公司已开始在面霜和苏打水等各种商品中添加抗氧化剂,声称它们可以清除细胞、预防癌症甚至延缓死亡。其理念是防止不稳定的氧分子(新陈代谢的正常副产品)损害细胞。但最近一项研究表明,就延长寿命而言,这些抗氧化剂可能并非答案。
衰老的抗氧化理论认为,身体使用的一些氧分子会带负电荷,使其具有反应性。因此,它们会通过损害细胞结构、蛋白质和DNA来损害健康并使身体衰老。细胞有一种天然防御机制——超氧化物歧化酶 (SOD),这是一种特殊的抗氧化剂,可以中和这些化学物质并防止它们损害细胞。根据内布拉斯加大学医学名誉教授丹纳姆·哈曼于 1956 年提出的理论,当身体变老时,SOD 预防氧化应激的效率会降低。在过去的 50 年里,这一被广泛接受的理论在研究中得到了证实:当 SOD 基因在小鼠、果蝇或酵母中被敲除时,这些生物体会患上癌症并且寿命缩短。
但在二月份的《公共科学图书馆·遗传学》杂志上,麦吉尔大学的西格弗里德·赫基米和杰里米·M·范·拉姆斯登克报告称,从小小的秀丽隐杆线虫土壤蠕虫中去除 SOD 具有完全相反的效果——它们活得更长。在实验中,蠕虫的五个 SOD 基因(主要在线粒体(细胞的能量产生细胞器)中起作用)中的每一个都被以不同的组合禁用,从而削弱了蠕虫产生抗氧化剂的能力。当研究人员关闭一个 SOD 基因(即 sod-2)时,线虫实际上寿命延长了 30%。在后续工作中,当四个基因被禁用时,蠕虫仍然具有正常的寿命。
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赫基米认为,这些发现彻底颠覆了整个自由基衰老理论。相反,他声称细胞损伤是衰老的产物,而不是实际原因。“这就像太阳每天早上升起一样——他们无法证明它会升起,”他在谈到自由基支持者时说道。“但我必须证明它不会升起。”
然而,这些经过改造的蠕虫并不健康;它们显示出氧化应激的迹象。如果没有抗氧化剂,它们的细胞将失去保护,在实验室外,蠕虫会死于疾病或癌症。但赫基米将这种情况与拥有正常寿命区分开来。他观察到,生物体可能会更虚弱,但寿命却更长。
其他科学家怀疑这些发现是否完全否定了自由基。圭尔夫大学的约翰·菲利普斯评论说:“你不能仅凭一篇研究单个生物体中单个基因的论文就对一个理论做出全面的结论。”他研究了果蝇黑腹果蝇中的 SOD。此外,秀丽隐杆线虫有五个 SOD 基因,而人类只有两个。“我认为我们需要了解额外的 SOD 在哪里运作,例如在组织或肌肉中,以及在哪些细胞区室中”,才能充分了解秀丽隐杆线虫中的氧代谢,菲利普斯说。了解蠕虫的生物学特性将阐明 SOD 的总体工作原理。
赫基米提出,他的发现可以支持另一种衰老理论——特别是代谢减慢或温度降低会减缓身体速度并使生物体活得更久的观点。一些研究对衰老的“生命速率”理论提出了挑战,但赫基米认为,“你必须采取该理论的更广泛版本,即事物发生的速率会影响寿命。” 他认为,在缺乏 SOD 的蠕虫中,自由基会损害线粒体,线粒体产生的能量较少,从而减慢生物体的速度。
赫基米的观点与根特大学的巴特·布拉克曼的观点形成对比,布拉克曼自己在 2007 年对秀丽隐杆线虫进行的实验使他排除了衰老的代谢理论。但布拉克曼也不认为自由基理论是唯一的答案。他指出,赫基米的研究与其他最近挑战该理论简单版本的研究相吻合。“所有这些论文的最终结论都是相似的:自由基理论存在问题,”他说。
那么,这对每个人都渴望的抗氧化剂意味着什么呢?合成抗氧化剂未能显示出对人类有任何明显的延长寿命的益处,自从哈曼提出他的理论以来,这一直是一个问题。尽管抗氧化剂肯定可以防止损伤,但对于它们能在多大程度上延缓衰老,仍然没有共识。“我很高兴有人挑战这个理论,”哈曼说。“这是我们完成任何工作的唯一途径。”