抗衰老是怎么回事？如何抗衰老
在你认识的人当中，可能有人不怎么显老，而且看起来比其实际年龄年轻很多岁。不过可能也有人异常显老，其身体和思想似乎饱受岁月的摧残。为什么一些人在退休后过的顺风顺水，但有的人却备受病痛折磨。
在我整个科学工作生涯中，我一直从事衰老方面的研究，而且我在密歇根大学（University of Michigan）教授衰老方面的细胞和分子生物学。衰老研究的出发点并非是寻找一款万能药，来治疗那些可能困扰老年人的疾病。过去一二十年的研究显示，衰老是一个多种因素相互作用的过程，而且任何干预措施都无法阻止其进程。
什么是衰老？
衰老的定义有很多，但科学家普遍认为其具有以下共同特征：衰老是一个需要时间的过程，会让身体变得更容易生病、受伤和死亡。这个过程受到内部因素和外部因素的影响，内部因素是你自己身体出现的新问题，而外部因素则是环境给人体器官带来的伤害。
你的身体由数万亿个细胞构成，而且每一个细胞不仅要负责其所在组织的一项或多项专属功能，同时还得尽可能地让自身存活。这其中包括代谢营养物质，排出废弃物，与其他细胞交换信号，以及适应压力。
问题在于，细胞里的每一个单一流程和组件都可能会受到影响或破坏。因此，你的细胞每天都会消耗大量的能量，来预防、发现和修复这些问题。
衰老可以被认为是内稳态（身体系统的一种平衡状态）维持能力的逐渐消失，它会导致身体无法预防或识别损伤和功能故障，或无法完全或迅速修复出现的问题。衰老则是上述问题共同作用的结果。数十年的研究显示，几乎所有的细胞流程都会随着年龄的增长而出现更多的损伤。
DNA修复与蛋白回收
细胞衰老领域的大多数研究都专注于研究DNA和蛋白质如何随着年纪的增长而变化。科学家还开始研究细胞中其他很多重要的生物分子在衰老方面所扮演的潜在角色。
细胞的一项重要工作就是维持其DNA，后者是细胞在生产特定蛋白质时所必须遵从的说明书。DNA维护涉及保护和精准修复遗传物质和相关分子出现的损伤。
蛋白质是细胞内部的工人。它们会执行化学反应，提供结构支持，发送和接受信息，保留和释放能量等等。如果蛋白质受损，细胞就会使用涉及特定蛋白质的机制，这种机制要么会尝试修复破损蛋白，要么会对蛋白进行回收操作。类似的机制还会把不相关的蛋白藏起来，或在不需要时将其销毁。这样，细胞的组件随后便能够被用于制造新的蛋白质。
衰老会干扰复杂的生物网络
细胞内部组件之间、单个细胞之间、器官与环境之间的串扰构成了一个复杂、不断变化的信息网络。
当负责制作和维护DNA的所有流程和蛋白质功能都可以正常运转时，细胞内部肩负特定任务的不同部门（称为胞器）能够维护细胞的健康和功能。要想器官正常工作，那么构成该器官的大部分细胞就都得正常工作。如果整个生命体要想存活和不断生长，那么其机体的所有器官就都得正常工作。
衰老可能会导致上述任意一个层面出现功能紊乱，从亚细胞一直到整个生命体。有时候，一个负责对重要DNA修复蛋白进行编码的基因受到损害，那么细胞内其他所有基因在修复时出错的概率就会更高。还有的时候，细胞的回收系统无法再降解功能紊乱的组件。更有甚者，细胞、组织和器官之间的沟通系统会遭到破坏，继而削弱生命体应对机体内变化的能力。
随机出现的因素可能会不断增加分子的负担，而且随着时间的推移会导致未能完全修复的细胞损伤越来越多。随着这种损伤的积累，本应用于修复这个问题的各个系统也会积累伤病。随着细胞的老化，这一现象会导致身体出现越来越多的损耗，而且周而复始。
抗衰老干预举措
生命体细胞流程的独立性是一把双刃剑：只要一个流程遭到彻底破坏，那么所有与其互动或存在依赖关系的其他流程也会受损。然而，这种内部的互连还意味着提振其中一个高度互连的流程亦可以改善相关功能。事实上，这也正是最有效抗衰老干预举措的工作原理。
尽管在阻止衰老方面没有什么灵丹妙药，但某些干预在实验室中似乎能够延缓衰老。尽管目前已经有临床试验在人体上尝试不同的抗衰老方式，但大多数现有数据都来自于动物，例如线虫、苍蝇、老鼠和非人灵长类动物。
研究的最多的一种干预是热量限制，它涉及减少动物正常饮食的热量，但不会剥夺必须营养物。有一款药物名为雷帕霉素，已经获得美国食品与药品管理局（FDA）的批准，用于器官移植和治疗某些癌症。这款药物发挥作用的方式至少与热量限制激活细胞的路径十分接近。这两种方式都会影响其信号中心，继而引导细胞保存其现有的生物分子而不是壮大和制造新的生物分子。随着时间的推移，这个细胞层面的“减少、重新利用、循环”会消除受损组件，并留下更高比例的正常功能组件。
其他干预措施包括改变某些代谢物的水平，有选择地破坏停止分裂的老化细胞，改变肠道微生物群和行为矫正。
这些干预的共同之处在于，它们会影响对于细胞内稳态维持至关重要的核心流程。这些流程往往会随着年龄的增长而变得失调或出现障碍，而且与其他细胞维护系统息息相关。通常，这些流程是机体内DNA和蛋白质保护机制的核心引擎。
衰老并非由单一因素导致。每个人的衰老进程都是独一无二的，的确，每个细胞亦是如此。随着时间的推移，有无数个因素会导致你的基本生物机制出现错误，而这些因素的叠加将造就一张个人独有的衰老因素关系网，这也是为什么打造万能型抗衰老方案具有莫大挑战性。
尽管如此，研究同时针对多个重要细胞流程的干预举措可以帮助人们在一生中更长的时间内改善和维持健康。在这一过程中，这些进步可能会帮助延长人们的寿命。（财富中文网）
本文作者艾伦·夸尔斯（Ellen Quarles）是密歇根大学（University of Michigan）分子、细胞和发育生物学副教授。
本文已获知识共享（Creative Commons）组织的许可，转载自The Conversation网站。
译者：冯丰
审校：夏林
在你认识的人当中，可能有人不怎么显老，而且看起来比其实际年龄年轻很多岁。不过可能也有人异常显老，其身体和思想似乎饱受岁月的摧残。为什么一些人在退休后过的顺风顺水，但有的人却备受病痛折磨。
在我整个科学工作生涯中，我一直从事衰老方面的研究，而且我在密歇根大学（University of Michigan）教授衰老方面的细胞和分子生物学。衰老研究的出发点并非是寻找一款万能药，来治疗那些可能困扰老年人的疾病。过去一二十年的研究显示，衰老是一个多种因素相互作用的过程，而且任何干预措施都无法阻止其进程。
什么是衰老？
衰老的定义有很多，但科学家普遍认为其具有以下共同特征：衰老是一个需要时间的过程，会让身体变得更容易生病、受伤和死亡。这个过程受到内部因素和外部因素的影响，内部因素是你自己身体出现的新问题，而外部因素则是环境给人体器官带来的伤害。
你的身体由数万亿个细胞构成，而且每一个细胞不仅要负责其所在组织的一项或多项专属功能，同时还得尽可能地让自身存活。这其中包括代谢营养物质，排出废弃物，与其他细胞交换信号，以及适应压力。
问题在于，细胞里的每一个单一流程和组件都可能会受到影响或破坏。因此，你的细胞每天都会消耗大量的能量，来预防、发现和修复这些问题。
衰老可以被认为是内稳态（身体系统的一种平衡状态）维持能力的逐渐消失，它会导致身体无法预防或识别损伤和功能故障，或无法完全或迅速修复出现的问题。衰老则是上述问题共同作用的结果。数十年的研究显示，几乎所有的细胞流程都会随着年龄的增长而出现更多的损伤。
DNA修复与蛋白回收
细胞衰老领域的大多数研究都专注于研究DNA和蛋白质如何随着年纪的增长而变化。科学家还开始研究细胞中其他很多重要的生物分子在衰老方面所扮演的潜在角色。
细胞的一项重要工作就是维持其DNA，后者是细胞在生产特定蛋白质时所必须遵从的说明书。DNA维护涉及保护和精准修复遗传物质和相关分子出现的损伤。
蛋白质是细胞内部的工人。它们会执行化学反应，提供结构支持，发送和接受信息，保留和释放能量等等。如果蛋白质受损，细胞就会使用涉及特定蛋白质的机制，这种机制要么会尝试修复破损蛋白，要么会对蛋白进行回收操作。类似的机制还会把不相关的蛋白藏起来，或在不需要时将其销毁。这样，细胞的组件随后便能够被用于制造新的蛋白质。
衰老会干扰复杂的生物网络
细胞内部组件之间、单个细胞之间、器官与环境之间的串扰构成了一个复杂、不断变化的信息网络。
当负责制作和维护DNA的所有流程和蛋白质功能都可以正常运转时，细胞内部肩负特定任务的不同部门（称为胞器）能够维护细胞的健康和功能。要想器官正常工作，那么构成该器官的大部分细胞就都得正常工作。如果整个生命体要想存活和不断生长，那么其机体的所有器官就都得正常工作。
衰老可能会导致上述任意一个层面出现功能紊乱，从亚细胞一直到整个生命体。有时候，一个负责对重要DNA修复蛋白进行编码的基因受到损害，那么细胞内其他所有基因在修复时出错的概率就会更高。还有的时候，细胞的回收系统无法再降解功能紊乱的组件。更有甚者，细胞、组织和器官之间的沟通系统会遭到破坏，继而削弱生命体应对机体内变化的能力。
随机出现的因素可能会不断增加分子的负担，而且随着时间的推移会导致未能完全修复的细胞损伤越来越多。随着这种损伤的积累，本应用于修复这个问题的各个系统也会积累伤病。随着细胞的老化，这一现象会导致身体出现越来越多的损耗，而且周而复始。
抗衰老干预举措
生命体细胞流程的独立性是一把双刃剑：只要一个流程遭到彻底破坏，那么所有与其互动或存在依赖关系的其他流程也会受损。然而，这种内部的互连还意味着提振其中一个高度互连的流程亦可以改善相关功能。事实上，这也正是最有效抗衰老干预举措的工作原理。
尽管在阻止衰老方面没有什么灵丹妙药，但某些干预在实验室中似乎能够延缓衰老。尽管目前已经有临床试验在人体上尝试不同的抗衰老方式，但大多数现有数据都来自于动物，例如线虫、苍蝇、老鼠和非人灵长类动物。
研究的最多的一种干预是热量限制，它涉及减少动物正常饮食的热量，但不会剥夺必须营养物。有一款药物名为雷帕霉素，已经获得美国食品与药品管理局（FDA）的批准，用于器官移植和治疗某些癌症。这款药物发挥作用的方式至少与热量限制激活细胞的路径十分接近。这两种方式都会影响其信号中心，继而引导细胞保存其现有的生物分子而不是壮大和制造新的生物分子。随着时间的推移，这个细胞层面的“减少、重新利用、循环”会消除受损组件，并留下更高比例的正常功能组件。
其他干预措施包括改变某些代谢物的水平，有选择地破坏停止分裂的老化细胞，改变肠道微生物群和行为矫正。
这些干预的共同之处在于，它们会影响对于细胞内稳态维持至关重要的核心流程。这些流程往往会随着年龄的增长而变得失调或出现障碍，而且与其他细胞维护系统息息相关。通常，这些流程是机体内DNA和蛋白质保护机制的核心引擎。
衰老并非由单一因素导致。每个人的衰老进程都是独一无二的，的确，每个细胞亦是如此。随着时间的推移，有无数个因素会导致你的基本生物机制出现错误，而这些因素的叠加将造就一张个人独有的衰老因素关系网，这也是为什么打造万能型抗衰老方案具有莫大挑战性。
尽管如此，研究同时针对多个重要细胞流程的干预举措可以帮助人们在一生中更长的时间内改善和维持健康。在这一过程中，这些进步可能会帮助延长人们的寿命。（财富中文网）
本文作者艾伦·夸尔斯（Ellen Quarles）是密歇根大学（University of Michigan）分子、细胞和发育生物学副教授。
本文已获知识共享（Creative Commons）组织的许可，转载自The Conversation网站。
译者：冯丰
审校：夏林
You likely know someone who seems to age slowly, appearing years younger than their birth date suggests. And you likely have seen the opposite – someone whose body and mind seem much more ravaged by time than others. Why do some people seem to glide though their golden years and others physiologically struggle in midlife?
I have worked in the field of aging for all of my scientific career, and I teach the cellular and molecular biology of aging at the University of Michigan. Aging research doesn’t tend to be about finding the one cure that fixes all that may ail you in old age. Instead, the last decade or two of work points to aging as a multi-factoral process – and no single intervention can stop it all.
What is aging?
There are many different definitions of aging, but scientists generally agree upon some common features: Aging is a time-dependent process that results in increased vulnerability to disease, injury and death. This process is both intrinsic, when your own body causes new problems, and extrinsic, when environmental insults damage your tissues.
Your body is comprised of trillions of cells, and each one is not only responsible for one or more functions specific to the tissue it resides in, but must also do all the work of keeping itself alive. This includes metabolizing nutrients, getting rid of waste, exchanging signals with other cells and adapting to stress.
The trouble is that every single process and component in each of your cells can be interrupted or damaged. So your cells spend a lot of energy each day preventing, recognizing and fixing those problems.
Aging can be thought of as a gradual loss of the ability to maintain homeostasis – a state of balance among body systems – either by not being able to prevent or recognize damage and poor function, or by not adequately or rapidly fixing problems as they occur. Aging results from a combination of these issues. Decades of research has shown that nearly every cellular process becomes more impaired with age.
Repairing DNA and recycling proteins
Most research on cellular aging focuses on studying how DNA and proteins change with age. Scientists are also beginning to address the potential roles many other important biomolecules in the cell play in aging as well.
One of the cell’s chief jobs is to maintain its DNA – the instruction manual a cell’s machinery reads to produce specific proteins. DNA maintenance involves protecting against, and accurately repairing, damage to genetic material and the molecules binding to it.
Proteins are the workers of the cell. They perform chemical reactions, provide structural support, send and receive messages, hold and release energy, and much more. If the protein is damaged, the cell uses mechanisms involving special proteins that either attempt to fix the broken protein or send it off for recycling. Similar mechanisms tuck proteins out of the way or destroy them when they are no longer needed. That way, its components can be used later to build a new protein.
Aging disrupts a delicate biological network
The cross-talk between the components inside cells, cells as a whole, organs and the environment is a complex and ever-changing network of information.
When all processes involved in creating and maintaining DNA and protein function are working normally, the different compartments within a cell serving specialized roles – called organelles – can maintain the cell’s health and function. For an organ to work well, the majority of the cells that make it up need to function well. And for a whole organism to survive and thrive, all of the organs in its body need to work well.
Aging can lead to dysfunction at any of these levels, from the sub-cellular to the organismal. Maybe a gene encoding an important protein for DNA repair has become damaged, and now all of the other genes in the cell are more likely to be repaired incorrectly. Or perhaps the cell’s recycling systems are unable to degrade dysfunctional components anymore. Even the communication systems between cells, tissues and organs can become compromised, leaving the organism less able to respond to changes within the body.
Random chance can lead to a growing burden of molecular and cellular damage that is progressively less well-repaired over time. As this damage accumulates, the systems that are meant to fix it are accruing damage as well. This leads to a cycle of increasing wear and tear as cells age.
Anti-aging interventions
The interdependence of life’s cellular processes is a double-edged sword: Sufficiently damage one process, and all the other processes that interact with or depend on it become impaired. However, this interconnection also means that bolstering one highly interconnected process could improve related functions as well. In fact, this is how the most successful anti-aging interventions work.
There is no silver bullet to stop aging, but certain interventions do seem to slow aging in the laboratory. While there are ongoing clinical trials investigating different approaches in people, most existing data comes from animals like nematodes, flies, mice and nonhuman primates.
One of the best studied interventions is caloric restriction, which involves reducing the amount of calories an animal would normally eat without depriving them of necessary nutrients. An FDA-approved drug used in organ transplantation and some cancer treatments called rapamycin seems to work by using at least a subset of the same pathways that calorie restriction activates in the cell. Both affect signaling hubs that direct the cell to preserve the biomolecules it has rather than growing and building new biomolecules. Over time, this cellular version of “reduce, reuse, recycle” removes damaged components and leaves behind a higher proportion of functional components.
Other interventions include changing the levels of certain metabolites, selectively destroying senescent cells that have stopped dividing, changing the gut microbiome and behavioral modifications.
What all of these interventions have in common is that they affect core processes that are critical for cellular homeostasis, often become dysregulated or dysfunctional with age and are connected to other cellular maintenance systems. Often, these processes are the central drivers for mechanisms that protect DNA and proteins in the body.
There is no single cause of aging. No two people age the same way, and indeed, neither do any two cells. There are countless ways for your basic biology to go wrong over time, and these add up to create a unique network of aging-related factors for each person that make finding a one-size-fits-all anti-aging treatment extremely challenging.
However, researching interventions that target multiple important cellular processes simultaneously could help improve and maintain health for a greater portion of life. These advances could help people live longer lives in the process.
Ellen Quarles is Assistant Professor in Molecular, Cellular, and Developmental Biology, University of Michigan.
This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license.
