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抗老化機轉



什麼是老化

隨著年齡增長,各方面修復傷害的能力會下降。老化是傷害的累積所造成。

老化本身不是疾病,但是卻會增加罹病的風險,因此阻止逆轉慢性疾病最好的標的是針對老化著手。

老年化狀況與癌症有許多相似之處。癌症是細胞的異常獲得的結果,而老化的特徵在於適應性的生理功能損失,但癌症和衰老具有共同的起源,即廣泛且時間依賴性的細胞損傷,意即長期累積的細胞損傷,因此,癌症和衰老可以被認為是兩個不同表現形式的相同細胞損傷的積累的過程。

 

老化的現象

1.     外貌的改變

     毛囊色素製造減少 (白髮)

    皮膚彈性減少(皺紋) 體重逐漸增加或消瘦

2.     生理功能的改變

    女性會逐漸減少生殖能力(更年期)

    骨骼變得脆弱(骨質疏鬆)

    腸道消化更能下降

3.     細胞及分子生物層級

荷爾蒙的反應隨年齡增加而遞減(甲狀腺功能降低、胰島素阻抗增加)

    粒線體,重要的細胞內構造,可以製造能量,有細胞的發電廠之稱,也會隨著年齡增加而較無法產生 能量。

 

老化的九大標誌

基因不穩定性(Genomic instability)

端粒減少(Telomere attrition)

表觀遺傳改變(Epigenetic alterations)

蛋白穩態的喪失( Loss of proteostasis)

失調的營養訊號(Deregulated nutrient sensing)

粒線體失能(Mitochondrial dysfunction)

細胞老化(Cellular senescence)

幹細胞衰竭(Stem cell exhaustion)

改變的細胞間通訊(Altered intercellular communication)

 

上述的九項標誌中,以表觀基因改變最為重要。基因的訊息儲存在DNA,而表觀基因的訊息則儲存在染色質。DNA在細胞中並非如一團棉線雜亂無章的存在著,而是被組織蛋白(Histone)包裹著,而組織蛋白便是染色質中主要的蛋白質。表觀基因的訊息足以讓相同基因的個體,有成千上萬不同的表現。如果將基因體比喻為電腦,表觀基因可以比喻為軟體,不同的軟體,讓每一台電腦可以有許多不同的操作模式。

Sirtuins 是一個酵素,將組織蛋白的乙醯基(acetyl),改變DNA的包裹方式,開啟或關閉基因的作用,這個調節,可以改善DNA修復,增強記憶力,增加運動耐力,掌控我們的健康及存活。在作用的同時,需要NAD(nicotinamide adenine dinucleotide)這個分子,但是NAD會隨著年齡增長而減少,間接使sirtuins無法發揮功能。

另一個跟長壽有關的基因是mTOR,活化此基因需藉由營養素(胺基酸)的調節。在身體處於壓力時,這個基因會被抑制,身體開始關閉生長路徑,增加DNA修復、減少老化細胞引發的慢性發炎,最重要的是可以引發自噬反應(Autophage),在這個過程中,身體清除掉老舊的胞器,回收再利用細胞物質,以度過嚴峻的環境,增加生存率。

另一個調控代謝的單磷酸腺苷活化蛋白質激酶(AMPK)低細胞能量會使AMPK上升,減少生物分子的合成,包含生長所必需的分子,卡路里限制也會活化AMPK,這也是為何AMPK對於老化預防的重要性。此外AMPK會增加葡萄糖進入肌肉細胞,增加粒線體的製造,造成燃脂的效果。

值得關注的是,有一些壓力源,是可以成功誘發長壽基因,例如間歇性斷食、低蛋白飲食、暴露於過冷或過熱的環境(人體可以忍受的範圍),這個現象稱為毒物興奮效應(Hormesis),當此效應開始發生,感受壓力的基因開始活化,促使身體其他不重要的系統不再如此活耀,節省能源,以便存活久一點,這便是長壽及抗老化的開始。

 

參考文獻

1.     López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1194-217.

2.     David A. Sinclair PhD and Matthew D. LaPlante, 2019 <Lifespan: Why We Age―and Why We Don't>

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