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主题:【原创】死亡起源 The Origin of Death -- az09

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    • 家园 死亡起源(十五)—— 修复与再生

      续上,死亡起源(十四)

      4.4 衰老与机体的自我修复

      自古以来,关于衰老和死亡,一直有个被我们认为是天经地义的观点:生命之所以会衰老和死亡,是各种损耗所致,这是自然规律。但是稍微想一下,就可以发现这里面有一个矛盾:生命既然可以被创造出来,它既然可以从一个受精卵演变成一个高度复杂的有机生命体,那么,在技术上讲,生命如果要实现自我修复,将会是一件比创造它更加复杂的工作吗? 答案显然是否定的,从技术上讲,维修显然要容易许多。这就好像维修一个航空发动机要远比制造一个发动机简单一般。许多航空发动机,经过多年的维修和更换零部件之后,这台发动机的所有零件可能都被更换了一遍,而属于最初出厂发动机的部分,可能就只剩下这个发动机的铭牌上的那个序列号了(Serial Number)。而这台发动虽经过许多次翻修,其性能和可靠性却可以和一台全新的发动机相差无几。

      如上一章所述,我们知道了衰老过程中,也是会出现各种故障的,而且这些故障,都不能用消耗论来解释。另外,基因和器官结构都和我们非常接近的,才15岁就已经衰老的狗,其实也暗示了这样一点。由此,我们其实很快可以得出一个被我们所忽视,却非常显而易见的结论:衰老,似乎和时间并不完全相关,前面所观察到的各种故障,表现出来的,更象是程序失控所导致的问题。或者,如狗一般,它们的程序代码中,寿命这个变量,暂时就是那样设定的。

      我们再思考一个问题,前面例子中提到的,可以“永生”的水螅,它们为什么可以做到“永生”呢?答案是:它们体内有大量的干细胞,它们也因此拥有几乎无限的再生能力,它们强大的再生能力,是导致它们“永生”的关键。在水螅体内,它们的触角和足内的分化细胞在被不断剔除,被从体内“游”来的新细胞代替,水螅的身体因此一直处在一个不断被修复和更新的状态。对于它们,要获得衰老和死亡的能力,或许是需要增加额外的自杀机制的。和水螅类似的,寿命可以长达几千年的许多大型乔木,它们的长寿,很大原因也是来自于它们体内分生组织中的干细胞和强大的再生能力。

      总之一句话,导致它们“永生”的一个关键因素,是来自于它们强大的再生能力。而且,事实上,如水螅般不会衰老的动物,还有许多。许多的动物,包括许多脊椎动物,都被归类于“Negligible senescence” (衰老很不明显/不会衰老),它们或许会死亡,但是,它们可能不会衰老——至少是衰老很不明显,这个话题我们在文章后面会讨论。

      其实我们的机体也是一直在不断地进行着再生和自我修复的,这点和水螅并无太大的不同。我们的组织和器官以及细胞,无时无刻不在进行着自我修复与更新以保证我们的生存。而且我们童年的身体也告诉我们,我们是有,或者曾经有很强的自我修复和再生能力的。只不过成年后,我们的这种自我修复和再生能力被设定成有限的了。 我们之所以只进行有限的自我修复,或许只是因为我们曾经是源自于水螅的“花”,而花本来就是要凋谢的。当然,这或许还和哺乳动物的演化史有关。不过最终我们都受益于衰老和死亡机制,它使得我们的物种变得更加具有竞争优势。

      事实上,如果有必要的话,许多动物所表现出来的自我修复和再生能力,也往往令我们叹为观止。 比如螃蟹和海星的断肢再生;还有新陈代谢旺盛,不断更新,似乎永远不会衰老的可以活到140岁以上的龙虾;具有超强再生能力,可以再生四肢、尾、爪、眼睛和各种内部结构的脊椎动物蝾螈;以及各种植物的再生、无性繁殖等等;以上这些,其实都在局部或者整体上打破了死亡的界限。我们也由此可以相信,所谓衰老和死亡的开关打开与关闭,肯定是和生物的再生能力相关的。

      为了讨论我们肌体的自我修复与再生能力,我们还需要更深入一些的讨论——和我们同属于脊椎动物的蝾螈将会是一个非常有趣的例子。其实可以再生的动物非常的多,只是,高级到如蝾螈这样的脊椎动物却不多。关于蝾螈的研究其实已经进行了许多年,所以我们也因此获得了不少关于它们机体修复的有趣的信息。

      作为一种和我们相当接近的脊椎生物,蝾螈表现出了令人惊叹的再生能力,它们可以再生四肢、尾、爪、眼睛、甚至还包括脊髓和脑组织!我们知道,断肢再生可不是一件简单的事情,蝾螈的前肢几乎与人类的手臂一样复杂,它需要再生所有的骨骼,皮肤,肌肉,神经,血管等等。还要记忆自己的形状和位置,在合适的位置,恢复自己原来的模样,并且还不留下疤痕。

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      图63. 蝾螈的肢体被切除后,大概在40天内,就可以再生出一个完美的,包括关节、血管、肌肉和神经在内的全新的肢体,而且,没有疤痕

      相信有人会说,蝾螈之所以有超强的再生能力,或许是因为它具有非常特别的,我们人类没有的基因,有非常特别的机制,总之,它非常的特别,这种特别的机制,或许和我们人类无关。真的是这样子的吗?我们先看看人类的例子。

      早在1974年,研究者就发现了10岁左右的儿童,具有指端再生的能力[43]。他们被切断的指端,往往是可以再生的,这样的报道已经累积有上千例。一个比较典型的例子,则是2005年,一个叫Lee Spievack 的60岁的老头,他在一次玩航模飞机的时候,右手中指指端被螺旋桨切掉了2.5厘米长的一段。不过,大约4个礼拜后,他被切掉的指端,又长回来了[63]。这证明了老年人也是有相当强的指端再生能力的。现在的研究知道,要获得指端的再生,还是有一个小技巧的,那就是,不能用手术缝合伤口处的皮肤,只需要简单清创并包扎伤口即可。因为缝合后的皮肤会抑制这种再生能力。

      人类的指端再生,虽然看起来没有蝾螈那么神奇,不过,要实现这样的再生能力,也是需要记忆断肢的位置,并在断肢部分,完整再生包括血管,皮肤,骨骼,神经,肌肉,肌腱,甚至指甲等一系列组织的,整个过程,其实一点也不简单。而且,和蝾螈再生类似的是,人类的指端再生,也没有疤痕。我们的指端再生,和蝾螈最大的区别是,蝾螈可以再生出非常复杂而且完整的关节,而我们不能。

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      图64. 2005年,一个叫Lee Spievack 的60岁的老头,在中指指端被切除2.5厘米后,完美再生了包括血管,皮肤,骨骼,神经,肌肉,甚至指甲在内的指端

      其实,对于蝾螈的强大的再生能力,这种咋看起来很神奇的事情,细想起来,却也并非十分的特别。因为我们每一个人都是从一个受精卵开始,仅仅凭一个细胞,通过位置诱导分化的方式,就可以将自己的整个身体的3D架构构建出来。蝾螈的再生,只是修补一下自己,和我们的受精卵的神奇再造过程相比,似乎也算不了什么

      为了详细讨论蝾螈和我们的再生能力,我们以蝾螈的断肢再生为例进行讨论。作为比较,我们先讨论一下人类胚胎的肢体生长过程。

      在我们的胚胎发育过程中,我们的的四肢的发育,是从“肢体区”(limb field)开始的。我们大概在胚胎发育第四周的时候,“肢体区”这里会长出一个芽状突起,也就是“肢芽”(limb bud),这其实和水螅的“出芽”生殖是蛮象的,只是这种出芽,不会长出一个新水螅,而是长出一个比水螅更复杂的,新的肢体(手或者足)。随之,如下图所示,这个“肢芽”会释放一些信号,它会在肢芽的外端,诱导出一个叫顶端外胚层嵴(apical ectodermal ridge,AER) 的区域。这个AER区,则会成为诱导肢体生成的主要信号中心。和AER类似的,还会生成一个叫ZPA的信号产生区。

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      图65. 胚胎发育过程中产生的“肢芽”。这个“肢芽”(limb bud)会释放一些信号,它会在肢芽的外端,诱导出一个叫“顶端外胚层嵴”(apical ectodermal ridge,AER) 的区域。这个AER区,则会成为诱导肢体生成的主要信号中心。和AER类似的,还会生成一个叫ZPA的信号产生区

      我们已经知道,细胞是一个可以接受输入信号和参数的“封装对象”,因此,“肢芽”区的胚胎干细胞,可以接受AER区发出的信号。受这些信号的诱导,这些胚胎干细胞会生长、分裂、分化,生成包括骨骼,关节,肌肉,血管,神经,皮肤等等在内的一系列组织,最后长成一个完整的肢体。随后,指头(趾头)间的蹼膜细胞,会有序的凋亡,消失。如果小孩生下来会出现所谓的“返祖现象”,手指间有蹼膜的话,那就是这段程序出现了故障了。总之,简单说起来,我们胚胎时期的肢体发育,就是这么一个过程。这样神奇的再造能力,想想都觉得很奇妙。而且,我们胚胎的发育过程所表现出的再生能力,一点也不比蝾螈的肢体再生能力差,不是吗?

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      图66.大概6周的胎儿,可以看出他已经开始长出四肢了

      大体了解人体胚胎的肢体发育过程后,那么我们再来看看,蝾螈在肢体断裂后,它们的体内又发生了什么。蝾螈在受伤后,伤口处很快就会被一层表皮细胞覆盖,然后呢,几天内,表皮上就会形成一个被称为“顶端上皮盖”(apical epithelial cap)的覆盖层,这个“顶端上皮盖”对于蝾螈的再生非常重要,因为它是肢体再生的信号中心。这个信号中心会发出适当的信号来诱导相关细胞生成相关的肢体组织

      当然,蝾螈要实现肢体的再生,中间还有一个技巧,就是,蝾螈需要把体内的已经成熟的“体细胞”,通过“去分化”(dedifferentiation)程序,变成原始的(也可以说是“年轻的”)类似胚胎“干细胞”的状态。这里稍微解释一下:所谓的“干细胞”(Stem Cell)是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞,因此它具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,也被称为“万用细胞”。而且根据《自然》杂志2009年7月的报道,蝾螈体内的这些“去分化”的体细胞都能够记住自己来源,然后移动到合适的位置,恢复自己所代表的那种体细胞[42]。可以将体细胞“去分化”成类似胚胎干细胞的状态,是蝾螈可以实现再生的一个关键。

      然后呢,再过一段时间,这些恢复到胚胎干细胞状态的细胞群,会形成一个叫“芽基”(blastema)的组织,随后,这些组织最后会慢慢长成一个肢体。

      现在,我们将蝾螈的再生过程,和人类的胚胎发育中,肢体的生长过程比较一下,我们会发现什么?它们非常的接近,不是吗?他们都有一个信号中心,都是受到信号中心诱导而发育的。而且,2007年9月,加州大学一个研究团队发表在《Science Direct》的一篇文章[64],则告诉我们,蝾螈再生过程中的“芽基”(blastema)细胞,和胚胎发育过程中的“肢芽”(limb bud)细胞,是相同的。这揭示了,蝾螈的再生过程,只是重演了胚胎发育形成四肢的过程

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      图67.蝾螈肢体再生过程。图片来自2008年5月,台湾版的《科学美国人》(台湾译作《科学人》)

      这意味着什么呢?这意味着,我们的DNA里面,也有蝾螈再生过程中,由“芽基”到肢体再生所需要的那段代码,因为我们都需要经历胚胎发育的过程,我们必然拥有这段代码。而且,虽然没有详细的关于我们指端再生的研究报告,毕竟我们不能切断人的手指来做研究,但是,我相信,人类的指端再生过程,很可能也经历了蝾螈再生过程中所经历的体细胞的“去分化”过程。

      其实科学发展到今天,要实现体细胞的“去分化”,并不是一件多么困难的事情。一个最简单的办法,便是将一个体细胞与去核卵细胞融合,通过卵子来诱导体细胞去分化,使它变成胚胎多能干细胞,并且可以将它重新演变成为一个全新的生命,这就是著名的“克隆”技术了。世界上第一只克隆羊“多莉”(Dolly)诞生于20年前的1996年7月5日。更进一步的是,在2009年,由中科院动物研究所周琪研究员和曾凡一领导的研究小组,将小鼠身上的“体细胞”,用转录因子诱导的方法,得到了“iPS细胞”(“诱导多能干细胞”),他们将iPS细胞植入子宫,先后育出27只小黑鼠。在世界上首次证明,iPS细胞具有与胚胎干细胞相似的全能性,能发育成一个完整的生命体。该项成果在国际权威杂志《自然》上发表后引起国内外强烈的反响,被美国《时代》周刊评为2009年世界十大医学突破之一,并入选2009年中国基础研究十大新闻。

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      图68. 克隆羊Dolly和她的第一只小羊Bonnie. (1998)

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      图69. 周琪和曾凡一团队的iPS细胞克隆鼠“小小” (2009)

      上面的研究告诉我们,我们的体细胞和多能干细胞之间并没有什么无法逾越的鸿沟。它们之间的关系,就仿佛是蜜蜂的蜂后与工蜂一样,原本就是同一样东西,它们之间是可以互相转化,可以相互诱导或者分化转变的。而且,如果我们再考虑到生殖细胞的“永生”的特点(我们都是生殖细胞亿万年不断分裂的结果),体细胞被抑制的“永生”能力,也就呼之欲出了。事实上,曾一凡和她的合作者们,已经成功了培育出了多代老鼠,而且这些老鼠是可以正常生育的,和有诸多缺陷的多莉羊不同的是,它们后代暂时也没有发现可见的异常。以上这些都实际上成功的打破了体细胞的分裂限制,实现了现实意义上的“永生”。

      关于我们体细胞的“永生”能力,我们还可以通过观察体细胞的一种极端情况看出,那就是癌细胞。癌细胞其实是一种非常有趣的细胞............

      待续...........请点击: 死亡起源(十六)

      备注与参考文献

      [42] Martin Kragl1,3,5,6, Dunja Knapp1,3,5, Eugen Nacu1,3, Shahryar Khattak1,3, Malcolm Maden4, Hans Henning Epperlein2 & Elly M. Tanaka1,3 Cells keep a memory of their tissue origin during axolotl limb regeneration,Nature 460, 60-65 (2 July 2009) | doi:10.1038/nature08152; Received 26 February 2009; Accepted 22 May 2009

      [43].^ Illingworth Cynthia M. Trapped fingers and amputated fingertips in children.. J. Ped. Surgery. 1974, 9: 853–858.

      [63] Did this man really regrow his finger with magic dust? http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-566886/Did-man-really-regrow-finger-magic-dust.html

      [64] Akira Satoh, David M. Gardiner, Susan V. Bryant, Tetsuya Endo1,Nerve-induced ectopic limb blastemas in the axolotl are equivalent to amputation-induced blastemas,doi:10.1016/j.ydbio.2007.09.021

      通宝推:lilly,铁手,晨翼,关中农民,大良造,西电鲁丁,北纬42度,唵啊吽,红军迷,决不倒戈,李根,大山猫,明心灵竹,石狼,陈王奋起,东方白,河区分,
      • 家园 器官成形一直让我很困惑,也很好奇

        一维、二维世界好理解,只要扩展边界就是,形状不规则也没关系。三维世界里,看不同的生物不同的体型,而且都能在很大程度上遗传,实在是很奇妙的事情。想想看,一个人的脸,它为什么长到一定程度,就不长了。为什么不同的人,脸的形状虽然各自有差别,但是总的轮廓还是类似。你说细胞它分裂啊分裂,为什么在这个地方是鼓出来,在另外一个地方就是平的。它的边界约束的机制是什么?想不通啊。物理接触约束?感觉不象。化学约束?那为什么又能够是不规则的立体结构,而且能够遗传。

        希望有一天能够人工培养各种器官供移植。也许就能够在一定程度上实现个体的“永生”。

      • 家园 道家炼精化气,还精补脑,逆者成仙,不就是生产干细胞吗?

        只是要大规模产生干细胞,就得处于无压力的情况下,也就是无情(绪)无欲(望)的忘我之境才能达得到。

      • 家园 体细胞克隆出来的动物是不是分裂次数也有限

        多莉只活了6岁半,只有普通绵羊寿命的一半,是不是因为体细胞的分裂次数有限制导致了其短寿呢?

        iPs细胞生殖出来的动物有没有这种复制次数的限制呢,还是像普通干细胞一样具有无限复制的能力?

        • 家园 多莉羊有很多缺陷的

          多莉羊有很多缺陷的。毕竟是一种很原始很笨拙的技术。制作它的那个体细胞的端粒应该是缩短了的。至于去核卵子会不会把它的端粒补全,我也不知道。要查资料。呵呵

          IPS细胞产生的胚胎和老鼠后代,据研究者自己说,没有明显问题。至于是否真的没有缺陷,其实还有待于观察。

          这些技术虽然未必完美,却也触发并展示出了细胞内含的可以互相转化,以及“永生”能力。这是我举这些例子的原因。

          这是我的看法。呵呵

      • 家园 癌细胞

        可不可以有这种猜测,癌细胞是一个摆脱了生殖细胞对其的抑制的体细胞。如果能有一个办法加入特定信息层aer/zpa,则癌细胞完全可以帮助人达到更新脏器/皮肤 的作用。

      • 家园 在宏观永生和微观永生之间还缺少一个桥梁。
        • 家园 本无鸿沟,何须桥梁?

          其实,如果从(一)开始看起,看到现在,就会发现,微观永生和宏观永生之间,本无鸿沟,它们之间是一直有着演化上的连续性和紧密联系的,它们本就是一体。

          既然宏观和微观之间,本无鸿沟,那又何须桥梁呢? 我们需要做的,或许只是解码而已。

          这是我的看法。呵呵。

          • 家园 问题是上面讨论的都是生物学上的永生

            问题是上面讨论的都是生物学上的永生,而人们真正追求的是精神上的永生,本我意识如何延续的问题

          • 家园 【讨论】顺则成人逆为仙

            许多道家理论很重视脊柱——大龙——任督二脉的运化。“专气致柔,能婴儿乎?”人体的后天精气可转化为先天一炁,或许这就是人体干细跑的理论探索实践。瞎想:),期待下文。

      • 家园 一直有一个种预感,人的永生可能最后将来自于癌细胞

        等下篇。

    • 家园 【求助】

      人类的性方式,与男女对性的不同态度,以及性过程后的男女不同的身体反应。比如男性在性过程中和性生活后,似乎激素起伏消耗极大,甚至波及其体能。而女性则是不同的反应。俗称:只有累死的牛,而没有被犁坏的地。

      请问上述现象,与你文章中的生殖,寿命有和关联?怎样解释呢?

      • 家园 您这个话题我没有数据。呵呵。

        您这个话题我没有数据, 不敢信口开河。呵呵

    • 家园 死亡起源(十四)—— 衰老溯源和衰老故障

      续上.........死亡起源(十三)

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      说个题外话,本文一直在讨论生物的演化,不过,当我们对生物乃至细胞的了解变得越发深入后,我们是否会开始怀疑,如此复杂的机制,真的是演化出来的吗? 呵呵。

      比如,我们已经知道了,细胞是一个如我们的软件工程中经常见到的,具有“应用程序接口”,可以输入各种参数,并且有自己独立行为的“封装对象”,而钻到细胞里面,就会发现 ,里面也是完全程序化的。比如,我们的DNA的代码,是三进制的(为什么是三进制应该也很有趣,相信三进制应该是一个平衡了代码量和稳定性的一个最优选择.........。注:“三进制”的说法应该不准确,准确一些的说法,应该是“简并过的3位4进制代码”........。再注:另外,进一步的讨论,发现,冗余密码似乎也有用,它可能和蛋白质的合成速度相关。那么,“简并过的3位4进制代码”也不准确了,呵呵。谢谢楼下Diamond兄的问题,具体讨论见楼下); 我们的DNA、RNA,蛋白质的开始复制和终止,都有如程序代码的Begin、End语句般的起始点和结束语句,甚至还要更复杂。 并且,计算机编程中使用的“多态”的概念,在我们的细胞中早已熟练运用了亿万年。然后呢,我们的整个生命,则是由细胞开始,由一个个基本模块分层(Layer)搭建的,这和计算机技术中的分层结构模型(Layer)是何其相似;它还拥有各种反馈机制,拥有非常复杂的通讯机制,所有的细胞,都浸泡在一个信息的海洋当中............

      总之,太神奇了。

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      4. 衰老溯源

      当我们开始了解生殖、压力、遗传及表观遗传这三大因素与生物衰老与死亡之间的关系的时候,我们就可以进行更加深入的讨论了。我们在前面已经追溯到了多细胞动物死亡的起源了,那是因为我们本是“花”,而花是会凋谢的。现在我们试着去追溯衰老的起源。和死亡的起源不一样,衰老在演化过程中的起源似乎要更加模糊许多,我相信它的起源也是逐渐演化出来的

      4.1 蹊跷的衰老

      当我们握着一个两三岁小孩的鲜嫩的小手,感受到一个新鲜生命的活力的时候,我们其实很少人会想到,他身上的每一个细胞,都是以“永生”的方式,经过亿万次分裂,穿越亿万年的时光,从而展现在我们面前的。当我们观察一个新鲜生命,由受精卵开始,由干细胞进行各种组织分化,逐步构建出一个高度组织,复杂到无与伦比的全新身体的时候,我们是否怀疑过,为什么这样一个身体居然会衰老?

      其实我们只需要观察一下一个婴儿的体内究竟发生了什么,赞叹之余,我们就会很自然的提出这个问题:为什么我们会衰老?

      生命从一个受精卵开始,通过卵裂,形成桑椹胚、囊胚等等,然后各种干细胞通过分化,开始搭建出人体的三维框架、各种胚层,形成各种神经、器官以及骨骼的雏形。与此同时,某些组织和器官的一些细胞有序的凋亡,凋亡细胞消失后,它们原有位置形成各种空腔等等,如此这般,逐步形成一个婴儿。待婴儿出生后,他继续发育。比如他的骨骼内部不断的有旧的骨骼组织被破坏消失、被吸收,其中的钙会进入血液重新进入钙循环,同时骨垢软骨和骨膜也不断长出新的骨骼组织,于是骨骼内部的空腔扩大,骨骼长大长粗……。与此同时,人体内的各个组织器官、神经系统也是如此,不断的发育成长。另外,一些研究表明,儿童体内的“出生后干细胞”很可能与成人干细胞完全不同,它们也特别的活跃,由此表现出来的就是儿童各个组织和器官的很强的再生能力和更新能力。这个时候的身体,即便偶尔受损,身体也总是可以非常迅速的修复。他们体内活跃的干细胞,可以迅速的修复许多创伤,很多在老年时非常难以治愈的疾病,在这个时候都变得容易许多。总之,一切的一切,都向着一个欣欣向荣的方向发展,衰老和死亡似乎是一件不可能发生的事情。如果单纯从技术角度上看,这一个阶段的生命,表现出的,是一种近乎无穷的自我更新的能力。同时诡异的是,如此新鲜的组织,其实都是由有着亿万年寿命的生殖细胞所分化的

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      图57. 我们的生命——从一颗受精卵开始。图中的生殖细胞,都是可以“永生”的。它们是以“永生”的方式,经过亿万次分裂,穿越亿万年时光从而展现在我们面前的

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      图58. 人类的胚胎。如此新鲜的组织,其实都是由有着亿万年寿命的生殖细胞所分化的,这些细胞不管经历过多少次分裂,都依旧可以产生一个全新而且完美的个体,亿万年的漫长岁月,并没有对这些细胞的生命力造成任何的伤害

      随着身体的逐渐成熟,各种生长发育就开始缓慢下来了,各种成体干细胞逐渐减少,同时再生能力也逐渐降低。 除了血液和皮肤还一如既往的保持超强的再生能力以外,其他的组织的再生能力只是维持一个平衡

      再往后,在性成熟之前,人类的状态步入最佳时期。不过,在性成熟有生殖能力之后,大约在26岁,人类开始步入衰老。由于人类是多次繁殖动物,这导致了人类不会像许多单次繁殖动物那样迅速衰老并死亡,我们还会继续维持一段不错的状态,保证我们可以继续生殖。不过,大概在过了38岁左右的人类的最佳生殖期之后,女性或许开始逐渐进入更年期,开始失去生殖能力,人类也开始加速衰老…..。当然,这个数据是一直在变化的。由于生存压力所致,古人的衰老时间应该比我们更早一些,而我们的后代,开始衰老的时间可能还会继续推迟……。总之,似乎一切的一切,都是围绕着生殖这个最原始的目的在转。

      随着我们的继续衰老,各种再生能力开始降低,各个系统和器官也随之开始退化,同时免疫系统也开始变得脆弱,于是各种癌症,各种疾病也随之袭来…….。而且,正如前面所说过的,这样的衰老景象,我们可能不会在一个15岁的少年身上看到,却可以在一个同样年龄的,器官结构以及基因都和我们十分接近的,15岁的狗的身上清楚的看到。

      当我复述完我们生长、发育、成熟和衰老的全过程,在貌似天经地义的自然规律下面,难道我们不会觉得奇怪吗? 为什么我们就不能一直保持如15岁的少年一般的朝气蓬勃?或者如一个25岁的青年一般的年轻力壮?如果生命是一个拥有超高技术的工程师的话,要维持上述的状态,在技术上很难达到吗?

      4.2 衰老过程中出现的各种故障

      墨菲定律告诉我们,如果事情有变坏的可能,不管这种可能性有多小,它总会发生。所以,再精巧的技术和设计,也是会有故障的情形发生的——即便是如人体这般精妙绝伦的设计。所以,虽然很罕见,但是我们还是可以找到衰老过程出现故障的个体的。

      人类有一种尚未获得医学界认证,非常罕见的“高地人症候群”(Highlander Syndrome),也就是所谓的“不老症”。患了这病的人,长大及衰老都非常缓慢。典型的例子是一个韩国人,叫申孝明(音译)。他被称为“韩国彼得潘”(注:书名,《彼得潘:不会长大的男孩》),尽管他已经26岁了,但看起来却好像12岁的男孩,他甚至从未经历过青春发育期。他小时候的发育似乎很正常,直到他十几岁时,生长发育开始减缓,甚至几乎停止。医生表示,申孝明除了外表跟一般成人不同外,身体的各项机能都十分正常,至今我们还找不出他停止长大的原因,也没有药物可以医治。类似的还有一个叫Brooke Megan Greenberg (January 8, 1993 – October 24, 2013)的女孩。她一直保持大概两三岁的模样一直到20岁死亡[40]。围绕她的研究已经做了许多年,为了研究Brooke的症状,研究者们正在读取她的DNA的每一个字母,他们相信她的DNA里面藏着“不老的源泉”。不过迄今为止,他们尚未获得可信的结果,科学家们暂时把她的症状命名为代表未知的“症状X”(Syndrome X)。

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      图59. 20岁时的Brooke Megan Greenberg (左),右边的女孩是她17岁的妹妹Carly

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      图60. 已经26岁,生长发育却停留在12岁的韩国人申孝明

      Brooke和申孝明是难得的两个例子,他们不老的身体证明了一件事情:衰老或许不是一种天经地义的事情,它和死亡一样,很可能都是演化过程中引入的机制。他们的身体显然是衰老过程出现了某种故障,这个故障也为我们揭示了衰老的真相——衰老并不是,至少不完全是器官的消耗性老化,我们的身体系统本有能力维持那种“年轻”的状态的——至少表面上看起来很年轻。衰老最主要的原因和死亡一样,很可能也是一种主动的程序化行为。 或许,上面故障中,最完美的情况是身体发育成熟后,就维持22岁左右的样子一直到死——这种人或许真的存在,只是没有象上面两个例子那样惊世骇俗,引入注意罢了。当然, 上面的这两个人最终都会死亡,因为从演化的过程来看,复杂高等生物的死亡和衰老机制并不完全是一回事,死亡机制在演化过程中的引入要更早,也更原始。而严格意义上的衰老,似乎更多的表现在哺乳动物这样的高等动物身上。

      与“不老症”相反的,则是同样罕见的“儿童早衰症”。儿童早老症属遗传病,身体衰老的过程较正常快5至10倍,患者样貌像老人 ,器官亦很快衰退,造成生理机能下降。病征包括身材瘦小、脱发和较晚长牙。患病儿童一般只能活到7至20岁,他们在小小年纪,就会出现如牙齿脱落,心血管硬化,关节僵硬等只有老年人,或者是与他们同龄的犬类才会出现的各种老年疾病。

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      图61. 儿童早衰症患者

      与此类似的还有“成人早衰症”(Werner syndrome),患有成人早衰症的人,从20多岁开始表现出加速衰老的迹象,在50岁之前形成老年性疾病,他们一般会在50岁之前死亡。这些病症都会累及内分泌系统,免疫系统和神经系统,当然还有皮肤及结缔组织。并伴发各种老年疾病和各种肿瘤。和儿童早老症一样,成人早衰症被确信是基因缺陷所致。早期文献中提到,许多内分泌失调如甲状腺、甲状旁腺、垂体和肾上腺机能失调均可引起本病。另外,2010年1月,加拿大一个科研组在《美国实验生物学会联合会杂志》发表的一篇文章指出,维生素C可以阻止甚至逆转患成人早衰症的老鼠的加速衰老过程 [41]。关于成人早衰症与内分泌及代谢系统的关系还有待于更深入的研究。

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      图62. 成人早衰症(Werner syndrome)患者,15岁时和48岁时的对比

      待续............请点击: 死亡起源(十五)

      备注与参考文献

      [40] 请参考维基百科词条:Brooke Greenberg https://en.wikipedia.org/wiki/Brooke_Greenberg

      [41] Massip L1, Garand C, Paquet ER, Cogger VC, O'Reilly JN, Tworek L, Hatherell A, Taylor CG, Thorin E, Zahradka P, Le Couteur DG, Lebel M. Vitamin C restores healthy aging in a mouse model for Werner syndrome. FASEB J. 2010 Jan;24(1):158-72.

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