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4.1 生命之谜 | 人类到底能活多久?

作者:张宗玉

2019-04-11·阅读时长7分钟

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张宗玉老师是北京大学医学部生化系教授。从上世纪80年代初,她在国内率先开始进行细胞衰老方面的研究,至今仍坚持在教学一线。她与爱人童坦君院士共同将分子生物学与细胞生物学理念与技术系统引入我国衰老研究,并于2004年主持成立北京大学衰老研究中心,力求通过多学科交叉融合,共同探索人类衰老这一现代医学前沿课题。在这一讲,她将为你讲述关于人类衰老的基础理论,揭开“寿命”的神秘面纱。

4.1 生命之谜 | 人类到底能活多久?

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三联中读的朋友们,大家好,欢迎收听“解码人类:探秘生命真相的科学课”,我叫张宗玉。我是北京大学医学部生化系教授、北京大学衰老研究中心常务副主任。从上世纪80年代初,我开始进行细胞衰老方面的研究和教学,至今已经快四十年了。

这一讲,将由我来为大家讲述人的长寿与衰老。这一讲的第一节,我们先来说说,人类的寿命,以及影响寿命长短的因素有哪些。

健康长寿是生命科学永恒的课题,不仅是老年人关心的问题,也是我们大家共同关心的问题。因为诸位可能今天是年轻人,但也是未来的老年人。生老病死,是生物界普遍的规律,谁也抗拒不了。很多人都想长生不老,古代多少帝王将相想尽一切办法长生不老,比如秦始皇炼丹,结果怎么样呢?仍然是乘仙鹤而去。衰老不可抗拒,但衰老的过程是可以延缓的。经过对于衰老机理的探索,我们可以延长老年人的健康期,缩短带病期,提高老年人的生命质量,延长寿命是完全可能的。

人类的平均寿命和最高寿限

下面我首先给大家讲一讲,我们人究竟能活多大岁数?人类的平均寿命最高寿限究竟是多少?

关于最高寿限的计算方法,一共有两种:根据哺乳动物的生长期,乘上一个5~7的系数;或者是用它性成熟期乘上一个8~10的系数。这样计算,我们人类最高寿限应该是120~150岁。《黄帝内经》也有记载,百岁是“天年”。我们一般科学者认为,人类最高寿限可以活120岁。

我们人可活到120岁,譬如鼠类的最高寿限是3~4年,大象是62年,猴子是28年,犬是10~15年。不同物种,它的最高寿限是相对恒定的。

不同物种的最高寿限相对恒定

生命科学小百科:

· 最高寿限的计算:公元前300多年,希腊哲学家亚里士多德就注意到哺乳动类动物寿限与生长期或性成熟期有关。18世纪法国生物学家布封认为,哺乳类动物寿限约为生长期乘以5~7。

为什么我们不能够人人都活百岁?最高寿限指我们的生理性衰老,是自然衰老过程,即“应该活这么长”。但是往往因为疾病或者其他的因素,人活不了那么长,这也就是我们下面要说的平均寿命。

平均寿命是指一个特定历史阶段人群寿命的平均数。原始社会,人的平均寿命是18岁;解放前我们中国人平均寿命是35岁;解放后,由于人民生活水平的提高,医药卫生事业的改善,科学技术的发展,以及和平环境等等因素,我们中国人的平均寿命有了大幅度的增长,现在北京人的平均寿命达到80多岁。

人类寿命的长短由什么因素来决定呢?不外乎环境因素和遗传因素。遗传因素对一个物种寿命起决定作用,遗传因素决定物种的最高寿限。比如前面我讲了人最高寿限是活120岁,条件再好,耗子也不可能活120岁,所以各个物种的最高寿限是相当恒定的,而平均寿命就不同了。

我们生存的外界环境即环境因素,它决定同一个物种里的平均寿命。但是环境再好,无法改变物种的最高寿限。比如说我们人能活120岁,环境再好耗子能活到120岁吗?那就成《西游记》里的耗子精了。

何时出现衰老现象

那么,我们人活多大岁数就会出现衰老现象?人从出生到16岁,各个组织器官的功能直线增加,16岁到30岁之间是一个平台期,比较稳定。到了30岁以后,我们各个组织器官的功能就逐渐地下降。但是我们在35岁以前,感觉不到组织器官功能在下降;35岁以后,会逐步感觉到。而且衰老的速度随着年龄的增加在加快,比如人在50~60岁时的衰老速度要比40~50岁时快。

各组织、器官功能随增龄下降

随着年龄增加,组成我们人体的各个组织器官功能表现出怎样的下降呢?我们先看神经传导速率。我们以30岁时每个组织器官功能为100%计算,随着年龄的增加,神经传导速度每年以0.4%的速度下降。所以老年人反应迟钝,动作缓慢,记忆力下降。

心脏方面,我们心脏输出量每年以0.8%的速度下降。同时,我们肾小球滤过速率每年以1%的速度下降。什么叫肾小球过滤速度?就是尿的浓缩能力。老年人跟年轻人同时喝水,老年人一会儿就要起来上厕所了,因此老年人也爱起夜。再看看肺功能,老年人肺活量小,肺的最大呼吸量每年也以1.1%的速度下降。 所以随着年龄的增加,各个组织器官的功能直线地进行性地下降,其中以肾和肺功能下降的速度最快。

生命科学小百科:

· 神经传导速度:神经传导速度是用于评定周围神经传导功能的一项诊断技术,通常包括运动神经传导速度(motor nerve conduction velocity,MCV)和感觉神经传导速度(sensory nerve conduction velocity,SCV)的测定。

· 心输出量:心输出量(cardiac output,CO)是指左或右心室每分钟泵出的血液量。即心率与每搏出量的乘积。如心率以75次/分钟计算,则心排出量在男性为5~6L,女性略低些。心排出量随着机体代谢和活动情况而变化。在肌肉运动、情绪激动、怀孕等情况下,心输出量均增加。

· 肾小球滤过率:单位时间内(每分钟)两侧肾生成的超滤液量,称为肾小球滤过率。是衡量肾功能的重要指标之一。

· 肺活量:肺活量(vital capacity,VC)是指一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体总量。

寿命的性别差异

我们大家知道,社会上有一个普遍的现象,不管是国内还是国外,农村还是城市,南方还是北方,都是孤老太太多,孤老头子少。为什么?这就是寿命的性别差异。

1991年,日本厚生省做了一个统计。当时,日本男性的平均寿命是76.09岁,而女性是82.22岁;香港男性的平均寿命是74.90岁,女性平均寿命80.53岁;瑞典、冰岛都有如此趋势。一般来说,女性的寿命要比男性要长六岁左右。

▲美剧《柯明斯基理论》剧照

为什么呢?这个普遍的社会现象引起科学家的兴趣,他们进行了探索,提出以下的一些看法: 

首先是遗传因素。女性性染色体是XX,而男性性染色体是XY。清除自由基的相关的一种酶——6-磷酸葡萄糖脱氢酶,决定它的基因定位在X染色体。所以就抗氧自由基损伤的能力来讲,女性比男性要强。同时,调节细胞增殖、细胞周期的有关的一些酶,其基因也定位在X染色体。这些酶可能在人类衰老过程中起重要作用,因此女性在细胞周期调节方面就比男性要优越了。

除了遗传因素以外,还有的学者认为这和激素影响有关。女性雌激素水平高。雌激素会促进生长激素催乳素的分泌,加强胸腺功能,提高免疫力,使女性抗感染疾病的能力高于男性。雌激素也有利于体内的胆固醇脂蛋白代谢,因而使女性动脉硬化、心脏病患病率比男性低。有文献显示,女性动脉硬化和感染性疾病患病率和死亡率的高峰要比男性晚10~15年。

生命科学小百科:

· 厚生省:原日本政府部门,负责医疗卫生与社会保障,2001年已与劳动省合并,改组为厚生劳动省

· 性染色体:人类体细胞具有46条染色体,其中44条(22对)为常染色体,另两条在性发育中起决定性作用,称为性染色体(sex chromosome)。目前已知人类有X和Y两种性染色体。女性的两条性染色体,大小与形态完全相同,称X染色体。男性的一条与X相同,另一条则小得多,称Y染色体。

· 自由基与氧自由基:自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。细胞经呼吸获取氧,其中98%与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合,转化为能量,另外2%的氧则转化成氧自由基。外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基。过多的氧自由基有破坏作用,导致人体正常细胞和组织的损坏,从而引起多种疾病。

· 6-磷酸葡萄糖脱氢酶:6-磷酸葡萄糖脱氢酶是一种存在于人体红细胞内,协助葡萄糖进行新陈代谢的酶。在代谢过程中会产生一种还原性物质能以保护红细胞免受氧化物质的威胁。

· 雌激素:雌激素(Estrogen)是促进雌性动物第二性征发育及性器官成熟的物质,由雌性动物卵巢和胎盘分泌产生。雌激素的受体分布在子宫、阴道、乳房、盆腔以及皮肤、膀胱、尿道、骨骼和大脑。雌激素具有广泛而重要的生理作用。

· 生长激素:人体主要激素之一,促进骨骼、内脏和全身生长,促进蛋白质合成,影响脂肪和矿物质代谢,在人体生长发育中起着关键性作用

· 催乳素:也称泌乳素,是脑垂体所分泌的激素中的一种。妇女在怀孕后期及哺乳期,泌乳素分泌旺盛,以促进乳腺发育与泌乳。

· 胸腺:胸腺是位于胸部上方的一个小腺体,是人体重要的中枢免疫器官,是T淋巴细胞分化、发育和成熟的场所。T细胞在胸腺中分化、发育成熟后,通过淋巴和血液循环而分布到全身的免疫器官和组织中发挥免疫功能。

· 胆固醇:一种环戊烷多氢菲的衍生物。胆固醇广泛存在于动物体内,尤以脑及神经组织中最为丰富,在肾、脾、皮肤、肝和胆汁中含量也高。胆固醇在体内有着广泛的生理作用,但当其过量时便会导致高胆固醇血症,对机体产生不利的影响。

· 脂蛋白:一类由富含固醇脂、甘油三酯的疏水性内核和由蛋白质、磷脂、胆固醇等组成的外壳构成的球状微粒。脂蛋白对于昆虫和哺乳动物细胞外脂质的包装、储存、运输和代谢起着重要作用,脂蛋白代谢异常与动脉硬化症、糖尿病、肥胖症以及肿瘤发生密切相关。

好的,本节的内容就先讲到这儿。本节中涉及的内容和图片可以在我们的文稿中看到。下一节中,我们要聊一聊,人为什么会衰老,谢谢。

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文章作者

张宗玉

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北京大学医学部教授,北京大学衰老研究中心常务副主任

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