生命的终结—人为什麽会老化.PDFVIP

229 生命的終結—人為什麼會老化？ 長庚大學　周成功教授 　　在美國有句玩笑說：人生只有二件事是確定不變的：死亡和納稅！當 我們長大成人之後，死亡的機會也就隨之與時俱增。這似乎是天經地義的 事。但是否所有的生物都會如此？在沒有遭逢傷害的環境下，任何生物都 會逐漸失去活力，身體機能開始衰弱、老化而終至於死亡！生物在年輕 時，可以表現得「生龍活虎」，但這種充滿活力的狀態，為什麼不能繼續 維持？老化的原因是什麼？它是生物演化出的一個特定程式？還是受限於 物理定律的規範：一種長期損耗的結果？ 　　過去一百多年中，文明的進步最明顯地可以反應在人類壽命的延長， 我們有沒有可能進一步再創造一個沒有疾病的社會？或者說，如果不生病 的話，人究竟可以活多久？事實上有人推斷說，容易作的事，過去都已經 作了：像嬰兒死亡率的大幅降低、傳染疾病的消除等等。因此縱然我們有 希望克服癌症或心臟病，人類平均壽命的增加也不會超過二十年！ 　　人類壽命的增長真的是那樣沒有希望嗎？科學家當然不會放棄這樣的 挑戰。透過分子生物學的探討，我們已經可以去作一些嚴謹的老化研究， 而這也為長壽之道打開了一條新路：我們未來或許可以透過延緩老化過程 的進行而增長壽命！那麼老化究竟是怎麼回事？ 　　過去一個很流行有關老化的假說，就是認為我們細胞裡有所謂的老化 基因存在，時間一到，這個基因被活化，接著誘發一套「老化程式」，讓 細胞呈現老化的種種特徵。譬如把人的纖維母細胞在體外作培養，結果它 230　　附　錄 分裂一定的代數後，就會停止而逐漸「老死」。有趣的是，從老人身上取 得的纖維母細胞，在體外分裂的潛能，顯然較幼兒身上取得的細胞差── 彷彿真的有一個生物時鐘在細胞內計時，決定細胞的壽命。但這個假說有 二個缺點，迄今沒有任何實驗證據支持有任何基因會因老化被啟動。另一 方面，從理論上推斷，老化是文明的產物；動物在自然界中少有「壽終正 寢」的例子。絕大多數的動物在還沒有老之前，就已經先被吃掉或是病 死，因此大自然沒有必要演化出什麼老化基因來！ 　　另一個解釋老化過程的理論，目前比較受到重視，就是認為老化反應 了細胞自我修補能力的衰退。細胞正常發育、代謝時，總會產生一些對 細胞有害的物質，平時細胞有清除這些「廢料」的能力，但是隨著「時 間」，細胞清除廢物的能力會逐漸衰弱。廢物愈積愈多，對細胞的危害也 就隨之增加，老化的現象因而產生。依照這個理論，老化是一個被動發生 的過程，而這也是生命的另一個「弔詭」：造成老化的原因就是我們一直 活著！如果上述老化理論是對的，那麼造成細胞老化的垃圾是什麼呢？ 　　目前嫌疑最高的物質是氧的「自由基」（free radical）。當細胞內 進行代謝的時候，氧分子正常都是得到四個電子還原成水；氧分子若只得 到二個電子則變成雙氧水（H O ）；但如果氧分子只得到一個電子的話，就 2 2 成了過氧自由基（superoxide radical, O -）。不論雙氧水或過氧自由基 2 的化學活性都非常強，很容易與細胞膜上的非飽和脂肪酸或蛋白質等巨大 分子發生化學反應，所以對細胞很不好，細胞因此發展出二個酵素──過 氧歧化（superoxide dismutase）及過氧化氫（catalase）──來分解過 氧自由基與雙氧水，反應式如下： 　　年輕的細胞中，有比較多的「抗氧化劑」（antioxidant）存在，比較 容易捕捉、分解那些活潑的氧自由基。 231 　　另一個誘發細胞老化的嫌疑犯是「葡萄糖」。細胞利用葡萄糖代謝產 生能量，但是葡萄糖分子帶有一個醛基，可以不需經由任何酵素的催化， 就和蛋白質上的胺基（amino group）進行共價結合，進而導致一連串的化 學反應，使許多蛋白質聚合在一起，形成褐黃色的產物。當人老的時候， 這些葡萄糖－蛋白質的聚合產物，會使組