人类寿命的极限是多少吗?海弗里克极限靠谱吗?

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你想不想长命百岁?先抛开养老金的事不谈,哈哈。

你知道,人类寿命的极限是多少吗?

有的小伙伴可能知道,海弗里克极限嘛,他说人类的寿命极限是 150 岁,这是无法突破的。

但是,还真不一定,今天我要给你说点特别的。

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首先,我来告诉你海弗里克极限是怎么来的吗?他是对的?还是错的呢?我们一起来看看。

染色体端粒的使用极限

1961年,莱奥纳德·海弗里克(Leonard Hayflick)发现,哺乳动物的细胞分裂存在一个极限,每个细胞分裂次数是有限的,他把它叫做内部生物时钟

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后来,人们把这个时钟称为“海弗里克极限”,我们先了解一下染色体端粒的使用极限。

→染色体端粒是什么?

遗传和变异理论,几乎所有的细胞都通过有分裂增殖,而遗传信息就靠染色体记录端粒就是染色体末端的一小段序列。

端粒的模样是这样子的,你可以把它想象成鞋带上面的小塑料帽

端粒的特别之处在于,它是简单的重复核苷酸序列,并不记录遗传信息。

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端粒的作用很重要,它们保护染色体 DNA 免于逐渐降解,这样就可以避免每次分裂丢失染色体里重要的遗传信息。

而且,端粒还可以起到标记作用, DNA 链的末端带端粒,防止DNA 修复系统

误认为是双链断裂,也就是暴露的末端。

这样就存在一个问题:端粒是为了保护 DNA 不被降解而存在,在端粒被降解后,染色体不就失去保护了吗?

→海弗里克极限如何来的?

事实的确如此,细胞每分裂一次,端粒就会缩短,端粒在经过多次降解后消失,染色体也就达到了复制极限

海夫利克极限,基于染色体的复制极限,在细胞死亡之前,平均细胞分裂 50 到 70 次。

在当时,海弗里克只是发现细胞有分裂上限,基于大部分体细胞分裂上限是 50 次,每 2-3 年分裂一次,所以他认为理论寿命上限是 150 年

因为,随着细胞分裂,端粒缩短,最后端粒变得极短,细胞生长停滞或死亡。

→端粒的可控性

海弗里克指出,每一个体细胞内都有决定寿命的“生命时钟”,当然,后续的端粒研究不仅证明时钟的存在,还证明速度是可以变化的。

一台座钟,我们可以人为调控发条,控制变快变慢,同理生命时钟也可以,通过控制端粒的变长变短来控制快慢,甚至可以向前或向后。

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比如端粒由于心理压力或氧化应激而累积损伤,由活性氧(ROS) 介导的氧化应激可以使端粒缩短,生命时钟加快。

关于衰老的研究也发现,几乎全部的早衰综合征,包括Werner 综合征等都与短端粒有关,患者出生时端粒就较短,从而表现出老年症状。

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与之相对的,如果存在有些细胞的端粒不缩短,或者不受分裂影响,那么理论上细胞可以实现永生

事实上,海弗里克是这样认为的,而且他提出只有癌细胞可以永生。

细胞达到极限会怎样?

你认同海弗里克的理论吗?150 岁的寿命极限好像也不错 。

但是,很可惜,现在有很多新的理论认为,这个理论不一定是正确的。

→有些细胞,端粒不会缩短

按照海弗里克的算法,几乎所有的体细胞分裂增殖都要缩短端粒。

但是,近些年的研究发现,有些细胞复制时端粒不会缩短

例如生殖细胞,卵子和精子,还有大鼠脑细胞中, 端粒不会随着年龄的增长而缩短。

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在人类的器官中也有,骨骼肌端粒长度从 23 岁到 74 岁基本不变,同样的结果也在肝脏研究发现,胆管细胞和肝细胞端粒不变。

从这些研究结果看,端粒缩短好像不是脑、骨骼肌和肝脏老化的主要因素。

→端粒耗尽后,变成衰老细胞

海夫利克认为,细胞端粒耗尽后,就会死亡。

实际上,对衰老细胞的研究发现,由于增殖受损的细胞,虽然停止分裂但不会死亡,会像“僵尸”一样一直存在体内,所以衰老细胞也被称为是僵尸细胞。

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衰老细胞会不断分泌促炎细胞因子 SASP,对其他健康细胞造成伤害。

但是,不用担忧,衰老细胞随后会被免疫系统清除掉,当然前提是身体足够健康。

如果是生病、氧化应激、压力大或者有毒物的情况,可能清除不太及时和彻底,表现出慢性病和衰老

所以,这是海弗里克极限的第一个局限,端粒磨损达到上限,只是复制性衰老,实际上衰老的机制非常复杂,并不能仅通过复制上限来断定寿命极限。

→成体干细胞,可以补充细胞

第二个理论局限是,理论基于一个不现实的前提,那就是体细胞一成不变。

高中生物告诉我们,细胞不仅有分裂还有分化,比如婴儿期胚胎干细胞可以分化为不同的体细胞,形成各种器官和组织。

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成年后,有成体干细胞还可以继续分化。成体干细胞是未分化的细胞,可以增殖来补充垂死的细胞并再生受损组织。

换句话说,即便细胞达到了复制上限,只要继续补充成体干细胞就好。

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成体干细胞有两个强大的功能:第一是可以无限分裂或自我更新;第二是能从少数细胞再生整个器官。

但是,成体干细胞不能分化成所有的细胞种类,比如胰岛细胞。

胚胎干细胞可以,现在有种引导干细胞技术可以把成体干细胞变成类似胚胎干细胞的分化能力。

成体干细胞虽然理论上可以无限分裂,但他们和普通细胞一样,也会被压力导致衰老化,sirt抗衰机制之一就是预防干细胞衰竭的,以后我们发文讲Sirt抗衰。

当然,海弗里克极限的研究也补充,他的理论不适用于干细胞

→端粒酶可以延长端粒

那么,为什么成体干细胞可以不受分裂上限的限制呢?毕竟只要细胞分裂就必然会有端粒缩短。

原因是成体干细胞内有高浓度的端粒酶

简单来说,端粒酶用来保护端粒不受损伤,不过并不是避免端粒的降解,而是在端粒末端及时补充重复序列

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干细胞包括胚胎干细胞、成体干细胞和骨髓干细胞都有高浓度的端粒酶,这样才能反复分裂并形成组织器官。

而体细胞没有端粒酶,海夫利克研究只针对体细胞,所以海夫利克能得出极限理论是很自然的。

而且要考虑到他研究的背景,当时的医学和研究,还没有今天这么深入。

海弗里克极限给我们的启示?

既然海弗里克极限是不对的,那么,我们还继续研究吗?答案是肯定的。

虽然,寿命的极限不能通过端粒长度确定,但是却可以与端粒酶建立联系。

→癌症细胞的端粒酶过表达

上文说过,海弗里克提出癌细胞的永生假说。目前的科学研究还没有确定癌细胞的发病机制,所以也没有推翻他的设想。

但是,有一点是确定的,癌细胞的端粒确实没有缩短,因为端粒酶的过表达

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肿瘤研究表明,在约 90% 的人类肿瘤中观察到端粒酶活化。

当然,随着对肿瘤研究的深入,也发现非端粒酶因素导致的端粒延长,比如端粒替代延长,但是端粒酶依然在癌症发展中起关键作用。

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这也带来了癌细胞治疗的一个新思路,那就是找到抑制癌细胞端粒酶的方法。目前临床上有使用,比如基因治疗、信号通路抑制剂等。

→端粒酶激活剂

在发现癌细胞的永生性与端粒酶有关后,科学家们一直在思考,能否把端粒酶的特性用于正常细胞?

其中比较有效果的一种就是端粒酶激活剂。如TA-65,端粒酶小分子激活剂,从中药黄芪根部可以纯化提取。

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小鼠研究表明,TA-65 可延长小鼠短端粒,还可以改善某些健康跨度指标,同时不会增加癌症发病率。

当然,延长端粒并不只有这一种方式,而寿命极限也不只与端粒长度有关。

关键的瘦龙说

我们回到一开始讨论的问题,海弗里克极限似乎被推翻了。

如果人类的寿命极限不是 150 岁,那么应该是多少呢?

假设免疫系统正常,健康状况比较好,不存在氧化应激的伤害,再加上成体干细胞的分化补充,那简直可以不受端粒影响,活到200岁可能也不是梦。

但是,我们都知道,永生的人是不存在的。

所以问题来了:人类为什么不能达到永生呢?

这个问题瘦龙下一篇告诉大家答案,大家不妨猜一下,评论区发挥一下你的聪明才智吧。

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原文地址:http://www.chinalowcarb.com/hayflick/

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