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能量代谢应激与衰老生化本质——历史的回顾

已有 7290 次阅读 2010-1-3 17:48 |个人分类:生命科学|系统分类:论文交流| 能量代谢, 衰老, 本质, 应激, 生化

年前,应《实用老年医学》杂志邀请,以“能量代谢应激与衰老生化本质”为专题,组织国内衰老研究领域的相关专家写了一组系列文章。其中含:一篇引言,六篇专题。该杂志拟在2010年首期发表该系列专题。今得知系列文章付印,于是征得同意,也将在本博客栏中逐渐选择登出相关内容。一为加速衰老研究最新进展的介绍;二来因为衰老机理太复杂,需要加大科普力度;三为满足在前几次博文中有些读者对于了解‘衰老与运动疲劳相关探讨’的要求;第四当然也希望就此机会,请各位学者专家,品头论足,拍砖留念。

但今天自己复读了一遍,觉得文章有点太奥,亦有点太专,专业性多于娱乐性,跳跃性大于逻辑性,这里先请大家海涵,以后一定改进。真正想对衰老机理及其整体研究状况有一个系统认识的读者可阅读我八年前由科学出版社出版的高级科普书籍《破解衰老之谜》。

     今天先发系列论文第一段,前言:

能量代谢应激与衰老生化本质——历史的回顾

 

为了解释生物衰老现象,现代衰老研究已逐步深入到对衰老本质的认识。尤其是近百年来,老年医学工作者们已从不同层次和领域提出了许多学说,但总的说来不外乎两大类:一是认为衰老是一个由遗传基因调控的程序化过程;一是认为衰老是由环境伤害引起的随机过程。

随着高等动物机体主动衰老的可能性被学界逐渐否认,遗传因子损伤与生理性衰老的相关性也越来越遭到质疑。因为尽管直接的DNA损伤和突变与种种老年性疾病息息相关,但研究发现,与人体在漫长的衰老过程中无所不在的生理性蛋白质损变的积累相比,DNA损伤的明显特征恰是“往往造成机体的病理性改变”。因此,学界进一步提出“基因与防病、抗病、或生病有关,可以决定寿命,但不导致衰老”!那么衰老或者说机体老化的速度到底是什么因素在起决定作用呢?

大量的实验证据表明:应激决定损伤尽管由遗传因子调控的抵抗应激、新陈代谢、机体稳态和蛋白质更新的网络系统扮演着高等动物衰老的先天性制约因子和维护修复系统的角色,然而生化损伤导致的机体失修性改变,才是衰老的真正表现形式。狭义地看,能量代谢过程中被氧自由基应激和非酶糖基化应激以及所推举而出的羰基应激过程,似乎更能代表普遍的、深刻的、超越其它理论的衰老分子机理。从这里出发,进一步的分子共轭交联所造成的生物体的熵增性改变——不可修复的积累性改变,才是对人体生理性衰老的最为合适的物理化学诠释。这也就是我们提出广义衰老学说的理论基础。

20065月澳大利亚著名衰老研究科学大师 Robin Holliday 教授在纽约科学院院刊上发表了一篇令人触目惊心的文章——“衰老不再是生物学的未解之谜”。接着,2007年,以提出“细胞复制衰老”而享誉世界的美国加州大学教授 Leonard Hayflick,将他终于认清的关于解密衰老机理的几篇非常类似的文章在不同的场合频频发表,向世界宣告“生物衰老之谜已经终于解开”。

为了厘清该领域科学发展的脉络,让我们再简单回顾一下跨入21世纪的近十年来,发生在中国科学界的关于衰老机理研究的主要事件及其科学内涵。

2000年笔者回到祖国,在《生命科学研究》发表了“衰老研究的新纪元”,开始了在国内衰老机理研究的新长征。

2002年科学出版社出版了笔者的专著《破解衰老之谜》,向国内学术界完整地介绍了笔者与Brunk教授提出的“羰基毒化衰老学说”。

2003年,《中国老年学杂志》在第9期刊首,发表了笔者的文章,题为“衰老,生命与熵增之战”,在老年学研究领域首次一语道破天机地指出了熵增衰老的具体生化内涵——羰基应激作为自由基氧化和非酶羰基化的共性核心过程。

2005年初笔者与陈可冀院士撰写的“衰老机制,生化副反应损变的失修性累积”,将衰老机理的本质从千丝万缕的衰老基因的乱局中清理了出来,提出了能量代谢生化过程造成的损伤是衰老的驱动因子,而防御、更新、修复和代谢的基因网络对机体的维护共同决定了生物体的寿命。

20056月,笔者与陈可冀院士的英文综述文章——“衰老机理的本质”被美国老年学学会的权威杂志《实验老年学》杂志作为特异论文发表在刊首。进而获得了中国老年学最高奖——杰出贡献奖。

2008年春,我们在专业杂志向学术界正式宣告:“衰老,千古之谜的终结”。

无疑,我们根据老年色素形成的生化本质提出的羰基应激衰老学说,所谓“狭义衰老学说”,为进一步提出“广义衰老学说”,所谓衰老过程的核心驱动力为“生化副反应损变的失修性累积”打下了坚实的基础。

我们创新性地提出了自由基损伤生物大分子,自由基是外因,属于衰老衍变的启动因子和加速因子。而各种生化分子结构中的”烃---羧”功能团的衍变,是生化大分子的共性氧化衍变,是生命物质本身的变化,是衰老改变的内在物质基础(内因)。既是熵增衰老的具体生化内涵,也是人类衰老过程的生化本质。

我们的衰老学说突破了当前“从生物大分子(主要从基因和蛋白质)看生命奥秘”的思维局限,开拓性地提出了从生化反应的共性元素,“亚分子功能团”的水平,或所谓“表观基因组学,表观蛋白质组学和表观系统生物学水平”,看人类生理性衰老的共同分子机制的思想。在“亚分子功能团水平”,衰老以及老年退行性疾病的形形色色表演,都可以得到严谨的科学的诠释。

总之,我国生物医学科学家关于衰老本质的突破性研究成果,所谓“老应同源”和“老病同源”的新概念,标志着人类对于生命本质认识的重要突破,也标志着人类对于衰老千古之谜的生物化学以及生物物理化学解答的到来。



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