[推荐]衰老问题探密
光 明 书 评
衰老问题探密
热量与寿命的关系
20世纪30年代，美国康奈尔大学的营养学家克莱夫・麦凯首次通过延长大鼠身体完全成熟所花的时间，来测试是否会使最高寿命增加。麦凯用来延缓大鼠生长的方法是饮食限制。他让其中一部分不受饮食限制，其余的大鼠也喂同样的饲料，但所喂食物的总量却限制在前一批鼠的一半左右。重要的是，麦凯在那些饮食受到限制的大鼠食物中添加了维生素和矿物质，使这些大鼠营养不足而非营养不良。结果未喂饱的大鼠十分健康，有很漂亮的皮毛，这是啮齿动物中一个表示健康的重要征兆。它们在所有的训练项目中也都显得精力充沛，还比较不易患传染病。而且正如麦凯所期望的，未喂饱的大鼠活得相当长，其平均寿命与最高寿命都要增加50％－80％。由于麦凯的研究方法首开先例，现今他的这一研究被视为研究营养与寿命关系的真正起点。
在以后的二十年中，许多研究者对麦凯的工作进行了跟踪观察，试图确定未喂饱与完全喂饱动物之间的生化差异，以便能解释饮食对寿命的影响。这种研究一直在大鼠与小鼠中进行，生物医学研究中多年的经验证明，用啮齿动物进行研究所得到的结果不用作什么修改，就可以提供关于人类生物学与人类生理学的有用资料。这种饮食限制的研究还扩展到了其他动物物种之中，其中有脊椎动物，也有无脊椎动物。从研究中得到的一个首要的论点是：寿命调节中最重要的单因子就是每次进食时所摄入的总热量，还有喂食的频率。随着我们在20世纪中叶对营养的加深了解，尤其是在知道要添加维生素和微量元素之后，将饮食限制在保持健康与延长寿命的最佳结合点上，就不再是不可能的事了。在最近进行的这一类的研究中，多数科学家都认为：饮食中总的热量摄入，通常应限制在饮食不受限制时热量摄入的40％－70％。与喂饱了的大鼠相比，热量摄入受到限制的大鼠体重只有普通成鼠的l/3，但是其平均寿命却几乎要长一倍。
最近的研究所证实的第二个重要的事实是：不予喂饱反而对寿命发生有益的影响，这并不像早期研究所认为的那样，是由于延迟身体生长的缘故。在动物身体已经达到充分成熟之后，而非在断奶后不久就实行热量限制的实验，最清楚地证明了这一点。虽然由于喂了热量上加以限制的饮食，动物的体重会有下降，但是它们的身体却并没有减小。这表明，在成体中开始进行热量限制是可以达到使最高寿命有明显增加的目的的。这个发现自然引起了相当多人的注意。没有人会提出人类在婴儿期就开始进行热量限制，但是赞同在成年人中进行热量限制则完全是另一回事了。
人可以实行热量限制以提高自己的寿命，这一想法，已对人类产生了很强的吸引力。
热量与生殖、疾病的关系
迄今为止在哺乳动物中进行的研究都表明，热量限制对生殖能力有明显的影响。这种影响在雌性哺乳动物中更明显。在用大鼠进行的典型研究中，不受限制得到食物的雌性大鼠的发情期平均在40天时到来；而进食热量受到限制的雌鼠，第一次发情在150天后。这种影响是与推迟产生生殖激素有关。不过这些雌性大鼠都会生育健康的后代。在这项研究中，能不受限制地得到食物的大鼠到18个月龄时，就不再生育了；而进食热量少的大鼠在18个月龄时仍然能够生小鼠，其中有四分之一在30个月的时候还有生殖活力。如人类一样，大鼠的性发育也是由下丘脑与脑垂体中产生的激素来调节的。因此，在发现没有喂饱对繁殖行为产生影响的同时，也发现了相关激素模式的紊乱，这就不足为奇了。
所有温血动物中象征着生命到了后期阶段的疾病，大多是自发性的，如心血管疾病、癌症与中风等。过去50年里，在对啮齿动物进行的很多研究都证明，即使是中等水平的热量限制，也会对癌症有明显的抑制作用。而且，在同样生癌的情况下，进食热量限制的动物存活时间平均为喂饱了的动物的1.5倍。《癌症研究》杂志曾报道过，给小鼠喂一种能引起膀胱癌的致癌剂，结果在喂饱的小鼠的膀胱中出现多部位有高度侵入性的癌；而在进食热量有限制的小鼠中，仅有少数小鼠的膀胱中，在单个部位出现癌的发生，而且这些癌并不侵入周围的组织。研究工作者还注意到，在热量受到限制的小鼠中，有一种叫做IGF－1的蛋白质大大地受到了阻抑，而这种蛋白质会使某些人类肿瘤难以治疗。
尽管其他一些疾病没有像癌症那样得到详细研究，但有些情况却是相似的。在热量限制的大家鼠中，自发性肺病的发作，骨与肌肉退化的程度，以及血管疾病的发生，都被大大地推迟或减少了。诸如溃疡、高血压与白内障等疾病的发生频率和严重性也同样降低。免疫功能通常是在生殖成熟之后随着年龄增加而降低的，有许多个免疫参数会随着年龄发生变化。最突出的与年龄有关的变化发生在胸腺中。胸腺是在心脏上面的一个器官，它积极参与一种叫做T细胞的白细胞的生产。大约在开始有生殖活动时，胸腺便开始逐渐缩小，同时生产T细胞的速度也逐渐慢下来。在（包括人在内的）年龄很老的动物中，胸腺基本上就不再存在了。在热量受到限制的小家鼠中，虽然胸腺比正常的小家鼠要稍微小一些，但是胸腺随年龄增长而发生的缩小及其皮层的退化，却被大大地推迟了。
在人类中，也像对大鼠一样，进行热量限制对最高寿命影响的实验，这可能是行不通的；但是观察对热量限制的早期反应的短期试验，仍可能有所获益。1991年9月，健康状况良好的四男四女自愿进入到“生物圈2”中，并在那里生活了两年的时间。“生物圈2”是亚利桑那州图森附近一个三英亩的周围被墙围起的地方。他们摄入的热量受到限制，以素食为主，一天三餐，每天消耗的总热量大约为1800卡；脂肪最多不超过所消耗总热量的30％。结果发现，他们在六个月之后，体重下降了10％－15％，血压平均降低了20％，胆固醇水平降了35％，血清脂质下降了31％。在荷兰进行了一个与此相似的研究，24位年龄在35岁到50岁的健康男性自愿参加，每天的热量摄入减少20％，在认为合适的时候给予维生素以及微量元素的补充。这些节制饮食的人不仅体重减少了10％，而且血清胆固醇含量与血压都下降了。体力和智力测试表明，他们各方面的性能，与吃饱的对照组一样好。
氧化与细胞衰老的关系
我们都知道人是多么依赖氧，我们的生命就是靠着它维系的。但是氧还有很多令人难以置信的毒性，对此人们或许知道得不多。氧是一种致命的腐蚀性气体，它会使铁破碎成为铁锈，对生命所依赖的几乎所有的有机分子会造成严重破坏。氧以气体形式存在时是氧气（O2），氧作为水（H2O）的一个组分时是相当稳定的，但是，当它在细胞中从O2转变成为H2O的过程中，会产生许多潜在的活性氧中间体。造成氧对细胞的其他化合物有致命毒性的正是这些泄漏的中间体类型的氧，它们叫做活性氧类（简称为氧自由基）。
细胞中有一个叫做过氧化物酶体的细胞器，过量的脂肪以及其他分子就是在过氧化物酶体中用氧来降解的。
清除细胞中的这些分子对于细胞存活来说是必要的，可是，在某些饮食条件下，过氧化物酶体还可能是活性氧类的一种重要来源。肝的细胞色素P450系统是细胞内又一个产生自由基的地方，它有一种特殊机制，能氧化破坏那些设法在细胞膜外膜上打开缺口的外源毒素。在作为一个整体的身体中，一个更为普遍的活性氧类来源，就是那些利用活性氧类分子的破坏力作为防御微生物入侵的天然堡垒的细胞。吞噬细胞如巨噬细胞和嗜中性粒细胞就是这样一些细胞，它们特意产生高水平的氧自由基，就将它们密封地贮存在胞内区室中。遗憾的是，吞噬细胞经过好几轮微生物吞噬之后便死去，且将它们的内含物释放到四周的组织中。而释放的氧自由基会被邻近的细胞摄入，在感染被有效地清除的情况下，吞噬细胞氧自由基泄漏所引起的损伤通常是可以忽略的。但是吞噬细胞重复不断的狼吞虎咽与死亡，会对邻近的健康细胞造成严重的氧化损伤。这也是在诸如类风湿关节炎等有慢性炎症的自身免疫反应中人体组织产生损伤的主要原因，而且严重的还会导致组织坏死。
真核细胞为了保护自己不受到外源以及内源的氧化损伤而设置了许多防御结构，在整个身体中循环着的氧被保持着与血红蛋白的紧密结合。这样就防止了氧对血液中其他组分的损伤，防止了氧对血管本身的攻击和损伤。可是从衰老的角度来看，氧自由基造成的对DNA的损伤基本上与辐射所引起的损伤是一样的，如果DNA损伤没有得到修复，就会导致细胞周期的停止。单个细胞的DNA被氧自由基“击中”的次数估计每天为好几万。所有这些观察使许多科学家提出了衰老的氧化胁迫假说。他们在这个假说中提出，细胞水平上的衰老是由于有毒氧中间体引起的损伤积累所造成的。根据这个假说，衰老被认为是细胞水平上未修复的氧化伤害的总和。有一条间接证据便是，最高寿命与总的代谢速率有关，比较高的代谢速率意味着每单位时间中产生的能量较多，这也将加快氧自由基产生的速率。
有明确的证据证明，动物寿命，尤其是灵长类的寿命，与在它们体内循环着的抗氧化剂的水平有明显的关系。实验表明，包括人在内的寿命较长的物种中的老年成员的细胞，比起年轻成员的细胞来，它们在体外更易受到氧化损伤。在老年个体中，血清中的氧化产物水平肯定是增加的，而产生天然抗氧化剂的能力肯定下降。
我们能否减少氧化损伤，增强抗氧化保护呢？个体本身是能够做到这一点的，这基本上是通过饮食。吃得过多，尤其是饮食中过量脂肪的消耗，实际上就是给我们身体的所有细胞增加了一个沉重的氧化负担。而水果与蔬菜是抗坏血酸（维生素C）、生育酚（维生素E）以及（与维生素A有关的）类胡萝卜素这些天然抗氧化剂的极好来源。对于多数类型的癌症来说，水果与蔬菜摄入量最少的人生癌的危险性比摄入量高的人要高一倍。
维生素E是一种由八种不同的亲脂化合物组成的复合物，其中的一些亲脂化合物，已在动物研究中被证明是高度有效的抗氧化剂。这些化合物通常插入到细胞膜中，并积极地将那里的活性氧分子清除掉。维生素E还会与维生素C相互作用，维生素C的作用有点像再装填器，它将一些活性氧分子从维生素E上取出后转移到自己身上，由此释放出“可再负荷的”维生素E来再一次清除氧自由基。与所有维生素一样，维生素E也不能由身体制造，维生素E只存在于油、坚果以及忌司等脂肪食物中，因而必须从食物中获取，或者以维生素添加物的形式获取。
由于维生素E在人体中基本上是无毒的，所以研究人员一般认为，女性应尽量保证通过她们的食物得到大量的维生素E。尤其是有患乳腺癌危险的女性，还应考虑服用维生素E补充剂。
（摘自《衰老问题探密》［美］威廉・R・克拉克著许宝孝译复旦大学出版社2001年版定价：16.00元）
光 明 书 评
衰老问题探密
热量与寿命的关系
20世纪30年代，美国康奈尔大学的营养学家克莱夫・麦凯首次通过延长大鼠身体完全成熟所花的时间，来测试是否会使最高寿命增加。麦凯用来延缓大鼠生长的方法是饮食限制。他让其中一部分不受饮食限制，其余的大鼠也喂同样的饲料，但所喂食物的总量却限制在前一批鼠的一半左右。重要的是，麦凯在那些饮食受到限制的大鼠食物中添加了维生素和矿物质，使这些大鼠营养不足而非营养不良。结果未喂饱的大鼠十分健康，有很漂亮的皮毛，这是啮齿动物中一个表示健康的重要征兆。它们在所有的训练项目中也都显得精力充沛，还比较不易患传染病。而且正如麦凯所期望的，未喂饱的大鼠活得相当长，其平均寿命与最高寿命都要增加50％－80％。由于麦凯的研究方法首开先例，现今他的这一研究被视为研究营养与寿命关系的真正起点。
在以后的二十年中，许多研究者对麦凯的工作进行了跟踪观察，试图确定未喂饱与完全喂饱动物之间的生化差异，以便能解释饮食对寿命的影响。这种研究一直在大鼠与小鼠中进行，生物医学研究中多年的经验证明，用啮齿动物进行研究所得到的结果不用作什么修改，就可以提供关于人类生物学与人类生理学的有用资料。这种饮食限制的研究还扩展到了其他动物物种之中，其中有脊椎动物，也有无脊椎动物。从研究中得到的一个首要的论点是：寿命调节中最重要的单因子就是每次进食时所摄入的总热量，还有喂食的频率。随着我们在20世纪中叶对营养的加深了解，尤其是在知道要添加维生素和微量元素之后，将饮食限制在保持健康与延长寿命的最佳结合点上，就不再是不可能的事了。在最近进行的这一类的研究中，多数科学家都认为：饮食中总的热量摄入，通常应限制在饮食不受限制时热量摄入的40％－70％。与喂饱了的大鼠相比，热量摄入受到限制的大鼠体重只有普通成鼠的l/3，但是其平均寿命却几乎要长一倍。
最近的研究所证实的第二个重要的事实是：不予喂饱反而对寿命发生有益的影响，这并不像早期研究所认为的那样，是由于延迟身体生长的缘故。在动物身体已经达到充分成熟之后，而非在断奶后不久就实行热量限制的实验，最清楚地证明了这一点。虽然由于喂了热量上加以限制的饮食，动物的体重会有下降，但是它们的身体却并没有减小。这表明，在成体中开始进行热量限制是可以达到使最高寿命有明显增加的目的的。这个发现自然引起了相当多人的注意。没有人会提出人类在婴儿期就开始进行热量限制，但是赞同在成年人中进行热量限制则完全是另一回事了。
人可以实行热量限制以提高自己的寿命，这一想法，已对人类产生了很强的吸引力。
热量与生殖、疾病的关系
迄今为止在哺乳动物中进行的研究都表明，热量限制对生殖能力有明显的影响。这种影响在雌性哺乳动物中更明显。在用大鼠进行的典型研究中，不受限制得到食物的雌性大鼠的发情期平均在40天时到来；而进食热量受到限制的雌鼠，第一次发情在150天后。这种影响是与推迟产生生殖激素有关。不过这些雌性大鼠都会生育健康的后代。在这项研究中，能不受限制地得到食物的大鼠到18个月龄时，就不再生育了；而进食热量少的大鼠在18个月龄时仍然能够生小鼠，其中有四分之一在30个月的时候还有生殖活力。如人类一样，大鼠的性发育也是由下丘脑与脑垂体中产生的激素来调节的。因此，在发现没有喂饱对繁殖行为产生影响的同时，也发现了相关激素模式的紊乱，这就不足为奇了。
所有温血动物中象征着生命到了后期阶段的疾病，大多是自发性的，如心血管疾病、癌症与中风等。过去50年里，在对啮齿动物进行的很多研究都证明，即使是中等水平的热量限制，也会对癌症有明显的抑制作用。而且，在同样生癌的情况下，进食热量限制的动物存活时间平均为喂饱了的动物的1.5倍。《癌症研究》杂志曾报道过，给小鼠喂一种能引起膀胱癌的致癌剂，结果在喂饱的小鼠的膀胱中出现多部位有高度侵入性的癌；而在进食热量有限制的小鼠中，仅有少数小鼠的膀胱中，在单个部位出现癌的发生，而且这些癌并不侵入周围的组织。研究工作者还注意到，在热量受到限制的小鼠中，有一种叫做IGF－1的蛋白质大大地受到了阻抑，而这种蛋白质会使某些人类肿瘤难以治疗。
尽管其他一些疾病没有像癌症那样得到详细研究，但有些情况却是相似的。在热量限制的大家鼠中，自发性肺病的发作，骨与肌肉退化的程度，以及血管疾病的发生，都被大大地推迟或减少了。诸如溃疡、高血压与白内障等疾病的发生频率和严重性也同样降低。免疫功能通常是在生殖成熟之后随着年龄增加而降低的，有许多个免疫参数会随着年龄发生变化。最突出的与年龄有关的变化发生在胸腺中。胸腺是在心脏上面的一个器官，它积极参与一种叫做T细胞的白细胞的生产。大约在开始有生殖活动时，胸腺便开始逐渐缩小，同时生产T细胞的速度也逐渐慢下来。在（包括人在内的）年龄很老的动物中，胸腺基本上就不再存在了。在热量受到限制的小家鼠中，虽然胸腺比正常的小家鼠要稍微小一些，但是胸腺随年龄增长而发生的缩小及其皮层的退化，却被大大地推迟了。
在人类中，也像对大鼠一样，进行热量限制对最高寿命影响的实验，这可能是行不通的；但是观察对热量限制的早期反应的短期试验，仍可能有所获益。1991年9月，健康状况良好的四男四女自愿进入到“生物圈2”中，并在那里生活了两年的时间。“生物圈2”是亚利桑那州图森附近一个三英亩的周围被墙围起的地方。他们摄入的热量受到限制，以素食为主，一天三餐，每天消耗的总热量大约为1800卡；脂肪最多不超过所消耗总热量的30％。结果发现，他们在六个月之后，体重下降了10％－15％，血压平均降低了20％，胆固醇水平降了35％，血清脂质下降了31％。在荷兰进行了一个与此相似的研究，24位年龄在35岁到50岁的健康男性自愿参加，每天的热量摄入减少20％，在认为合适的时候给予维生素以及微量元素的补充。这些节制饮食的人不仅体重减少了10％，而且血清胆固醇含量与血压都下降了。体力和智力测试表明，他们各方面的性能，与吃饱的对照组一样好。
氧化与细胞衰老的关系
我们都知道人是多么依赖氧，我们的生命就是靠着它维系的。但是氧还有很多令人难以置信的毒性，对此人们或许知道得不多。氧是一种致命的腐蚀性气体，它会使铁破碎成为铁锈，对生命所依赖的几乎所有的有机分子会造成严重破坏。氧以气体形式存在时是氧气（O2），氧作为水（H2O）的一个组分时是相当稳定的，但是，当它在细胞中从O2转变成为H2O的过程中，会产生许多潜在的活性氧中间体。造成氧对细胞的其他化合物有致命毒性的正是这些泄漏的中间体类型的氧，它们叫做活性氧类（简称为氧自由基）。
细胞中有一个叫做过氧化物酶体的细胞器，过量的脂肪以及其他分子就是在过氧化物酶体中用氧来降解的。
清除细胞中的这些分子对于细胞存活来说是必要的，可是，在某些饮食条件下，过氧化物酶体还可能是活性氧类的一种重要来源。肝的细胞色素P450系统是细胞内又一个产生自由基的地方，它有一种特殊机制，能氧化破坏那些设法在细胞膜外膜上打开缺口的外源毒素。在作为一个整体的身体中，一个更为普遍的活性氧类来源，就是那些利用活性氧类分子的破坏力作为防御微生物入侵的天然堡垒的细胞。吞噬细胞如巨噬细胞和嗜中性粒细胞就是这样一些细胞，它们特意产生高水平的氧自由基，就将它们密封地贮存在胞内区室中。遗憾的是，吞噬细胞经过好几轮微生物吞噬之后便死去，且将它们的内含物释放到四周的组织中。而释放的氧自由基会被邻近的细胞摄入，在感染被有效地清除的情况下，吞噬细胞氧自由基泄漏所引起的损伤通常是可以忽略的。但是吞噬细胞重复不断的狼吞虎咽与死亡，会对邻近的健康细胞造成严重的氧化损伤。这也是在诸如类风湿关节炎等有慢性炎症的自身免疫反应中人体组织产生损伤的主要原因，而且严重的还会导致组织坏死。
真核细胞为了保护自己不受到外源以及内源的氧化损伤而设置了许多防御结构，在整个身体中循环着的氧被保持着与血红蛋白的紧密结合。这样就防止了氧对血液中其他组分的损伤，防止了氧对血管本身的攻击和损伤。可是从衰老的角度来看，氧自由基造成的对DNA的损伤基本上与辐射所引起的损伤是一样的，如果DNA损伤没有得到修复，就会导致细胞周期的停止。单个细胞的DNA被氧自由基“击中”的次数估计每天为好几万。所有这些观察使许多科学家提出了衰老的氧化胁迫假说。他们在这个假说中提出，细胞水平上的衰老是由于有毒氧中间体引起的损伤积累所造成的。根据这个假说，衰老被认为是细胞水平上未修复的氧化伤害的总和。有一条间接证据便是，最高寿命与总的代谢速率有关，比较高的代谢速率意味着每单位时间中产生的能量较多，这也将加快氧自由基产生的速率。
有明确的证据证明，动物寿命，尤其是灵长类的寿命，与在它们体内循环着的抗氧化剂的水平有明显的关系。实验表明，包括人在内的寿命较长的物种中的老年成员的细胞，比起年轻成员的细胞来，它们在体外更易受到氧化损伤。在老年个体中，血清中的氧化产物水平肯定是增加的，而产生天然抗氧化剂的能力肯定下降。
我们能否减少氧化损伤，增强抗氧化保护呢？个体本身是能够做到这一点的，这基本上是通过饮食。吃得过多，尤其是饮食中过量脂肪的消耗，实际上就是给我们身体的所有细胞增加了一个沉重的氧化负担。而水果与蔬菜是抗坏血酸（维生素C）、生育酚（维生素E）以及（与维生素A有关的）类胡萝卜素这些天然抗氧化剂的极好来源。对于多数类型的癌症来说，水果与蔬菜摄入量最少的人生癌的危险性比摄入量高的人要高一倍。
维生素E是一种由八种不同的亲脂化合物组成的复合物，其中的一些亲脂化合物，已在动物研究中被证明是高度有效的抗氧化剂。这些化合物通常插入到细胞膜中，并积极地将那里的活性氧分子清除掉。维生素E还会与维生素C相互作用，维生素C的作用有点像再装填器，它将一些活性氧分子从维生素E上取出后转移到自己身上，由此释放出“可再负荷的”维生素E来再一次清除氧自由基。与所有维生素一样，维生素E也不能由身体制造，维生素E只存在于油、坚果以及忌司等脂肪食物中，因而必须从食物中获取，或者以维生素添加物的形式获取。
由于维生素E在人体中基本上是无毒的，所以研究人员一般认为，女性应尽量保证通过她们的食物得到大量的维生素E。尤其是有患乳腺癌危险的女性，还应考虑服用维生素E补充剂。
（摘自《衰老问题探密》［美］威廉・R・克拉克著许宝孝译复旦大学出版社2001年版定价：16.00元）
