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朱钦士

摘要

由衰老引起的死亡是动物在资源有限的情况下发展出来的一种过程，其功能是用部分个体的牺牲换取种群的生存。

衰老的过程，和生长发育的过程一样，是由程序控制的，而且分为近程控制和远程控制。

近程控制主要通过四条信息传递链来实现，其中胰岛素/IGF-1信息通路和mTOR信息通路在食物充足时加快合成活动，促使动物生长繁殖，同时降低动物对逆境的抵抗能力，缩短寿命，以加快换代的速度；与此相反，AMPK信息通路和Sirtuin信息通路感知食物不足的状况，减少合成活动，降低消耗，同时增加动物对逆境的抵抗能力，在保留生殖功能的情况下延长寿命，以“拖”过逆境。

这四条通路只能小幅影响动物的寿命，目前对衰老的研究，也多集中于近程控制机制。动物的远程控制机制使每种动物具有在自己的生态环境中生存的最佳年龄，这个年龄可以因生活方式和生存环境的不同而相差1万倍。

远程控制机制由DNA的序列，特别是启动子中的DNA序列，以及DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化等“外遗传”修饰而实现。目前在DNA的水平上对长程控制进行重新“编码”，大幅延长人的寿命，还是一个可望而不可即的目标；而利用我们对近程控制机制的了解，增强身体对逆境的抵抗能力，减少老年病的发生率，延长能够健康生活的寿命，是更为现实的做法。

人的一生中，如果不是因各种原因早夭，身体都会经历衰老的过程：组织结构逐渐老化，生理功能逐渐衰退，导致皮肤变薄、皱纹增加、肌肉萎缩、骨质疏松、牙齿脱落、头发稀疏、听力减退，视物不清、记忆力减退、抵抗力下降、患癌症、心血管疾病的几率增加等，最后导致死亡。衰老是我们死亡最根本的原因，人的死亡率随年龄增加就说明了这一点。

许多动物也有生老病死的过程，狗和猫就是我们熟悉的例子。就连单细胞的生物也会衰老。例如酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）通过出芽进行繁殖，“母亲”细胞在出芽25次左右后，就失去繁殖能力，显示出衰老迹象，细胞变大，细胞膜上“疤痕”增加，细胞核外的环状DNA积累，最后死亡。因此衰老是生物界中一个相当普遍的现象。

但是我们又想减缓甚至阻止衰老，以达到延长寿命，甚至永葆青春的目的。为此人类对衰老现象进行了大量的研究，得到了许多实验结果。这些结果表明，衰老现象总的来说与身体维护和修复能力的衰减有关，这种衰减使得各种生物大分子所受到的损伤因不能被完全修复而逐渐积累，导致各种生理功能下降，生存能力变弱，疾病发生率增加。

这些研究结果告诉我们生物是“如何”衰老的，但是我们并不满足于知道生物是如何衰老的，还想知道生物“为什么”会衰老。我们在青春期之前，是看不出衰老迹象的，说明身体有能力把自己保持在青春状态。在青春期之后，我们仍然拥有同样的基因，为什么就不能继续把身体保持在青春状态呢？既然衰老与生物维护和修复能力的下降有关，继续保有身体的这些能力，不就能避免衰老吗？生物的演化过程为什么要让这些能力下降呢？

在这个问题上，美国科学家George Williams (1926-2010)的说法颇有代表性。他质疑道：“令人惊异的是，复杂的多细胞生物，在构建成显然是神奇的结构之后，竟然不能解决一个简单得多的问题，即维持已经建成的结构”（It seems striking that complex multicellular organisms, having accomplished an obviously marvelous feat of morphogenesis, would not be able to solve a much simpler task of maintaining what has been already achieved.）。这就好像有能力建造一所豪宅，却没有能力维护它一样，是有点说不通，因为“修理总比把身体扔掉，重新造一个要更合算”（It is always metabolically cheaper to repair somatic damage than to cast aside the soma and create a new one.）。是演化过程有什么缺陷，无法阻止衰老的发生，还是衰老过程有某种必要的功能，以致演化过程要把它发展出来并且保留它呢？

为了解释为什么生物不能长期或者永久维持自己的健康状态，科学家们可谓绞尽脑汁，提出了各种假说，其中主要有Medawar的“外部力量说”、Williams的“基因多重功能说”和Kirkwood的“体细胞和生殖细胞之间的资源分配说”。