時間一刻不停的流逝,而我們的身體會將時間的流逝記錄下來,并以衰老的形式進(jìn)行展示。
然而,人體是一個高度復(fù)雜的有機(jī)體,有大量組織器官構(gòu)成,而這些器官所表現(xiàn)出來的衰老速度卻并不相同,甚至有些差異極大,這是為什么呢?對此,中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所李昕團(tuán)隊進(jìn)行了相關(guān)研究,并將研究成果發(fā)表在了《自然·衰老》期刊上。原來我們的身體細(xì)胞存在著兩套衰老記錄方式,稱為“雙向分子時鐘”,就是它造成了身體不同器官的異步衰老。
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人體是由細(xì)胞組成的,而在細(xì)胞內(nèi)部有一個負(fù)責(zé)生產(chǎn)能量的細(xì)胞器,名為線粒體。
與其它細(xì)胞器不同,線粒體自身擁有一個小小的環(huán)狀DNA,被稱為“線粒體DNA”。與細(xì)胞核內(nèi)的DNA不同,線粒體DNA缺乏結(jié)構(gòu)上與之緊密結(jié)合的蛋白質(zhì),也就是說它沒有強(qiáng)有力的保護(hù),所以線粒體DNA損傷修復(fù)的效率是很低的,這使它成為了天然的時間流逝記錄儀。研究發(fā)現(xiàn),線粒體DNA的突變率可以達(dá)到細(xì)胞核DNA突變率的100倍,甚至是1000倍。可以說衰老的直接原因就是線粒體DNA的突變導(dǎo)致的。
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在研究過程中,李昕團(tuán)隊采用了罕見變異識別技術(shù),該技術(shù)可以精準(zhǔn)定位發(fā)生突變的線粒體DNA區(qū)域。
在對838名志愿者的47種不同身體組織進(jìn)行高通量測序之后,終于繪制出了系統(tǒng)的人體組織特異性線粒體突變衰老圖譜。該圖譜顯示人體的衰老并不是一個簡單統(tǒng)一的過程,不同的人體器官分別遵循著兩套不同的衰老方式,而這兩套方式的本質(zhì)就是細(xì)胞內(nèi)線粒體兩種截然不同的突變累積方式。
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我們身體內(nèi)的器官大體可以分為兩類,一類器官的細(xì)胞會持續(xù)更新?lián)Q代,比如皮膚、消化道和肝臟。
在每一次細(xì)胞分裂的過程中,DNA都要進(jìn)行復(fù)制,而具有高突變幾率的線粒體DNA很容易產(chǎn)生復(fù)制錯誤。當(dāng)然,出現(xiàn)復(fù)制錯誤的線粒體DNA只是整個器官組織細(xì)胞中的少數(shù),但這種復(fù)制錯誤卻會被保留下來,并在未來的分裂復(fù)制過程中不斷累積。通過日積月累,復(fù)制錯誤導(dǎo)致的突變越來越多,最終就會導(dǎo)致功能障礙的發(fā)生,其外在表現(xiàn)就是衰老,同時它還有另一種更為激烈的表現(xiàn)形式,就是腫瘤。
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身體內(nèi)的另一部分器官,發(fā)育成熟之后就不再依靠細(xì)胞分裂來進(jìn)行自我維護(hù)了,其典型代表就是心臟、大腦以及肌肉,這一類器官通常被稱為終末分化組織。
這些器官的衰老并不是突變不斷累積的結(jié)果,而是發(fā)生在線粒體DNA中的一個特殊區(qū)域,即復(fù)制調(diào)控區(qū)域。復(fù)制調(diào)控區(qū)域是線粒體DNA的高耗能區(qū)域,由于組織器官長期的高強(qiáng)度運(yùn)行所導(dǎo)致的壓力,這些高耗能區(qū)域會出現(xiàn)代謝磨損,最終導(dǎo)致突變的發(fā)生。由于兩類人體器官的突變累積方式完全不同,所以人的身體自然就存在兩套衰老時鐘。
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一直以來,我們都認(rèn)為是氧自由基的氧化作用導(dǎo)致了損傷,從而驅(qū)動衰老的發(fā)生。
但研究顯示,人體細(xì)胞對氧化損傷具有修復(fù)能力,它們并不會像線粒體DNA突變這樣不斷累積。既然現(xiàn)在明白了人體是由兩套不同的衰老時鐘作用的,想要延緩衰老就必須要采取兩套完全不同的策略,就個體而言,因為生活習(xí)慣等諸多因素的不同,不同組織器官的衰老差異可能會進(jìn)一步擴(kuò)大,有人需要克服復(fù)制衰老,而有人則要更加留意代謝衰老。
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