人体的细胞与万物生长一样,有发生、发展、成熟和衰老的过程。细胞在生长过程中随时面临DNA的损伤,会产生“垃圾”,细胞就会通过自噬来清除自身“垃圾”恢复正常状态。
细胞自噬(Autophagy)是一种“自己吃自己”过程,是细胞维持物质周转的重要机制。 当细胞内出现衰老的蛋白质、损坏的细胞器等废弃物时,自噬囊泡会将它们包裹并送至溶酶体中进行降解并得以循环利用,从而确保细胞本身的代谢需求和某些细胞器的更新,对细胞的存活至关重要。
细胞自噬的过程(图片来源:华威大学)
自上世纪60年代被发现以来,科学家们一直在不断地对其相关机制进行探索,后续研究发现,自噬与衰老存在密切的关系。
早在2003年,得克萨斯大学西南医学中心(UT Southwestern)的Beth Levine团队证实,自噬关联的基因机制对于长寿突变线虫的寿命延长至关重要。“从那以后,关于‘自噬是延长寿命的关键机制’的观点尤为火热。”
衰老与自噬
从微观上来看,衰老是细胞内清除代谢废物的功能减退,从而使异常蛋白和功能受损的细胞器过度积累,致使组织器官生理功能不断下降,最终导致细胞衰老死亡。
而目前研究普遍认为,细胞自噬和机体衰老之间具有非常密切的关系,自噬直接或间接参与了各种真核生物衰老的调控过程。与此同时,随着年龄的增长,细胞的自噬功能也会逐渐减弱,而自噬基因的功能丧失也会进一步导致机体寿命缩短,从而形成恶性循环。
图片来源:Pixabay
科学家们通过一些实验的相关数据来看,自噬水平的降低会加速衰老的进程。这也反向证明了自噬具有抗衰老的作用。
自噬的激活
目前研究认为,限制热量摄入是生理条件下激活细胞自噬的最有效的手段。热量限制不仅可以激活能量感受器AMPK以及长寿基因SIRT1,还可以抑制胰岛素和胰岛素样生长因子信号,抑制mTOR的活性。这些物质均是自噬的启动信号通路的关键信号分子,这使得自噬过程与热量限制理论联系在了一起,进一步证明了自噬具有抗衰老的作用。
也就是说,少吃,不仅会帮助你减肥,还刺激细胞自噬,延缓衰老,延长寿命。所以,敢不敢来试一试呢?
不过,热量限制并不是说让你啥也不吃,达到一个“修仙”的状态。控制热量使其低于以往自己日常摄入量,或者低于身体状况相似人群的日常热量即可。少吃的同时也要摄入足够的矿物质和维生素,不然很容易导致营养不良。
那除了热量限制,科学家还发现过哪些手段可以来激活细胞自噬呢?
1、内质网应激诱导物
内质网中未折叠或错误折叠蛋白的积累会导致内质网发生应激反应。研究数据表明,内质网应激是自噬的一个强有力的诱导剂。内质网应激通过负向调节AKT/TSC/mTOR通路而增强自噬水平。
常见的内质网应激诱导物有:布雷菲德菌素A、毒胡萝卜素、衣霉素等。它们通过刺激内质网,使得表达Beclin和LC-3II增加,从而提高自噬水平。
2、 雷帕霉素类激活剂
雷帕霉素又称西罗莫司,是目前最有效的自噬诱导剂,具有很强的抗真菌和免疫抑制活性。它与免疫亲和蛋白FK506结合蛋白12 (FKBP12)形成复合物,从而稳定raptor-mTOR结合,抑制mTOR的活性。
但由于雷帕霉素对细胞的分子信号通路存在相当大的副作用,这阻碍了它在疾病治疗中的应用。于是一些替代物便孕育而生,如替西罗莫司 (代号为CCI-779)、依维莫司和AP23573等。
3、海藻糖
海藻糖是威格斯于1832年首次从黑麦麦角中提取出来的,它可以在细胞表面形成独特的保护膜,有效地保护蛋白质分子不变性失活,从而维持生命体的生命过程和生物特征。
近年来,有研究发现,海藻糖是一种自噬激活剂。同时,海藻糖可能是治疗阿尔兹海默病和朊病毒两种神经退行性疾病的潜在治疗措施。值得注意的是,海藻糖除了具有自噬诱导作用外,还可以通过降低线粒体负荷来保护细胞免受促凋亡损伤。
4、其他
研究数据表明神经酰胺具有自噬上调的功能。此外,白藜芦醇、多酚、小檗碱、青蒿素、芝麻醇以及精胺类物质等在内的多种天然化合物也具有激活自噬的作用,并且已成为药理学家关注的焦点,但目前关于这些物质的作用机制和潜在副作用的认识尚不完全。
增强细胞内部“清洁”体系有望延缓衰老、防御与衰老相关的疾病,这些研究对于人类健康、药物研发也有着重要意义。看到这里,你是否真正了解自噬与衰老的关系了呢?如有什么疑问,欢迎在评论区留言哦~
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