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中林聯(lián)智庫專家 侯元兆

關(guān)于人的壽命

今天我們說一本新書《端粒效應(yīng)》（The Telomere Effect: A Revolutionary Approach to Living Younger, Healthier, Longer）。

此書第一作者伊麗莎白·布萊克本（Elizabeth Blackburn），因?yàn)閷?duì)端粒的研究獲得了2009年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，她現(xiàn)在是加州大學(xué)舊金山分校教授。第二作者埃利薩·埃佩爾（Elissa Epel）在同一所大學(xué)從事精神病學(xué)研究。

這本書說的是衰老的秘密。人到底是怎么變老的？我們到底能不能延緩衰老？這方面相關(guān)的研究非常多，但是把所有研究綜合在一起，給一個(gè)系統(tǒng)性的說法是第一次。這本書將改變我們對(duì)“衰老”的認(rèn)識(shí)，而且有可能深刻影響我們未來的生活。

衰老的快與慢

美國不同年齡死于各種疾病的人數(shù)

五十歲以前的人幾乎沒什么病，一過五十歲各種病都來了。老人得病并不是因?yàn)檫\(yùn)氣不好，根本原因就是老了。衰老是個(gè)系統(tǒng)性的過程，全身的各個(gè)器官都在變老。

以前主流的答案，一是遺傳基因決定，二是環(huán)境的作用，但生活方式同樣是一個(gè)不可忽視的重要因素。

既然不好的生活能讓人加速衰老，那似乎就應(yīng)該有什么好的生活能讓人減緩衰老。對(duì)此有很多經(jīng)驗(yàn)和說法，有人說鍛煉使人年輕，有人說心態(tài)好使人年輕，有人說吃補(bǔ)藥使人年輕——這些說法都沒有科學(xué)根據(jù)。

想要真正理解衰老，我們需要分子生物學(xué)。人之所以變老，是因?yàn)樯砩系哪承┘?xì)胞不再更新了。

端粒效應(yīng)

有個(gè)著名的哲學(xué)典故，說從前有一條船，你每天換一個(gè)零部件，直到把船的所有部分都替換成新的。請(qǐng)問，這條船還是原來的船嗎？人體差不多就是這條船。

我們身體的各個(gè)地方都有細(xì)胞在不斷地被更新替換，表面看來人還是這個(gè)人，但是細(xì)胞都已經(jīng)換過好多遍。等于說每隔一段時(shí)間，我們幾乎就是一個(gè)新人。如果能這么一直保持更新，你就不會(huì)老。

細(xì)胞是通過分裂更新的。問題就在于，有些細(xì)胞只能分裂一定次數(shù)之后，就不再更新了，它會(huì)失去作用，對(duì)應(yīng)的組織就會(huì)衰老，人就老了。那為什么會(huì)有這個(gè)分裂次數(shù)的限制呢？原理就在于“端?！薄?/p>

人體的每個(gè)細(xì)胞里有23對(duì)染色體，染色體包含一個(gè)人的完整遺傳信息，它是由DNA和蛋白質(zhì)組成。DNA代表遺傳信息編碼，是堿基對(duì)組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。所謂基因，就是染色體上一段一段的DNA序列。我們還知道，DNA的堿基一共有四種，分別是 A、T、C、G，其中A總是和T配對(duì)，C總是和G配對(duì)。

“端?！?，就是染色體末端的DNA序列。端粒上的DNA不參與編碼，序列固定不變，一條鏈總是TTAGGG 循環(huán)，配對(duì)的另一條鏈總是AATCCC循環(huán)。

如果這個(gè)圖像不太好理解，你可以把染色體想象成一根鞋帶，而端粒就是鞋帶的塑料頭兒，把鞋帶給包起來。

科學(xué)家以前就知道端粒的存在，但真正確定端粒結(jié)構(gòu)，正是這本書的第一作者布萊克本在1975年發(fā)現(xiàn)的。1980年，布萊克本參與研究，發(fā)現(xiàn)端粒在細(xì)胞分裂過程中，起到了保護(hù)DNA序列的作用。

每一次細(xì)胞分裂都要復(fù)制染色體，每次復(fù)制染色體的時(shí)候，端粒內(nèi)側(cè)的DNA是全面復(fù)制，但是端粒那一段的DNA，每次都會(huì)少一點(diǎn)。這就是說細(xì)胞每分裂一次，端粒就要變短一點(diǎn)。等到端粒短到一定程度之后，它對(duì)染色體的保護(hù)作用就沒有了，染色體就不能正常復(fù)制，細(xì)胞就不能分裂了。

如此說來，人變老的本質(zhì)原因是端粒變短了。一個(gè)典型的人，剛出生時(shí)候的端粒長度是一萬個(gè)堿基對(duì)，到35歲的時(shí)候就剩下7500個(gè)，到60歲就剩下4800個(gè)。每個(gè)人的端粒變短速度不一樣，所以每個(gè)人衰老的速度不一樣。很多研究證實(shí)了這個(gè)判斷。

端粒長短和各種疾病死亡率之間的關(guān)系（橫坐標(biāo)是端粒長度，10為最長；縱坐標(biāo)是各種疾病導(dǎo)致的死亡人數(shù)）

我們能看出，端粒越短人就越容易患病而死。還有一個(gè)研究，選取一些人做了端粒長短的測(cè)試，并觀察這些人在未來三年身體會(huì)怎樣。結(jié)果很明顯，當(dāng)年端粒越短的人，三年之內(nèi)得病的就越多。如此說來，看一個(gè)人老不老不能看年齡，得看他的端粒的長短。

現(xiàn)在有更進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，端粒長度影響皮膚的老化程度、白頭發(fā)、心肺功能、骨頭等情況，而且還影響你的認(rèn)知能力，包括阿茲海默綜合征，都可能是端粒變短導(dǎo)致的。

不同年齡的人，端粒的長度

上圖是對(duì)多個(gè)人統(tǒng)計(jì)的平均結(jié)果，從出生開始，年齡越大的人端粒就越短。75歲的人平均端粒長度達(dá)到最短，這也是死亡率最高的年齡。

但有意思的是，為什么過了75歲以后，反而是端粒越長呢？這就是“幸存者偏誤”！是只有端粒足夠長的人，才能活過75歲?？赡苁腔蚝?，也可能是別的原因，長壽老人的端粒特別長。

一切都在于端粒。細(xì)胞分裂一次，端粒就縮短一點(diǎn)。端粒決定了我們的宿命。不過布萊克本有個(gè)好消息，端粒其實(shí)是可以再次變長的。

端粒酶

1984年，布萊克本偶然在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，端粒有時(shí)候不但沒縮短，反而還變長了一點(diǎn)。她與學(xué)生很快就在尋找端粒增長機(jī)制的時(shí)候，分離出一種酶——他們把它命名為“端粒酶”。

人體中本來就有端粒酶，端?？梢酝ㄟ^端粒酶復(fù)制DNA，從而減緩變短，甚至實(shí)現(xiàn)增長。下圖就表現(xiàn)了在端粒酶供應(yīng)充分和端粒酶供應(yīng)不足的情況下，每一次細(xì)胞分裂之后，端粒的長短變化。

左邊，端粒酶供應(yīng)充分

右邊，端粒酶供應(yīng)不足

所以，只要有充足的端粒酶，細(xì)胞就能一直分裂下去！問題就在于，人體中端粒酶的活性經(jīng)常不足。

那么我們吃點(diǎn)加強(qiáng)端粒酶的藥，不就逆轉(zhuǎn)衰老了嗎？這種藥的確存在，而且現(xiàn)在有賣的，但是布萊克本警告說不應(yīng)該吃這個(gè)藥。端粒酶如果過多，某些原本不該繼續(xù)分裂的細(xì)胞也會(huì)繼續(xù)分裂，癌癥就是這么來的。所以只有靠人體自身機(jī)能生產(chǎn)端粒酶，才能剛好控制在危險(xiǎn)線以下，不導(dǎo)致癌癥。

到底什么東西影響了人體自身的端粒酶？為什么有些人的端粒這么長呢？我們梳理一下邏輯鏈條：

衰老是因?yàn)榧?xì)胞不再分裂更新了；

細(xì)胞之所以停止分裂，是因?yàn)槭艿蕉肆ｉL短的限制——每分裂一次，端粒就會(huì)縮短一點(diǎn)；

端粒酶甚至有可能讓端粒延長，但是人體端粒酶的活性會(huì)變差，會(huì)不夠用。

為什么有的人老得快，有的人老得慢？基因之外，最重要的原因可能就是生活壓力。壓力會(huì)破壞大腦中的多巴胺D2受體，從而讓人更容易對(duì)毒品和食物上癮，讓人變老。

關(guān)于樹木的壽命

上面是我們對(duì)于端粒效應(yīng)的復(fù)述。這里，我們轉(zhuǎn)到樹木上來。

植物、樹木最基本的遺傳物質(zhì)也是DNA。樹木的壽命，是否也受制于端粒效應(yīng)呢？推論應(yīng)當(dāng)是。按理說，樹木的壽命，也受制于端粒效應(yīng)。

這里我們做個(gè)假設(shè)，找出樹木壽命變短或者變長的原因?，F(xiàn)在我們的天然林、防護(hù)林等，都希望樹木的壽命足夠長。我們絕對(duì)不喜歡營造的三北防護(hù)林樹木壽命只有三四十年。要是那樣，三北防護(hù)林永遠(yuǎn)也不能建成，因?yàn)槿氖辏簿褪堑?0世紀(jì)末，栽的樹就都死了。

只有樹木的壽命足夠長，才可以使得森林生態(tài)系統(tǒng)長久穩(wěn)定?？墒?，在我們的造林當(dāng)中，有許多使得樹木的壽命變短的做法，從而導(dǎo)致了比較普遍的造林中的林木老化現(xiàn)象。

例如，從大樹上砍下枝條來，直接扦插造林，就必然把母樹的年齡帶過來。一代一代的扦插這樣的枝條，總有一天，我們營造的林子，就只有三四十年了。

而現(xiàn)在，楊樹、柳樹、法桐、伏地柏等造林中普遍使用的都是插條。因而，也都出現(xiàn)了樹木壽命變短現(xiàn)象，也就是老化效應(yīng)。

北京市道路楊樹、小區(qū)柳樹、街道法桐的老化現(xiàn)象

張家口地區(qū)的三北防護(hù)林老化現(xiàn)象

問題是，我們應(yīng)當(dāng)如何克服樹木的老化現(xiàn)象？一個(gè)辦法是對(duì)于枝條進(jìn)行組織培養(yǎng)。但組培，是否是在拉長端粒呢？暫時(shí)我們還不知道。

我們的意思是，在林業(yè)研究上，也應(yīng)當(dāng)跟上動(dòng)物研究，要弄清楚壽命變短的機(jī)制。是否也是端粒效應(yīng)在起作用，是否也需要拉長端粒。我們呼吁林業(yè)研究者們研究一下這個(gè)問題，弄清楚樹木的老化與幼化的機(jī)理。