細胞氧化與衰老的原因淺談

何秀波

摘要：本文基于細胞理論，對造成細胞氧化與細胞衰老的原因進行了詳細的說明，列舉了目前科學界較為認可的幾大學術理論，包括有體細胞突變理論、自由基氧化理論、端粒理論以及代謝廢物累積理論這四大理論，以期對相關研究人員提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：細胞;氧化;衰老

【中圖分類號】 R206? ? 【文獻標識碼】 A? ? ? 【文章編號】2107-2306（2021）17--01

自古以來，人類都在尋找可以延緩衰老的方法。近些年，科研人員通過對氧化細胞和衰老細胞的深入研究發現，細胞的氧化與衰老是造成人體衰老的重要原因，但究竟是人體內外部的何種因素導致了細胞的氧化和衰老還有待進一步研究。掌握細胞氧化與衰老的原因，對抗衰老方法的研究具有十分重要的理論價值。

1細胞氧化與衰老的概念

1.1細胞氧化

細胞氧化，實質上就是細胞的呼吸過程，具體過程就是生命體內的線粒體對細胞內的能量物質進行分解和氧化，在釋放生命體所需能量的同時也排出了CO2和H2O。換句話說，細胞的氧化過程就是生命體催化酶對體內的復雜分子進行降解，從中生成水、二氧化碳以及能量，細胞的氧化過程會加速生命體細胞的衰老。

1.2細胞衰老

所謂的細胞衰老就是指在生命體成長過程中，細胞會隨著時間的流逝在增殖分化以及基本功能上產生衰退的現象，其目的在于維持體內細胞的有序更新和數量平衡。在衰老的細胞被生命體清除的同時，新的細胞就會從相應的組織器官生成，以補上原有衰老細胞的空缺，有序的新老細胞交替能有效維持生命體的正常運轉。

2細胞氧化與衰老的原因分析

2.1體細胞突變理論

1959年，斯拉德利用實驗老鼠進行了電離輻射實驗，結果發現其加速了老鼠的老化進程，而其中短命老鼠的染色體畸形率要明顯高于較為長命的老鼠。根據電離輻射引起的基因突變以及壽命縮短的實驗結果，斯拉德提出了體細胞突變理論。該理論認為，由于自發或誘發等原因會造成體細胞的突變，影響細胞內功能性蛋白質的正常生成，從而使得細胞逐漸喪失了功能基因。當細胞突變的數量達到生命體可以負荷的臨界值時，就會造成細胞的衰老和死亡。簡單來說就是，細胞突變所引起的細胞形態改變以及功能衰退是造成細胞衰老的重要原因。

但是，這一理論也有一些無法解釋的現象，如造成細胞衰老的原因究竟是細胞損傷的增加還是細胞內染色體自我修復能力的減弱。此外，一些科研人員也利用果蠅、黃蜂等實驗動物進行了實驗，根據對比染色體突變的結果發現，在很多情況下體細胞突變并不會造成生命體的衰老。因此，體細胞突變與細胞衰老之間的關系還有待進一步地探究。

2.2自由基氧化理論

自由基是生命體正常新陳代謝過程中的產出物，其環境適應能力很強，不僅會造成細胞內多種物質的氧化，損傷機體生物膜，而且會使蛋白質以及核酸等大分子物質產生交聯，從而大大影響了生命體功能的正常運行。

基于對自由基的深入研究，1956年，自由基的氧化理論由Denhan Harman率先提出。他認為，當生命體進入衰老階段，其體內的自由基便會增多，而因為生命體體內免疫系統的清除功能的衰退便會導致過度的自由基在體內積累。當自由基的累積數量超過生命體的自我恢復能力水平的時候，生命體內的各種器官組織就會出現機能混亂的現象。同時，他也認為自由基的生成會造成生命體內脂質的過度氧化，進而造成生物膜穩定性的破壞，并且在體內產生褐質素，大大損傷了細胞內的線粒體DNA以及核內DNA，引起蛋白質的氧化，從而造成了細胞的氧化和衰老。

自由基氧化理論確實可以解釋一些現象，如自由基抑制劑能有效增強細胞的活性從而延長細胞壽命，但該理論無法證明自由基是造成細胞衰老的直接原因，也無法解釋是什么原因造成了衰老生命體自由基清除功能的衰退等問題，因此，該理論還有待進一步的試驗證明。

2.3端粒理論

1971年，前蘇聯理論生物學家Alexey Olovnikov提出了端粒學說。他認為，由于DNA聚合酶自身的功能障礙，使得細胞在每一次的分裂過程無法實現染色體的完美復制，從而造成遺傳序列的丟失，最終導致細胞的衰老。

真核生命體染色體的末端是由很多重復的簡單遺傳序列和對應的蛋白質構成的復合結構，而這就是端粒，它的作用在于保證染色體序列的完整性以及解決染色體末端復制困難的問題。而端粒酶是由RNA和蛋白質構成的一種逆轉錄酶，其以自身的RNA為復制模板進行端粒序列的合成，之后將合成的端粒序列加至新生成的染色體末端。由于端粒酶的活性下降，使得每一次的細胞分裂就都會損失一部分的端粒序列，當端粒的長度短于細胞需求值之時，便會停止細胞的分裂活動，從而造成細胞的衰老和死亡。

大量的科學實驗已經證明了端粒、端粒酶與細胞衰老之間的關系，但其中仍有一部分現象無法解釋，如不同組織的體細胞的絲分裂能力與端粒長度的關系或者端粒酶由何種組織生成等問題。因此，端粒與細胞衰老之間的關系也須進一步的探索。

2.4代謝廢物累積理論

所謂的代謝廢物累積理論就是指由于細胞活性的降低，使得細胞既無法將細胞內的代謝廢物排出又無法將其降解，從而使得細胞內的代謝廢物越來越多，所占的空間也日益擴大，大大影響了細胞的正常功能運作，最終導致了細胞的衰老。

其中，哺乳動物的脂褐質沉淀就是一個有力證明。脂褐質形成于次級溶酶體內，由于自身獨特的緊密結構使其無法被完全水解，而且也無法被清除出細胞，因此就在細胞內越積越多，嚴重阻礙了細胞的運作，最終造成了細胞的衰老，在老年癡呆患者身上提取的細胞內就有大量的脂褐質沉淀。

3結論

隨著科學技術的不斷發展，我們堅信未來必定有更為科學的細胞氧化和衰老理論為人所知，破解人類衰老的秘密，從而為全人類謀取更大的福祉。

參考文獻：

[1]劉俊平.衰老及相關疾病細胞分子機制研究進展[J].生物化學與生物物理進展，2014，03：215-230.

[2]潘靜，陳金鈴.細胞衰老機制的研究新進展[J].中國病原生物學雜志，2015，07：123.