上,性行为所做的就是让最优秀的基因留下尽量多的副本,种群内会有一些异常“有用”的男性和一些相对“无效”的男性,自然挑选把机会给了那些更“有用”的男性。

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这对被镌汰的个别是悲剧,但从进化的角度却是人类的福音。

Nautilus:你将性命的能量历程一向追溯到线粒体上,那末它从何而来?

尼克·莱恩:它们是混入其他细胞的细菌。虽然学界仍在争辩线粒体的原始相貌如何,但我们险些能够一定,它是一种相称简朴的细胞。经由演变,线粒体变成了我们细胞的能量工场,我们生计所需的悉数能量都来自线粒体。

Nautilus:这跟朽迈有什么关联?

尼克·莱恩:生计是有价值的,做任何事都须要支付价值。从某种程度上说,价值的大小取决于生活节奏的快慢。推陈出新率和寿命是非之间存在着很强的相干性。

在环境相宜时,我们会将大部份资本用于性成熟的历程。这类关联不单单议存在于人类也许动物,植物也是云云。

但假如环境恶劣,比方遇到了饥馑,我们就会转而把重心从性行为、合成蛋白质以及长身材转移到生计,守候难题时代完毕。

“吃得好,多活动”,真的有助于延伸寿命?

在过去十多年的时刻里,这类基因开关一向是大多数朽迈研讨工作的中心。它并不完整跟代谢率有关,而是和我们分派资本的体式格局有关。我们分派资本的重点要么放在性行为上,要么放在生计上。

对异常简朴的生物来讲,种种基因突变能够让它们的寿命增添一倍或两倍,但对我们如许庞杂的生物来讲就很难做到了。

人类如何才长命?

Nautilus:我们老是愿望延伸自身的寿命。那末最好的战略是什么呢?一些研讨表明,限定哺乳动物摄取热量好像能够明显延伸命命,这在人类身上也能见效吗?

尼克·莱恩:这很不好说。

科学家曾在恒河猴身上做过延续数十年的历久研讨,而获得的结果却是互相抵牾的。

有些结果表明,这类要领结果很好,能够将寿命延伸30%~40%。而另一些结果则表明,让试验对比组的猴子为所欲为大吃特吃现实上对身材不利,因而它们的寿命并不能作为一般程度来对比参考,所以试验设计中存在许多的不肯定性。

别的,大多数人也不愿意削减40%的食品摄取。

却是有些人真的如许做了,也没有证据表明他们就因而长命了。我还据说有人因而患上了骨质疏松症,摔一跤就骨折了。所以,这类要领是有副作用的。

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Nautilus:那末,人类终究如何才长命呢?

尼克·莱恩:从进化的角度来看,你会获得一个令人震惊的结论:寿命险些不存在上限。

比方生活在小岛上的负鼠,假如没有天敌,它们就会在繁衍五、六代以后将寿命延伸一倍。

假如我们从鸟类的代谢率举行揣摸,那末它们的寿命应当要比现实短很多。鸽子的寿命在30年摆布,而基于它们的高代谢率和体型大小揣摸,它们的寿命应当只要3-4年,现实是预期的10倍。

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我们有充足的来由以为,鸽子之所以云云长命,在于它们有着很强的有氧代谢才能。换句话说,它们会飞。遨游飞翔须要支付庞大的代谢本钱,因而鸽子的线粒体也充足壮大。而所谓的优良线粒体很少释出自由基,这好像就是鸽子能活这么久的缘由之一

Nautilus:自由基和长命引出了许多话题,特别是在饮食方面,比方我们应当多吃富含抗氧化剂的食品来吸取自由基,从而活得更长。关于自由基,我们应当相识哪些?

尼克·莱恩:自由基激发朽迈的理论发端于50年至60年前,这类理论以为线粒体会发作一种被称为自由基的活性氧化物;我们吸入的一部份氧气会以活性自由基的情势开释出去,对DNA、蛋白质和基因形成损坏,也许是毁伤细胞膜自身;跟着时刻的推移,这些毁伤会逐渐积累,直至发作所谓的“差误灾害”,致使细胞没法存活下去。在过去的几十年里,最初提出的理论已被逐渐颠覆。

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另有一种看法以为,服用大批抗氧化补充剂能够免受朽迈相干疾病的搅扰,这个看法也被颠覆了。科学家已做了大批研讨赫尔数据剖析,结果显现,摄取大批抗氧化剂反而有能够让人死得更快。

Nautilus:假如氧化自由基确切会毁伤我们的细胞,为何抗氧化剂不起作用呢?

尼克·莱恩有一个合理且被广泛接收的缘由——它们会滋扰信号通报

我们如今已晓得,自由基能够发出信号让细胞进入应激状况。细胞有林林总总玄妙的特质,但假如那里出了题目,这些特质就会充当起“烟雾探测器”,细胞能够探测到这些“烟雾”并做出响应的回响反映。细胞中的“烟雾探测器”能够激发应激回响反映,继而转变种种基因的表达,从而对细胞起到庇护作用。

抗氧化剂现实上是将“烟雾探测器”禁用了,这可不是一件功德。因而,更多的自由基每每能够激发一种具有庇护作用的应激回响反映,这些回响反映能让细胞准备好应对要挟,从而存活更长的时刻。摄取抗氧化剂来滋扰这类信号通报,那真的起不到什么协助作用。

Nautilus:假如鸽子的寿命能够比基于其代谢率盘算的预期值长10倍,是不是意味着我们人类也能够做到?

尼克·莱恩:就人类来讲,我们受到了大脑的限定。假如我们能够在自身在世的时刻替代一切的身材细胞和构造,那末我们能够活多久应当就不存在限定了。但假如我们把自身的神经元替代掉,那在这个历程当中,我们就是在重写自身的阅历,我们也就不再是我们自身了。

我想神经元寿命上限才是人类寿命的真正限定。我们要如何才防备大脑跟着岁数增进而流失质量、断开神经元衔接以及落空为我们存储影象和阅历的神经元突触呢?

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Nautilus:假如我们能够让神经元再生,替代掉那些受损的神经元,它们是不是会处在初始的状况,能够被铭刻上新的阅历?也许它们是不是会融入现有的神经通路?别的,我们议论神经元再生触及的是哪些脑区?哪些跟影象相干?哪些跟认知处置惩罚相干?

尼克·莱恩:我们还不清晰神经元和影象的准确关联,单个神经元就能够具有10,000个突触衔接,它们构成了神经网络,但单个神经元不会被铭刻上影象。因为假如存储影象的是突触衔接,那末一个新天生的神经元要如何重修一切那些衔接呢?

替代神经元还存在其他一些风趣的题目。

Nautilus:比方,我们能够把皮肤细胞培养和革新,使它变成干细胞,随后,我们能够引诱这个干细胞分化成神经元,并用它来替代大脑中殒命的神经元。假定这个新的神经元能够胜利竖立准确的衔接,那末一个主要的题目是:它的线粒体会如何?

尼克·莱恩:当我们革新皮肤细胞时,它的线粒体会恢复到在干细胞时的状况:它的外形会变圆,并落空电荷。但我们还不晓得个中的DNA发作了什么变化,它会保存着在作为皮肤细胞时所遭遇的毁伤,照样以某种体式格局抹除掉了?

假如它依然保存着毁伤,那末新天生的闪亮神经元能够只是金玉其外,会像低价的塑料复制品那样很快失灵。

如何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:“要延伸命命以及挣脱老年疾病,我们将须要更多的线粒体。”为何我们须要更多呢?

尼克·莱恩:假如我们只斟酌寿命的是非,那末能够看一看陆龟,它们的寿命异常长,缘由在于它们的推陈出新率极低;因为它们基础不怎么动,所以长命仅仅是因为它们的细胞很少处在应激状况。

而鸟类处在另一个极度,它们的代谢率比我们还高,具有很高的体温,须要斲丧更多的氧气,但它们的寿命却善于一致体型和一致代谢率的哺乳动物。这好像是因为鸟类具有大批高质量的线粒体,因而它们得以提拔全部体系的功用。

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

Nautilus:在这条曲线上,我们人类处在什么位置?

尼克·莱恩:我们处在曲线的中心位置。就体重来讲,无论是相对于鸟类照样爬虫类,我们的寿命都相对较短,因为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。

这有一部份是个别线粒体质量的题目,另有一部份是线粒体数目的题目。

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举例来讲,人体肝脏细胞中的线粒体数目是陆龟的10倍。所以,这好像意味着生物进化出较高的有氧代谢才能能够延伸命命。

如今,我们人类的寿命要比大猩猩或黑猩猩长很多。在初期人类的进化中,我们好像阅历一个加强有氧代谢才能和耐力的阶段。这也许和我们的祖先在非洲平原追逐瞪羚或其他一些事有关。

从进化的角度看,有氧代谢才能的加强是在什么时刻发作的,我们晓得吗?我想是在100万年前而非几十万年前,发作的时刻比人们设想的要早。

Nautilus:让我们更深切地讨论庞杂细胞的进化,你能多讲讲细菌和宿主细胞的初期连系吗?

尼克·莱恩:我们还不能肯定捕捉细菌的是哪一种宿主细胞,以及被捕捉的又是哪一种细菌。

不过,大批的证据指向了一个现实:宿主细胞是一种相似于细菌的简朴细胞,名为古核细胞。

它没有贮存DNA的细胞核,不存在有性生殖,也不会四周游走去吞噬其他细胞。在机缘巧合之下,一个细菌进入到它的体内,变成了线粒体。

也就是说有两个异常简朴的细胞,一个进入了另一个的体内。真核细胞的一切特性和多样性都是在这类互相作用的背景下发作的。这意味着,线粒体一向是性命一切这些庞杂性进化的缘由,而且是一切的中心。

Nautilus:这么说来,我们仅仅把线粒体视为能量泉源,是小视它了?

尼克·莱恩:嗯,假如我们斟酌长命的题目,就不能只把线粒体算作是细胞的能量工场,还要认识到它是促进一切性命庞杂性进化并依然具有中心影响的关键因素。

不论是细胞的自我复制、破裂,照样殒命,线粒体都在个中扮演着必不可少的角色。

Nautilus:那末,科学家要如何应用线粒体的特性来延伸人类寿命呢?

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尼克·莱恩:这件事很难。

用优良线粒体替代劣质线粒体,最简朴的要领是在细胞层面引诱机体举行挑选:镌汰具有劣质线粒体的细胞,保存具有优良线粒体的细胞。

所以,你要做的第一件事变是细胞更新。活动和磨炼,以至优越的饮食是有益的:生果和蔬菜对我们有优点,部份缘由是它们含有能够刺激细胞更新的元素,与抗氧化剂没什么关联。

“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命命。

假如细胞得不到更新,细胞层面的挑选没法举行,劣质的线粒体就会涌现增殖。在我们岁数增进时,在我们罹患种种疾病时,这类状况异常轻易涌现——劣质线粒体不停增殖,而优良线粒体则被捐躯掉了。跟着线粒体突变体越来越多,心肌纤维就会受损。

大脑也是我们长命道路上的难点,但线粒体移植也许能够供应处置惩罚题目标线索。

Nautilus:有一个题目我思索了很长时刻:神经元是如何依靠在诞生时取得的线粒体存活120年的?

尼克·莱恩:现实并非如许,研讨发明,干细胞能够经由历程微小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,但假如干细胞能够向相近的神经元传送极新的线粒体,那险些就相称于为其注入新的性命。

我们要做的,不是直接替代神经元,而是想办法从新激活干细胞。虽然做起来并不轻易,但也许是最好的要领。

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