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为什么同龄的TA看起来比你年轻？端粒是关键

【美】伊丽莎白·布莱克本、艾丽莎·伊帕尔

2021-12-16 12:27

旧金山，一个清冷的周六早晨。两位好姐妹坐在一家咖啡馆外面，一人捧着一杯热咖啡。对这两位闺密来说，这是她们的休息时间，可以暂时不管家人、工作，以及似乎永无尽头的待办事项。

卡拉说，她老是觉得很疲惫。办公室里每次流行感冒，她都无法幸免，而且这些感冒都会恶化成折磨人的鼻窦感染。她的前夫老是“忘记”什么时候来接孩子。她所在的投资公司，上司脾气很坏，会当着其他同事的面责骂她。有时候，她夜里醒来，感到心脏剧烈跳动。虽然持续不过几秒，她却辗转反侧，久久难以入睡。也许只是压力大吧，她安慰自己道：“我这么年轻，不会有心脏问题吧？”

“真不公平，”她向同伴丽萨叹息道，“我们年龄一样，但你看起来多年轻。”

卡拉说得没错。晨光中的她，面容憔悴。她伸手拿咖啡的时候都很小心，好像脖子和肩膀很痛似的。

丽萨眼睛明亮，皮肤有光泽，浑身充满活力，可以轻松对付忙碌的一天。她自己感觉也不错。其实，丽萨并不怎么在意她的年龄，只愿智慧能随着岁月的累积而增长。

如果端详这两位并肩而坐的好姐妹，你真会认为丽萨比她的朋友更年轻。要是你能看到她们的皮肤底下，你会发现，她们的差距比外表来得更大。虽然她们是同龄人，但是从生物学的角度看，卡拉却老了10岁。

丽萨有什么秘诀？是昂贵的面霜？皮肤科医生的激光治疗？好的基因？还是没有那些她的朋友面对的日复一日的压力和繁难？

并不是的。丽萨自己的压力也不小。两年前，她的丈夫在一次车祸中不幸离世。现在，跟卡拉一样，她也是单身妈妈，经济也不宽裕。她在一家科技创业公司工作，公司财务岌岌可危，不知能否撑到下一个季度。

到底怎么了？为什么一个精力充沛，另一个却暮气沉沉？

答案很简单，她们细胞的活性不同。卡拉的细胞提前衰老了，她比实际年龄看起来更老，她会更早患上与衰老相关的疾病或遇上其他问题。丽萨的细胞却能及时更新，她的确活得更年轻。

为什么人们衰老的速率不同？

为什么有人到了晚年依然精神矍铄，而有人未老先衰、筋疲力尽、糊涂不堪？我们可以用图1来表示这种区别。

图1 健康年限与疾病年限。健康年限是我们健康生活的年岁，疾病年限是指患上严重疾病、生活质量明星受影响的年岁。丽萨和卡拉也许都能活到100岁，但是她们后半生的生活质量截然不同

图1中的白条部分显示了卡拉的健康年限，是她一生中健康无恙的日子。但是从50多岁开始，白条开始变灰，到了70岁，就变黑了。她进入了新的阶段：疾病年限。

在疾病年限里，各种老年疾病都会出现：心血管疾病、关节炎、免疫系统弱化、糖尿病、癌症、肺病等。皮肤和头发也显出老态。更糟的是，老年疾病一旦出现，就不止一种。有一种现象，名字听起来就挺糟糕——多病性（multi-morbidity），这意味着许多疾病倾向于成串出现。所以，卡拉不仅仅是免疫系统状态不佳，她的关节也痛，而且也出现了心脏病的早期征兆。有些人会因老年疾病而提前走到生命的终点，另一些人虽然还活着，但疾病缠身，只是苟延残喘。

以现代人的标准来看，50岁正值壮年，应该容光焕发、身强体健。但是图1显示，50岁出头的卡拉就已经逐渐进入疾病年限。卡拉也许会说得更直白：她已经老了。

丽萨则完全不同。

在50岁的时候，丽萨仍然拥有健康的体魄。岁月在流逝，但她依然愉快地生活在健康年限里。直到80多岁，也就是“耄耋之年”，她才开始感到有些力不从心。丽萨也有疾病年限，但是那只有几年的时间。纵观一生，丽萨不仅长寿，而且健康、有活力，能享受丰富的人生。

“基因负责上膛，环境扣动扳机”

丽萨和卡拉的故事是虚构的，但是这两个人的差异突显了真正的问题。

为什么有人能健康长寿、尽享天年，而另一些人却活在疾病的阴影下，苦不堪言？这一切是命中注定的吗？我们能有选择吗？

“健康年限”和“疾病年限”都是新的概念，但是基本问题却由来已久。为什么人们衰老的速率不同？这个问题已经困扰人类上千年，可能人类自从学会纪年，就开始跟邻居攀比寿命了。

有些人相信，衰老过程是上天注定的，由不得人。古希腊人通过神话里的命运女神来表达这种信念：三位命运女神围绕在新生的婴儿旁，第一位女神为这孩子纺织出生命之线，第二位丈量出线的长度，第三位则负责剪断它。这条线多长，你的生命也就有多长。在命运女神们忙活的时候，你的命运就被决定了。

现在仍有许多人持有这样的观念，而且以科学权威为依据：根据最新的“自然”论证，你的健康基本是基因决定的。也许并没有命运女神在摇篮上空盘旋，但是你的基因在你出生之前就决定了你患心脏病、癌症的风险，以及你的寿命。

也许自己还没意识到，但是很多人暗地里相信衰老完全是由自然因素决定的。如果你追问他们为何卡拉比丽萨老得更快，他们可能会这么回应：

“她的父母可能就有心脏问题、关节问题。”

“都怪她的DNA（脱氧核糖核酸）。”

“她摊上了糟糕的基因。”

当然，并非所有人都相信“基因就是命运”。许多人注意到，生活方式会影响健康。我们可能认为这是现代人的观念，但是它实际上也存在很长时间了。

在中国的春秋时代，楚国的伍子胥，因其父遭到诬陷，不得不出奔吴国。过昭关时，因前有江水、后有追兵，他辗转反侧，夜不能寐，直至天明。满头黑发的他，竟在一夜之间急白了头。伍子胥一夜白发的故事从此流传千古。显然，这种提前老化的现象是压力造成的（这个故事的结局还是圆满的：原本年轻的伍子胥，因这头白发得以伪装成一位老翁，顺利过关。可见变老也不是没有好处）。

今天，许多人认为后天要比先天来得重要：决定你命运的不是基因，而是你的生活习惯。他们可能会这么说到卡拉：

“她吃了太多糖类。”

“时间是把杀猪刀，看看苍天饶过谁。”

“她应该多运动。”

“她可能有些心理问题，一直没能解决。”

让我们回顾一下卡拉老得快的两种解释。相信先天决定一切，似乎有点宿命论。无论是好是坏，我们的未来都已经写在基因组里了。相信事在人为的人更可能接受“早衰是可以避免的”这一主张。但是，这听起来同样有点审判的味道——如果卡拉老得快，都怪她自己。

到底谁说得对呢？先天，还是后天？基因，还是环境？

其实，两者都很重要，两者的交互作用最为重要。丽萨能保持青春，卡拉老得更快，真正差异在于基因、社会关系、环境和生活方式的复杂的相互作用，还有她们命运的波折，以及她们如何应对这些波折。你生下来就携带着一套特定的基因，但是你的生活方式会影响基因的表达。在某些情况下，生活方式因素会开启或者关闭某些基因，正如肥胖病专家布雷（George Bray）所说，“基因负责上膛，环境扣动扳机”。这个说法不只适用于肥胖，也适用于大多数的疾病。

端粒是关键

在本书里，我们将向你展示一种全新的方式来思考健康。我们会把你带到细胞层面，向你展示早衰的细胞长什么样子，何种类型的损伤危害了你的身体。我们也会告诉你，这种破坏不但可以避免，甚至还可以逆转。我们会带你进入更微观的遗传层面，进入染色体。染色体末端的端粒（telomeres）由简单重复、非编码的DNA序列所组成。然而，随着细胞分裂次数的增多，端粒会越来越短，当短到不能再短的时候，就无法再保护染色体了。此时细胞就停止生长，进入老化期或者走向凋亡。因此，端粒影响了细胞老化的速率。端粒磨损殆尽，细胞也就寿终正寝。然而，我们的实验室得出了一个重大发现：染色体末端的端粒其实也可以延长——换言之，衰老是一个动态过程，可以加速、减缓，甚至逆转。其他实验室也得出了同样的研究结果。长久以来，我们都认为衰老是一个单行道，人无可避免地走向死亡。当然，人都会变老，但是老化也有快慢之别，关键就在于细胞是否健康。

图2 染色体末端的端粒。每一个染色体末端的DNA都被一层特殊的保护蛋白包被着。图中浅色区域显示的就是端粒。本图只是示意图，并未按照实际比例绘制。尽管端粒中的DNA在染色体全部DNA中占不到万分之一，但是对染色体的功能却很重要

本书的两位作者，一位是分子生物学家伊丽莎白（Liz），另一位是健康心理学家艾丽莎（Elissa）。伊丽莎白毕生致力于端粒研究，她的研究开启了一个全新的科学领域。艾丽莎则一直专注于心理压力研究。她研究过心理压力在行为、生理及健康方面的害处，也研究过如何扭转这些影响。我们的合作研究始于15年前，我们的研究推动了人们以全新的方式探究人类心智与身体的关系。我们发现，端粒不仅简单地执行遗传密码安排给它的指令，端粒也在聆听我们，会接收我们传达的指令——这一点令我们吃惊，也让其他科学同人感到不可思议。

其实，我们的生活方式会“告诉”端粒使细胞老化加速，但它也会带来相反的作用。你吃的食物、你对情绪压力的应对方式、你的运动量、你的童年是否遭遇过挫折，甚至是你生活的地方是否安全、邻居之间是否信任——所有这些因素似乎都会影响端粒，也都可能有助于预防细胞层面的早衰。简言之，要延长健康年限，关键是维持健康的细胞再生。

健康的细胞需要再生

1961年，生物学家列奥纳多·海佛烈克（Leonard Hayick）发现，正常的人类细胞只能分裂有限的次数，然后就会死去。细胞繁殖的方式是自我复制（称为有丝分裂）。当细胞在实验室里的培养皿里生长的时候，它们起初会快速复制。随着繁殖的进行，海佛烈克需要越来越多的培养皿来盛放这些细胞。在早期生长阶段，细胞繁殖得如此迅速，他不可能保留所有的细胞，否则，他和助手就会“用光实验室和研究中心所有的培养皿了”。海佛烈克把年轻阶段的细胞分裂称为“茂盛生长”。

不过，一段时间之后，细胞分裂就会停下来，仿佛它们累坏了。持续分裂时间最长的细胞大约能复制50代，大多数细胞实际上没有达到这么久。最终，这些疲劳的细胞进入了一个新的阶段，他称之为衰老期：它们仍然活着，但是永远停止了分裂。这被称为“海佛烈克极限”，即人类细胞分裂的自然极限。启动这种关闭机制的正是越来越短的端粒。

是否所有的细胞都会遭遇海佛烈克极限？不是的。在我们体内，许多细胞都在更新，包括免疫细胞、骨细胞、肠道细胞、肺细胞、肝细胞、皮肤及头发细胞、胰腺细胞、心血管系统内壁的细胞。它们需要不停更新来维持人体的健康。这些可以更新的细胞既包括那些可以分裂的正常细胞，比如免疫细胞、生殖细胞，也包括那些关键的干细胞，后者（只要健康）可以无限分裂。而且，不同于海佛烈克实验室培养皿中的细胞，人体内的细胞往往没有自然极限，这是因为它们有端粒酶（telomerase）。健康的干细胞有足够多的端粒酶，可以在我们有生之年持续分裂。这些细胞再生正是丽萨皮肤光滑、关节灵活的原因之一，也使她肺气充足、呼吸顺畅。这些新的细胞时刻不停地更新着身体组织和器官，细胞再生让她感觉年轻、有活力。

从语言学角度观察，“衰老期”（senescent）跟“老年的”（senile）是同源词。在一定意义上，细胞进入衰老期，也就是细胞老了。其实，细胞停止分裂是好事，如果它们不停分裂，也可能会导致癌症。但是，这些老年细胞也有坏处——它们茫然无措、疲惫不堪。它们的信息系统混乱了，无法向周围的细胞发出正确的信息；它们无法像以前那样执行其功能，它们病了。对它们而言，茂盛生长期结束了。对你的健康而言，这会带来严峻的后果。如果你体内太多的细胞进入了衰老期，你的身体组织就开始衰老了。比如，当你的血管壁里有太多的衰老细胞，你的动脉就会硬化，你甚至可能患上心脏病。如果血液中对抗感染的免疫系统太老，无法鉴别出入侵的病毒，你也更可能患上流感或者肺炎。衰老细胞可能会泄漏出促炎症物质，让你感到疼痛或患上慢性疾病。最终，衰老的细胞经历程序性细胞凋亡，疾病年限开始了。

许多健康的人体细胞，只要端粒（及细胞其他关键成分，比如蛋白质）可以发挥功能，就能不断分裂。在此之后，细胞就开始衰老了。最终，我们的干细胞也会衰老，细胞分裂的天然极限是我们过了七八十岁走进疾病年限的原因之一。当然，总有些人能活得更健康、更长久。现在，活到80岁、90岁的人越来越多，活到100岁也已不是奇迹。在我们的下一代身上，这种趋势将更为普遍。今天，世界上大约有30万位百岁老人，而且数量会越来越多。活到90岁的人就更多了。根据目前的趋势，今天在英国出生的孩子，1/3的人会活到100岁。然而，这100年里会有多少人被疾病年限的阴影笼罩？如果我们更好地理解细胞再生的机制，我们就可能让关节移动更灵活，肺呼吸更顺畅，免疫细胞更有效地对抗感染，心脏更好地泵血，大脑到晚年仍然机敏。

但是，有时候细胞分裂提前停止了，细胞提前进入衰老期。在这种情况下，你就无法活到八九十岁了。卡拉遭遇的就是这种情况——她的疾病年限提前开始了。可见，寿命是决定我们何时得病的主要原因，因为年龄反映了体内器官的老化状况。

图3 衰老与疾病。总体而言，年龄是慢性疾病的最强决定因素。本图显示了不同年龄的死亡率，包括65岁以上，以及最重要的4种慢性病（心脏病、癌症、呼吸系统疾病、中风及其他心脑血管疾病）。慢性疾病引起的死亡率在40岁之后开始增长，60岁以后急剧增长。来源：美国健康与人力资源部疾病控制与预防中心

在本章开篇，我们提出了一个问题：为什么人们衰老的速率不同？原因之一是细胞老化。现在，我们要探讨的是：什么导致了细胞提前衰老？

要回答这个问题，让我们用鞋带来打个比方。

端粒如何让你感到衰老或者年轻？

你见过鞋带两端的塑料保护头吧？它们叫作“带箍”，作用是防止鞋带散开。现在，请设想你的鞋带就是染色体，它们在你的细胞里携带着遗传信息。端粒是一段特殊的DNA，就像这个“带箍”，它们在染色体的末端形成了小小的“帽子”，保护遗传材料不会散开。端粒就好比对抗衰老的“带箍”，但是端粒会逐渐缩短。

以下是人一生中端粒长度的变化情况：

如果你的鞋带末端磨损得太厉害，线都散了，鞋带就不能用了。你大可把它扔了，细胞也一样。当端粒变得太短，细胞可能停止分裂。当然，端粒不是细胞老化的唯一原因，正常细胞也会受到其他压力的影响，只是我们尚未完全理解这些因素。

图4 想一想你的鞋带。鞋带末端的“带箍”象征着端粒。“带箍”越长，鞋带越不容易散开。对染色体来说，端粒越长，细胞内的警报或染色体的融合就越少——染色体的融合会引起染色体不稳定和DNA断裂，对细胞来说，这是灾难

无论如何，端粒变短是人类细胞老化的一个主要原因，也是控制海佛烈克极限的机制之一。

你的基因影响了你的端粒，包括你出生时它的长度，以及端粒退化的速率。但好消息是，许多研究表明，我们可以介入端粒的这些变化，从而控制端粒的长度及稳定性。

例如：

● 一些人面对困难情境时，会感觉受到了威胁——这种反应与更短的端粒有相关性。我们可以用更正面、乐观的态度，重新审时度势。

● 一些身心训练比如冥想和气功——都可以减轻压力并且增加端粒酶，修复端粒。

● 有益心血管健康的健身运动对端粒也有好处。我们描述了两种简单的健身计划，可以帮助维护端粒，而且适合各种健身水平的人。

● 像热狗这种加工肉类食品会伤害端粒，而新鲜的食物则对它们有益。

● 邻里疏远、彼此陌生不信任，会有害端粒，无论你们的收入水平如何。

● 童年遭受过灾难事件的儿童，他们的端粒更短。把孩子从被忽视的环境（比如臭名昭著的罗马尼亚孤儿院）里救出来，会部分逆转这种后果。

● 双亲生殖细胞中的染色体直接传递给下一代，这意味着孩子的端粒直接来自父母。这也意味着，如果你的父母生活困顿，端粒变短了，他们可能把这样的端粒传给了你！如果你认为自己正是如此，不必惊慌，端粒也可以变长。你可以通过后天的努力，让端粒保持稳定。这也就是说，我们自己的人生选择可能会给下一代留下正面的细胞遗产。

端粒，别忘了端粒

说到健康的生活方式，你可能暗自长叹一口气，认为自己做不了那么多。不过，有些人看到并理解了行动与端粒的关联，就能下决心改变，而且持之以恒。当我（伊丽莎白）走进办公室的时候，同事有时跟我讲：“看，现在我开始骑脚踏车上班了——我要使端粒变长！”或者，有人会说：“我已经不喝含糖可乐饮料了。想到端粒要受多少苦，我就喝不下去了。”

本文摘自《端粒：年轻、健康、长寿的新科学》，为作者之一、伊丽莎白·布莱克本撰写的引言。伊丽莎白因为与两位同行一起发现了端粒和端粒酶在衰老中的作用，获得了2009年诺贝尔生理学或医学奖。澎湃新闻经授权刊载此文，标题为编者所拟。