主题:【原创】死亡起源 The Origin of Death -- az09

大河奔流 导读 复 314 阅 497695

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2016-03-20 14:00:21
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az09
az09`21737`/bbsIMG/face/0000.gif`70`2777`8314`70333`正四品下:通议大夫|壮武将军`2008-01-19 15:49:34`
死亡起源(七)—— 迷雾与噪声 76

续上:死亡起源(六)

3. 衰老和死亡的开关

3.1 迷雾与噪声。

通过分析水螅、水母、线虫这样的低等生物,我们似乎已经找到了衰老和死亡的关键点了。但是,随着生物的演化,生命变得越来越高级,也越来越复杂以后,各种迷雾与噪声就随之产生了。

《Cell》 杂志在2013年5月发表了一篇综述:《The Hallmarks of Aging》(衰老的标志)[14],文中综合叙述衰老和死亡的9个标志。它们分别是:基因组不稳定性,(genomic instability), 端粒缩短(telomere attrition),表观遗传学改变(epigenetic alterations), 蛋白内稳态丧失(loss of proteostasis), 营养感应失调(deregulated nutrient sensing), 线粒体功能异常(mitochondrial dysfunction), 细胞衰老(cellular senescence), 干细胞耗竭(stem cell exhaustion)和细胞间信息交换改变(altered intercellular communication)。相信该文章的作者以及许多人或许就把上面的这些标志作为原因了。不过我们只要细想一下,就会发现,这些标志当中,相当部分可能都只是结果,而不完全是原因。

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图28. Cell 期刊的文章描述了9种衰老标志/原因

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图29. Cell期刊的文章中,针对9种衰老原因的处理措施

说个题外话。本段一开头所举出的这篇文章《The Hallmarks of Aging》,是世界顶级期刊《Cell》的一篇综述。所谓的综述,就是它不是一篇文章,而是一个集大成者。是这些年无数最顶尖的关于衰老研究的各种文章的集大成者。所有的试图挑战这篇文章的人,首先得扪心自问:自己是不是一个疯子? 即便是俺这个满脑子离经畔道思想的人,也不敢一开始便挑战这篇文章,因为我很清楚,我一定会被人当疯子看待。呵呵。

好在,我们已经从(一)讨论到了(六)了,已经详细讨论了许多关于“永生”、“有机整体的程序化死亡”等等概念了。现在开始质疑这篇文章,我们已经开始有了一些底气了。(另外,这篇综述是2013年5月出的,而我们拿2015年才出来的诸多证据来反驳它,这也多少也有些占便宜了。 呵呵。)

之所以要把篇文章拿出来讨论,是因为这篇文章所叙述的内容,和它所表现出的思想,其影响非常的深远。在承认它的合理性的同时,我们也必须指出它的不足之处

如果我们只是把眼光局限在细胞内的话,我们或许也可以得出许多可以自圆其说的结论。比如,(六)里面所举的美国西北大学线虫的死亡开关的例子,如果一个研究者,观察到线虫体细胞内的分子变化和蛋白质质量控制的下降,它完全可以就此得出一个简单的结论:是因为细胞内的这些蛋白质的变化,导致了线虫的衰老和死亡。而实际的情况呢,却是真正的原因,是来自于细胞外的,由线虫的生殖干细胞给出的“死亡信号”。

另外,有些细胞死亡的原因,可能已经超出了它的“理想状态"了,这个不在本文讨论的范围之内。总不成拿个探针,把一个细胞破坏掉,然后与我讨论它的衰老与死亡的概念吧。 呵呵。

相信大部分人可能还会坚持,由于高等生物的组织分化的复杂性,生物的衰老和死亡,主要是因为组织结构过于复杂,各种组织、细胞随着时间消耗老化所致。另外,还有人试图用物理学的“熵增大”的概念来解释生命的衰老与死亡。因为根据物理学第二定律,“熵”总是要增大的,物质总是倾向于从有序到无序,所以,象生命这样的复杂系统的崩溃和死亡也就是无法避免的。不过,我认为这种解释是说不通的。因为热力学第二定律的前提条件是一个“孤立系统”。但是,很显然,生命并不是一个孤立系统,与外界的物质和能量交换,乃至新陈代谢,是生命的基本特征和属性。

总之,上面的各种说法,我承认其中有相当的合理性,而且在某种意义上的事实也是如此。但是,事实绝对没有那么简单。实际上生物的衰老和死亡,或许和上述的原因有许多关联,但是起决定性的,还是死亡和衰老机制的适时开启或者关闭

为了解释这一点,我们可以看一个非常简单的例子:比如人类与狗的比较。人类与狗的基因以及细胞乃至器官结构,有非常多的相同之处。在已识别出的2.4万多个人类基因中,至少有1.8万个与狗的基因相同。从演化的角度看,人和狗拥有共同的祖先,而且两者的亲缘关系还比较近。但是,我们如何解释这样一个现象:一个15岁的小孩,他的全身的细胞和组织器官都处在欣欣向荣的状态,而一只15岁的狗,却已经开始垂垂老矣,器官衰竭,面临死亡?如果简单的以消耗论的观点来看,我们如何解释,结构非常接近的15岁的人类少年的器官,为什么就要比15岁的狗的器官要更年轻,要更有活力?另外,用消耗论的观点,我们也无法解释,为什么15岁的狗的患癌症的概率,要远远超过15岁的年轻人类的患癌症的概率

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图30. 15岁的年轻人,满脸朝气蓬勃

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图31. 一只15岁,面临死亡的老狗,这个年纪的狗有50%都会患有癌症

然后,当我们把前面所述的一些衰老标志当作我们身体内细胞和组织衰老和死亡的主要原因的时候,我们不妨再拿出我们身体内的一个细胞来观察。当我们注意到这个体细胞的各种衰老的标志,比如生长缓慢、DNA错误累积、蛋白质出问题、分裂速度变慢甚至不再分裂、细胞凋亡等等,我们却不能忘记一个事实:根据细胞学原理,这个细胞,是从几十亿年前,由某个细胞,一直分裂而来的!它穿过了亿万年的时空,经历过可能超过上百亿次的分裂,以“永生”的方式生存到现在,然后才能被我们观察到。不管这几十亿年当中,有多少它所分裂的细胞死亡,但是它却一直是那个幸运儿,所以它才能活到现在。现在,我们只注意到了它的生命,最终在我们观察下逐渐停止分裂并死亡,却完全无视了它在过去几十亿年的永生!当我们看清楚这一点的时候,我们就可以知道,许多关于细胞衰老和死亡的原因的假说,都是不靠谱的。任何的假说,都必须首先面对这个细胞在过去的几十亿年的永生这个事实,然后再去自圆其说

前面我们已经说过了,死亡机制,并不是一开始就有的,在死亡机制没有产生之前,许多生物或许是可以“永生”的。并且,我们现在通过比较15岁的人和狗的表现,可以观察到两者巨大差别,虽然他们之间的基因和细胞结构的差别,特别是细胞的内部机制,各种蛋白质的构成其实差别不大。

那么问题又出来了,为什么人和狗会有这样截然不同的表现?答案其实也很简单:由于“永生”是生命的基本属性,在死亡机制产生之后,生命的长短,对于绝大多数多细胞生物来说,其实都是可调的,它是一个可变的变量。某个物种生命的长短,不是内在恒定的,而是自然选择和竞争的结果。当竞争和环境改变了,生命会选择最有利竞争的方向,去改变这个变量。也就是说,复杂生物的生命的长短,不但可控,而且,它们可以通过调整自己生命的长短以适应环境的变化,凡此种种,只是竞争的一种手段而已。而做到这一点,则是通过打开或者关闭死亡衰老机制的开关。生物通过这种方式来进行对自然选择的适应性调节。

为了说明这个问题,我可以再举些例子来说明:

待续............请点击: 死亡起源(八)

备注与参考文献

[14] Carlos López-Otín, Maria A. Blasco, Linda Partridge, Manuel Serrano, Guido Kroemer, The Hallmarks of Aging,cell.2013.05.039


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