细胞衰老机制学说

关于衰老机制的假说很多，而这些学说间又相互重叠、相互补充，甚至有些学说非常相似，例如有一种“DNA修复说”就与“体细胞DNA突变说”大同小异，只不过前者重点在于细胞防御体系而不在于损伤本身。再有“蛋白错误假说”与“体细胞DNA突变说”又相互重叠。由此，我们需用各种学说才能大致把握衰老机制的全貌。
一、遗传决定说
众所周知，在一定环境条件下，一个种内所有个体的寿命非常一致， 例如一个特殊品系大鼠的群体寿命为三年；果蝇只能活三十天；而人的最长寿命可达一百多岁。最高寿限是指一个种的潜在可能的寿命，但在野生或在不加控的条件下，或在不同的环境中，不是一个种内的所有个体都能活到最高的寿限。事实上，人类的平均寿命远低于最高寿限，但是随着 生物 学及医学的不断进步，剔除战争及自然灾害等因素，人类的寿命可以得到不断的延长。统计数据表明，人类的寿命在过去的几十年来有明显的延长，越来越接近人类的最高寿限，但是人类作为一个种属，必定存在着它的生命极限，这正是由人类的遗传物质基础所决定的。
人们都有这种体验，长寿双亲的子孙寿命比平均寿命要长。还有，女性的平均寿命高于男性，在别的动物中也可见到寿命上的这种性别差异，例如雄性家蝇平均寿命只有18天，而雌性家蝇平均寿命却有30天之多。再有，人们对黑腹果蝇中的短、中、长三种寿命品系的兄妹进行交配实验，也证实了这种寿命差异的遗传基础。
现代 生物 学者认为， 衰老本身就是一个遗传过程，即在正常情况下控制生长发育的基因在各个发育时期有序地开启和关闭。有些在生命后期才开启的基因控制着机体的衰老过程，这些或许便是“衰老相关基因（senescence-associated gene）”。基因是生物一切信息的主要来源。尽管如温度、湿度、食物和应激反应等均可以影响衰老速度，但一般认为引起老化过程的各种变化首先发生在基因上。基因表达的变化可引起体内诸如激素及酶等物质量的变化，继而导致机体内一系列代谢变化。因而，无论是衰老时机体内大分子的交联、老年色素的积聚、膜通透性及各种细胞器的改变，还是机体内环境内稳态的失衡均可以认为是对于基因组水平变化的继发反应。
在遗传决定说的基础上，从基因组水平上又有多种学说进行补充和加强，典型的有体细胞突变学说、“差误”学说、密码子限制学说、基因调节学说等，以下做一简述。
（一）体细胞突变学说
该学说认为在生物体的一生中，随机的和自发的突变能破坏有些分裂后细胞的基因和染色体，并逐渐增加它的突变负荷。这种突变的增加和功能基因的丧失减少了功能性蛋白质的产生。当细胞内的突变负荷超过临界值时，细胞发生衰老死亡。因此，有丝分裂后细胞的数量减少，机体的整个机能便降低。有实验证明，通过X线照射或用化学突变剂氮芥作用后的小鼠存活率随着时间的推移，下降速率要大大快于正常的对照组。另外，有学者发现在衰老的人成纤维细胞中某些DNA序列会自然地发生改变。因此基因的诱发和自发突变均有可能与细胞的衰老相关。
（二）“差误”学说
随着年龄增长，机体细胞内不但DNA复制效率下降，而且常会发生核酸、蛋白质、酶等大分子的合成差错，而且这种差错与日俱增，导致细胞功能降低，并因此逐渐衰老、死亡，这是“差误”学说的基本内容。因为细胞功能下降，细胞代谢废物不能及时排出体外，又不能将其降解与消化，所以代谢废物越积越多，在细胞中占据的空间越来越大，机械地影响细胞代谢废物运输，以致阻碍了细胞的正常生理功能，细胞开始衰老。近年来也有人认为过量的大分子交联是衰老的一个主要因素，如DNA交联和胶原胶联均可损害其功能，引起衰老。在临床方面胶原交联和动脉硬化、微血管病变有密切关系。
（三）密码子限制学说
密码子限制学说以一个假说作为基础，即细胞中翻译的保真度或精确度取决于对mRNA中三联密码子破译的能力。而tRNA与aa-tRNA合成酶对于翻译的精确性有着很关键的作用，随着年龄的增长，由于tRNA和合成酶发生变化，翻译作用可能丧失了精确性，从而引起衰老。