衰老理论和原因
（三）自由基学说（国际学术界公认）
衰老的自由基学说是Denham Harman在1956年提出的，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果，自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发肿瘤形成。自由基是正常代谢的中间产物，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。
支持该学说的证据主要来自一些体内和体外实验。包括种间比较、饮食限制、与年龄相关的氧化压力现象测定、给予动物抗氧化饮食和药物处理；体外实验主要包括对体外二倍体成纤维细胞氧压力与代谢作用的观察、氧压力与倍增能力及抗氧化剂对细胞寿命的影响等。该学说的观点可以对一些实验现象加以解释如：自由基抑制剂及抗氧化剂可以延长细胞和动物的寿命。体内自由基防御能力随年龄的增长而减弱。脊椎动物寿命长的，体内的氧自由基产率低。但是，自由基学说尚未提出自由基氧化反应及其产物是引发衰老直接原因的实验依据，也没有说明什么因子导致老年人自由基清除能力下降，为什么转化细胞可以不衰老，生殖细胞何以能世代相传维持种系存在这些问题。而且，自由基是新陈代谢的次级产物，不大可能是衰老的原发性原因。
（四）交联学说
该学说由Bjorksten于1963年提出的，后经Verzar加以发展。其主要论点是：机体中蛋白质，核酸等大分子可以通过共价交叉结合，形成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，堆积在细胞内，干扰细胞的正常功能。这种交联反应可发生于细胞核DNA上，也可以发生在细胞外的蛋白胶原纤维中。目前有一些证据支持交联学说。皮肤胶原的可提取性以及胶原酶对其消化作用随增龄降低，而其热稳定性和抗张强度则随年龄的增高而增强了；大鼠尾腱上的条纹数目及所具备的热收缩力随年龄的增高而增加，溶解度却随年龄增高而降低。这些结果表明，在年老时胶原的多肽链发生了交联，并日益增多。该学说与自由基学说有类似之处，亦不能说明衰老发生的根本机制。
（五）差误成灾学说
差误成灾学说是由Orgel明确提出的，认为在DNA复制，转录和翻译中发生误差，这种误差可以不断扩大，造成细胞衰老、死亡。如DNA转录mRNA 的过程发生微小的差异，带有该微小差异的mRNA会翻译出进一步偏离的蛋白质，该蛋白质如果属于DNA聚合酶会合成差异程度更大的DNA，这样的差错经过每一次信息传递都扩大一些，形成恶性循环，使细胞内积累许多差错分子造成灾难，细胞正常功能不能发挥，致使细胞衰老、死亡。
对于这种假说，已有大量的研究和报道，各抒己见，褒贬不一。Lewis 和Tarrant发表了他们认为支持该学说的资料：合成生物大分子所需的酶存在年龄依赖性变化，如小鼠肝DNA多聚酶、人体成纤维细胞DNA多聚酶合成的正确性都随着年龄的增加而降低；同时DNA的修复速度也下降。
然而，与之不符的结果有在亚致死浓度的氨基酸类似物中生长的二倍体细胞寿命并不缩短。假如衰老是因为蛋白质合成时的差错引起的，那么在上
述不利的情况下，能够加快这一过程的因素将会缩短培养细胞的寿命，事实却并非如此。Gupta发现诱变剂连续处理几个周期并不会缩短体外培养的成纤维细胞的寿命；另外，肿瘤细胞系可以无限制的传代而保存下来，似乎也与差误假说不符。
学者们包括Hayflick也对差误学说提出了疑问，John Holland和Hayflick比较了幼年和老年培养细胞中的病毒产生，在病毒致病性、病毒蛋白质组成等方面未观察到差别，病毒是利用细胞机器来合成蛋白质，这个结果就意味着老年细胞中仍然可以维持这一机器的精确性；另外也未发现老年人和动物体内蛋白质的氨基酸组成与其年轻时有明显区别。
（六）生物钟学说
又称为遗传程序学说，该学说认为衰老是生命周期中已经安排好的程序，它只不过是整个生长与分化过程中的一个方面，每一物种都有一份遗传上的“时间计划”，即靠生物钟或类似的机制按照在大自然进化中生存的利害得失发生。特定的遗传信息按时激活退变过程，退变过程逐渐展开，最终导致衰老和死亡。
一些学者认为，遗传程序导致衰老是进化的需要。当个体生存到一定期限而又没有进化上的益处时，就会开始失去进化力的控制而走向衰老。已有一些细胞学和分子生物学的证据，在生物寿命统计方面也得到了初步验证。
生物钟现象在生命的早期表现很明显，如尾的退化等。在生命的早期退化掉一定的器官和细胞是形体发生的需要。衰老不应该被看作是机体一生中的某个孤立的时期，分化、发育和衰老是同一事件的不同侧面。如果衰老发生仅是由于失去进化力的控制，那必然要出现遗传的多形性，即不衰老的变种，事实上尚未发现有这样的变种。可以推论的是衰老不是基因控制的主动事件，也可以说不存在程序控制的衰老基因。另外生物钟学说在分子基础方面的解释也不够。
（七）基因调节学说
（细胞分裂速度逐渐减慢最终停止说）（国际学术界公认）
基因调节学说解释衰老的两个重要特征：生物体对环境的适应能力逐渐减退；寿命有种的特征。该学说认为，衰老是由于在生物体分化生长过程中某些基因发生了有顺序的激活和阻遏：负责分化生长期的基因其产物刺激负责生殖期的基因，而生殖期的某些基因产物转而阻遏分化生长所需的某些基因。连续生殖又可使某些因子耗尽引起某些基因关闭，最终导致功能减退；物种的发育期、生殖期及衰老期的长短取决于被顺序地激活和阻遏的若干套特殊的基因，这些时期的持续时间在一定限度内可以改变，并可受内在因素及一些外在因素如营养等影响，于是形成了同一物种不同个体间寿命不尽相同。
分化、发育及生殖、衰老原本是整个生命事件不可分割的阶段，将基因孤立划分为分化生长期和生殖期基因，未必恰当。这些基因各自负责一定时期的功能，两者的基因产物又互相影响，并影响寿命的长短，这一点解释不了许多新生期表达的基因在老年时仍然在表达。生殖细胞的不老性也难用该学说来解释。
（八）剩余信息学说
Medvedev是该学说的主要发起人。在发育成熟的体细胞中，DNA分子中所含遗传信息仅0.2-0.4%发挥作用，其余部分则被阻遏。一些确定的基因、作用因子以及DNA分子上的其它区域有着选择性的重复，表现为剩余的信息。一个基因的一个拷贝缺陷或失活，其余拷贝则被激活，直到最后一份拷贝用尽，这时由于缺失某些基因产物，细胞的正常功能就不能很好发挥，导致细胞衰老。Medvedev认为不同物种的寿命有可能是基因顺序重复程度的函数。长寿物种应该比短寿物种有更多的剩余信息。
对不同物种DNA以及rRNA、tRNA研究表明，哺乳动物寿命与基因的重复顺序之间并没有特定的联系。但是，少数比较重要的只有几个拷贝数的基因，如血红蛋白基因和组蛋白基因，在寿命长短方面应可能起着决定性的作用。为研究这种可能性，有人用DNA·RNA的相关分析率分析不同的哺乳动物的寿命和mRNA重复序列的联系，结果显示它们之间有肯定的联系，但由于在分析这组数据中用到的假设太多，结论尚无高度可信性。如果基因的失活只发生于调节基因，而不是结构基因，应说明为何结构基因不易失活。如发生在结构基因则细胞的同种异型标志则可能随年龄而发生转换。但实际上同种异型标志往往持续终生。另外染色体的多少，每个细胞的DNA含量与动物寿命无明确的关系。如蝗虫DNA含量可达19uug/核，而人仅为7.3uug/核，然而人的寿命比蝗虫长得多。
（九）衰老的免疫学说
衰老的免疫学说可以分为两种观点：第一，免疫功能的衰老是造成机体衰老的原因；第二，自身免疫学说，认为与自身抗体有关的自身免疫在导致衰老的过程中起着决定性的作用。衰老并非是细胞死亡和脱落的被动过程，而是最为积极地自身破坏过程。
从衰老的免疫学说可以看出免疫功能的强弱似乎与个体的寿命息息相关，迄今的研究表明机体在衰老的过程中确实伴有免疫功能的重要改变：
1、个体水平伴随衰老免疫功能改变的特点是对外源性抗原的免疫应答降低，而对自身抗原免疫应答增强。据Whittingham报告，用抗原免疫后，老年人抗体效价比年轻人呈现有意义下降。此外随衰老自身抗体的检出率升高。细胞免疫也随增龄而降低。
2、器官、组织水平人类的胸腺出生后随着年龄的增长逐渐变大，13-14岁时达到顶峰，之后开始萎缩，功能退化，25岁以后明显缩小。新生动物切除胸腺后即丧失免疫功能，年轻动物切除胸腺后，免疫功能逐渐衰退，抗体形成及移植物抗宿主反应下降。
3、细胞、分子水平老年动物和人的T细胞功能下降，数量也减少。随年龄的增长，机体对有丝分裂原刀豆蛋白A（con A）、植物血凝素（PHA）及抗CD3抗体的增殖反应能力下降。这是衰老的免疫学特征之一。伴随老化，细胞因子的分泌有明显的改变。在T细胞的增殖中IL-2的产生和IL-2受体的出现是很重要的，老年人IL-2产生减少，IL-2受体，特别是高亲和性受体的出现亦减少。
自身免疫观点认为免疫系统任何水平上的失控都可以导致自身免疫反
应的过高表达，也从而表现出许多衰老加速的证据。
免疫系统控制衰老也有许多相反的证据。小鼠中有一种长命的近交品系—C57BL/6，它的抗核抗体的比例及胸腺细胞毒抗体的含量相对较高，但未
显示较高程度的免疫病理损伤。裸鼠是一种先天性无胸腺无毛综合症的小鼠，其T细胞免疫功能极度缺乏，以至于可以接受同种异体甚至异种移植物，这种小鼠如果饲养在普通条件下可致早期死亡，但是在无菌条件下饲养其寿命不低于正常鼠。如果在通常的饲养条件下切除新生小鼠的胸腺，死于3月龄左右，若将其置于无菌的环境中，大多数可以活得更长久。可见免疫系统虽然对生存期可以产生影响，但并非决定因素。免疫学说将免疫系统说成是衰老的领步者及根本原因所在，然而至今尚无明显的理由说明免疫系统随龄退化的原因，免疫系统的增龄改变也均是衰老导致的多种效应的表现，应该视为整体衰老的一部分，而不是衰老的始动原因。
（十）转座因子假说
Macieira-Coelho提出转座因子假说来解释衰老。认为衰老可能是转座因子从染色体的一个部分转到另一个部分，随后造成所需功能失活。这个模型与其它转座变化致癌、发育以及免疫学中的作用是一致的。在培养细胞中观察到的变异型或许提示转座子在衰老现象中可能具有的重要作用。但这种变化是衰老的因或果还不能确定，该假说尚缺乏可靠的证据。
（十一）端粒学说
端粒学说由Olovnikov提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA 聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。
端粒是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关蛋白组成的复
合结构，具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用。端粒酶是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质组成，是以自身RNA为模板，合成端粒重复序列，加到新合成DNA链末端。在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中。正因如此，细胞每有丝分裂一次，就有一段端粒序列丢失，当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。
大量实验说明端粒、端粒酶活性与细胞衰老及永生有着一定的联系。第一个提供衰老细胞中端粒缩短的直接证据是来自对体外培养成纤维细胞的
观察，通过对不同年龄供体成纤维细胞端粒长度与年龄及有丝分裂能力的关系观察到随着增龄，端粒的长度逐渐变短，有丝分裂的能力明显渐渐变弱；Hastie发现结肠端粒限制性片段的长度随供体年龄增加逐渐缩短，平均每年丢失33bp的重复序列；植物中不完整的染色体在受精作用中得以修复，而不能在已经分化的组织中修复，这在较为高等的真核生物中也证实了体细胞中端粒酶的活性受抑制；精子的端粒要比体细胞长，体细胞缺失端粒酶活性就会逐渐衰老，而生殖细胞系的端粒却可以维持其长度；转化细胞能够通过端粒酶的活性完全复制端粒以得永生。
但是许多问题用端粒学说还不能解释。体细胞端粒长度与有丝分裂能力呈正比，这一点实验已经证实了，而不同的体细胞其有丝分裂能力是不尽相同的，胃肠黏膜细胞的分裂增殖速度就比较快，神经细胞分裂的速度就比较慢。曾有人就不同年龄供体角膜内皮细胞的端粒长度进行研究发现角膜内皮细胞内端粒长度长期维持在一个较高的水平，而端粒酶却不表达。另外，Kippling发现，鼠的端粒比人类长近5-10倍，寿命却比人类短的多。这些都提示体细胞端粒长度与个体的寿命及不同组织器官的预期寿命并非一致。
生殖细胞的端粒酶活性长期维持较高的水平却不会象肿瘤那样无限制分裂繁殖；端粒长度由端粒酶控制，那何种因素控制端粒酶呢？生殖细胞内端粒酶活性较高，为什么体细胞中没有较高的端粒酶活性。看来端粒的长度缩短是衰老的原因还是结果尚需进一步研究。
1植物衰老的机理 1.1植物衰老和细胞的程序性死亡 植物在长期进化和适应环境的基础上有选择性地使某些细胞、组织和器官有序死亡,称之为程序性死亡(programmed celldeath, PCD)[2]。植物PCD是指整个原生质(有细胞壁或无细胞壁)在植物某个生命时期主动撤退、消化过程,它在去除不需要细胞质或整个细胞时主要通过以下机制:自溶、裂解和木质化。植物衰老是涉及PCD的生理过程,两者在发生机制和信号传导上存在较多的共性: (1)植物衰老和PCD都是由基因控制的主动的过程,它们的发生都依赖新基因的转录和蛋白质的合成。(2)PCD和植物衰老都是一程序性事件。(3)植物衰老与PCD 都可以受许多内部发育信号和外部环境信号的影响,从而调节进程的快慢。(4)植物衰老和PCD过程中都存在物质的运转,这在衰老器官中表现为维管束周围组织最后衰老[3]。植物衰老的过程不完全是PCD。完整的植物衰老过程应包括两个阶段:第一阶段为可逆衰老阶段,细胞以活体状态存在;第二阶段为不可逆衰老阶段,细胞器裂解,细胞衰退, PCD发生,其中液泡的裂解和染色质降解形成的DNA片段是PCD开始发生的标志。胞间基质相互作用,为细胞的分化、生长和死亡提供必需的信号。MMP为基质金属蛋白酶(matrix metallopro-tease)可降解基质。Delorme等[4]在黄瓜叶片衰老的后期检测到一种基质金属蛋白酶CS1-MMP,它是一种前体酶,须经过修饰才能活化,其表达早于DNA片段化的出现,但不参与衰老中营养物质的运转,可能与PCD的发生有关。由此认为:PCD可能只在衰老的末期发生,即植物衰老达到一个不可逆的点,这个点的出现标志着PCD的发生。Rao和Davis发现[5]:缺少脱落酸(SA)信号传导途径的拟南芥突变体pad4,其叶片长时间保持黄化状态,细胞死亡速度比野生型慢得多,而野生型拟南芥SA信号传导途径中被诱导表达的一个衰老特异基因SAG12只在衰老晚期的黄化组织中表达,推测植物衰老前期产生的SA信号可诱导下一步的PCD,SAG12可能在衰老后期的PCD过程中起关键作用。 1.2自由基与衰老 植物体内的自由基是指植物代谢过程中产生的O·-2、OH·等活性氧基团或分子,当它们在植物体内引发的氧化性损伤积累到一定程度,植物就出现衰老,甚至死亡。但生物在长期进化过程中在体内形成了一套抗氧化保护系统,通过减少自由基的积累与清除过多的自由基两种机制来保护细胞免受伤害。生物体内的抗氧化剂主要有两大类,一是抗氧化酶类,主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CA T)、过氧化物酶(POX)等;二是非酶类抗氧化剂,主要有维生素E、维生素C、谷胱甘肽(GSH)等。许多研究表明,在缺氧条件下,生物体内SOD、CA T活性下降。对菜豆子叶超氧化物歧化酶活性研究发现,其SOD活性随组织衰老而下降,表明植物组织酶的清除能力随年龄增加而下降[6]。已有的证据显示,自由基、活性氧对植物的损害作用主要表现在生物膜损伤、呼吸链损伤、线粒体DNA损伤等。大多数研究集中在活性氧所引发的膜脂过氧化方面。膜脂过氧化即自由基(O·-2、OH·等)对类脂中不饱和脂肪酸引起的一系列自由基反应。脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)是一种氧合酶,专门催化具有顺-1,4戊二烯结构的不饱和脂肪酸的加氧反应,其中间产物自由基和最终产物丙二醛都会严重地损伤生物膜。丙二醛具有强交联性质,能与蛋白质、核酸游离的氨基结合,形成具有荧光的Schif碱,称为类脂褐色素(1ipofuscin-like pigment, LEP),是不溶性化合物,干扰细胞内正常生命活动代谢。同时,丙二醛与生物膜中结构蛋白和酶的交联,破坏它们的结构和催化功能[7]。活性氧、自由基还能直接与核酸分子作用,使碱基羟基化,发生突变,从而改变核酸的结构。用自旋捕集技术和ESR法,通过研究紫外线辐射核黄素产生的超氧阴离子自由基(O·-2)等活性氧与嘧啶碱基及核苷的反应,发现该反应不是直接进行,而是通过羟自由基来实现的。线粒体呼吸链是细胞内自由基的主要发生器之一,它本身易被自由基损伤。在衰老的植物组织中电子传递链的失衡使得部分电子泄露给O2,呼吸链电子传递出现短路,其结果使A TP生成减少,O·-2等活性氧的产生增加,从而影响细胞的功能[8]。
[收稿日期]2006-01-06中医衰老学说及抗衰老研究概况 赵 蓉 (天津市大港区中医医院,天津300270) [中图分类号]R161.7 [文献标识码]B [文章编号]1004-2814(2006)06-384-02 衰老是指机体发育成熟后,组织器官逐步发生退行性改变,并最终走向老化的过程。目前西医和中医对衰老机制及 抗衰老都进行了大量的研究,并取得了不少成果。现就中医衰老学说的研究综述如下。1 中医衰老学说 精气神衰老学说:精、气、神为人之三宝,是生命的根本。中医认为精、气、神三者的状态标志着一个人的健康,如三者虚衰,则是衰老的征象。5太平经6提出/精、气、神0是支配着人体生命的三大元素。5素问#金匮真言论6曰:/夫精者,身之本也。05灵枢#本神篇6记载:/故生之来谓之精,两精相搏谓之神。05灵枢#决气篇6记载:/上焦开发,宣五谷味,熏肤,充身,泽毛,若雾露之溉,是谓气。0历代医家又对此进行不断充实发挥,丰富了学说内容。5黄帝内经素问集注6说:/神气血脉,皆生于精,故精乃生身之本,能藏其精,则血气内固,邪不外侵。0可见历代医家对人体的精、气、神非常重视,精充、气足、神旺即是健康的标志,如精亏、气虚、神萎则是衰老的征象,从精、气、神三方面的表现,完全可以反映出人体衰老的程度。 肾虚衰老学说:5素问#上古天真论6谓:/女子七岁,肾气盛,齿更发长。二七而天癸至,任脉通,太冲脉盛,月事以时下,固有子,,七七,任脉虚;太冲脉衰少,天癸竭,地道不通,故形坏而无子也。丈夫八岁,肾气实,发长齿更。二八,肾气盛,天癸至,精气溢泻,阴阳和,故能有子,,八八,则齿发去。肾者主水,受五脏六腑之精而藏之,故五脏盛,乃能泻,,此其天寿过度,气脉常通,而肾气有余也。0肾为先天之本,人体生长、发育、衰老以至死亡的过程就是肾气逐渐充实、 隆盛、衰少乃至衰竭的过程[1] 。 脾胃虚弱衰老学说:脾胃为后天之本,为气血生化之源。脾胃在人体活动中起着升降枢纽的作用,肾中的先天精气也依赖于脾胃化生的后天水谷精微的充养。李东垣在5脾胃论6中谓脾胃是化生元气的本源,脾胃损伤必然导致元气不足,而产生各种病变,提出/诸病从脾胃而生0,脾虚则/气促憔悴0、/血气虚弱0等观点,认为脾胃虚弱是导致衰老发生的主要原因。脾胃功能强盛则身体健康而长寿,脾胃虚衰则百病丛生而早衰。 阴阳衰老学说:5素问#阴阳应象大论6曰:/阴阳者,天地之道也,万物之纲纪,变化之父母,生杀之本始,,0中医学认为阴阳之间的变化是一切事物运动变化的根据,同时也是生命生长、发育、衰老以至死亡的根本原因。古人认为只有阴阳平衡生命活动才能正常进行,如果阴阳平衡被打破则会导致 机体发生疾病、衰老以至死亡。机体衰老的过程也就是阴阳失去平衡,出现偏盛偏衰或阴阳两虚的结果。若进一步发展,阴阳不能相互为用而分离,人的生命活动也就停止了。5素问#生气通天论6的/阴平阳秘,精神乃治;阴阳离决,精气乃绝0则是对这种学说的概括与总结 [1] 。 脏腑经络衰老学说[2] :5内经6在论述人体衰老的原因时已明确指出,随着年龄的增长五脏虚衰则会导致衰老的发生与发展,并最终引起死亡。5灵枢#天年篇6谓:/五十岁,肝气始衰,肝叶始薄,胆汁始灭,目始不明。六十岁,心气始衰,苦忧悲,血气懈惰,故好卧。七十岁,脾气虚,皮肤枯。八十岁,肺气衰,魄离,故言善谈。九十岁,肾气焦,四脏经脉空虚。百岁,五脏皆虚,神气皆去,形骸独居而终矣。0首先提出了脏腑虚衰是导致人体衰老、死亡的原因。后世医家在此基础之上,对衰老的脏腑虚衰学说又各有发挥,并形成了两种主要观点。 淤血衰老学说:5素问6谓:/使道闭塞不通,,以此养生则殃。0/使道0即血脉,明确指出血脉不通有碍养生长寿。淤血产生后,气血运行受阻,脏腑得不到正常濡养,气化功能受损;同时代谢产物不能排泻,堆积体内,毒害机体,从而形成恶性循环,加速衰老[3] 。2 中医抗衰老研究概况 中药抗衰老研究:1调节免疫功能:研究表明,活血化淤类中药丹参、川芎等能提高大鼠的淋巴细胞转化率,增强小鼠单核巨噬细胞系统的吞噬作用,提高细胞免疫和体液免疫的 功能[4] 。复方参七汤能减缓免疫器官的萎缩,提高IL-2水平,对TNF-A 异常升高有抑制作用 [5] 。钟毅 [6] 等用补肾健 脾活血化痰方药经过临床和动物实验研究显示具有增加机体免疫功能作用。o对抗自由基的研究:杨勇等用四物汤及其各单味药对小鼠自由基代谢及免疫功能影响的比较研究发现四物汤全方通过调节自由基代谢及对免疫功能的影响,而起 到延缓衰老的作用,配伍后表现出较强的药理活性[7] 。?对神经系统的研究:赵伟康 [8] 等研究发现,固真方能明显延缓老 年机体H PTT 轴的功能退化及延缓老年大鼠下丘脑)垂体) 肾上腺)胸腺(H PTQ )轴衰老的作用[9] 。?对生殖系统的研究:生殖功能是反映机体衰老的敏感的指标之一。黄精可显著升高衰老动物脑和性腺组织的端粒酶活性[10] 。杜仲具有一定的抗衰老作用,使生精过程活跃,生精细胞增多,间质细胞增多不明显,生精小管直径改变不明显 [11] 。?对调控衰老基 因的研究:王学美[12] 等观察五子衍宗丸及其拆方对老年肾虚者外周血白细胞线粒体DNA 缺失,减少有缺陷的呼吸链,增强细胞所需的能量,从而达到维持细胞正常生理,延缓衰老的作用。?改善血液流变性的研究:实验表明,人参、黄精、决明子、何首乌、徐长卿、红花均有降血脂或降低血清胆固醇作用。 # 384#
高脂血症：由于体内脂类物质代谢或转运异常使血清中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇及（或）三酰甘油水平升高超过正常范围高限的一种病症。 血浆所含脂类（脂质）统称血脂（lipids）。 胰岛素：是由胰岛β细胞合成分泌的多肽激素。 高血糖症：是糖代谢紊乱导致血糖浓度高于参考上限的一种异常现象，主要表现为空腹血糖损伤、糖耐量减退或糖尿病。 胰岛素受体是一种位于细胞膜上的糖蛋白，能特异性与胰岛素结合而引起细胞效应。 糖尿病（diabetes mellitus, DM）是一组由于胰岛素分泌不足或/和胰岛素作用低下而引起的糖代谢紊乱性疾病，其特征是高血糖症。 胰岛素抵抗：机体对胰岛素敏感性下降，胰岛素降血糖的能力降低，身体组织对葡萄糖的利用障碍 随着年龄继续增长，中心性肥胖更为明显，胰岛β细胞的增龄性改变使其无法继续维持良好的代偿分泌功能，不足以控制负荷后的血糖水平，进而出现隐性糖尿病 糖化蛋白是指蛋白质中的氨基酸残基与自由糖（主要是葡萄糖）不经酶催化发生结合的产物。 生命：生命是自然界中的一种高度有序的现象 人口普查（census）：在国家统一规定的时间内，按照统一的方法、统一的项目、统一的调查表和统一的标准时点，对全国人口普遍地、逐户逐人地进行的一次性调查登记。 由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变称为DNA的损伤(DNA damage)，也称为突变（mutation）。 DNA甲基化：S-腺苷甲硫氨酸上的甲基在DNA甲基转移酶的催化下转移至DNA分子中胞嘧啶环第5位碳原子上，形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)的过程。 端粒（telomere）：位于染色体末端，由端粒 DNA 和端粒相关蛋白组成。 端粒相关蛋白：直接或者间接与端粒相结合的蛋白。 端粒DNA：富含GxTy，由简单重复的非编码序列组成，受特殊蛋白质保护，不被核酸酶水解。 端粒酶（telomerase）：是一种核糖核蛋白，是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质构成，能识别和结合端粒序列。 辐射、农药、食物添加剂、酒精、吸烟等外来因素引发的自由基称为“外源性自由基”。 在新陈代谢过程中，从大气中吸进的氧气，在肺部，与食物消化后进入血液里的葡萄糖进行化学反应，产生维持生命活动的能量。在正常生化过程中，常有1％左右的氧变成化学性质极其强烈的氧自由基，即人体内生化反应产生的“内源性自由基”。 色斑也称脂褐素，是脂质过氧化的最终产物丙二醛与大分子交联形成的高聚物，呈圆形或椭圆形，直径1μm~1·5μm，难溶于水，不易被排除，在细胞内大量沉积，防碍细胞代谢，加速细胞机能衰退，引起细胞老化，因此，色素斑的形成是皮肤衰老的标志之一，也是自由基联锁反应的结果。 单胺氧化酶（MAO，EC1. 4. 3. 4）全名：单胺∶Ｏ2 氧化还原酶，它在大脑和周围神经组织中催化一些生物体产生的胺，氧化脱氨产生过氧化氢。 单胺氧化酶抑制剂（MAOIs)是一类选择性抑制机体内单胺氧化酶活性的药物。 寿命（life span）：从出生到死亡的存活时间。 个体寿命：在自然情况（即没有任何意外事故的情况）下，生物体从第一次呼吸到最后一次呼吸的时间。 最长寿命：一个物种的个体所能活到的最长寿命，以已有纪录的最长寿命表示。
衰老的机制研究进展 甘肃医学院赵文俊 摘要: 衰老又称老化, 通常是指在正常状况下生物体发育成熟后, 随年龄增长机体发生的功能性和器质性衰退老化的渐进过程。现代医学对衰老机制的研究涉及到很多方面,从自由基学说看，自由基可形成脂褐素、可造成线粒体DNA（mtDNA）的突变、引起核DNA的受损等；从遗传因素看,衰老是一连串基因激活和阻抑及其通过各自产物相互作用的结果；从免疫功能改变学说看，是由于机体对外来物质免疫反应的下降以及自身免疫反应的增多引起的。 关键词:衰老；自由基；脂褐素；细胞凋亡；线粒体DNA; 遗传基因；免疫系统衰老又称老化，通常是指在正常状况下生物发育成熟后，随年龄增加，自身机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降，结构、组分逐步退行性变，趋向死亡的不可逆转的现象。对衰老的研究一直是生命科学领域的最为基本和重要的问题之一，但细节一直知之甚少。衰老是一个持续发展的、动态的、缓慢渐进而复杂的过程。这个过程从生长期结束后逐渐开始，它的影响要到老年期通过人体系统功能失调、器官功能衰退、细胞变性及蛋白质和酶分子结构变化逐渐表现出来。主要表现为机体对环境刺激的适应能力减弱以至丧失，出现多种器官组织功能的衰退并影响健康。影响衰老的因素有很多，各种社会因素、经济、疾病、营养、遗传、生活习惯、环境及精神状态等都起着一定的作用，是很多因素共同作用的结果[1]。目前，随着分子生物学和细胞生物学的研究深入，对衰老机理的研究从整体水平发展到分子水平。有关细胞衰老的学说近年来提出了很多，如细胞损伤学说、生物大分子损伤学说、自由基学说、端粒学说等。对于生物体而言，细胞衰老受到多种因素的影响，有自身遗传因素的影响，也有环境因素的影响，根本的还是受遗传方面的影响。
第 2 章老化的相关理论 一、案例分析题 1、张大爷，75岁，反复髋关节、膝关节等关节疼痛5年，常于阴冷天气、下雨时发作或加重，伴有轻度红肿 和晨僵，活动有时可听到关节咔嗒声，X线显示膝关节、髋关节有骨赘改变。实验室检查无特殊发现。 可用于张大爷此病解释的主要发病机制是（ E ） A. 遗传基因理论 B. 自身免疫理论 C. 神经内分泌理论 D. 衰老理论 E. 自身免疫理论和衰老理论 2、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg —般用药可以控制血压在正常范 围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 为了协助诊断，首选下列哪项检查（ B ） A. 心脏B超 B. 心电图 C. 脑CT D. 心肌酶学检查 3、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg 一般用药可以控制血压在正常范 围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 24小时内最关键的观察是（ C ） A. 生命体征 B. 瞳孔大小 C. 心电监护 D. 有无恶心呕吐 4、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg 一般用药可以控制血压在正常范 围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 医生给予扩张血管、溶栓等治疗24小时后, 患者血压正常，头痛、心前区疼痛消失，自我感觉较好，于是想在病床上继续工作，声称工作离不开她，不工作活着没有意义，她这是为了满足（ E ） A. 生理需求 B. 安全需求 C. 社交需求 D. 尊重需求 E. 自我实现需求 5、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg 一般用药可以控制血压在正常范 围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 此时护士你应该根据下列哪项心理理论为她服务（ C ） A. 人类需求理论中的安全需求更基本 B. 用"自我概念理论”支持她老有所为 C. 用"人格发展理论”理解治疗休养是为了以后更好的工作 D. 病情确实好转可以过渡到追求自我实现 E. 病情虽好转但危险仍在，应先满足生理需求 二、单项选择题 1 、基因程控理论由下列哪位学者提出（A ） A. Hayflick B. Weismann
第2章老化的相关理论 一、案例分析题 1、张大爷，75岁，反复髋关节、膝关节等关节疼痛5年，常于阴冷天气、下雨时发作或加重，伴有轻度红肿和晨僵，活动有时可听到关节咔嗒声，X线显示膝关节、髋关节有骨赘改变。实验室检查无特殊发现。 可用于张大爷此病解释的主要发病机制是（ E ） A.遗传基因理论 B.自身免疫理论 C.神经内分泌理论 D.衰老理论 E.自身免疫理论和衰老理论 2、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg，一般用药可以控制血压在正常范围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg，身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 为了协助诊断，首选下列哪项检查（ B ） A.心脏B超 B.心电图 C.脑CT D.心肌酶学检查 3、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg，一般用药可以控制血压在正常范围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg，身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 24小时内最关键的观察是（ C ） A.生命体征 B.瞳孔大小 C.心电监护 D.有无恶心呕吐 4、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg，一般用药可以控制血压在正常范围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突然心前区持续性疼痛半小时入院。体检：P 90次/分，BP 168/100mmHg，身高165cm,体重85kg，表情焦虑。 医生给予扩张血管、溶栓等治疗24小时后,患者血压正常，头痛、心前区疼痛消失，自我感觉较好，于是想在病床上继续工作，声称工作离不开她，不工作活着没有意义，她这是为了满足（ E ） A.生理需求 B.安全需求 C.社交需求 D.尊重需求 E.自我实现需求 5、朴总工程师，女，68岁，患高血压23年，血压最高达到过190/116mmHg，一般用药可以控制血压在正常范围。最近为某项目攻坚加班加点，每日睡眠不足5小时，轻微头痛。今天讨论时突
有关植物衰老的学说 关于植物衰老发生的原因，主要有以下几种学说。 1.自由基损伤学说自由基有细胞杀手之称。1955年哈曼（Harman）就提出，衰老过程是细胞和组织中不断进行着的自由基损伤反应的总和。近年来，衰老的自由基损伤学说受到重视。衰老过程往往伴随着超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD）活性的降低和脂氧合酶(lipoxygenase，LOX，催化膜脂中不饱和脂肪酸加氧，产生自由基)活性的升高，导致生物体内自由基产生与消除的平衡被破坏，以致积累过量的自由基，对细胞膜及许多生物大分子产生破坏作用，如加强酶蛋白质的降解、促进脂质过氧化反应、加速乙烯产生、引起DNA损伤、改变酶的性质等，进而引发衰老。自由基与膜伤害的关系可参照图11-4。 自由基和活性氧自由基（free radical）又称游离基，它是带有未配对电子的原子、离子、分子、基团和化合物等。生物自由基是通过生物体内自身代谢产生的一类自由基。生物自由基包括氧自由基和非含氧自由基，其中氧自由基（oxygen free radical）是最主要的，它又可分为两类：一类是无机氧自由基，如超氧自由基(O 2 ·-)、羟自由基(·OH)；另一类是有机氧自由基，如过氧化物自由基(ROO·)、烷氧自由基(RO·)和多聚不饱和脂肪酸自由基(PUFA·)。多数自由基有下述特点：不稳定，寿命短；化学性质活泼，氧化能力强；能持续进行链式反应。活性氧（active oxygen）是化学性质活泼，氧化能力很强的含氧物质的总称。 生物体内的活性氧主要包括氧自由基、单线态氧(1O 2)和H ２ O 2 等，它们能氧化生 物分子，破坏细胞膜的结构与功能，其中O 2 氧化能力特强，它能迅速攻击所有生物分子，包括DNA，引起细胞死亡。 自由基和活性氧两者间的组成关系如下： 非含氧自由基，如：CH ３·(甲自由基)；(C ６ H ５ ) 3 C·(三苯甲自由基) 自由基 氧自由基，如：O 2 -·；·OH；ROO· 活性氧 含氧非自由基，如：1O 2；H ２ O 2 正常情况下，由于植物体内存在着活性氧清除系统，细胞内活性氧水平很低，不会引起伤害。植物细胞中活性氧的清除主要是通过有关酶和一些抗氧化物质。细胞的保护酶主要有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPX）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）等，其中以SOD 最为重要。对水稻、烟草、菜豆、燕麦等叶片衰老的研究表明，叶片中SOD 活性随衰老而呈下降趋势，O 2 -·等随衰老而增加，脂类过氧化产物丙二醛(MDA)迅速积累（MDA积累速率可代表组织中总的清除自由基能力的大小）；而植物处于生长旺盛时期，SOD活性则是随着生长的加速保持比较稳定的水平或有所上升，因此，SOD活性的下降与植物体的衰老是呈正相关的。 增加植物体细胞内活性氧种类浓度的环境因素。 目前已发现有三种不同形式的SOD：(1)CuZn-SOD，分子量为32 000，由两个相同的亚基构成，主要分布于高等植物的细胞质和叶绿体中，是高等植物中主要的SOD；(2)Mn-SOD，主要分布于原核生物及真核生物的线粒体中，是诱导酶
第 9章 植物的成熟与衰老生理 自测题： 一、名词解释： 1. 单性结实 2. 天然单性结实 3. 刺激性单性结实 4. 假单性结实 5 休眠 6. 硬实 7. 后熟 8. 层积处理 9.呼吸高峰 10. 跃变型果实 11. 非跃变型果实 12 .衰老 13. 老化 14. 脱落 15. 离区与离层 16. 自由基 17. 程序性细胞死亡 二、缩写符号翻译: 1．LOX 2．PCD 3．GR 4．GPX 5．PME 三、填空题: １．种子成熟过程中，脂肪是由______转化来的。 ２．风旱不实的种子中蛋白质的相对含量__________。 ３．籽粒成熟期ABA的含量______。 ４．北方小麦的蛋白质含量比南方的__________。北方油料种子的含油量比南方的________。 ５．温度较低而昼夜温差大时有利于__________脂肪酸的形成。 ６．人们认为果实发生呼吸跃变的原因是由于果实中产生______________结果。 ７．核果的生长曲线呈__________型。 ８．未成熟的柿子之所以有涩味是由于细胞液内含有__________。 ９．果实成熟后变甜是由于__________的缘故。 10．用__________破除马铃薯休眠是当前有效的方法。 11． 叶片衰老时， 蛋白质含量下降的原因有两种可能： 一是蛋白质_____________； 二是蛋白质_____________。 12．叶片衰老过程中，光合作用和呼吸作用都__________。 13．一般来说，细胞分裂素可__________叶片衰老，而脱落酸可_____________叶片衰老。 14．叶片和花、果的脱落都是由于______________细胞分离的结果。 15．种子成熟时，累积的磷化合物主要是______。 16．油料种子成熟时，油脂的形成有两个特点：__________________；__________________。 17． 小麦种子成熟过程中， 植物激素最高含量出现顺序是： __________、 __________、 __________、 __________。 18．油料种子成熟过程中，其酸价__________。 19． 果实成熟时酸味的减少是因为______________________、 ______________________、 __________________。 20．将生长素施于叶柄的______________端，有助于有机物从叶片流向其他器官。 21．整株植物最先衰老的器官是______________和__________。 22．在不发生低温伤害的条件下，适度的低温对衰老的影响是______________。 23．种子成熟时最理想的温度条件是______________。 24．在未成熟的柿子中，单宁存在的部位是______________。 25．果实含有丰富的各类维生素主要是______________。 四、 选择题（单项和多项）: １．下列果实中，有呼吸跃变现象的有（ ）。 Ａ．桃 Ｂ．葡萄 Ｃ．番茄 Ｄ．草莓 2．叶片衰老时，（ ）。 Ａ．ＲＮＡ含量上升 Ｂ．蛋白质合成能力减弱 Ｃ．光合速率下降 Ｄ．呼吸速率下降 3．在豌豆种子成熟过程中，种子最先积累的是（ ）。 Ａ．以蔗糖为主的糖分 Ｂ．蛋白质 Ｃ．脂肪 Ｄ．含氮化合物
衰老学说 有人认为老年病正是衰老的原因；另有人反对说，老年病恰是衰老的结果。那么，究竟衰老的本质是什么呢？ （一）氧自由基学说。这是世界上公认的主要衰老学说之一。它认为机体的细胞在氧化、代谢过程中，或受射线照射，服用化学药剂后，都使体内积累大量有害的自由基，这种自由基可是生物膜中多元不饱和脂肪酸发生过氧化作用，最终导致蛋白质交联物渐渐增多，导致细胞功能积累性退化衰老。自由基是使人衰老的罪魁祸首，所以设法消除这种自由基病便可延长人的寿命。美国路易斯维尔大学的生化专家即从植物中提取了一种能消除动物体内自由基的物质，用它喂蚊子，使其寿命从29天延长到45天。一旦能找到适合人服用的这类物质，人的寿命可望大大提高。 （二）细胞突变说。认为细胞分裂次数与寿命成正比。衰老即是由于细胞受损而产生突变。，从而使细胞本身及下一代细胞异常，生理功能下降，分裂次数降低。在实验中，人体细胞只能分裂50次，然后就土崩瓦解；但是在低温下，细胞分裂速度可变慢，这是延长寿命的方法之。与此相似的是生物钟学说，认为人的细胞分裂次数50次是生物钟决定的。例如寿命为30年的鸡，细胞分裂25次；寿命为3年的小白鼠，只分裂12次。有人提出一个推断：人的体温若降低2摄氏度，寿命可延长到200岁，若降低4摄氏度，可活700岁，且生命质量不变。又有人认为合理有益的饥饿，可大大提高人的寿命，这都是减缓细胞分裂速度的原理使然。程序衰老学说认为，人和动物的神经寿命是有特定的遗传程序决定的，不可更改，因此，人的衰老成为必然，这个学说也可以叫做遗传衰老学学说。 （三）免疫功能退化学说。这是为许多人接受的一种衰老学说，也是一个主要的衰老学说。它认为人的免疫功能在中老年后，随着年龄的增长而退化，而人类是处于外部病菌、病毒、内部异常细胞、毒素的包围之中，岁时又受侵害的可能，免疫功能降低就是致病且不易治愈，这就使器官、组织受损或致死。有人把幼儿内分泌腺诸如老人体内能，借此增加老人的米纳一功能，但尚未得到广泛临床应用。淋巴细胞是免疫系统的“主帅”。英国老年保健研究所公布的一项鸭牛结果表明：在一个老人死前3年终，淋巴细胞数量明显下降趋势。这是他们对05个人进行长达30年之久的考察得出的结论。 此外，北京大学大学医学部免疫学研究时发现，白细胞介素随着人的计数年龄的增长而呈明显夏季那个趋势，它在康衰老中参与机体的免疫调节。 （四）自身中毒说。人的大肠细菌等可分泌一种有毒物质，它可以使人衰老。此外，美国洛克菲勒大学的细胞生物学家尤金尼亚还从人体的结缔组织细胞中分离出一种特殊的蛋白质，是老化的、不能分裂的细胞的产物，正是它杀死了细胞。消除这种毒物，可望推迟衰老。 （五）死亡激素说。有人问为老化的关键步骤并非发生在细胞中，而是发生在大脑、神经、内分泌的活动，使机体老化的决定因素。若早期摘除大白鼠垂体腺，并喂食可的松激素，会延长大白鼠寿命。有的学者认为脑垂体腺在大脑中释放一种“死亡激素”，有的说胸线释放这种“死亡激素”但都未得到实验的证实。有人从乌贼鱼的泪腺中发现“死亡激素”。 （六）胶体化学说。捷克的汝兹卡认为衰老是滞后作用的过程，即使由于体内状态的变化。人随着年龄增长，体内进行胶体颗粒的合并过程，于是机体活性酸度下降，呈现衰老状态。
衰老理论和原因 （三）自由基学说（国际学术界公认） 衰老的自由基学说是Denham Harman在1956年提出的，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果，自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发肿瘤形成。自由基是正常代谢的中间产物，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。 支持该学说的证据主要来自一些体内和体外实验。包括种间比较、饮食限制、与年龄相关的氧化压力现象测定、给予动物抗氧化饮食和药物处理；体外实验主要包括对体外二倍体成纤维细胞氧压力与代谢作用的观察、氧压力与倍增能力及抗氧化剂对细胞寿命的影响等。该学说的观点可以对一些实验现象加以解释如：自由基抑制剂及抗氧化剂可以延长细胞和动物的寿命。体内自由基防御能力随年龄的增长而减弱。脊椎动物寿命长的，体内的氧自由基产率低。但是，自由基学说尚未提出自由基氧化反应及其产物是引发衰老直接原因的实验依据，也没有说明什么因子导致老年人自由基清除能力下降，为什么转化细胞可以不衰老，生殖细胞何以能世代相传维持种系存在这些问题。而且，自由基是新陈代谢的次级产物，不大可能是衰老的原发性原因。 （四）交联学说 该学说由Bjorksten于1963年提出的，后经Verzar加以发展。其主要论点是：机体中蛋白质，核酸等大分子可以通过共价交叉结合，形成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，堆积在细胞内，干扰细胞的正常功能。这种交联反应可发生于细胞核DNA上，也可以发生在细胞外的蛋白胶原纤维中。目前有一些证据支持交联学说。皮肤胶原的可提取性以及胶原酶对其消化作用随增龄降低，而其热稳定性和抗张强度则随年龄的增高而增强了；大鼠尾腱上的条纹数目及所具备的热收缩力随年龄的增高而增加，溶解度却随年龄增高而降低。这些结果表明，在年老时胶原的多肽链发生了交联，并日益增多。该学说与自由基学说有类似之处，亦不能说明衰老发生的根本机制。 （五）差误成灾学说 差误成灾学说是由Orgel明确提出的，认为在DNA复制，转录和翻译中发生误差，这种误差可以不断扩大，造成细胞衰老、死亡。如DNA转录mRNA 的过程发生微小的差异，带有该微小差异的mRNA会翻译出进一步偏离的蛋白质，该蛋白质如果属于DNA聚合酶会合成差异程度更大的DNA，这样的差错经过每一次信息传递都扩大一些，形成恶性循环，使细胞内积累许多差错分子造成灾难，细胞正常功能不能发挥，致使细胞衰老、死亡。 对于这种假说，已有大量的研究和报道，各抒己见，褒贬不一。Lewis 和Tarrant发表了他们认为支持该学说的资料：合成生物大分子所需的酶存在年龄依赖性变化，如小鼠肝DNA多聚酶、人体成纤维细胞DNA多聚酶合成的正确性都随着年龄的增加而降低；同时DNA的修复速度也下降。 然而，与之不符的结果有在亚致死浓度的氨基酸类似物中生长的二倍体细胞寿命并不缩短。假如衰老是因为蛋白质合成时的差错引起的，那么在上
衰老理论和衰老学说 目录 衰老学说概述 衰老学说研究 自然交联学说及其对经典生命难题的解释 生物分子自然交联学说与其他衰老学说 其他衰老学说简介 衰老理论和衰老学说无论是英汉词典还是汉英词典，“理论”和“学说”的英文释义都是“Theory”，这说明理论和学说在英文语境中没有明显的差异。与英文不同，中文语境中理论等同于真理；学说则相等于假设。因此，用中文评价衰老说，就应当区分理论和学说两种类型。本文尝试以理论和学说为两极，理性分析现在流行的各种衰老学说，希望能折射它们在这一直线座标系的相对位置及其到达理论顶点的“距离”。衰老学说概述 自19世纪末应用实验方法研究衰老以来，先后提出的学说不下数十种，有些学说已被否定（如大肠中毒说），近年来比较流行的有代表性的学说大致有：程序衰老说、密码子限制说、DNA修复缺陷说、生物分子自然交联学说、免疫机能退化说、大分子交联说、神经内分泌学说、体细胞突变学说、自由基学说、交联学说、生物钟学说、基因调节学说（细胞分裂速度逐渐减慢最终停止说）、剩余信息学说、衰老的免疫学说、端粒学说、基因阻遏平衡论等十几种。 毫无疑问，这些学说的许多观点是正确的，由于生命过程太过繁杂，研究者的观察角度不同、位置不同以及研究方法的不同，得出的结果就会不同，准确程度也就不同。就象饮水思源，长江的源头在哪里？虽然模糊了几千年，直到1978年才得出至今仍存争议的沱沱河，即使沱沱河就是长江源头，那么汇聚成沱沱河源头的山涧哪一条最长？离长江出口最远的一股泉水出自长江上游的哪一条山沟！至此，我想传统意义的饮水思源到此可以为止了；如果要寻找更深层次的源头，应该还可以追溯到某个山顶的某一颗树，那么这树上的水又是哪里来的呢？于是会追溯到某一团云彩，会追溯到生成这一团云彩的是某某水，会追溯到水的物理循环、水的理化性质。这许多因素中对我们饮水思源最重要的是什么呢？从社会层面说我们应该饮水不忘挖井人，从更深层次我们应该感谢自然界赋予水的自然属性，是水的理化性质和自然环境以及地形地貌、万有引力等多种因素的相互作用，才得以形成清澈的山泉，汇聚成奔腾的长江，周而复始，永不枯竭。虽然我们不希望把衰老的原因描述成一个哲学问题，但是让我们带着哲学的思维方式来探讨这个问题是必须的，在饮水思源的例子中，长江之水永不枯竭的原因有多种，但最核心的原因还是水的自然属性，正所谓外因通过内因起作用。生物的衰老也是如此，有很多种衰老的原因：有内在的原因、也有外在的原因。因此，一切有意义的衰老学说所证明的原因应该也不会超出内因和外因这样两种
第 11 章 植物的成熟与衰老 一、教学大纲基本要求 了解花粉的构造、主要成分、花粉萌发和花粉管的生长；掌握被子植物中存在的两种自交不亲和性及其特点， 了解克服不亲和的方法；了解胚和胚乳的发育，以及种子中贮藏物质的积累过程；熟悉果实的生长模式、单性结实 现象和果实成熟时的变化；掌握种子和芽的休眠并了解其调控方法； 熟悉植物衰老时的生理生化变化和引起衰老的 原因、影响衰老的因素；掌握器官脱落的细胞学及生物化学过程，并了解影响脱落的内外因素及调控方法。 二、本章知识要点 果实的生长模式主要有单“ S ”形生长曲线和双“ S ”形生长曲线两类。果实的细胞数目和细胞大小是决 定果实大小的主要因子，尤其是后者。许多果实在成熟过程中发生以下变化：呼吸跃变、淀粉水解成蔗糖、葡萄糖、 果糖等可溶性糖；有机酸含量减少，糖酸比上升；多聚半乳糖醛酸酶 (PG) 等胞壁水解酶活性上升，果实软化；形 成微量挥发性物质，散发出特有的香味；单宁等物质转化，涩味下降；叶绿素含量下降，花色苷和类胡萝卜素等增 加。使果实表现出特有的色、香、味。 休眠是生理或环境因素引起植物生长暂时停止的现象，种子休眠主要是由于胚未成熟、种 ( 果 ) 皮的限制以 及萌发抑制物的存在引起的。解除种子休眠的方法有：机械破损、浸泡冲洗、层积、药剂、激素、光照和 X 射线 等处理。 种子活力是指种子萌发速度、生长能力和对逆境的适应性；种子老化是指种子活力的自然衰退；种子劣变则是 指种子生理机能的恶化。正常性种子通常在干燥低温下可以长期贮藏，而顽拗性种子在贮藏中忌干燥和低温。存在 这种区别的一个重要原因是前者含有较多的 LEA 蛋白，而后者较少。 许多植物或其器官以芽休眠的形式渡过不良条件。短日照、 ABA 等对芽休眠有促进作用。 GA 能有效地解 除芽休眠，而青鲜素等能防止芽萌发。 衰老是植物发育的组成部分，是植物在自然死亡之前的一系列恶化过程。它可以在细胞、组织、器官以及整体 水平上发生。植物衰老时在生理生化上有许多变化，主要表现在光合色素逐渐丧失， DNA 和 RNA 含量下降， 蛋白质水解，光合和呼吸作用下降，促进生长的生长素，细胞分裂素和赤霉素等植物激素含量下降，而诱导衰老和 成熟的激素如 ABA 、乙烯、茉莉酸等含量增加。另外细胞膜降解、细胞器破坏、细胞发生自溶。有关衰老的学 说有：自由基损伤学说、蛋白质水解学说、激素平衡学说等。这些学说都有一定的实验证据，但还不能解释不同器 官的衰老机理。 正常的脱落是衰老引起的，是植物适应环境、保存自己和保证后代繁衍的一种生物学特性。器官脱落可受多种 因子的诱导，如落叶树木叶子的脱落起因于短日照的环境信号。短日照有利于 ABA 的合成， ABA 又刺激乙烯 的合成，而 ABA 和乙烯激活了纤维素酶、果胶酶和过氧化物酶活性，促使离层的溶解。 三、自测题 （一）名词解释： 1.单性结实 2.呼吸跃变 3.休眠 4.后熟作用 5. 层积处理 6.衰老 7.脱落 8.自由基 9.活性氧 10.程序性细胞死亡 （二）写出下列符号的中文名称： 1．LOX 2．PCD 3．GR 4．GPX （三）填空题： 1．种子成熟过程中，脂肪是由______转化来的。 2．风旱不实的种子中蛋白质的相对含量__________。 3．籽粒成熟期ABA的含量______。 4．北方小麦的蛋白质含量比南方的__________。北方油料种子的含油量比南方的________。 5．温度较低而昼夜温差大时有利于__________脂肪酸的形成。 6．人们认为果实发生呼吸跃变的原因是由于果实中产生______________结果。 7．核果的生长曲线呈__________型。 8．未成熟的柿子之所以有涩味是由于细胞液内含有__________。
细胞衰老理论 *氧化功能损伤理论 细胞新陈代谢产生的活性氧类分子（ROSs）如超氧化物阴离子、过氧化氢和羟基化物等对细胞都有积累性损伤。大部分的活性氧类分子都产生于线粒体中，如携带编码抗氧化剂基因的转基因果蝇寿命更长。一般认为谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶SOD（SOD）可清除ROSs，但是在某些情况下经诱变的缺乏谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶（SOD）SOD1 SOD2和SOD3的鼠并没有明显的衰老现象出现，这些鼠中有些出现了严重的寿命缩短现象。超氧化物歧化酶是一种酶，它使两个超氧阴离子变成过氧化氢和氧气。最近发现缺少编码p66shc蛋白基因的鼠对一些产生氧化损伤的作用物有高度的抗性，这种鼠存活时间延长了30%。p66shc是p52shc/p46shc的异构体，是p52shc/p46shc选择性剪切形成的。p52shc/p46shc 是细胞质内的物质，参与细胞表面受体到Ras的促细胞分裂信号的传导。这些结果表明氧化损伤是引起细胞衰老和老化的一个重要因素。 *基因组不稳定理论 遗传基因改变的积累是衰老的原因，如点突变、DNA重复序列的丢失（核糖体DNA,、染色体缺失或重组）。事实上突变积累已在鼠中发现。在一些研究中，转基因的lacZ报告基因作为标记基因整合入质粒，这种转基因对肝脏（有丝分裂旺盛）的影响比对大脑（有丝分裂较慢）的影响要大，大部分的突变是基因的重组。对鼠的研究证实了DNA损伤对细胞老化的影响。XPD 基因的突变导致细胞的过早衰老和鼠寿命的缩短，这表明基因突变对细胞衰老有重要影响。XPD 基因编码DNA解旋酶，具有DNA修复和转录的功能。这种影响是否由DNA缺陷直接产生的还是由DNA缺陷间接引起的现在仍然不清楚。 出芽酵母出芽后母细胞出现老化，核糖体DNA改变，最初出现100-200个串联拷贝。在细胞生长期里核糖体DNA从染色体上脱离并保持染色体外的环状拷贝（染色体外的rDNA环，ECRs），这些拷贝大多分布在DNA复制后的母细胞中。ECRs数量增多，导致在rDNA转录处的核仁碎片出现。遗传学数据表明ECRs对酵母老化起重要作用。酵母细胞sgs1`基因的突变使ECRs更快地积累，导致细胞生命期的缩短。通过人为的遗传操作产生ECRs也可缩短细胞的生命期。sgs1基因编码DNA解旋酶（解开DNA双链）。人类与sgs1项对应的是Werner's综合征（WS）相关基因，WRN基因突变导致Werner's综合征，其症状与早衰相似。 *染色体外的基因组不稳定理论 线粒体DNA突变的积累可能导致衰老已经引起重视，线粒体DNA的突变率是核DNA突变率的10-20倍，这一事实证明了这种可能性。但是，已证实在人肌肉细胞中基因突变部分必须至少达到50-80%以上才能对细胞产生危害。随着年龄增长线粒体突变的多样性增加，并且个体细胞中DNA相当大一部分都有突变。另外，在线粒体DNA复制的调控区有高频的点突变发生。随年龄增长线粒体电子转运功能也逐渐衰退。骨骼肌纤维细胞缺乏细胞色素C氧化酶导致高水平的线粒体电子转运功能缺失。缺乏电子转运的功能导致一些次级效应，如自由基的积累。 *染色体末端的不完全复制 首次有文献资料证明细胞衰老发生的是染色体复制衰老理论：经过多次分裂后，大多数正常人体细胞其增殖能力逐渐下降。最近又研究表明人体细胞的复制衰老是由于端粒的缩短。端粒是染色体末端帽状重复的DNA序列，可防止染色体的融合并保证基因组的稳定性，是染色体的必须结构。端粒酶可将端粒的重复序列加到端粒末端，在缺少端粒酶的情况下，每一轮的DNA复制都留下50-200bp的未复制的DNA 3'末端。大多体细胞中缺乏端粒酶，DNA合成的这种特点导致细胞的复制衰老理论，当细胞具有一个或多个短的端粒时就导致它的衰老。
1.名词解释：寿命、最长寿命、预期寿命、衰老。 寿命（life span）：从出生到死亡的存活时间。 最长寿命：一个物种的个体所能活到的最长寿命，以已有纪录的最长寿命表示。 预期寿命：一个物种的群体中，某一年龄的个体预期平均可能生存的年数或天数，是一个综合反映死亡率高低的指标。 衰老：生物在生命过程中，整个机体的形态、结构和功能逐渐衰退的总现象。 2.年龄划分、人口老龄化社会标准是什么？ 年龄划分标准：青年为44岁以下；中年为45~59岁；老年前期为60~74岁；老年为75~89岁；90岁以上为长寿。 人口老龄化社会现行国际标准：60岁以上老年人达到人口总数的10％，或65岁以上老年人达到7％。 3.衰老的特征有哪些？ 累积性、普遍性、渐进性、内生性、危害性 4.影响人类寿命和衰老的主要因素有哪些？ 遗传、环境 1. 简述血糖来源与去路。 2. 简述胰岛素对血糖调节的作用机制与环节。 胰岛素（insulin）是由胰岛β细胞合成分泌的多肽激素。它主要作用于肝脏、骨骼肌和脂肪组织。一方面促进这些组织细胞摄取葡萄糖，并转换成糖原或脂肪贮存，另一方面抑制肝脏的糖原分解和糖异生，从而降低血糖。 3. 衰老过程中糖代谢将发生哪些变化？ 随着年龄的增长．人体细胞吸收葡萄糖的能力下降。 老年细胞的葡萄糖转移系统有显著缺陷，主要是由于老年细胞缺少胰岛素受体。 胰岛β细胞对葡萄糖的感受性也随增龄而降低．因此老年人糖耐量降低，糖氧化代谢也明显低于青年人。 4. 何谓糖化蛋白？其含量与哪些因素有关？ 糖化蛋白是指蛋白质中的氨基酸残基与自由糖（主要是葡萄糖）不经酶催化发生结合的产物。 5. 简述非酶糖基化衰老学说的主要内容，从该学说出发如何进行抗衰老？