延缓衰老的“秘密”找到了？

“省电模式”

近年来，有不少科学家提出能源才是生命最核心的要素，很多疾病看似是遗传或者生物结构出了问题，但本质上都是因为能源供应跟不上导致的。

(资料图)

我们可以拿电脑做个比喻。如果一块硬盘的磁道坏了，电脑肯定会不正常，但有时还能凑合用。如果没电了，那这台电脑一定没法用了。

假如你用的是一台笔记本电脑，电量不足时可以将其设置成省电模式，此时电脑还可以工作，但各项参数的指标都降低了，用起来肯定不会太顺畅。同理，如果一只哺乳动物饿了几天肚子，它的大脑是否也会自动进入“省电模式”呢？

这就是爱丁堡大学的神经生物学家娜塔莉•罗什福特想要回答的问题。她和同事们用小鼠做实验，发现小鼠的大脑确实存在“省电模式”，其代价就是一些功能会受影响。

根据罗什福特博士在2022年1月29日出版的《神经元》杂志上发表的论文，当小鼠因饥饿而减掉了15%~20%的体重时，它会通过降低神经信号强度的方式来节约能量，其大脑视觉皮层的能耗因此减少了29%。这么做的代价就是小鼠的视力会变得模糊，对细节的分辨率大打折扣。

探秘衰老

人类是否也会如此？这个问题因为缺乏实验数据支持而暂无明确答案。但这个小鼠实验告诉我们，哺乳动物的大脑不会每时每刻都处于“满格”状态，而是会根据能量供应的多少调整其工作状态。事实上，一直有人怀疑某些神经系统的疾病并不是因为硬件的损伤，而是源于能量供应不足而导致的系统波动。

需要特别指出的是，这里所说的能量供应指的不是饮食状况，而是三磷酸腺苷（ATP）的供应量。ATP是细胞的能量来源，所有的生命活动都需要由ATP来提供能量。如果我们将ATP比作电能，那么线粒体就是真核细胞的发电机。所有其他形式的能源，无论是太阳能还是食物内蕴含的化学能，都必须先由线粒体转化成ATP才能被细胞直接利用。

目前最主流的理论认为，线粒体的祖先是一个细菌。大约在20亿年前，另一个古细菌将这个细菌吞了下去，后者因为某种原因没有被前者消化掉，而是和前者达成了一种共生关系，由后者负责为前者生产ATP，以换取来自前者的保护。

这个理论很好地解释了为什么线粒体具备很强的自主性，因为这是真核细胞内唯一自带基因组的细胞器。人类的线粒体基因组包含37个基因，负责编码和线粒体功能密切相关的13种蛋白质。其余的线粒体蛋白质则由细胞核内的核基因组负责编码。这两个基因组之间的配合度，就成了决定线粒体功能好坏的关键因素。有些人体内的这两个基因组天生不匹配，就会导致严重的线粒体病。

一种理论认为，衰老的真正原因就是两个基因组的配合度随着年龄的增长而逐渐下降，导致细胞因为失去了可靠的能量供应而无法行使正常的生理功能。

更新能力

衰老的真正原因是细胞失去了更新的能力，来不及修复损伤。这就好比一辆汽车，开久了总会有磨损，油箱里的油也会逐渐耗尽。但如果你能按时加油，并把磨损的部件及时换新，这辆车就可以一直开下去。对于细胞来说，新部件就相当于氨基酸、核苷酸和脂肪酸这些有机大分子，它们是合成蛋白质、核酸和细胞膜的原材料。汽油则对应于ATP分子，所有的ATP分子均来自线粒体。

为车加油和换部件需要去不同的地方，但ATP的合成和有机大分子的合成全都来自同一组化学反应，这就是三羧酸循环。食物中蕴含的能量，正是通过三羧酸循环被转化成ATP的。三羧酸循环还可以反向运行，其中每一步反应所产生的中间体，都可以被用来合成生物大分子。这个过程被称为合成代谢。这是维持细胞正常运转的关键步骤，因为细胞在其生命过程中一定会出现各种差错或者磨损，比如蛋白质老化、变性等，这就需要立即合成新的“配件”去替换。如果这个替换过程进行得不顺利，细胞就会积累大量废物，导致其活性逐渐降低，直至成为“僵尸”。随着年龄的增长，这样的“僵尸”细胞越积越多，其结果就是衰老。

一直有科学家试图通过人为补充ATP或者NADPH的方式来延缓衰老，但多项实验证明外源ATP或NADPH不但很难被细胞直接利用，还有可能影响细胞自身的其他代谢功能。

浙江大学的科学家用动物的细胞膜制成了一个载体，把纳米级类囊体单元裹在这个载体里面送入小鼠的软骨细胞，从而骗过了小鼠的免疫系统。之后，研究人员用光照来激活类囊体，使之开始生产ATP和NADPH，衰老的小鼠软骨细胞果然返老还童，关节炎的症状也得到了明显的缓解。

虽然这项实验的目的只是为了验证一下这个做法是否可行，但结果令人惊喜，未来有潜力成为治疗各种退行性疾病的灵丹妙药，甚至可以用于延缓衰老。不过，在美好的愿望变为现实之前，我们还是好好保护自己的线粒体吧。

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