“长生不老”的科学探索

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“长生不老”的科学探索

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“长生不老”的科学探索

●吴锡平

  古往今来,“长生不老”成为多少人的梦想。如今,随着现代科
学技术的迅猛发展,科学家们对这个横亘于人类社会文明史的千古梦
想进行了有益的探索,并且已经取得了一定的成果。

  
寻找生命时钟

  多年来,科学家们一直在寻找导致细胞死亡的基因,但始终没有
结果,但由此却发现了一种叫端粒的存在于染色体顶端的物质。端粒
本身没有任何密码功能,它就像一顶高帽子置于染色体头上。在新细
胞中,细胞每分裂一次,染色体顶端的端粒就缩短一次,当端粒不能
再缩短时,细胞就无法继续分裂了。这时候细胞也就到了普遍认为的
分裂100次的极限并开始死亡。因此,端粒被科学家们视为“生命时钟”。

  科学家由此又开始研究精子和癌细胞内的染色体端粒是如何长时
间不被缩短的原因。1984年,分子生物学家在对单细胞生物进行研究
后,发现了一种能维持端粒长度的端粒酶,并揭示了它在人体内的奇
特作用:除了人类生殖细胞和部分体细胞外,端粒酶几乎对其他所有
细胞不起作用,但它却能维持癌细胞端粒的长度,使其无限制扩增。
端粒酶研究走在世界前列的美国,正在倾注全力寻找能调控端粒酶产
生的基因物质,以便生产出延缓衰老、抑制癌细胞增殖的药物。

  其他与寿命有关的基因也在被不断地发现,它们的工作原理与端
粒相似。科学家们不但希望能找到人体内所有的生命时钟,更希望能
找到拨慢时钟的方法,使人类“长生不老”的梦想得以实现。

  
节食可以延年

  60年前,美国的生理学家克莱夫·马克·凯和他的助手有惊人的
发现:大量减少老鼠食物所含的热量,老鼠反而延长寿命1/3,从过
去的3岁变成4岁。不仅如此,减少饮食的老鼠看上去显得年轻,很少
患有和衰老有关的疾病。从那时起,人们在其他许多动物身上重复这
个试验,从单细胞纤毛虫到软体虫,从苍蝇到鱼类。其结论几乎完全
相同。那么,人类是否也这样呢?

  在过去的10年中,科学家已经基本揭开了“低热量食物延缓衰老”
之谜,但能不能延缓人的衰老,还不清楚。对人进行实验,哪怕对类
人猿进行实验要复杂得多,费用高得多,时间也长得多。况且,正如
实验所表明的,人轻易不肯接受某种饮食限制,即使他们这样做对健
康有利。

  科学家在实验室对老鼠进行了实验,使老鼠饮食所含的热量比通
常少30-50%,但维持生命的蛋白质、脂肪、维生素和无机盐不减少。
结果,被实验的老鼠比同岁正常饮食的老鼠重量轻得多,寿命也都延
长了。这表明,限制热量是延缓衰老的主要方法之一。

  测量被限制热量老鼠的健康状况得出了300个数据。例如,普通老
鼠1岁时某些免疫功能就开始减弱,可是,被实验的老鼠到两岁时免疫
功能还很强。老鼠随着年龄增加,葡萄糖的吸收越来越差,导致糖尿
病。但实验鼠,这种恶化得到推迟。推迟的还有肌肉萎缩、蛋白质合
成功能降低等。

  研究还表明,限制热量不必从童年开始。如果从中年起采用低热
量食物,老鼠的寿命将增加10-20%,并减少患癌症的可能性。

  目前,还没有对人体进行类似的实验。不过,可以说,对老鼠有
益的现象对人同样适合。在日本的冲绳岛上,居民传统的饮食习惯为
低热量,高蛋白质,结果,岛上百岁和百岁以上的老人是日本其他地
方的40倍。

  
心跳慢寿命长

  心跳与寿命之间是否存在某种内在联系?心跳慢的人是否比其他
人寿命长些?这是日本名古屋大学医学系第一内科的林博史讲师目前
正致力研究的一个课题。

  “类似寿命短暂的老鼠这样的小动物,心脏的跳动特别快,而作
为动物界长寿者的马和象,它们的心跳则要慢得多了。”时间生物学
的这一公式,揭示了体重、心跳数与寿命之间的关系。近年来的研究
表明,人类也存在类似现象。因此,通过适当的运动锻炼身体,增大
心脏的耐受力,控制心跳数,也许将成为人们延长寿命的一种行之有
效的方法。

  林博史讲师通过搜集大量第一手资料,对心跳与寿命的关系进行
了深入研究。体重仅30克的鼹鼠,其心跳数高达每分钟600次,体重
1.8公斤的猫,却一下子减到了每分钟200次。体重80公斤的人,每分
钟平均心跳80次,而重达3吨的大象,每分钟仅心跳20次。研究表明,
心脏的跳动周期(完成一次收缩、扩张过程所需的时间),与动物的
体重成反比。此外,健康人群中,体重50公斤者的每分钟心跳数为
90次,100公斤者则为75次。由此看来,人的体重与心跳也存在着类似
的反比例关系。

  如果假设人的平均寿命为80岁左右,在综合考虑了日常生活等诸
多因素之后,林博史认为,人一生的心跳数在15亿次至20亿次之间。
当心跳数达到一定极限后,寿命便自然终结。

  无论不同动物或个体间存在何种体重差异,心脏每跳动一次消耗
的能量均为一焦耳,由于体重增加,会导致心跳数相应减少,动物的
代谢周期也随之拉长。每一单位时间能量消耗的减少,为延长寿命创
造了良好条件。相反,如果体重过轻,则会导致寿命的缩短,但肥胖
会加大心脏负担,成为影响健康的潜在威胁。因此,由肥胖引起的体
重增加,则是必须加以控制的。

  那么,怎样才能放慢心跳呢?林博史认为,各种跑步锻炼十分有
助于减少心脏的跳动次数。在现实生活中,缺乏这种运动的人稍稍动
弹一下身子,心跳便会一下子加快,停止运动后也往往要喘上好一阵
子时间。平时经常锻炼者,心跳不会出现明显的加快。即使剧烈运动
后,心跳也能很快恢复正常。只有坚持锻炼,才能保持强壮的体魄和
适宜的体重,使心脏能适应各种剧烈运动,避免出现心跳加快的不良
反应。此外,心脏一旦出现异常加快跳动,应及时查明原因,进行对
症治疗。在日常生活中,应尽量避免过度劳累,以减轻心脏的负担,
对于酗酒等“玩的就是心跳”的不良生活习惯,则不宜倡导。因为保
持合适的心跳,有助您的健康。

  
发现“死亡激素”

  国外科学家们发现,死亡与一种生物自身产生的被称为“死亡激
素”的物质有关。

  生物学家们对章鱼的试验证明了这一点。章鱼是生长在海洋里的
一种凶残动物,除了食杀其它鱼类外,还经常与同类厮杀。奇怪的是,
雌性章鱼从排卵的第六天开始,就一反常态,变得极为温顺,开始绝
食,全心全意地孵化鱼卵。经过40多天,它的儿女们一旦被孵出,这
条雌性章鱼的生命也就走到了终点。雌章鱼为什么会在生儿育女后悄
悄地死亡呢?为了揭开这个秘密,科学家们对不同种类的章鱼进行了
对照研究,同时进行大量的解剖实验。原来,奥秘就在章鱼的眼窝后
面的一对腺体上。这对腺体到了一定时候就会分泌一种化学物质,导
致章鱼自身死亡。生物学家称这种化学物质为“死亡激素”。

  人类有没有类似章鱼的这种“死亡之腺”呢?经过研究发现也是
存在的。不过人类的“死亡之腺”不是长在眼后,而是长在人脑之中。
人脑内有一个特别重要的腺体——脑垂体,它虽然只有5克重,不如一
粒蚕豆大,却调节、控制着人的生长发育、生殖及新陈代谢,重要的
是它还促使甲状腺分泌甲状腺素。人类一旦缺少甲状腺素,就会感到
浑身乏力,也和雌章鱼一样不想吃东西。而且一旦甲状腺素停止分泌,
人就会衰竭死亡。科学家的研究证明,人的脑垂体也定期释放“死亡
激素”。“死亡激素”影响人的生命,从而使人走向死亡。

  为了证明这一点,科学家又用年老体衰的大鼠做了对比试验。把
它的脑垂体切除掉,为了不影响其它激素的分泌,同时对大鼠移植人
工甲状腺素。奇迹出现了:老年大鼠的免疫功能及心血管系统竟然恢
复了青春。脑垂体所分泌的“死亡激素”确是促使人类死亡的一个极
其重要的原因。

  找到了根本,人类延长寿命就有了希望。但是,要延长人类寿命,
可不能简单地把脑垂体切除掉。因为这种方法虽然可以杜绝“死亡激
素”的产生,但同时也断绝了人类必需的其它各种激素。科学家目前
面临的任务是:搞清“死亡激素”是脑垂体的什么细胞产生的?通过
什么渠道发挥它的作用?它的分子结构又是如何?有哪些因素可以使
“死亡激素”减少、甚至停止分泌?在这些问题解决以后,人类就可
以采用药物、手术等多种现代医疗技术来破坏“死亡激素”的产生,
或延缓它的出现,从而使人类的寿命得以延长。

光明日报2000年06月02日

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