我们为什么会老?

七月初的帝都提早进入了桑拿模式。自六月起气温就比往年偏高,虽然偶尔能享受一下暴雨带来的凉爽,然而只要雨一停温度就飞速上升。雨带来的湿气叠加在高温上的结果是又热又潮。 这是让我这个爱出汗的北人最害怕的天气。 如此时光,与其出门受罪,不如在家吹空调看书。早起从书架上随手抓起一本,大约是十年前的旧书,可能当年看过却没什么印象了。重读之下,觉得趣味十足,被吸引着一口气读完,已近中午。写篇读后感,跟大家分享下。

这本书的书名“揭开老化之谜”,中文版出版与2007年7月,至今正好十年。英文原版的出版日期比中文翻译还要早10年,是一位动物学教授 Steven Austad 写于1997年。英文原书名叫Why We Age, 中文书名个人觉得是译者自作主张画蛇添足了,像本文标题那样直译更合适些。因为书中并没有给出问题的全部答案,只是有很初步的理解,离真正的揭开为时尚远。

研究生物特别是与人相关的科学领域一直在非常快速的发展中。 20年的时间,可能书中有些观点已经过时了。 比如作者在讨论基因相关的问题时提到当时对人体基因测序的工作还在进行中。好在作者十分注意分辨已有的结论和未定的事实。 清楚的划定了边界,这里也主要依据书上的内容,并不引入最新的研究结果做更多修正。

作者开篇首先在辨析这个一个容易含糊的概念, 老到底是什么意思。 一个很容易的误会是把老当成死, 这样就被寿命或者所谓平均寿命误导。 比如人类最近100年社会发展水平和医学水平进展极大,平均寿命大幅提高, 主要国家和人口的寿命从40左右上升到接近80,几乎翻了一番。然而这并等于,我们变老的更慢了。同样一个40岁的人, 100年前和当下“老”的程度可能是一样的。只不过100年前有大量的人口因为疾病早早就死亡了。 特别是新生儿的死亡率, 从百分之几,下降到几乎0, 寿命的平均值主要受这些因素影响。

所谓老,作者看来是属于随着年龄的增长,身体技能的退化程度, 特别是越老人就变得越脆弱。同样的病,可能对年轻人躺几天就恢复了,对老人家就是要命的。 从这个事实出发, 可以用相对的死亡率的变化来定义“老”。 每个年龄阶段的直接死亡率在不同时代差别很大, 主要受医疗条件和外部环境的影响, 然而相对死亡率的变化则是固定的, 作者认为,老化开始于一生之中死亡率最低的年龄11岁, 此后大约每7-10年增加一倍, 可以近似认为是每8年增加一倍。这是一个相对值,不管什么年代, 几乎是固定的。 有意思的是, 据说人寿保险定价准则也是按这个来的, 根据年龄每8年增加一倍。

这样的事实对大多数时期的人类是成立的。例外是现代的男性, 男性的死亡率自11岁到23岁增加了10倍,23岁的高点后缓慢维持10年,从33岁后才安装8年一倍的速度增长。在细究起来,这一段男人的死亡率高, 不是生理意义上的, 完全是因为男人的行为,比如2/3 的死亡是因为意外和自杀。过了33岁之后男性的绝对死亡率仍然比女性高一倍。最后的结果是男人的平均寿命低于女性,在绝大多数国家都是成立的。

对群体来讲,人类的死亡率早期受社会环境和医疗等各种外部因素影响很大。而越往后,内在的老化机制起越大作用。人类生活中的长寿者,能活最久的人事实上主要是由这种内在老化机制决定的。对年纪特别大的人来说,因为人体变得极其脆弱, 医疗的提升实际上起不了太大作用。因为人们倾向于主观相信寿命长久的特例, 历史上出现过各种活的很久的人。比如书一开始就提到一个声称自己活了150岁的英国农夫,因为让周围的人相信了他的话,他被请进英国皇宫作为人瑞被人围观,很快因为传染病死亡。死后被葬在西敏寺,和名人贵族相伴,也算死得其所。

直到20世纪,人们轻信长寿人的程度并无改变。 媒体曾经广泛报道几个著名的长寿之地,基本都在偏远的山区, 包括香格里拉,苏联高加索山区, 南美的乡村等等。 这些地方人的寿命想对挺长, 超过80岁,然而并没有那么长, 所谓的平均100岁,经不起考验。 如同英国农民的例子, 老年人倾向于夸大自己的年龄。 要能够追确判断人类年龄, 需要准确可靠的出生记录。这大约直到在19世纪西欧国家特别是瑞典最早开始做的事。依照出生记录, 第一个被确认活到120岁的人是法国妇女卡尔曼。在写书的不久之前1995年2月。作者认为在此之前所有超过120岁的包括吉尼斯记录基本都是虚报。作者还特别提到中国, 因为生肖八字, 中国汉族基本不会搞错自己的年龄,于是在中国长寿村的专利属于少数民族。

人类的自然寿命大约120年, 这个事实可能在狩猎时代就如此了。但是具体到不同的时期,因为生存环境特别是食物的变化。 人的健康程度变化很大。比如有研究表明人类从狩猎采集时期到农业定居时代,平均身高一下载降低了15cm。直到很晚的现代欧洲人,成年人的平均身高才恢复到 一万年前祖先的水平。因此特别要强调一点,不要被人类不同时期的死亡率变化导致的平均寿命数字剧烈波动所干扰,人类老化的速率,也就是身体衰退的速度, 在不同时期是一样的(作者的观点,请谨慎思考)。

由此就引发了两个问题, 人为什么会老? 老跟什么因素有关?

先回答一个问题,人为什么会老。 自然选择普遍认可的观点是,生物选择了死亡是因为这样可以更好的应对环境的改变。 然而这并不表示要死前变老, 很多生物的寿命就是生殖期, 一旦停止生育就很快死亡。这意味着这类生物在它们活着的时候是处在健康状态的, 而人类并不是这样。 现代大部分人在死亡之前, 身体已经极度衰弱了。

原书作者在其后用大量篇幅讨论了三个不同的解释:物种利益理论,即所谓牺牲小我,幸福大家;生命速度理论, 生命的老化是因为新陈代谢速度; 和进化老化论。

物种利益理论的出发点是,个体的老化,可能有利于群体的进化。这个理论的主要问题之一在于把老化和死亡对等起来,前面已经提到过。 就算不老, 也可以因为意外而死。而更重要的是 严格按照生存选择的进化论观点, 从个体老化,推不出群体优势。因为在一个群体内,自私的基因取得了局部优势会扩散。直到取代所有不够自私的基因。

新陈代谢率是另外一类接受程度很高的观点, 因为生命的新陈代谢过程, 也就所谓用氧气和葡萄糖反应获取能量的过程,本身会产生一大副产品, 氧自由基,会到处搞破坏,比如破坏细胞核的dna, 而葡萄糖本身又因为梅纳反应会影响酶的作用。 所以构成生命的细胞会有一个固定的受损过程 。代谢越快,生命老化越快, 平均寿命就越短。这样的说法有很多看上去符合常识的证据,比如越大的动物,通常体温越低, 寿命越长。 如果把冷血动物,放到低温环境中,代谢速率降低,活的时间就更长。 就算是同一种动物,比如小鼠,每顿吃的更多,就活的更长。 这种观点看似有道理,然而并不普适,比如鸟类,大多数体温高,代谢快, 然而有很多鸟活的很长, 鹦鹉甚至能超过人的寿命。

那真正影响老化的因素是什么呢?作者从进化论出发, 推导出来了老化的选择理论。一切可以归结为生育, 假设有一堆试管,试管当然不会老,加入每年试管的打破率是50%,那么一年后, 只有一半的试管还存活,10年后, 1000个试管之剩下一个, 如果试管在一岁的时候能制造小试管, 那么因为这个打碎的过程。 大部分小试管只有一岁两岁的父母,几乎不太可能有10岁的父母。在这样一个试管的机制下,假设试管有各种各样的基因, 有些是帮助到1岁以前的试管, 但是对此后的试管有害,那么这种基因很快就淘汰了,有些能帮助到5岁以前的试管,但对5岁以后的试管有害, 那么这个基因就可以留存,因为基本没有试管能活到5岁, 对10岁的试管来说,身体里有大量帮助生命前期,破坏生命后期的基因,自然就“老”了。

这样就可以解释为什么鸟类代谢那么快, 寿命还那么长, 因为鸟类的天敌很少,试管打破的速率底, 因此自然选择的过程可以保留更多的“长寿”基因。

那么为什么会存在帮助生命前期,不利于生育后期的基因? 这要从生命过程的本身开始理解,单细胞生物是可以无限分裂下去的。 而人这样复杂的生物,由各种分化过的细胞构成的,不同的功能的细胞组成了一个有机的整体。在人身上的细胞大部分从基本结构上来说和单细胞生物没有什么不同,能构成人,需要被控制,才能和其他细胞交互作用和整合。 这种控制的主要机理之一就是抑制细胞的分裂次数。特定功能的细胞分裂次数有限受控这是构成复杂生命的基本机制。 人体内, 只有生殖细胞将来可以无限分裂下去(当然, 一个细胞就能分化长成一个新生儿嘛)。另外一种可以无限分裂下去的, 就是臭名卓著的癌细胞。

因为分化过的身体细胞的分裂次数有限,细胞又因为新陈代谢受到自由氧基和葡萄糖的破坏。综合起来就构成了老化。 这是成为高层次生命必须放弃的东西。 而又因为只有生育之前起效的基因能参与自然选择。 人的老化过程, 由人的生育时间选择而来。从数万年前就被定格在120岁。

书的最后一章试图说明, 这个老化过程不以人的意志为转移, 比如运动是没有用的, 运动只能帮助肌细胞和骨骼, 让人看上去更健康, 更少患病, 但是不能减缓人体的衰竭。

因为现代人类的生存环境的改变大大超过了自然进化的速度, 人的基因组还未经过现代社会的适应性选择, 如果想真正延缓衰老, 基因工程实际上是有用武之地的, 比如鸟类已经事实上被选择出了延缓衰老的基因, 是否可以借助相关的机制帮助人类延寿,这是作者在书末提出的问题。

回到文章开始提到过的, 生命是个复杂的过程, 其中存在着各种互相关联的作用机制。 传统的思维方式从一点出发, 并不能很好的应对。 人总想活的更久一些, 但是话的更久是否真的好呢? 是个问题。