《老而不衰的科学》 于理解读
《老而不衰的科学》| 于理解读
你好,欢迎每天听本书,我是于理。今天我要为你解读的书叫《老而不衰的科学》,出版于2023年4月。
这本书的书名一出来,就特别吸引人,毕竟谁不想老而不衰呢?这么看,“衰老”这个词可以拆成两个字看,一个是“衰”,一个是“老”。老是一个不可逆的过程,不老不死只存在于神话传说之中。那“衰”呢?这本书的作者就抛出了一个问题,为什么随着年龄的增长,我们的身体机能一定要衰退呢?要知道,无论是从生物学还是进化的观点来看,死亡可能是更新和进化所必需的,但衰老不是,它不能给我们带来一丁点好处。我们为什么不能健康地、身强体壮地活到100岁,然后潇洒地和这个世界说拜拜,免受身体疾病的折磨呢?
自从人类的平均寿命延长后,这个问题就一直困扰着我们。在两三百年之前,人类还没有衰老这回事。1850年的时候,欧洲人的平均寿命才40岁,还没来得及衰老,就因为疾病去世了。随着社会经济、公共卫生、医药保健等领域的发展,人类的预期寿命才得到了明显提升。1949年的时候,中国人的平均寿命还不到35岁,而到了2022年,我国的人均预期寿命已经达到了78岁。人类的平均寿命延长自然是好事,但这同时意味着我们要面对衰老这件事,而我们对衰老的了解还不够。
提到衰老,我们更多关注的是随之而来的疾病,比如心脏病、癌症、阿尔茨海默病,却往往忽略了衰老本身。要知道,衰老本身才是老年疾病的最大风险因素。哪怕是一个生活习惯特别好的老年人,得病的概率也远高于一个抽烟、喝酒、缺乏锻炼的年轻人。每天全球有大概15万人死亡,其中超过10万人都死于衰老。因此,研究老年疾病当然很重要,但是研究抗衰老的医学,让人类可以健康地老龄化,才是真正治本的办法。
抗衰老医学的目标,是找到随着年龄增长、机体出现功能障碍的根本原因,然后减缓或者逆转这个过程。作者认为,抗衰老医学将是自从抗生素诞生之后,医疗领域最大的一次革命。治疗衰老不仅能对付很多种老年疾病,还可以防患于未然。而且在疾病之外,它还可以改善衰老带来的一系列脱发、皱纹等问题。治疗衰老当然不意味着长生不老,但它能大大减少我们走向死亡时的痛苦。
这本书就向我们科普了抗衰老的最新科学研究进展。作者的名字叫安德鲁·斯蒂尔,他是计算机生物学家,伦敦朗西斯·克里克研究所的研究员,这个研究所是欧洲最大的生物医学研究中心。作者当初其实是牛津大学的物理学博士,但拿到博士学位后,他换了方向,开始研究生物学。因为他觉得,人类的终极痛苦来自衰老,衰老也是如今最重要的科学挑战。这本书的译者是两位生物学博士,都在中国科学院工作。所以,这本书里介绍的科学研究成果,还是相当权威的。
我会分两部分,为你解读这本书。在第一部分,我们先不聊科学研究,先回答一下我们前面说的那个问题,也就是为什么人会衰老,关于这个问题,书里提到了一些有趣的观点。接着,我们再来聊抗衰老医学的最新进展,以及我们每个人在日常生活中可以做些什么,让自己老得慢一点。
好,接下来,我们就正式进入这本书。
我们刚刚说了,无论是从生物学还是从进化的角度来看,衰老都不是必需的。那为什么人一定要经历衰老的过程呢?要知道,在地球上确实存在一些生物,它们就没有衰老的过程。1835年的时候,达尔文来到了位于太平洋东部的加拉帕戈斯群岛,他是在这里受到启发,后来提出了著名的自然选择理论,这个群岛也因此名声大振。岛上有很多稀有的物种,比如加拉帕戈斯象龟,它们寿命特别长,能活到两百岁。达尔文带了几只小龟回去,其中一只叫哈里雅特的象龟活得最久,2006年死于急性心脏病发作,享年175岁,比达尔文多活了一个多世纪。象龟寿命长不奇怪,它们的特别之处在于,随着年龄的增长,它们身体机能却不怎么衰退,运动、感知和生育能力都不会下降。而我们人类就没这么好的运气了,随着年龄的增加,我们的头发会变白,脸上会长出皱纹,身体也会变得越来越差,患上各种疾病的风险与日俱增。年纪越大,我们越脆弱。
从统计学的角度来定义,衰老是一种随着时间推移而增加的死亡风险。人类的年龄每增长8岁,死亡风险就会增加一倍。30岁的时候,一个人每年死亡的概率小于1/1000,而到了80岁的时候,每年的死亡概率就变成了5%。而像是加拉帕戈斯象龟这样的特殊生物,它们不会衰老,死亡风险也保持不变,是一个固定的数值,成年龟类每年的死亡概率都是1%—2%。这种“可忽略不计的衰老”,也叫做“生物学上的长生不老”。
那么,为什么我们人类不能拥有这种“生物学上的长生不老”呢?如果进化就是适者生存,那么衰老这种退化过程到底适应了什么呢?有什么好处呢?我们到底为什么会衰老呢?
最早回答这个问题的人,是一位叫阿尔弗雷德·华莱士的学者。他提出,在食物等资源有限的情况下,如果过多年老的动物消耗掉太多资源,对它们后代的生存不利。于是,动物需要有衰老和死亡,这能保证后代成长和繁衍的空间。说白了,就是群体利益高于个体利益,这类观点被统称为“群体选择”。但作者指出,这种观点实际上是很难成立的,因为这要求这个群体中每个成员都认同并遵守这一准则。但是如果有一个个体出生时,携带了长寿一些的基因,这个微妙的平衡就会被打破。那个稍微长寿一点的动物会比同伴更有竞争力,也会有更多后代,它所携带的长寿基因在群体中扩散开后,最终,具有这种“自私”的长寿基因的动物就会在群体中占主导地位。随着时间的流逝,甚至会出现更“自私”、寿命更长的个体。所以,群体选择这种观点是不成立的,自私的基因总会创造自私的生物,战胜利他主义的其他同类,获得群体里的优势地位。
所以,如果说衰老并不是为了群体利益的高尚行为,那要怎么解释衰老的原因呢?有一种观点认为,衰老是被自然选择忽略的结果。要解释这个观点,我们要先说一个前提,那就是从进化的角度来看,一个生命体的人生清单里只有一件事,那就是生孩子,繁殖是最重要的。大部分人可能都不认同这点,但这是进化的看法。请注意这个前提,它是我们接下来要聊的内容的基础。接下来,我们就从这个前提出发,看看为什么说衰老是被自然选择忽略的结果。
有一种机制叫“突变累积理论”,意思是说,虽然我们体内的DNA一半来自父亲,一半来自母亲,但我们每个人的DNA序列里一般都携带了50—100个突变,和我们父母的DNA都不一样。它们一般不会发挥什么作用,只有极少数突变会对我们产生影响。好的突变会提高生存概率或者繁殖能力,从而更有机会被传递到下一代中,而坏的突变会慢慢被进化淘汰。
我们假设有一种突变,它会让动物在50岁的时候死亡。因为动物一般在年轻的时候就完成繁殖了,那这类突变就很可能被遗传下去,留在了后代的基因里,这种突变就没法被剔除掉。那如果这种突变是在动物年轻的时候,也就是繁殖前就发挥作用、让动物死亡的话,它就没法传给后代了,进化就能很快地剔除掉这种突变。所以,哪怕有些突变是消极的,但是只要它们是在动物年龄足够大、完成繁殖后才发挥作用,就能在群体里累积下去。按照这个理论,动物会衰老,是因为它们没法剔除一些不良的突变。有一类病叫亨廷顿病,它就是一个很好的例证。亨廷顿病是一种由单基因突变引起的神经系统疾病,患者通常在30—50岁间出现症状,确诊15—20年后死亡。从进化角度看,人们一般在出现症状前就生育后代了,所以,哪怕是一种致命的神经疾病,它也仍然能在人类群体中遗传下去。
总之,这种观点认为,我们会衰老,就是因为进化更在乎繁殖,而不在乎我们完成繁殖后的命运。这么听起来,进化真的是很冷血。不仅如此,进化还会对我们做一些更残酷的事,那就是用我们未来的健康换取更强的生殖能力。如果你有养育后代的打算的话,你愿意用年迈后多少年的健康和寿命,来换取年轻时的活力?不论你的答案是什么,进化的回答都是,年轻时的繁殖能力更重要。
有一个衰老理论叫“一次性体细胞理论”,“体细胞”指的是除了卵子和精子等生殖细胞以外的身体细胞。这个理论认为,能量是有限的,需要在生殖和对抗衰老等不同任务之间做分配。既然一个生命体的可消耗能量是有限的,那么进化是更愿意把能量用到繁衍后代,还是维持生命体的身体状况上呢?从进化的角度看,那当然是繁衍更重要。所以,你可以想象这样一幅画面,在你年轻时,你的体细胞在努力燃烧,让你生长、成熟得更快,让你拥有旺盛的精力,而等你完成繁殖、进入老年后,体细胞就蔫儿了,各种身体问题也开始出现了。
按这个理论来说,那些生活在更危险环境中的动物更容易死亡,它们就会更快、更高效地繁殖,一旦繁殖完成,它们就会更快速地步入老年。关于这一点,有两个极端的例子,小鼠和鲸鱼。小鼠的生活环境很高风险,一不小心就会被猫吃掉,或者被人类灭掉。于是,它们的繁殖能力很强,一个月生一窝,一窝好几个,但小鼠的寿命就很短。相反,鲸鱼是海洋里的王者,除了人类的捕猎之外,很少有自然因素能威胁到它们。鲸鱼可以在大海里从容地生活、繁育后代,因此,投入大量的能量维护体细胞的健康就是有意义的。所以,鲸鱼是寿命最长的哺乳动物之一。
总之,我们的身体把繁衍后代看作最优先事项,在繁殖期结束后才发挥作用的不良突变就会累积下来,让我们老年时期的健康状况变差。分析到这里,我们为什么会变老已经大概搞明白了。但你可能还是要问,那为什么世界上就有像加拉帕戈斯象龟这样不老的动物呢?
事实上,地球上生活着不计其数的物种,没有一个统一的衰老规律,衰老背后也没有一个放之四海皆准的假设。除了加拉帕戈斯象龟之外,还有不少神秘的不老物种。比如雌性鱼类就会随着年龄的增长变得更大、更强壮、繁殖能力也更强。这是因为大鱼比小鱼更容易逃脱天敌,也就是说,它们的外在死亡风险会随着年龄的增长而降低。所以从进化的角度来说,维护好雌性鱼类的体细胞是笔好买卖。还有一类生物叫水螅,身体只有1厘米长,它们有惊人的再生能力,从水螅的身上切下来一小块,这一小块就会长成一个全新的水螅。而且随着年龄增长,它们的繁殖能力不会下降,死亡风险也没有增加。它们的寿命长得离谱,据估算,大概有10%的水螅能活到一千岁。再比如,美国加利福尼亚州白山有一株松树,它被认为是地球上寿命最长的多细胞生物,它的定位信息是最高机密。今天这棵树大概有4850岁了,依然还在茁壮生长。为什么它能活这么久呢?有一种理论认为,这和争夺生存空间有关。它旁边没多少剩余的生存空间了,要想传宗接代,就得等着隔壁的树死掉释放空间,所以传递基因的唯一方法就是活得比隔壁更长,熬死它们,这场进化竞赛的终点就是极端长寿。
从只活几分钟的蜉蝣,到几千岁的树木,我们能看到,进化就像一个冷血且精于计算的数学家,它会通过调整生物在不同年龄的生存能力和繁殖能力,制定出针对每种生物的最优生命历程。衰老的确是一件复杂又神秘的事情,科学家们也在不断地寻找它的答案。那接下来,我们就聊点实际的,聊聊现在关于衰老的最新医学研究,以及我们每个人能做点什么来对抗衰老。
我们先来聊最有可能第一个进入临床研究的疗法——除旧,意思是去除衰老细胞。每天,我们体内都有数千亿细胞死去,一个细胞最干净利索的结局就是细胞凋亡,也就是自杀。但有些细胞出错了,没能自杀,它们会残留在体内,也不再分裂,这种僵尸细胞就被称为衰老细胞。衰老细胞会分泌炎症分子,提醒免疫系统把自己清除掉。如果我们还年轻,免疫系统就能很好地对付身体里零星的衰老细胞;但随着我们年龄的增长,体内衰老细胞的数量会不断增加,而且我们免疫系统的功能也在减弱,体内的衰老细胞就会越积越多,它们分泌出的炎症化学物质会对身体造成损害,加速全身衰老,增加我们患上老年疾病的风险,比如癌症、心脏病、阿尔茨海默病、白内障等等。
那么,抗衰老疗法的一个很简单的思路,就是去除体内的衰老细胞。2015年,有研究人员找到了一种能促使细胞自杀的药物,被称为“D+Q”鸡尾酒疗法,它是有史以来第一种“抗老药”。“D”是达沙替尼,一种癌症化疗药物,“Q”叫作槲皮素,是一种天然植物化合物。这类疗法的作用原理就是让组织内的衰老细胞裂解,同时不伤害体内的正常细胞。2019年的时候,这项疗法第一次进行了人体临床试验,结果很好,药物被证明是安全的,患者的身体机能也改善了。不过,这次实验只有14名参与者,药物的安全性、有效性还有待进一步验证。除了“D+Q”疗法之外,还有不少科学家在推进各自的抗老药配方研究。以后,说不定抗衰老治疗就像看牙医一样寻常,我们会定期去医院检查身体不同部位衰老细胞的状况,然后清除衰老细胞。总之,抗老药很可能是人们服用的第一种真正意义上的抗衰老药。用抗老药治疗某些特定疾病,可能就是几年之后的事情。
下面我们来看第二种疗法,换新。有时候,只清除有害物质还不够,还得给它换上更新更好用的东西。在书里,作者介绍了一些换新疗法,我们重点说两个,修复免疫系统和改变微生物组。
要讲怎么修复免疫系统,我们得先来认识一下胸腺。胸腺是位于胸骨后面的小型器官,我们的T细胞,也就是构成免疫系统最主要的细胞,就是从胸腺细胞发育而来的,所以胸腺非常重要。但是从童年时期开始,我们的胸腺就开始退化了,从有用的胸腺组织转化为无用的脂肪。不过,这个退化过程是可以改变的,其中,我们比较熟悉的一种方法就是绝育。在小鼠的实验中,绝育后,小鼠胸腺的体积就会增加。我们也知道,给猫绝育,能让猫更健康、活的时间更长。还有人研究过朝鲜太监的寿命,在养尊处优的国王的平均寿命还只有47岁的时候,朝鲜太监的平均寿命居然达到了70岁,可见绝育确实能修复免疫系统、延长寿命。
不过,对我们来说,绝育这个方法当然不太实际,好在我们有一些替代性疗法,比如利用生长激素、干细胞疗法或者基因疗法。其中,激素方法进展最快,有一些公司已经开始进行小型的人体试验了,也得到了理想的结果。
除了提高免疫力,还有一种换新疗法就是改变微生物组。我们知道,肠道菌群的水平会影响我们的免疫系统,如果肠道菌群状态良好的话,我们就不太会得慢性炎症。要想保持肠道菌群的健康,最简单的方法就是喝益生菌,把活的微生物带进肠道。复杂一点的,或者说更大胆的方法,是移植完整的微生物组。接下来这段可能有点重口味,曾经有研究人员让一个笼子里不同年龄的小鼠互相吃对方的排泄物,通过这种方法来移植微生物组。结果发现,年轻小鼠的炎症恶化了,而接受了年轻小鼠的微生物后,年老小鼠的免疫系统增强了。也就是说,年轻的肠道菌群可以让衰老的小鼠变得更健康。那到人身上,我们也能进行微生物组移植,可以提取排泄物,然后净化制作,通过结肠镜注入肠道,或者直接吞下冻干粉胶囊。听起来可能很难以接受,但这种方法确实有用,而且已经被用于一些疾病的治疗了,相关的人体试验也正在跟进。
讲完了清除、换新,第三类抗衰老疗法就是修复。同样有很多种不同的方法,比如延长端粒。端粒是染色体末端的保护帽,我们的细胞每分裂一次,端粒就会变短一点。端粒短的人,往往比端粒长的人更早死亡,因为他的细胞没法再分裂了。科学家就在研究一种端粒酶疗法,能延长端粒,从而预防疾病或衰老。
除了延长端粒,还有一种方法是信号矫正疗法。这个名词听起来比较生僻,简单来说,是用药物调整老年血液中的有害因子。这种疗法起源于一类实验,叫“异时异体共生” 。这是一类颇具哥特式恐怖色彩的实验,在此类研究中,研究人员会把两只不同年龄的动物的皮肤缝合在一起,就像是一对“人工连体婴儿”,它们的血液循环系统会慢慢融合在一起。听起来是不是很可怕,但这类实验能用来研究很多东西,比如肥胖、癌症甚至蛀牙。20世纪50年代的时候,研究人员想弄清楚,蛀牙的原因到底是糖直接作用于口腔,还是影响了血液,再作用到口腔上的。于是,他们就用了这类实验方法,给一只小鼠喂含糖饮料,另一只给正常食物。它们的血液系统是共用的,所以血糖水平一致,这就形成了一组对照试验。结果是,只有真正吃糖的小鼠才会出现蛀牙,这就说明血糖水平不会引起蛀牙。
血液的重要功能之一是身体的通信网络,运送溶解的化学物质,这些化学物质就像是信使,会影响我们身体各处细胞的行为。那么,给一只老年小鼠注入年轻的血液会发生什么?实验发现,和年轻小鼠缝合到一起后,年老小鼠的寿命变长了。这说明,年轻的血液能让年老细胞获得新生,恢复生长潜力,从而活得更久、更健康。这不禁让人想到了经典的吸血鬼传说,不过事实上,从嘴里喝下去的血液会被胃里的酶分解掉,根本不会进入到血液循环中。所以口服不可行,还有研究人员试过注射,也不怎么成功,“换血疗法”其实不太奏效。后来有研究人员意识到,这种疗法的本质,就是调节老年血液中的有害因子。比如血液中就有一种与年龄相关的蛋白质,在老年人的血液中,这种蛋白质的水平会增加,它会抑制干细胞的活动。干细胞指的是一类具有增殖分化能力的细胞,它对于组织的更新特别重要。于是,如果能用药物改变这种蛋白质的水平,让它不要抑制干细胞的活动,就能起到抗衰老的作用。现在已经有一些药物被批准用于临床了,未来它们就可能成为用于人体的第一代信号矫正疗法。
到这里,我们已经讲了不少听起来很厉害的抗衰老疗法了,而我们要说的最后一类疗法,基因的重编程,可以说更加脑洞大开。这种方法的原理,是让细胞逆生长。长期以来,我们都认为细胞发育和分化的过程是单向的,从受精卵开始,到能分化成各种组织器官的多能干细胞,最后到组成人体的成体细胞。但是2006年的时候,日本科学家山中伸弥第一次成功地逆转了成年人体细胞的发育时钟,他从胚胎干细胞中找到了4个关键因子,后来被称为“山中因子”,把它们转移到体细胞后,细胞就能再次拥有发育成任何一种体细胞的能力,这种“返老还童”的细胞也被称为“诱导多能干细胞”,山中伸弥也因此获得了诺贝尔奖。制造诱导多能干细胞的过程,就被称为细胞的“重编程”。
这意味着我们能用90岁老人的皮肤细胞制造出年轻的细胞,比如新的脑细胞、眼细胞等其他任何年轻细胞。如果瞬间激活山中因子和其他几个基因,培养皿中人体细胞的生物钟就会全面倒转,像是按了一个穿越按钮。不过遗憾的是,目前这一研究还不能用在人身上。不过或许在未来,我们能发明出一种药丸,吃下去后,它就能逆转我们的衰老时钟,让细胞重新变年轻。
好了,我们刚刚聊了一些复杂又抽象的抗衰老疗法。这些事还是要交给科学家去做,那我们普通人呢?在日常生活中,我们能做些什么,让自己老得慢一些呢?
这本书的最后一章,就是给我们每一个普通人的抗衰老建议。不少建议都是老生常谈,比如不要吸烟、多做运动、注意防晒、保证每晚7—8小时的睡眠。不过,在提出建议之外,作者还解释了背后的科学原理。比如吸烟会导致DNA突变和慢性炎症,加快细胞衰老、端粒缩短,所以吸烟不仅会缩短人的寿命,还会从根本上加速衰老过程,让人更快长出皱纹、头发变白,还有秃顶。再比如,我们要保证充足的睡眠,因为在你睡觉的时候,你的大脑其实在做大扫除,清除一些有毒淀粉样蛋白,这类物质大概率会导致阿尔茨海默病等各种疾病。
此外,控制饮食也很重要,作者建议,吃的食物种类要丰富,但每一种食物都不要吃太多。20世纪初的时候,美国有一位科学家研究了进食量对寿命的影响,研究发现,被限制饮食的小鼠的寿命变长了,平均翻了一倍,而且它们也变得更健康了。后续研究也表明,不仅是小鼠会这样,相当多的物种都能通过饮食限制延长寿命。也就是说,只是简单的少吃点,就能延缓衰老、增加寿命,当然前提是你得保证充足的营养。
作者还特别提醒我们要爱护牙齿。我们都知道要勤刷牙,但你可能不知道的是,我们的口腔健康还会影响我们的寿命,甚至影响我们患上痴呆的风险。有研究表明,随着年龄的增长,有蛀牙和牙龈问题的人更容易得心脏病。口腔中的细菌会导致牙龈疾病、蛀牙,免疫系统就会持续处于一种战斗状态,这会导致炎症分子也处于兴奋状态,而炎症会从本质上加速衰老过程。所以,好好刷牙不仅对你的口腔卫生很重要,对你的寿命也很重要。
好了,到这里,这本书就为你解读完了。今天我们聊了一个人人都关心的话题——衰老。随着年龄的增长,我们更多关注的是随之而来的疾病,但是作为老年疾病的最大风险因素,衰老本身却常常被我们忽略了。那今天这本书,就好好聊了聊衰老这个过程本身。从进化的角度来看,衰老并不是为了群体利益而牺牲个体的高尚行为,而是一种进化上的疏忽。我们的身体把繁衍后代当作最优先事项,而不是维持身体长久的健康。但好消息是,衰老不是不可逆的,哪怕是最简单的限制饮食,也能让我们老得更慢。作者还介绍了四种最新的抗衰老疗法,包括杀死衰老细胞、改变微生物组、信号矫正疗法、基因的重编程等等。有一些疗法还有待进一步的研究,有一些在未来几年就可能会投入使用。说不定再过几十年,我们就能做到真正的“老而不衰”。
在这本书的最后,作者也给了我们一些建议,说白了就是一些健康的生活方式。道理我们都懂,只是能否去做、去坚持,就是另一回事了。不过好消息是,不论从何时开始遵循健康的生活方式都不晚,哪怕是从你听到这期听书开始。要知道,随着年龄的增长,我们身体中的变化会累积下来,比如DNA突变的积累就会让我们更容易患上癌症。改变生活方式,就可以减缓突变的累积,那么无论你在多大年纪时做出改变,它都是有用的。哪怕你在80岁的时候开始运动,也能改善你的健康。
好了,以上就是这本书的精华内容。你可以点击音频下方的“文稿”,查收我们为你准备的全文和脑图。要是你喜欢这本书,也可以点击右上角“分享”按钮,把这本书免费分享给你的朋友。恭喜你,又听完了一本书!
划重点
-
衰老本身才是老年疾病的最大风险因素。哪怕是一个生活习惯特别好的老年人,得病的概率也远高于一个抽烟、喝酒、缺乏锻炼的年轻人。
-
进化就像一个冷血且精于计算的数学家,它会通过调整生物在不同年龄的生存能力和繁殖能力,制定出针对每种生物的最优生命历程。
-
改变生活方式,就可以减缓突变的累积,那么无论你在多大年纪时做出改变,它都是有用的。