吃得少就活得长?

    如果说人类创作艺术的原始动力,是对死亡的恐惧,那么人类热衷于科学,在某种意义上,又何尝不是出于对死亡的恐惧呢?且不说作为众多宗教的终极诉求,长生甚至永生,正是作为原始科学的长生术的全部目标。长生不得,退而求其次,追求健康,则是医学发展的基本动力所在。哪怕是到了科学昌盛的今天,不管生物学、医学的领域已经扩张到了多么广阔的程度,破解生命的老化之谜,仍然是中心课题之一。

    现代生物学所取得的最伟大的成就,是把我们对于生命活动的理解,推进到了分子层次。在描述生物学时代,我们只能象孟德尔那样就生物的性状变化进行描述,今天,我们能够看到性状的遗传与变异,在分子层次其实就是DNARNA和蛋白质的忙碌的协调组织与生产过程。同样,当诗人们只能感慨爱人的眼角爬上了鱼尾纹时,现代生物学家看到的则是细胞的程序性死亡、特定基因的DNA序列开始启动其翻译程序尽管看到的都是老化在不可阻挡地进行着,但是现代生物学之有别于诗学的威力就在于:能够鉴别出影响老化进程的各种因素,运用我们在分子层次操纵生命分子的能力,减少促进老化的因素,增强延缓老化的因素。

吃的少确实活得长

    长久以来,一直流传着一个难以证实的经验:吃得少,活得长。这样的说法来自民间少数人的纯经验性总结,而对于大多数人,特别是在进入小康的现代社会,是一个与日常生活有点格格不入的观念。显然,在有闲暇、有美味的时代,人们都只是在感受到肥胖的时候才能够意识到自己是不是吃得过多了点,否则,怎么可能为了不确定的“活得长”,就去实践“吃得少”呢?

    不过对于破解老化之谜孜孜以求的生物学家来说,绝对不会放过任何一点能够延缓老化的线索。于是一直有人从事相关研究,看适当减少食量到底是不是能够延缓老化的进程,以及可能的机制是怎样的。科学研究的一个原则是从简单入手,以便抓住主要矛盾。因此生物学家一开始也是从低级简单的生物着手的,例如对于一种芽殖酵母,发现如果供给它的营养不是很充足的话,会激发其产生一种名为Sir2的酶,而如果酵母在正常的营养环境里面,过量产生了这种酶,也能够延长其寿命。类似地,对于更为复杂一点的多细胞动物线虫而言,其体内Sir2酶的过量生产,同样能够延长其寿命。

    这种所谓Sir2的酶在整个生物进化序列当中,是很保守的一种蛋白质,也就是说,从低等如酵母那样的微生物,到高等如哺乳动物,它都以同样的面目行使类似的功能,一般说来,这种保守性意味着它在生物个体内的重要性,因为正是由于其重要性,使得在从低等生物到高等生物的进化历程当中,都不容许对它的结构作任何改动,而是一路继承下来,假如某个新的物种对它进行了少许改动,就会有致命的后果,从而很快使得该物种被淘汰,剩下来的当然都是忠实继承了这种酶的。

    在分子的层次上,生物学家发现这种酶一身兼多职,参与了非常多种多样的细胞活动。在低等生物体内,它能够调节把DNA封装在细胞内部的过程;而在哺乳动物细胞里面,它参与了对细胞程序性死亡以及分化的调节过程。但不管它所参与的具体的细胞过程是什么,它专擅于把特定蛋白质的乙酰基切掉,从而改变被加工蛋白质的性能,达到调节细胞生理活动的目的。

    进一步还发现,Sir2酶的切乙酰基功能又依赖于另外一种参与新陈代谢的分子,即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD),当这种分子在细胞内溶度增加到一定程度,才能够启动Sir2酶的切乙酰基功能。而NAD具有两种形态,一种是氧化态,一种是还原态,只有其中的氧化态才极大地增强Sir2酶的活性。这个发现就能够初步解释为什么酵母在限制热量摄入的情况下,能够延缓老化。因为在营养不足的情况下,参与消化过程的NAD分子的那两种状态的相互比例发生改变,氧化态NAD分子溶度的变化再对Sir2酶发生调控作用,从而增强其活力,延长了细胞的寿命。这就使得属于新陈代谢的消化过程和个体的寿命产生了关联。

既要吃得好,也要活得长

    既然直接导致寿命延长的关键是Sir2酶的活性,而减少食量只是起到触发Sir2酶的活性的作用,那么我们可以尝试寻找能够直接刺激Sir2酶的活性的物质,而无需通过给酵母“节食”来达到这个目的。因为很显然,我们固然可以对酵母进行强制节食而使其延长寿命,但是当我们将来最终把这个原理应用到人的时候,总不能苛刻地要求人们通过节食来获得长寿吧。所以生物学家们进一步搜寻了能够替代NAD的物质,最近一组研究人员从NAD的来源受到启发,在植物的新陈代谢产物当中,找到了都属于多酚的2个相近的小分子化合物,它们都能够有效地激发Sir2酶的活性。特别是其中一种多酚富含于红葡萄酒当中,一直以来就被肯定为葡萄酒当中的有益组分。

研究人员通过给予酵母该种多酚,结果使得酵母的寿命延长了70%;而如果通过人为地使得酵母缺乏Sir2酶,则这种多酚给得再多,也不能起到延长寿命的作用,这就充分说明了Sir2酶在延缓生命老化方面起作不可替代的关键作用,而这种多酚则能够代替NAD有效地增强Sir2酶的活性。

    那么现在我们是不是应该为已经找到一种简单而廉价的长命药而欢呼呢?表面看起来,似乎是这样,因为以前就有研究表明,红葡萄酒确实能够和减少热量摄入一样,对预防一些老年疾病有好处,但是研究人员对于这些多酚类化合物的深入研究发现,当它在细胞里面的溶度相对比较低时,才能够有效地起到活化Sir2酶的作用,而如果它的溶度相对高的时候,却很糟糕地起到反作用,即抑止Sir2酶的作用,其中原因目前还不清楚,但至少说明,要把它作为实用的药物仍然是不安全的。

    不过更为重要的是,不能忘了,迄今我们所了解的从NADSir2酶再到多酚类化合物的这一系列延缓老化的机制研究,都还只是局限于酵母,而酵母和人之间的差别,使得我们目前还无法欢呼出来。不过有一点是可以肯定的,即适当地节制热量的摄入,对于老年人是有好处的。也就是说,既然人工的多酚类化合物还没法用,那就让我们还是暂时用天然的NAD吧。

http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/301/5640/1679