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博文

精液物质抗衰老的机理(修改补充版)

已有 11070 次阅读 2010-11-5 17:43 |个人分类:生命科学|系统分类:观点评述| 生命科学, 抗衰老, 精液, 亚精胺, 延年益寿

科学松鼠会游识猷先生前不久在科学网发问“服用精液,可以延年益寿吗?”先生尽管认可了精液物质亚精胺(spermidine)对某些初级动物延年益寿的实验事实,然而却没有对该实验现象作出科学合理的解读,甚至不留余地地否定了这项研究能被理解成:服用精液”有利于人类“延年益寿

先生在博文的最后介绍:

进一步研究显示亚精胺没有减少“程序性细胞死亡”,但减少了外伤性细胞坏死(necrosis)……

此外,外加亚精胺后,细胞内的亚精胺水平也显示升高。而当细胞缺乏亚精胺时,酵母平均寿命缩短,自由基累积。目前有种假说认为,自由基引起机体的氧化应激,正是衰老的起因。

总而言之,研究者认为,亚精胺对细胞和生物体有广泛作用,它抑制了许多已知与衰老相关联的过程,减少了自由基,延长了平均寿命。细胞内外的亚精胺均可促进自体吞噬作用,而缺乏亚精胺的细胞会发生一些与衰老相关的进程。

对此笔者在该文后面简单指出:“亚精胺益寿延年的机理就在笔者1995年提出的‘羰基毒化衰老学说’当中。”这里进一步介绍其中的道理,供学术探讨。

亚精胺的保健作用原理到底为何?简言之,“亚精胺‘益寿延年’的机理在于清除了体内在代谢过程中产生的羰基垃圾”!这些毒性羰基垃圾造成的细胞间质组织(主要为蛋白质,先不谈DNA)的交联、共轭、聚合、硬化、纤维化才是最常见的生物体的生理性的老化,例如皮肤起皱和血管硬化……当然这些毒性羰基垃圾的产生会被自由基氧化和非酶糖基化(糖尿病机理)过程加速。

也许有人要问,我们为什么要提出个羰基毒化衰老学说?很简单,因为越来越多的研究发现,自由基氧化与衰老过程不呈正相关(我们在前几年有系统的论述发表)!因为绝大部分自由基氧化损伤可被机体的防御系统有效地修复,因此笔者常常打比方讲:自由基伤害与真正的衰老改变之间隔了一道铜墙铁壁(Great Wall),研究“损伤-信号-后果-反馈之间的因果循环”永无尽头(这里包括遗传及细胞相关的因果循环衰老研究),这些研究对于高等动物的衰老过程基本是在隔墙挠痒——吃力不讨好。

那么动物体内到底是什么物质决定了衰老进程呢?说得通俗些,是那些能量代谢生化副反应产生的毒性生物垃圾(这里当然也包括氧应激造成的丙二醛等中间产物生物垃圾),学术上主要就是那些能够与氨基类生物分子发生交联共轭的不饱和羰基毒素。这就是所谓的“羰-氨交联”衰老过程——笔者与瑞典的博士导师Brunk教授在1995年提出的羰基毒化衰老学说的生化基础。“羰-氨交联”是笔者博士学习期间研究的专题——老年色素形成的关键生化过程。

因此,动物体内防御衰老的体系就可被简单地归纳为3个系统:1)抗应激; 2)扫垃圾;3)换零件。其中第2项——所谓“核心生化过程”——“扫垃圾”是一个长期被司空见惯(如,丙二醛是检测氧应激的金指标!)又被熟视无睹的极为重要的生化过程。生物体内诸多单胺类,多胺类,还有其它扫垃圾成分等生化物质均遭遇毒性羰基分子的反应胁迫而消耗减少或被原位抑制,从而造成我们日常的应激积累或亚健康疲劳的感觉。当然,在身体发炎发烧时,由于大量产生的‘免疫制造氧自由基’及羰基垃圾的涌现,我们格外感觉疲惫不堪或者疾患缠身。大量研究表明,补充胺类生物小分子药物来抗疲劳抗应激,几乎是用一个,灵一个,照到哪里哪里亮!每每都有“长命仙丹”的实验现象和结果出现!例如,本室已研究(并发表过专业学术论文)的相关小分子就有:褪黑素,肌肽,组胺,牛磺酸,吡哆胺,氨基葡萄糖,等等等等 ……

除了亚精胺,精蛋白(protamine)中富含的精氨酸也是哺乳动物保护命根子的重要成员。由于精元细胞及精巢组织是动物传宗接代的命运所系,以大量的富含氨基的精氨酸、赖氨酸或组氨酸‘保护生命的嫩芽’自然是我们的机体在进化过程中作出地极为“聪明地”科学选择!实际上精蛋白中富含的精氨酸等小分子不仅能‘扫垃圾’还有很强的杀细菌、灭病毒的功效(可检索与‘鱼精蛋白’相关的专业文献,此文不做细说)。研究显示,成熟的鱼精蛋白氨基酸残基的一半以上为精氨酸!这是一个多么令人不可思议的生物学奇观。对于人类来说,精氨酸和赖氨酸基本属于必需氨基酸,因此通过食物摄取相关物质应该是大有裨益,而不是该被“打入另册”,纳入“流言蜚语”的伪科学。

其实精液等生殖繁殖相关物质中除了亚精胺,精氨酸以外,还有多种雄激素也是益寿延年的宝贝。中医药早已把与生殖繁殖相关的组织器官和分泌物质遍了,这就是麝香、鹿茸、胎盘、骨髓、鸡胚、马尿、这'鞭’、那'鞭’被中医入药,并称“大补”的道理。西方医学研究发现性激素的诸多成果就是一些勇敢的探索者,首先在自己身上注入睾丸提取液,以求保健康抗衰老的基础上发展进步起来的。

 总之,尽管我们的广义衰老学说(Yin and Chen, 2005)已经从根本上解释了衰老生化机理(熵增生化),并且也得到了国内外老年学专业领域的认可,然而由于相关领域极为浩瀚,对于衰老机理的认识的混乱状态还将持续一段时日,对于该机理的生物学应用则更需要假以时日。不过无论如何,人类“清清楚楚地活着,明明白白地死去”已经尽在掌握之中。愿有识之士携起手来,一道为加速该项事业的发展,也为大家的健康长寿而共同努力。

 

游识猷先生的原文如下:http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=377623

服用精液,可以延年益寿

导语:这是最近在中文互联网上流传颇广的一则流言,它描述说,人类精液中含有一种特殊的化合物。外国科学家最近发现,在很多动物的食物中添加了这种化合物之后,它们的寿命大大延长了。精液居然是延年益寿的宝物!那么,这个说法是真的吗?

流言:精液其实是一种长生不老药。奥地利科学家发现,人类精液中的亚精胺具有抗细胞衰老的作用,能够延长生命。吃了这种化合物之后,动物们的寿命都大大延长了!

精液——最新发现的长生不老药! 奥地利研究人员发现,人类精液中的一种化合物亚精胺(spermidine)具有抗细胞衰老的作用,能够延长生命。

真相:
1.
真的有这项研究吗?

奥地利研究人员这项传说中的研究真实存在。奥地利格拉茨大学的研究者马代奥(Frank Madeo)与艾森伯格(Tobias Eisenberg)主持了这项研究,研究题为《亚精胺诱导的自体吞噬促进了长寿(Induction of autophagy by spermidine promotes longevity)》,发表在200910月的《自然细胞生物学》上[1]

所谓自体吞噬是细胞内形成溶酶体自我消化的过程,这实际上是一种生物体用来回收再利用损坏的细胞器、细胞膜、蛋白、其他细胞部件甚至整个细胞的机制。举例而言,营养物质缺乏的情况下,酵母就会利用自体吞噬,利用消化非必须的细胞部件所释出的养分,来维持自身必须的生命活动。而小鼠的肝细胞也会不断依靠自体吞噬细胞内消化超过10天的线粒体。自体吞噬还是细胞抵御外来感染的重要机制。此外,虽然尚无定论,但学界高度怀疑自体吞噬导致的整个细胞的解体属于一种程序性细胞死亡[2]

总之,自体吞噬对维持细胞生长与再生间的平衡至关重要。

亚精胺(spermidine)是种多聚胺,分子式为C7H19N3,分子量也不过145。但这个小分子可以引发细胞的自体吞噬(autophagy)作用。[3] 而此前的研究显示,随着细胞老去,细胞内的亚精胺浓度逐渐下降。但这二者间的因果关系并未确立。

虽然亚精胺最早确实是从精液中分离而被发现的,但它实际上是生物体内广泛存在的一种物质。用精液做卖点,有哗众取宠标题党之嫌。

2.这项研究都做了些什么?

研究者感兴趣的就是亚精胺对生物体的衰老与寿命的具体影响。为此他们用酵母、果蝇、线虫,人类细胞与小鼠设计了如下实验,每个实验均设有用于对比的不加亚精胺的对照组。结果如下——

加入4毫摩尔亚精胺组的酵母寿命是对照组酵母寿命的四倍。

果蝇(Drosophila melanogaster)亚精胺组的饮食中分别加入0.01毫摩尔、0.1毫摩尔、1毫摩尔亚精胺。结果:掺入的亚精胺浓度越高,果蝇预期寿命越长,最长亚精胺组果蝇寿命比起对照组延长了30%

饮食中加入0.2毫摩尔亚精胺的线虫(Caenorhabditis elegans)寿命比起对照组延长了15%

人类血细胞中加入最高浓度2毫摩尔的亚精胺培养,12天后,亚精胺组有50%的细胞依然存活,而对照组仅有12%依然存活。

亚精胺组小鼠的饮用水连续200天加入3毫摩尔亚精胺。生化实验结果显示,对照组的小鼠肝细胞的组蛋白H3显示出与衰老关联的酶解加工现象。亚精胺组小鼠则没有出现这种酶解。但亚精胺组小鼠的寿命变化则没有研究。 [1][4]

3.这项研究能理解成服用精液延年益寿吗?

不能。

虽然这项研究非常有趣也很有启发性,但它依然是一个很初步的研究。从研究结果就可以看成,亚精胺对单细胞酵母效果最显著,但随着生物体越来越高等,直接服用亚精胺的效果一直在下降。同时,对人类最有参考意义的小鼠寿命数据也依然缺乏。

要知道亚精胺这个化合物在人类身上效果如何,还需要进行更多的实验。更多的人类细胞研究,更全面的动物实验,如果数据合理,此后还要进行期限长短不一,规模从小到大的各期临床试验。如此,我们对亚精胺的有效剂量,毒副作用,有无其他安全隐患,整个疗程收益与花费又如何?在这些数据出来之前,过多的臆测并无益处,而短时间内要说亚精胺已经是可以应用于临床的长生不老药是非常不负责的断言。

关于亚精胺研究的一些延伸阅读:

进一步研究显示亚精胺没有减少程序性细胞死亡,但减少了外伤性细胞坏死(necrosis

此外,研究者还发现,对于基因变异导致自体吞噬机制有问题的酵母或果蝇,加入亚精胺的延长寿命作用就不明显。

此外,外加亚精胺后,细胞内的亚精胺水平也显示升高。而当细胞缺乏亚精胺时,酵母平均寿命缩短,自由基累积。目前有种假说认为,自由基引起机体的氧化应激,正是衰老的起因。

总而言之,研究者认为,亚精胺对细胞和生物体有广泛作用,它抑制了许多已知与衰老相关联的过程,减少了自由基,延长了平均寿命。细胞内外的亚精胺均可促进自体吞噬作用,而缺乏亚精胺的细胞会发生一些与衰老相关的进程。

参考资料:

[1]Eisenberg T, Knauer H, Schauer A, et al. Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. Nature Cell Biology (Published online) October 4 2009

[2]http://en.wikipedia.org/wiki/Autophagy

[3]http://en.wikipedia.org/wiki/Spermidine

[4]http://www.nhs.uk/news/2009/10October/Pages/long-life-pill-claim.aspx

 



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