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專題報導

衰老的徵象 ─ (2)

---〈接上文〉---

二、現代醫學的理論

(一)DNA的老化

當身體老化以後,基因的修補過程就毀損,染色體會隨著歲月的逝去而受到環境的破壞。而修補機制通常會使DNA保持在工作中,當DNA一分為二(細胞準備要複製時),這些修補也就被併入新的DNA段中。DNA隨著歲月堆積錯誤,這或許是因為不當的修補過程、複製機制的錯誤,或是二者。三種通常和老化的DNA分子有關的錯誤為:

1. 消除(Deletions):大塊的DNA被從染色體上移走,而沒有更換新的。
2. 移位(Translocations):DNA段被切斷,再接合到其他部位。
3. 基因點突變(Point mutations):個別的核酸改變。核酸次序正確,對於蛋白的製造是很重要的。重要蛋白質的改變,對於細胞健康有毀滅效果。

(二)細胞中蛋白質的老化

科學家之前注意到一件事:細胞越老,細胞質內堆積的蛋白質就越多,至於有多少蛋白質堆積在一起,則要視細胞種類而定。心肌、骨骼肌、肝及腦組織全都有大量增加的情形,由於蛋白質過量會危害細胞生命期,要找出堆積發生的原因就很重要了。蛋白質為什麼會在老化的細胞中堆積?

1. 蛋白質是在細胞質中製造,之後再被送往需要它發揮功能的細胞部分。
2. 蛋白質受傷或發育不全,就會被摧毀,這是由細胞內的「焚化」機制為之。
3. 老年後,「焚化」機制功能失常,於是畸形和無用的蛋白質就會堆積。

因此,老化細胞內蛋白質的質與量都會因為上述原因而改變。

(三)自由基的破壞

自由基就是具有一個以上的不成對的電子(unpaired electron)亦稱奇數電子(odd electron)的分子或原子的總稱。自由基在人體可以由細胞代謝過程中不斷產生並自身具有一定損害的高度活性物質,也可來自環境,因此它的釋放可以是內源性的或外源性的。

自由基說(Free radical theory)是英國Harman(1956)首先提出的,是人類衰老機理現代理論與交聯說並列的具有代表性學說之一。衰老的自由基學說是當前生物化學研究中極為活躍的領域,尤其是關於氧在新陳代謝中產生的自由基超氧陽離子02一及其清除一超氧化物歧化(Superoxide ismutase,簡稱SOD)的研究更受重視,甚至認為氧化是導致衰老、細胞破裂和進行性退行病變的主要原因。同時研究還證明,自由基學說在生物衰老與某些疾病的發生和發展中亦占有重要地位。

自由基由於其過氧化作用形過氧化脂質。老化自由基理論假設抗氧化劑的減低,在成年晚期,管控其製造及調節分子瓦解,而使有毒的過氧化脂質(ROS)分子堆積,增加了對細胞的損害。過氧化脂質對生物膜、小動脈及中樞神經系統等都有一定的損害作用,如過氧化脂質對小動脈發生損傷作用,可引起小動脈纖維性變,進而導致動脈硬化和其他心臟血管疾病的發生。過氧化脂質最後形成脂褐質在大腦、腦幹、脊髓與神經節等部位的細胞內大量堆積,給神經細胞造成一定的損害,引起腦功能及神經功能不全,這是早老症的一個比較重要的原因。

(四)人類染色體尖端與老化

染色體尖端稱為「端粒(telomere)」人類細胞生命期的倒數計時或許為端粒所主導,端粒是染色體是尖端的區域,由不斷重複的六個核酸(TTAGGG)組成。一個典型的人類端粒,可能有一千五百個以上這樣的重複次數。當細胞持續進行分裂時,整體的染色體長度就越來越短。細胞的年紀可以從其端粒長度看出來。有些研究認為這種連續的短少和老化有關。當染色體達到某種長度後,細胞內一個自我毀滅的機制就被啟動。這種端粒連續缺損作用就像是「喪鐘」,加強了老化和預設細胞死亡的關係。

另外,老化尚有下列不同之學說:自家中毒學說、性腺萎縮學說、特定臟器功能減退說、代謝速度學說、程序衰老學說、錯誤成災學說、神經內分泌學說、生物膜與衰老學說、免疫與衰老學說、消化學說、生活速度學說、體細胞突變學說、細胞代謝失調學說、交聯學說、脂褐質累積學說、數理學說等等。

三、衰老學說的標準評價

由於衰老機理學說繁多,眾說紛云,孰是孰非,其說不一,因此尋求判斷衰老機理學說的標準,對於指導衰老機理學說的研究,具有重要意義。為此,著名學著Shock提出了判斷衰老機理學說的標準,認為任何一種衰老機理學說應該能夠說明下述十個重要的基本規律。生物生命過程中其老化與壽命遵循下述基本規則:

1. 死亡的概率隨增齡而呈對數增加:身體的功能則隨增齡而下降。
2. 壽命與遺傳因素有關。
3. 多數種屬生物的壽命與性別有一定關係,表現為雌性的壽命比雄性長。
4. 壽命與飲食因素有關。
5. 變溫動物的壽命隨環境溫度升高而縮短,隨環境溫度下降而延長。
6. 生物在致死量以下的放射線照射下,會使其老化加速,壽命縮短。
7. 隨年齡的增長,各臟器的老化程度不盡相同。
8. 身體對體外刺激應激的潛在能力隨增齡而下降。
9. 在老化過程中整個身體或整個臟器的功能退化,要比細胞內生化過程的變化更為顯著。
10. 身體內功能愈是複雜的組織,其衰老性變化愈是顯著。

---〈未完待續〉---