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1程序衰老學說

此說認為衰老是由某種遺傳程序規(guī)定,按時表達出來的生命現(xiàn)象。近來又有實驗證明衰老細胞的胞膜上存在某種DNA抑制因子,可抑制年輕的DNA合成。本學說有以下幾個假說:①修飾基因假說;②密碼子限制假說;③重復利用基因枯竭假說;④DNA分子修復能力下降假說。

2體細胞突變學說

所謂體細胞突變,是指當生物在某些化學因素、物理因素、生物因素的作用下,如環(huán)境的輻射作用,或擬放射性媒質在體內(nèi)的積累,生物細胞中的遺傳物質發(fā)生了突然的改變,引起細胞的形態(tài)與功能失調(diào),從而導致機體的衰老。

3錯誤成災學說

奧格爾(Orgel)提出細胞在合成結構蛋白過程中完全有可能隨機地發(fā)生錯誤,包括摻入氨基酸的種類或氨基酸的排列位置的錯誤。如果出錯在與信息傳遞有關的DNA或RNA聚合酶,則會產(chǎn)生有差錯的DNA或RNA,由此會導致又一輪的合成錯誤。如果重復,導致錯誤按指數(shù)增加,造成災難,使細胞乃至個體衰老、死亡。

4自由基學說

這種學說認為,人體在生命活動過程中必然會產(chǎn)生一些自由基,自由基連鎖反應,能夠導致膜損傷及生物分子交聯(lián)。其結果由于酶活性降低,核酸代謝差誤,膜功能障礙,脂褐素堆積而引起細胞整合性的下降,最終導致機體的衰老和死亡[1]。

5交聯(lián)學說

布喬克斯汀(Bjoxksten)在20世紀60年代提出體內(nèi)甲醛、自由基等物質可以引起體內(nèi)DNA分子雙鏈間、蛋白膠原纖維間等大分子間的交聯(lián)。DNA雙鏈的交聯(lián)可在DNA解鏈時形成“Y”形結構,使轉錄不能順利進行。膠原纖維間的交聯(lián)可使纖維結締組織在正常交聯(lián)的基礎上過度交聯(lián),從而影響了結締組織的張力及韌性。故這種交聯(lián)可能引起各種不良后果而導致衰老。

6內(nèi)分泌功能減退學說

此說認為隨著年齡的增加,機體靶組織對某些激素或活性物質的反應性發(fā)生改變或明顯降低(如受體表達的降低)。激素的分泌失常,均可造成機體內(nèi)穩(wěn)定狀態(tài)嚴重破壞,導致衰老。如性腺功能的減退是衰老的早期信號之一。

7中樞神經(jīng)系統(tǒng)衰退學說

此說是認為,中樞神經(jīng)系統(tǒng)及大腦功能減退是衰老的重要原因。有研究表明,伴隨增齡,機體的膽堿系統(tǒng)功能衰退,導致中樞神經(jīng)生理異常,增加大鼠海馬ChAT的活性,可提高其空間學習的能力[2]。

8免疫衰老學說

此說認為隨增齡機體免疫系統(tǒng)功能下降,如T淋巴細胞功能下降,導致機體對疾病感染的抵抗力減弱,而且免疫系統(tǒng)的可靠性也下降,如老年人自身免疫疾病增多。在正常情況下,機體的免疫系統(tǒng)不會與自身的組織成分發(fā)生免疫反應,但機體在許多因素影響下,免疫系統(tǒng)把某些自身組織當作抗原而發(fā)生免疫反應的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對正常機體內(nèi)的細胞、組織和器官產(chǎn)生許多有害的影響,使機體產(chǎn)生自身免疫性疾病,從而加速機體的衰老與死亡。

9自身中毒學說

這種學說認為,生物體在自身代謝過程中,不斷產(chǎn)生一些有害于機體本身毒素。而衰老就是由代謝產(chǎn)物在體內(nèi)堆積,使機體長期慢性中毒而造成的。例如大腸內(nèi)的食物殘渣的積留,受細菌作用而產(chǎn)生酚、吲跺等毒素,逐漸使機體慢性中毒而出現(xiàn)衰老。

10衰老的色素學說

這種學說又叫衰老的渣滓學說,或有害物質積累學說。1842年,漢諾在動物神經(jīng)細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種褐色自發(fā)熒光的不溶性顆粒;1911年博斯特將它命名為脂褐素,又叫衰老色素。脂褐素(lipo-fuscin)可能由溶酶體、線粒體等細胞器中發(fā)生的脂質過氧化產(chǎn)生。所以脂褐素與體內(nèi)氧自由基生成有關。過度加劇的脂質過氧化反應產(chǎn)生過量的脂褐素,從而出現(xiàn)脂褐素沉著。脂褐素可在神經(jīng)、肌肉等組織器官系統(tǒng)廣泛沉著,大多數(shù)學者認為這種沉著對機體是相當有害的,是機體衰老的原因之一。

11溶酶體膜損傷說

溶酶體是一種細胞超顯微結構,它含有許多水解酶。在衰老過程中損傷了溶酶體保護膜,使水解酶釋放出來,引起細胞溶解死亡。人們發(fā)現(xiàn),在結締組織退化、衰老色素增加的部位,溶酶體膜會受到破壞。另外,脂肪過度氧化、紫外線、電離輻射和睪丸酮等是導致細胞損傷的原因,而應用某種膜穩(wěn)定劑或抗氧化劑,如氯丙嗪、腎上腺皮質激素以及抗組織胺類藥物,可以延長細胞或動物的壽命。由此認為,衰老的原因,可能與隨著年齡的增加,溶酶體膜受損,釋放水解酶,導致細胞的死亡有關。

12細胞凋亡學說

新近興起的細胞凋亡學說認為,細胞凋亡即程序化細胞死亡(programeolcelldeath,PCD),是一個主動的、有控的、在調(diào)節(jié)機體細胞群數(shù)量上起和有絲分裂互補作用的過程。研究表現(xiàn),細胞的衰老性死亡就是細胞凋亡,因此細胞凋亡與衰老密切相關,研究也表明,體內(nèi)過量自由基的堆積與細胞凋亡率的上升有密切關系[3,4]。

13端粒衰老學說

端粒學說是由美國抗衰老專家Harley于1990年提出的一個新的衰老學說。他認為位于染色體頂端的染色粒(端粒)的長度與衰老和壽命密切相關。端粒又稱端區(qū),其功能是保護染色體的完整性和穩(wěn)定性,防止染色體末端被酶解或兩條染色體的端區(qū)融合、丟失或重排[5~7]。Harley的研究證明端粒的長短與細胞分裂的次數(shù)有關。體細胞每傳代1次,端粒就縮短50~200bp(堿基對),當端?？s短到2000~4000bp時,正常人的雙倍體細胞就不能再進行分裂,細胞開始衰老和死亡。Bryma研究發(fā)現(xiàn),端粒的長度與端粒酶的活性有關,端粒酶的活性越高,端粒就越長,染色體的穩(wěn)定性、完整性越好,細胞分裂次數(shù)增多,壽命延長[8,9]。

14DNA損傷修復學說

人類細胞中的DNA在內(nèi)環(huán)境(如自由基)和外環(huán)境(如陽光中的紫外線、化學物質等)損傷因素作用下,DNA受損傷而致DNA鏈斷裂,以一條鏈斷裂為最多見。DNA鏈斷裂則遺傳信息不能準確無誤傳至下代,但細胞具有一整套修復DNA鏈斷裂的酶系,因此遺傳信息才能從親代傳至子代。持DNA損傷修復學說的人認為,生物衰老時,修復引起生物衰老。1999年美國麻省理工學院Guarente等人已將DNA損傷列為引起生物衰老的首要因素,這一領域的研究已成熱點,且已有人將此作為衰老的生物學年齡標志之一。

15線粒體DNA損傷學說

線粒體DNA(mtDNA)是細胞核外遺傳物質,占整個細胞DNA的0•5%,在細胞能量代謝中有十分重要的作用。在線粒體氧化磷酸化生成ATP的過程中,大約有1%~4%攝入的氧轉化為氧自由基。氧自由基最易損傷線粒體DNA,從而產(chǎn)生線粒體DN段缺失。臨床上老年糖尿病、老年癡呆癥(阿爾茨海默氏病)、帕金森氏病、心腦血管病等的患者,線粒體DNA均有不同程度的片段缺失。

16長壽基因和衰老基因學說

衰老基因和長壽基因是一個矛盾的兩個方面。動物種系之間極大的壽命差異是由于某些衰老基因的調(diào)控在起作用,經(jīng)過遺傳專家的探索,現(xiàn)已實驗確定的與衰老和長壽有關的基因已達10多種,這些基因或與抗氧化酶類的表達有關,或與抗緊張、抗紫外線傷害有關,有的通過其它的機制起著調(diào)節(jié)作用[10]。在人類衰老相關疾病方面,已發(fā)現(xiàn)Alzheimer病(AD)至少與5種基因及其產(chǎn)物相關[11]

17環(huán)境因素衰老說

內(nèi)、外環(huán)境對衰老進程與壽限都有重要影響。環(huán)境可通過損傷、負荷、疾病等方式影響衰老進程。氧負荷對細胞衰老有深刻影響,氧分子具有兩重性,既為生存必不可少,又具潛在毒性,對細胞的長期存活帶來不利影響。線粒體中約有1~4%的氧分子轉變?yōu)檠踝杂苫?。氧自由基還會影響DNA,引起DNA堿基交換、單鏈斷裂、姐妹染色體交換與蛋白質交聯(lián)等現(xiàn)象。氧自由基引起DNA損傷是影響衰老進程的重要因素。以上所述是有關衰老問題的一些主要學說,其中有整體水平的,有細胞間、組織、器官水平的,也有細胞及分子水平的。都有其一定的實驗基礎,但都是從一個側面來解釋衰老這一復雜現(xiàn)象,都有其局限性,還沒有哪個理論可以全面地解釋衰老的全過程。

人體衰老的過程是人體內(nèi)部環(huán)境各因素間、人體與外環(huán)境各因素間在生命活動的過程中不斷相互作用、相互影響的結果,其誘因是多種多樣的,其作用機理也可能也是多重性的。所以,衰老可能是多因素、多機理綜合作用的結果。