“長生不老”一直是古代王侯將相的追求,很多古代皇帝為了長生不老吃各種丹藥結(jié)果吃死了。
到了現(xiàn)代,經(jīng)過科學教育后大家知道“長生不老”是不可能的事情,但大眾依舊在追求更長的壽命。
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所以,到底是什么東西決定了人的壽命,決定了人死亡的時間呢?
影響人壽命的端粒
決定人壽命的第一要素是基因。對于生物來說,其身體機能的很多東西是打娘胎里帶出來的,后天很難改變,這其中最典型的案例就是壽命。
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(基因決定了人的很多東西)
目前來說基因決定人體壽命最重要的兩個領(lǐng)域,一個是端粒的長度,一個是DNA的穩(wěn)定性和自我修復能力。
所謂端粒,是存在于染色體末端的重復DNA序列。其主要作用,是保證每條染色體的完整性的功能。
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(端粒概念圖)
一個動物在誕生后,是由小體型變?yōu)榇篌w型的。在動物生長過程中,其體內(nèi)的細胞數(shù)量在不斷的提升。
細胞數(shù)量增加自然不會憑空出現(xiàn),而是由原本的細胞一分為二,二分為四分裂而來。
動物的體細胞分裂一次,其端粒也會分裂一次。而端粒的長度是固定的(正常情況下),它不會變長。
這也就導致了端粒的分裂次數(shù)是有極限的,當端粒的長度短到一定地步了,細胞的分裂速度就會變慢,乃至是停止。
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(端粒短到一定地步,細胞分裂速度就會變緩)
簡單來說就是,一個動物在剛出生的時候端粒最長。之后伴隨著這個動物生長,其細胞上的端粒會隨著細胞不斷分裂變得越來越短。
等這個動物的細胞端粒短到一定地步,動物全身的細胞分裂速度慢于細胞死亡速度時,就會出現(xiàn)這個動物身體內(nèi)細胞數(shù)量越來越少,體型越來越小的情況。
當然細胞分裂速度變慢也是有極限的,慢到一定地步后,其身體各項器官就會因為“活細胞數(shù)量不足”導致功能越來越弱。
哪個器官弱到衰竭了,這個動物就死了。
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(細胞分裂速度慢于細胞死亡速度,會先出現(xiàn)器官衰竭問題)
理論上,人體體細胞上的端粒長度一般支持其體細胞分裂50~60次,這個次數(shù)被稱為“海夫利克極限”。
在體外環(huán)境下,人體體細胞30~40個小時就能分裂一次,僅需2000個小時左右就能將50次分裂次數(shù)用完。
不過在人體內(nèi)部環(huán)境中,人體體細胞是“按需分裂”的,往往是數(shù)年分裂一次。
科學家們通過計算以人胚胎成纖維細胞為首的體細胞的分裂次數(shù)和在人體內(nèi)單次分裂所需的時間,認為人體極限壽命在120~150歲左右。
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(人類極限壽命在120~150歲左右)
此外對于端粒長度對于人體的影響,還有一個比較有意思的事情,那就是克隆動物的早衰問題。
正常動物的端粒是從其出生的那一刻開始就在不斷變短的。
克隆動物的“胚胎細胞”通常需要用一個成年動物的體細胞,而這個細胞的端粒已經(jīng)隨著動物體細胞分裂變短很多了。
所以克隆動物的體細胞端粒長度,天生就短正常出生的動物一截,這也就導致克隆動物往往會出現(xiàn)早衰的問題。
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(克隆動物的端粒天生就比正常動物短一截)
人類第一只克隆的哺乳動物——克隆羊多莉活到了6歲,而正常綿羊的壽命通常為12~15年,多莉的壽命只有正常綿羊的一半。
DNA的自我修復和癌癥
至于“DNA的自我修復能力”,則主要是保證人體不會生病。因為很多疾病都是因“基因突變”帶來的。
最典型的案例就是癌細胞。癌細胞就是正常細胞變異的,其往往有形狀不規(guī)則、喪失原有功能、不受免疫系統(tǒng)限制等等特點。
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(癌細胞概念圖)
當然最恐怖的一點,是癌細胞會無限增殖。
我們上邊提到端粒正常情況下長度是不會變長的,但癌細胞顯然是一個例外,絕大多數(shù)癌細胞突破了端粒的限制,能夠無限增殖。
對生物和醫(yī)學領(lǐng)域比較關(guān)注的朋友都知道“海拉細胞”這個名字,海拉細胞是一個名叫海里埃塔·拉克絲(Henrietta Lacks)的美國非洲裔女性的宮頸癌細胞。
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(拉克絲女士)
拉克絲女士于1951年去世,但當時從其身上提取出來的海拉細胞到現(xiàn)在依舊在增殖,并且活躍于全球各國的實驗室中。截止至目前,海拉細胞的增殖數(shù)量已經(jīng)超出了5000萬噸。
沒錯,1951年提取出來的幾個癌細胞,分裂到現(xiàn)在加起來已經(jīng)有5000萬噸了,可見癌細胞增殖有多恐怖。
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(海拉細胞已經(jīng)增殖了超過5000萬噸)
既然癌細胞是“基因變異”的細胞,那么只要能保證這種基因變異,就能保證人身體不出現(xiàn)癌癥。
這時候“DNA自我修復能力”的重要性就體現(xiàn)出來了。有的人DNA自我修復能力強,有的人弱,那么前者比后者更不容易得癌癥以及其它相關(guān)疾病,壽命自然更長。
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(有的人天生DNA更穩(wěn)定,自我修復能力更強)
影響人壽命的外部因素
當然,雖然基因?qū)θ梭w壽命的影響很大,但有科學家認為這種影響對人體壽命的影響只占30%左右。而生活環(huán)境、生活習慣等外部因素,對人體壽命的影響更大。
這一點比較典型的案例就是香煙。香煙燃燒的煙霧中富含多種有毒有害物質(zhì),這些物質(zhì)會殺死人大量的肺部細胞。
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(香煙會殺死大量肺部細胞)
肺部細胞大量死亡,那么就需要加快分裂速度,將少的細胞補齊。
肺部細胞更快的分裂,一方面端粒變短的速度大幅度加快了,另一方面細胞在同樣時間分裂次數(shù)增加,會提升細胞“基因突變”的風險。細胞基因一旦突變就會變成癌細胞,所以煙民總是更容易得肺癌。
當然,對于“人體的壽命”這種東西的界定也是一個哲學問題了。
很多人認為心跳停止就算人死了,但也有人認為心跳停止但大腦還在活動的話,這個人還算活著。
隨著人類醫(yī)療技術(shù)的提升,有越來越多的人經(jīng)歷了“瀕死體驗”,也就是大家常說的“人死亡之后知道自己死了”。
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(有越來越多的人遇到了瀕死體驗)
這種瀕死體驗,就是人其它部分身體機能已經(jīng)喪失,但大腦還未完全死亡所帶來的。
那么現(xiàn)在問題來了,如果將一個已經(jīng)死亡的人的大腦,安裝在一個機械的身體上,那么這個人算不算還活著呢?
毫無疑問的是,只要這個“機器人”還能正常活動,和人交流,有以前的記憶,那么絕大多數(shù)人都會認為這算還活著。
甚至就算人的大腦都完全死了,但是將其記憶、情感都完全移植到一個機器人身上,那這又算不算還活著呢?
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(繼承了人記憶和情感的純機器人,還算是或者嗎?)
所以隨著技術(shù)的提升,這樣的科幻場景可能逐漸成為現(xiàn)實,那時候人類的壽命就可能得到極大提升。
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