
續(xù)上,死亡起源(十三)—— 細(xì)胞的主動(dòng)自殺(凋亡)
死亡起源(十四)—— 衰老溯源和衰老故障
簡介:這篇文章的話題雖然是死亡, 但是, 這篇文章真正要討論的, 卻是“永生”, 或者, 是某種程度上的"永生”。
這篇文章我一直希望用一種科普的手法來寫,只是生命中的許多機(jī)制實(shí)在太復(fù)雜,很難用簡單的文字來描述。我知道,如果各位看官有耐心看到這里,就會(huì)發(fā)現(xiàn),這篇文章的某些部分已經(jīng)開始變得有些象教科書一般的枯燥了,呵呵。不過,這篇文章中最枯燥的部分已經(jīng)快過去了,下面稍微復(fù)雜一些的,是細(xì)胞的自殺(凋亡),不過,如果看過前面部分關(guān)于“受體”和“激素”的介紹以后,其實(shí)也不難理解。細(xì)胞作為我們生命中的基本單位,它們的主動(dòng)自殺行為,也是本文不可繞過的部分。
說個(gè)題外話,本文一直在討論生物的演化,不過,當(dāng)我們對(duì)生物乃至細(xì)胞的了解變得越發(fā)深入后,我們是否會(huì)開始懷疑,如此復(fù)雜的機(jī)制,真的是演化出來的嗎? 呵呵。
比如,我們已經(jīng)知道了,細(xì)胞是一個(gè)如我們的軟件工程中經(jīng)常見到的,具有“應(yīng)用程序接口”,可以輸入各種參數(shù),并且有自己獨(dú)立行為的“封裝對(duì)象”,而鉆到細(xì)胞里面,就會(huì)發(fā)現(xiàn) ,里面也是完全程序化的。比如,我們的DNA的代碼,應(yīng)該是“簡并過的3位4進(jìn)制代碼”........。再注:另外,進(jìn)一步的討論,發(fā)現(xiàn),冗余密碼似乎也有用,它可能和蛋白質(zhì)的合成速度相關(guān)。那么,“簡并過的3位4進(jìn)制代碼”也不準(zhǔn)確了,呵呵。謝謝樓下Diamond兄的問題,具體討論見樓下); 我們的DNA、RNA,蛋白質(zhì)的開始復(fù)制和終止,都有如程序代碼的Begin、End語句般的起始點(diǎn)和結(jié)束語句,甚至還要更復(fù)雜。 并且,計(jì)算機(jī)編程中使用的“多態(tài)”的概念,在我們的細(xì)胞中早已熟練運(yùn)用了億萬年。然后呢,我們的整個(gè)生命,則是由細(xì)胞開始,由一個(gè)個(gè)基本模塊分層(Layer)搭建的,這和計(jì)算機(jī)技術(shù)中的分層結(jié)構(gòu)模型(Layer)是何其相似;它還擁有各種反饋機(jī)制,擁有非常復(fù)雜的通訊機(jī)制,所有的細(xì)胞,都浸泡在一個(gè)信息的海洋當(dāng)中............
總之,太神奇了。
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4. 衰老溯源。
當(dāng)我們開始了解生殖、壓力、遺傳及表觀遺傳這三大因素與生物衰老與死亡之間的關(guān)系的時(shí)候,我們就可以進(jìn)行更加深入的討論了。我們在前面已經(jīng)追溯到了多細(xì)胞動(dòng)物死亡的起源了,那是因?yàn)槲覀儽臼恰盎ā?,而花是?huì)凋謝的?,F(xiàn)在我們試著去追溯衰老的起源。和死亡的起源不一樣,衰老在演化過程中的起源似乎要更加模糊許多,我相信它的起源也是逐漸演化出來的。
4.1 蹊蹺的衰老
當(dāng)我們握著一個(gè)兩三歲小孩的鮮嫩的小手,感受到一個(gè)新鮮生命的活力的時(shí)候,我們其實(shí)很少人會(huì)想到,他身上的每一個(gè)細(xì)胞,都是以“永生”的方式,經(jīng)過億萬次分裂,穿越億萬年的時(shí)光,從而展現(xiàn)在我們面前的。當(dāng)我們觀察一個(gè)新鮮生命,由受精卵開始,由干細(xì)胞進(jìn)行各種組織分化,逐步構(gòu)建出一個(gè)高度組織,復(fù)雜到無與倫比的全新身體的時(shí)候,我們是否懷疑過,為什么這樣一個(gè)身體居然會(huì)衰老?
其實(shí)我們只需要觀察一下一個(gè)嬰兒的體內(nèi)究竟發(fā)生了什么,贊嘆之余,我們就會(huì)很自然的提出這個(gè)問題:為什么我們會(huì)衰老?
生命從一個(gè)受精卵開始,通過卵裂,形成桑椹胚、囊胚等等,然后各種干細(xì)胞通過分化,開始搭建出人體的三維框架、各種胚層,形成各種神經(jīng)、器官以及骨骼的雛形。與此同時(shí),某些組織和器官的一些細(xì)胞有序的凋亡,凋亡細(xì)胞消失后,它們原有位置形成各種空腔等等,如此這般,逐步形成一個(gè)嬰兒。待嬰兒出生后,他繼續(xù)發(fā)育。比如他的骨骼內(nèi)部不斷的有舊的骨骼組織被破壞消失、被吸收,其中的鈣會(huì)進(jìn)入血液重新進(jìn)入鈣循環(huán),同時(shí)骨垢軟骨和骨膜也不斷長出新的骨骼組織,于是骨骼內(nèi)部的空腔擴(kuò)大,骨骼長大長粗……。與此同時(shí),人體內(nèi)的各個(gè)組織器官、神經(jīng)系統(tǒng)也是如此,不斷的發(fā)育成長。另外,一些研究表明,兒童體內(nèi)的“出生后干細(xì)胞”很可能與成人干細(xì)胞完全不同,它們也特別的活躍,由此表現(xiàn)出來的就是兒童各個(gè)組織和器官的很強(qiáng)的再生能力和更新能力。這個(gè)時(shí)候的身體,即便偶爾受損,身體也總是可以非常迅速的修復(fù)。他們體內(nèi)活躍的干細(xì)胞,可以迅速的修復(fù)許多創(chuàng)傷,很多在老年時(shí)非常難以治愈的疾病,在這個(gè)時(shí)候都變得容易許多。總之,一切的一切,都向著一個(gè)欣欣向榮的方向發(fā)展,衰老和死亡似乎是一件不可能發(fā)生的事情。如果單純從技術(shù)角度上看,這一個(gè)階段的生命,表現(xiàn)出的,是一種近乎無窮的自我更新的能力。同時(shí)詭異的是,如此新鮮的組織,其實(shí)都是由有著億萬年壽命的生殖細(xì)胞所分化的。

圖57. 我們的生命——從一顆受精卵開始。圖中的生殖細(xì)胞,都是可以“永生”的。它們是以“永生”的方式,經(jīng)過億萬次分裂,穿越億萬年時(shí)光從而展現(xiàn)在我們面前的

圖58. 人類的胚胎。如此新鮮的組織,其實(shí)都是由有著億萬年壽命的生殖細(xì)胞所分化的,這些細(xì)胞不管經(jīng)歷過多少次分裂,都依舊可以產(chǎn)生一個(gè)全新而且完美的個(gè)體,億萬年的漫長歲月,并沒有對(duì)這些細(xì)胞的生命力造成任何的傷害
隨著身體的逐漸成熟,各種生長發(fā)育就開始緩慢下來了,各種成體干細(xì)胞逐漸減少,同時(shí)再生能力也逐漸降低。 除了血液和皮膚還一如既往的保持超強(qiáng)的再生能力以外,其他的組織的再生能力只是維持一個(gè)平衡。
再往后,在性成熟之前,人類的狀態(tài)步入最佳時(shí)期。不過,在性成熟有生殖能力之后,大約在26歲,人類開始步入衰老。由于人類是多次繁殖動(dòng)物,這導(dǎo)致了人類不會(huì)像許多單次繁殖動(dòng)物那樣迅速衰老并死亡,我們還會(huì)繼續(xù)維持一段不錯(cuò)的狀態(tài),保證我們可以繼續(xù)生殖。不過,大概在過了38歲左右的人類的最佳生殖期之后,女性或許開始逐漸進(jìn)入更年期,開始失去生殖能力,人類也開始加速衰老…..。當(dāng)然,這個(gè)數(shù)據(jù)是一直在變化的。由于生存壓力所致,古人的衰老時(shí)間應(yīng)該比我們更早一些,而我們的后代,開始衰老的時(shí)間可能還會(huì)繼續(xù)推遲……??傊?,似乎一切的一切,都是圍繞著生殖這個(gè)最原始的目的在轉(zhuǎn)。
隨著我們的繼續(xù)衰老,各種再生能力開始降低,各個(gè)系統(tǒng)和器官也隨之開始退化,同時(shí)免疫系統(tǒng)也開始變得脆弱,于是各種癌癥,各種疾病也隨之襲來…….。而且,正如前面所說過的,這樣的衰老景象,我們可能不會(huì)在一個(gè)15歲的少年身上看到,卻可以在一個(gè)同樣年齡的,器官結(jié)構(gòu)以及基因都和我們十分接近的,15歲的狗的身上清楚的看到。
當(dāng)我復(fù)述完我們生長、發(fā)育、成熟和衰老的全過程,在貌似天經(jīng)地義的自然規(guī)律下面,難道我們不會(huì)覺得奇怪嗎? 為什么我們就不能一直保持如15歲的少年一般的朝氣蓬勃?或者如一個(gè)25歲的青年一般的年輕力壯?如果生命是一個(gè)擁有超高技術(shù)的工程師的話,要維持上述的狀態(tài),在技術(shù)上很難達(dá)到嗎?
4.2 衰老過程中出現(xiàn)的各種故障
墨菲定律告訴我們,如果事情有變壞的可能,不管這種可能性有多小,它總會(huì)發(fā)生。所以,再精巧的技術(shù)和設(shè)計(jì),也是會(huì)有故障的情形發(fā)生的——即便是如人體這般精妙絕倫的設(shè)計(jì)。所以,雖然很罕見,但是我們還是可以找到衰老過程出現(xiàn)故障的個(gè)體的。
人類有一種尚未獲得醫(yī)學(xué)界認(rèn)證,非常罕見的“高地人癥候群”(Highlander Syndrome),也就是所謂的“不老癥”。患了這病的人,長大及衰老都非常緩慢。典型的例子是一個(gè)韓國人,叫申孝明(音譯)。他被稱為“韓國彼得潘”(注:書名,《彼得潘:不會(huì)長大的男孩》),盡管他已經(jīng)26歲了,但看起來卻好像12歲的男孩,他甚至從未經(jīng)歷過青春發(fā)育期。他小時(shí)候的發(fā)育似乎很正常,直到他十幾歲時(shí),生長發(fā)育開始減緩,甚至幾乎停止。醫(yī)生表示,申孝明除了外表跟一般成人不同外,身體的各項(xiàng)機(jī)能都十分正常,至今我們還找不出他停止長大的原因,也沒有藥物可以醫(yī)治。類似的還有一個(gè)叫Brooke Megan Greenberg (January 8, 1993 – October 24, 2013)的女孩。她一直保持大概兩三歲的模樣一直到20歲死亡[40]。圍繞她的研究已經(jīng)做了許多年,為了研究Brooke的癥狀,研究者們正在讀取她的DNA的每一個(gè)字母,他們相信她的DNA里面藏著“不老的源泉”。不過迄今為止,他們尚未獲得可信的結(jié)果,科學(xué)家們暫時(shí)把她的癥狀命名為代表未知的“癥狀X”(Syndrome X)。

圖59. 20歲時(shí)的Brooke Megan Greenberg (左),右邊的女孩是她17歲的妹妹Carly

圖60. 已經(jīng)26歲,生長發(fā)育卻停留在12歲的韓國人申孝明
Brooke和申孝明是難得的兩個(gè)例子,他們不老的身體證明了一件事情:**衰老或許不是一種天經(jīng)地義的事情,它和死亡一樣,很可能都是演化過程中引入的機(jī)制。他們的身體顯然是衰老過程出現(xiàn)了某種故障,這個(gè)故障也為我們揭示了衰老的真相——衰老并不是,至少不完全是器官的消耗性老化,我們的身體系統(tǒng)本有能力維持那種“年輕”的狀態(tài)的——至少表面上看起來很年輕。衰老最主要的原因和死亡一樣,很可能也是一種主動(dòng)的程序化行為。 **或許,上面故障中,最完美的情況是身體發(fā)育成熟后,就維持22歲左右的樣子一直到死——這種人或許真的存在,只是沒有象上面兩個(gè)例子那樣驚世駭俗,引入注意罷了。當(dāng)然, 上面的這兩個(gè)人最終都會(huì)死亡,因?yàn)閺难莼倪^程來看,復(fù)雜高等生物的死亡和衰老機(jī)制并不完全是一回事,死亡機(jī)制在演化過程中的引入要更早,也更原始。而嚴(yán)格意義上的衰老,似乎更多的表現(xiàn)在哺乳動(dòng)物這樣的高等動(dòng)物身上。
與“不老癥”相反的,則是同樣罕見的“兒童早衰癥”。兒童早老癥屬遺傳病,身體衰老的過程較正???至10倍,患者樣貌像老人 ,器官亦很快衰退,造成生理機(jī)能下降。病征包括身材瘦小、脫發(fā)和較晚長牙。患病兒童一般只能活到7至20歲,他們在小小年紀(jì),就會(huì)出現(xiàn)如牙齒脫落,心血管硬化,關(guān)節(jié)僵硬等只有老年人,或者是與他們同齡的犬類才會(huì)出現(xiàn)的各種老年疾病。

圖61. 兒童早衰癥患者
與此類似的還有“成人早衰癥”(Werner syndrome),患有成人早衰癥的人,從20多歲開始表現(xiàn)出加速衰老的跡象,在50歲之前形成老年性疾病,他們一般會(huì)在50歲之前死亡。這些病癥都會(huì)累及內(nèi)分泌系統(tǒng),免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),當(dāng)然還有皮膚及結(jié)締組織。并伴發(fā)各種老年疾病和各種腫瘤。和兒童早老癥一樣,成人早衰癥被確信是基因缺陷所致。早期文獻(xiàn)中提到,許多內(nèi)分泌失調(diào)如甲狀腺、甲狀旁腺、垂體和腎上腺機(jī)能失調(diào)均可引起本病。另外,2010年1月,加拿大一個(gè)科研組在《美國實(shí)驗(yàn)生物學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)雜志》發(fā)表的一篇文章指出,維生素C可以阻止甚至逆轉(zhuǎn)患成人早衰癥的老鼠的加速衰老過程 [41]。關(guān)于成人早衰癥與內(nèi)分泌及代謝系統(tǒng)的關(guān)系還有待于更深入的研究。

圖62. 成人早衰癥(Werner syndrome)患者,15歲時(shí)和48歲時(shí)的對(duì)比
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【原創(chuàng)】死亡起源 The Origin of Death -- 西西河。](https://www.talkcc.com/article/4185074)
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