科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 应激

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

简述心境,邀情和应邀之间的区别。【回答问题】
ggjjhh 2017-2-16 10:33
简述心境,邀情和应邀之间的区别。【回答问题】 高金华 <看样子提问者是用手写输入法提出的问题—G> 你的提问有错字吧?问的是“心境、激情和应激”? 心境是一种深入的、比较微弱而持久的情绪状态,如得意、焦虑等。心境具有弥漫性和长期性。 激情是一种强烈的、短暂的、爆发的情绪状态。外部表现:面红耳赤、咬牙切齿、手舞足蹈,咬牙切齿、暴跳如雷。 应激是在出乎预料的紧张与危急状况下出现的情绪状态,是人对意外的环境刺激作出的适应性反应。 生理反应包括:体内肾上腺素分泌增加,心跳和呼吸加快,肌肉紧张……; 心理反应包括:心情紧张,急于摆脱困境,急于采取自己认为必要的一切行动…… 应激是人们面对危机的一种适应性反应,对人的生存既有积极意义,也有消极作用。 积极作用是在危急关头快速反应,使自己死里逃生,使他人转危为安。911事件中有不少人以难以想象的速度跑世贸大厦。 美国一个农场主的儿子被汽车压在底下,他的父亲竟然抬起汽车救出儿子。 应激的消极作用是生理活动和能量消耗超出机体的负荷,长期下去会降低机体的免疫功能,危害身体健康。 “应激”和“紧张”两个词在英文中都是“stress”,有时“应激”一词特指危机事件(应激源)所引起的生理变化(机体的超负荷状态),而“紧张”一词特指危机事件所引起的心理变化及其外在的行为反应,包括清嗓子、抽鼻子和坐立不安。 2017-02-12 10:26回答 2017-02-16 10:27改写
个人分类: 回答问题|3231 次阅读|0 个评论
急救车追尾不应忽视司机“应激”的影响
热度 3 lanxum 2015-7-26 07:38
急救车追尾事故不应忽视“应激”对司机的影响 150726 李健 事故描述:7月22日早晨,辽宁抚顺一急救车拉着患者在往医院返回途中追尾一辆等红绿灯的公交车,造成急救车上患者和一陪护家属当场死亡。 http://news.china.com/social/1007/20150725/20077731.html 看上去这起事故的直接原因是急救车或车速过快、或急救车司机忽视 瞭望 ,这似乎与大多数道路交通追尾事故原因一样。如果事故分析止步于此,将忽视急救车司机与普通车辆司机驾驶行为最大的区别,即是在执行接送患者紧急任务,容易遭遇患者病情加重、家属不断催促等突变紧急状态这一关键因素。 所以分析急救车事故,除了常规原因外,还应关注司机所处的紧急驾驶状态~即遇突变导致的应激(Stress)。“ 应激是在出乎意料的紧迫与危险情况下引起的高速而高度紧张的情绪状态。应激的最直接表现即精神紧张。 ”(百度解释)( 注:类似急救车,警车、消防车、工程抢险车也如此,它们是交通法规定的四种特种车辆。 ) 人在应激状态下,会发生哪些变化?按认知心理学观点,人体信息处理系统分为三个过程,即 感觉(信息输入)→判断(信息加工处理)→行为(反应) 。应激状态因为紧迫或危险情况的存在,首先会使人分心,注意力不集中、对外界环境认知滞后、认知不充分。其次在紧张状态下,人的判断推理活动受到一定抑制,理智成分减弱,本能反应增加(有或无、能或否两个极端的判断)。最后由于过度紧张,注意力只集中于眼前能看见的事物,造成惊慌失措,从而导致错误行为。 急救车追尾并不是普通车辆追尾,其中还夹杂着急救车司机或因进入应激状态而带来的注意力不集中、对道路环境判断能力下降及对车辆的把控能力下降的原因。关注应激因素,能科学公平地认识急救车司机的驾驶行为,和能正确分析由此带来的事故致因素。 预防急救车及类似事故的办法,可通过专门培训和实战演练,提高急救车司机比普通司机要求更高的对道路环境、他人行为因素的预知能力和抗副面情绪影响的耐压能力。另外,运用人机工程学知识,在正确认识人类在应激状态下缺陷特性的基础上,通过改善车辆内部驾驶环境、优化驾驶操作等手段,也能大为降低此类事故的发生率。 参考资料: 1、 安全心理与行为管理,邵辉、赵庆贤、葛秀坤等编著。 2、 浅谈急救车驾驶员预测能力与交通安全的关系,李少波、李增桌,中国急救网
个人分类: 行为安全|4859 次阅读|28 个评论
science—HSF-1介导细胞骨架完整性并决定温度耐受性和寿命
BJQXKY 2014-11-18 22:33
保守的热应激转录因子(又叫热休克转录因子)HSF-1在细胞抗应激和寿命决定中发挥关键作用。HSF-1的经典功能是调节细胞伴侣基因的编码网络,保护蛋白免受外部环境应激因素和内部与年龄相关的损害。利用秀丽隐杆线虫为实验对象,我们制作修饰的HSF-1株在不诱导伴侣蛋白表达情况下,增强了抗应激能力,延长了线虫的寿命。这种健康效应通过调节钙结合蛋白PAT-10实现。缺失PAT-10导致肌动蛋白细胞骨架受损,抗应激能力下降和寿命缩短。过表达PAT-10蛋白则使肌动蛋白纤维稳定性和抗应激能力增强,寿命延长。该结果表明在应激和衰老等状况下,HSF-1除了调节细胞伴侣蛋白外,在维持细胞骨架完整性和细胞功能方面发挥了突出作用。 原文链接: http://www.sciencemag.org/content/346/6207/360.full 文题:HSF-1–mediated cytoskeletal integrity determines thermotolerance and life span 摘要:The conserved heat shock transcription factor–1 (HSF-1) is essential to cellular stress resistance and life-span determination. The canonical function of HSF-1 is to regulate a network of genes encoding molecular chaperones that protect proteins from damage caused by extrinsic environmental stress or intrinsic age-related deterioration. In Caenorhabditis elegans, we engineered a modified HSF-1 strain that increased stress resistance and longevity without enhanced chaperone induction. This health assurance acted through the regulation of the calcium-binding protein PAT-10. Loss of pat-10 caused a collapse of the actin cytoskeleton, stress resistance, and life span. Furthermore, overexpression of pat-10 increased actin filament stability, thermotolerance, and longevity, indicating that in addition to chaperone regulation, HSF-1 has a prominent role in cytoskeletal integrity, ensuring cellular function during stress and aging. 上文由群晓生物翻译整理,科学推广,服务民众。他人或机构如需使用,请提供该原始链接地址。 北京群晓科苑生物技术有限公司主要经营生物医药领域的试剂、耗材和仪器。群晓生物致力于为用户提供优质的材料、技术和实验整体性解决方案,完美配合用户的科研创意和灵感。群晓生物立志把一流的产品、专业的技术和完善的售后服务献给广大用户。 北京群晓科苑生物技术有限公司 www.qbioscience.com www.qbiotec.com Tel: 010-84504282/64880108 qbioscience@126.com
个人分类: 科苑杂话|3343 次阅读|0 个评论
毒物兴奋效应HE与抗衰老研究(1-5)
热度 3 yindazhong 2011-5-17 22:06
1 前言 许多毒性物质对人体的急性毒害作用主要是剂量过高引起的中毒反应。一直以来,这种中毒反应让人们觉得毒性物质只有害处,而使得低剂量的毒物所隐含的 HE 的益处往往被掩盖和忽视。直到最近, HE 及相关的理论才开始被应用于疾病防治及衰老研究等领域,本研究室关于“中医治本”的科学解读恰与 HE 理论不谋而合 。其实,在现实生活中早就有过许多与 HE 相关的报道,比如说适量运动,虽然在生化水平会导致某些有害物质的产生,如:氧自由基、生物酸和一些毒性醛类物质,但众所周知,适当运动是有好处的,适当运动刺激的反馈改善作用是无可非议的生物学事实。 面对生物世界的诸多发人深省的 HE 现象,有些学者甚至提出:面对系统老化退化的威胁,机体故意要暴露在温和的应激状态之中,并以此来产生有益的包括健康和长寿的 HE 。因此 HE 可被定义为维护生命的有益效应,它源自细胞对温和应激的一次或者多次的应激反馈 。 在此,我们首先重温一下已经发表的种种相关的文献。在生物环境条件下,诸多应激因子使机体表现出在高剂量的时候被毒害,但是在低剂量的时候却能产生减缓衰老和延长细胞或机体寿命的作用。表 1 列出了几种主要的应激方式。 表 1 一些具有抗衰老效果的应激类型 应激种类 生理应激 生物应激 化学应激 热应激 食物限制应激 矿物质应激 超重应激 饮食成分应激 重金属应激 辐射应激 天然的 HE 素应激 氧化剂前体物质应激 运动应激 化学合成的 HE 素应激 然而,至今衰老领域相关的 HE 实验还是很少,主要是一些以温度应激和超重应激作为 HE 因子的研究。许多其它关于 HE 应激研究的描述,主要是以往文献的继承和推衍。这些应激研究还包括了辐射应激,运动应激,促氧化剂,营养元素及限食应激及相关影响等等。为了让 HE 可以作为一种调节衰老和寿命的基本方法被使用,我们先简要回顾一下相关的衰老生物学理论,这些理论指出衰老在生物学领域已不再是不解之谜 。 2 衰老的生物学基础 概述 以生物老化现象为研究目标的生物基础研究已经通过对生物整体,器官组织,细胞水平和生物大分子中解析衰老相关的改变,解开了衰老的神秘面纱 。这些研究数据表述的主要部分是由两位先驱 Leonard Hayflick 和 Robin Holliday 提出的现代衰老生物学。他们在一些中国学者提出“衰老是生化副反应损变的失修性累积”的基础上明确指出, 在生物学领域衰老已经不再是不解之谜 。当然这并不是说衰老领域已经没有研究的必要了,更不是说在每一个生物系统中关于衰老的所有信息都已经被了解了。而是, 他们的大胆断言指明衰老生物学基础的很多内容已经研究清楚,基础的框架也已经被确定了,至少这个框架的大方向不会因为新的实验数据而有太大的改变。基于大量研究数据,某些老化和寿命的一般原则可以得到清楚的表述,而这些将会成为健康老龄化及相关研究和发明的重要基础( 表 2 )。 表 2 : 以现代衰老生物学研究为基础的,衰老和寿命的一般原则 生命历史原则 衰老是自然发生的现象,其研究主要是在适宜的环境下让物种寿命超过其基本寿命,基本寿命的意思就是一个物种在野生环境下的寿命 。 分化异化原则 衰老的速率和进度在不同的物种中是不同的,在同一个物种不同的个体中,在同一个个体不同的器官和组织中,在同一个组织不同种类的细胞中,在同一种细胞不同的细胞个体中也都是不同的 。 衰老机制原理 衰老的特征是核酸,蛋白质和脂质中的分子损伤的连续累积的过程。对被损伤分子的无效和失败的维护更新及其修复是与年龄相关的损伤累积的主要原因。 生命历史原则 衰老是自然发生的现象,其研究主要是在适宜的环境下让物种寿命超过其基本寿命,基本寿命的意思就是一个物种在野生环境下的寿命 。 非遗传性原则 没有固定的和严格的遗传程序准确地决定生物体存活的长短时间,也没有哪个单一功能的寿命基因决定机体精确的寿命。 尽管与生物衰老相关的因素多如牛毛,但几乎所有的实验数据都显示衰老是自然发生的和与表观遗传相关的过程,并非只是被某个简单机制所控制的过程。即使在很老的个体上也没有组织器官或者生理系统因为老化而独自实现完全死亡,整体的联系和系统间的相互依赖决定了整个机体的生命长短。基因、环境和机遇的综合作用影响并决定了衰老的进程以及个体生存的长短 。 许多证据表明,物种的生存和寿命是靠其维持和修复机制的相互作用来防止其损伤和死亡的。所有的生物系统都有一定的内在的抵抗能力来抵消和适应内部和外部的应激干扰。传统的模型是机体稳态模型,自 20 世纪 30 年代以来机体稳态模型就主导了生物学、生理学和医学的诸多领域。然而用机体稳态模型来更进一步解释生物学生长,发展,变异,复制和衰老,甚至死亡的过程从严格意义上来说是不全面的。因为机体稳态模型是以不变作为最核心的原则,并没有考虑到能更好地描述生物体复杂性的一些新理念,如:系统论、控制论、灾难理论、混沌理论、信息理论和现代生物学的复杂的互动网络等。 1990 年以来,术语“平衡态”一词被越来越多地用来解释复杂的生物学系统的内部环境。平衡态理论认为机体环境并非是一成不变的或是静止的,而是各级组织间动态平衡和相互作用的结果 。衰老,老化和死亡只不过是机体内平衡不能维持时的最终表现形式 。大量的分子、细胞和维护、修复的生理机制已经被研究得很清楚了。这些平衡包括对细胞核以及线粒体 DNA 修复的通路,自由基的应对机制,蛋白质的修复更新,代谢产物的排毒机制,免疫响应和应激反馈等等。 这些机制包含了大量的维持或提升平衡态区域缓冲能力的基因,它们将最终决定个体存活和保持健康状况的机会和能力。所以,平衡态区域的逐渐缩小是衰老的标志和引起衰老相关疾病的原因。图 1. 是一张平衡态区域示意图,描述了在衰老过程中平衡态区域的缩小。在正常、健康、年轻的个体中, 维持和修复系统 的复杂网络组成了功能性的平衡态区域。因为即使在年轻的个体中,维持和修复系统也不能永远都 100% 有效,从而逐步导致了生物分子及其相互作用的分子网络的损伤积累,而产生了机体的“脆弱区域”,“脆弱区域”不断积累,直到一定时候开始产生与年龄相关的疾病,如:阿尔茨海默病、癌症、白内障、 II 型糖尿病、骨质疏松、帕金森病,肌肉萎缩症等,甚至导致死亡的发生。 图 1 平衡态区域示意图 图中白色部分逐渐缩小源于分子性损伤的累积,而年老后脆弱区域(阴影部分)的增加导致了衰老相关疾病的出现 。 评判平衡态生命系统的关键指标就是这个系统对应激的反馈能力。在本文中,术语“应激”可被理解为生物体接收到的某种刺激信号,这个信号可以是由某物理、化学、生物因素(应激因子)所产生。信号刺激以后,生命系统开始产生一系列的级联反馈效应,使机体抵消并适应应激环境从而生存下来。 虽然对于低剂量的应激,成功地或过度补偿地反馈会促进整体细胞和机体平衡态区域的增加,但是不完全地或者错误地应激反馈却会导致机体损伤和一些有害的应激效应,例如炎症和发烧等,以至最终可能导致机体死亡。平衡态区域因此可作为生命体平衡能力的重要指标,这就是为什么我们要研究 HE 的原因。 3 衰老中的热应激与 HE 3.1 生物体的热应激 温度应激,特别是高温诱导的热休克效应在衰老研究中被广泛应用于 HE 相关的实验研究。 选择热休克作为 HE 应激的主要原因是因为热休克通过进化上高度保守的应激反馈通路来起作用,其分子机制已基本被研究清楚 。 在酵母、线虫、果蝇、啮齿动物和人体细胞中,温和的以及严重的热休克效应已经有了大量的实验研究。举例来说, age-1 突变的雌雄同体的长寿型杆状线虫暴露在 30 ℃中 3-24 小时,比空白对照组的平均寿命增加了 很多 。同样,野生型的线虫暴露在 30 ℃中 6 小时,也可以增加他们的寿命,但是如果只暴露 2-4 小时就没有明显的效果。实验表明,线虫处于 35 ℃热休克应激中低于 2 小时不会使寿命延长。一项复合的应激研究显示线虫在 1 小时和 2 小时 35 ℃热休克处理之后寿命得到了延长 。另一个研究显示幼龄线虫在反复地温和热休克刺激下比单次的温和热休克刺激更明显地延长了寿命,这种效果与热休克蛋白( HSP )的表达相关。此外,在对果蝇的研究中,雄性自交系黑腹果蝇在几周的 70 分钟 36 ℃ 热刺激后表现出平均寿命的增加和死亡率的降低 。也有研究表明野生型黑腹果蝇每天暴露在 37 ℃ 热刺激中 5 分钟(以每周暴露五天为一个循环)只一周就比对照组的平均寿命长了 2 天 。但是,更长的暴露 则 对其寿命既没有有益的也没有有害的影响。另一个黑腹果蝇的研究把幼年蝇暴露在 34 ℃中四个周期,发现可以极大的增加雌蝇平均寿命和最大寿命,还可以增加他们潜在的致死热休克抗性。有趣的是,对于果蝇热休克的有益效应没有完全与 HSP 的浓度呈线性相关关系,这表明在新合成的 HSP 消失以后,有一系列 HE 的后续应激效应在起着作用。此外,热休克 HE 在果蝇的性别差异上表现得相差很大,这可能是因为雌性不得不在应激抗性与繁殖之间作出牺牲的缘故 。 3.2 体外培养人体细胞热应激及其抗衰老效应 有实验室采用正常人体细胞作了一系列温和热休克引起有益作用的实验,以验证 HE 假说,这些细胞衰老实验采用了 Hayflick 细胞培养体系及相关的细胞衰老理论体系。通过对人皮肤成纤维细胞进行有规律的温和热应激( 41 ℃中 1 小时,每周两次)以观察其复制寿命,研究发现了许多抗衰老效果(表 3 )。 基于预实验,研究者选择了 30% 响应值为最大的热休克应激条件,在此条件下,反复温和的热休克时,细胞生长和生存基本不受影响 。( 但这并非意味着对于这些细胞这是最理想的 HE 条件,关于剂量和时间长度的最佳条件,仍然还在研究之中。)研究者证明在反复温和的 41 ℃ 热休克而非 相对严重的 42 ℃热休克时,人皮肤成纤维细胞增加了复制寿命,并且保持或上调了 MAP 激酶、 JNK1 、 JNK2 和 p38 的水平 。 温和热休克诱导的 HE 在不同的人体细胞中具有广泛的作用,有研究表明,正常人体的表皮角质化细胞 (NHEKs) 也有类似皮肤成纤维细胞的结果。 NHEK 在反复暴露于温和热休克( 41 ℃)时 表现出各种细胞和生化毒物兴奋导致的抗衰老效果。这些效果包括年轻细胞的正常形态维持,复制寿命延长,蛋白酶活性增强和 HSP 水平增高等。 表 3 人皮肤成纤维细胞体外培养反复温和热休克的抗衰老 HE 的研究 类型 特性 HE 相关现象 细胞表型 细胞尺寸 缩小明显 细胞形态 不规则减少 复制寿命 增加 20% 伤口愈合 同比增长 30% 细胞生理表型 过氧化氢分解能力 增加 50%-140% 过氧化氢下生存率 增加 10%-18% 乙醇溶液下生存率 增加 10%-40% 紫外线暴露生存率 增加 5%-17% 分子伤害 氧化糖基化水平 减少 10%-30% 羧甲基赖氨酸蛋白水平 减少 20%-85% 脂褐素老年色素水平 减少 6%-29% 蛋白质羰基水平 减少 5%-40% 还原型谷胱甘肽水平 增加 3 倍 氧化型谷胱甘肽水平 减少 2 倍 糖诱导蛋白质伤害 减少 10 倍 分子机制 HSP27 水平 增加 20% - 40% HSC70 水平 增加 20% HSP70 水平 增加 7-20 倍 HSP90 水平 减少 50%-80% 蛋白小体活性 增加 40%-90% 11S 调节颗粒的含量 增加 2 倍 11S 调节颗粒的结合 增加 2 倍 JNK1 JNK2 和 p38 水平 增加 45%-70% 此外也有学者研究了热休克对钠 , 钾 -ATP 酶和钠泵的作用效果,在温和热休克刺激后其含量和活性均有显著的增加 。除了温和热休克在钠 , 钾 -ATP 酶分子机制和相互作用及其在衰老生化过程中的作用十分明显外,研究还发现,当 NHEK 反复暴露在 43 ℃时,产生了严重刺激下的有害效应,这与前述在温和刺激下的有益效应形成了鲜明的对照。 有研究发现,温和热休克在钙离子存在下加快了连续角质化细胞进入分化期的速度,这是用分化标志物(被膜素、 p38 和 HSP27 )检测出的结果。永生型的 hTERT-MSC 骨髓间充质干细胞,能被 RMHS 刺激促进分化。这种细胞暴露在单一或者多种温和热休克中,通过检测骨细胞标志物 —— 碱性磷酸化矿物化基质的水平,发现能明显加强维他命 D 诱导的 hTERT-MSC 的 分化。因此,热休克的 HE 机制在人体细胞分化上的作用为研究各种细胞的分化能力的加强铺平了道路。 另外防止衰老相关的改变可以引导修复如皮肤变薄、起皱和因为骨质的损伤而导致的骨质疏松症。另一些研究表明,温和热休克对人体细胞中的 HE 在促进伤口的愈合和加强体外血管生成上十分有用 。 举例来说,取自一组 41 ℃, 6 小时热休克条件培养的细胞,可以加快伤口治愈率约 17%-38% 。在加快伤口的愈合的同时还增加了 68% 的流动性和细胞的移动性,并使单个细胞个体伸长了 54% 。这些研究表明温和热休克诱导了细胞中的一个或者多个基因产物的高表达。此外这些分子还可以通过直接或者间接的方式刺激伤口的治愈,如抑制纤溶酶原激活物 PAI-1 等 。研究者们目前正在分析各种细胞迁移的分子标记,如:桩蛋白,踝蛋白,粘着斑来解析温和热休克诱导的促进伤口愈合的机制。 改善体外的血管再生是另一种温和热休克导致的 HE 。将正常人脐静脉内皮细胞 (HUVECs) 在 41 ℃或者 42.5 ℃中 预处理一小时,然后根据在 37 ℃时 恢复的快慢不同,可以得出其与血管生成有关的 HE 。有意思的是,被预暴露在 41 ℃中的 血管比对照组的血管生成速度更快。然而预暴露在 42.5 ℃中的细胞却导致了血管结构的相对恶化,这表明了只有温和应激才有有益的 HE 效应 。除了与 HSPs 的合成水平相关,还有证据表明 HSP90 依靠 HUVEC 加强一氧化氮合酶( NOS )的基因表达和产生一氧化氮来刺激血管的形成 。通过温和热休克 HE 来实现的分子机制的研究仍在继续。尽管一般的严重热休克造成损伤的机制已被熟知,但是还是不清楚机体在温和的 HE 和严重热休克反应中的差异 。有可能是种种生理学的应激,能量利用状态,分子的损坏程度以及新陈代谢的转换等决定了温和和严重热应激的不同。另外,我们尚不知道不同浓度 HSPs 的短暂出现是怎样导致了生物学上的 HE 以及细胞功能的改变,比如对蛋白酶活性的改善,对其它应激抵抗的加强,以及对细胞骨架完整的维护等。 4 重力 HE 和衰老 超重导致的抗衰老和延长寿命的 HE 已经在 果蝇身上 做过实验。虽然终身暴露在超重环境中的啮齿类动物和果蝇的寿命都会减短,在年轻的时期连续 2 周暴露在 3g 到 5g 的环境中导致了雄性果蝇寿命增长了 15% ,但是雌性果蝇却没有因此延长寿命。另外还分析了寿命和别的生理、行为参数之间的关系,如生育能力,繁殖力,移动能力,抗氧化酶活性, HSP 水平和热抗性。除了热抗性下的果蝇在超重暴露中存活率增加,尚没有发现其它明确的性状与短时超重应激导致的抗衰老相关效应 。为什么超重 HE 延长寿命的效果仅局限于雄性果蝇这个问题还不清楚。衰老的分子生物标记上的超重抗衰老效应的研究仍然在继续,如大分子损伤水平和其它维护与修复的通路等。 5 辐射的 HE 与衰老 5.1 昆虫的辐射 HE 一项辐射对面粉虫寿命延长的研究表明,反复暴露在低剂量 X 射线里的 杂拟谷盗虫 比那些未暴露在射线里的杂拟谷盗虫死亡率有所降低。之后又有别的关于γ射线和 X 射线对杂拟谷盗虫寿命延长的类似的观察报道 。还有一些别的昆虫如家蝇,黑腹果蝇被用来做相似的研究。一般来说,高剂量的辐射减少寿命,而低剂量的辐射延长果蝇和家蝇的寿命 。由于辐射导致雌性不育,所以寿命增加是以减少生育能力为代价的。同时,有研究表明,没有卵巢变异的雌性在辐射过后不会增加寿命 。低剂量辐射对昆虫寿命的延长的原因可能是 : 辐射诱导了表观 DNA 修饰的稳定以及加强了 DNA 的修复能力。 5.2 啮齿类和其它类型动物的辐射 HE 很多研究报道了在大鼠,小鼠和天竺鼠上做 γ - 射线的 HE 实验。据报道,在 C57BL/6 小鼠中,胸腺淋巴瘤的诱导抑制和寿命的延长与慢性低剂量辐射( LDR )造成的免疫修饰有关 。相反,一些早期的研究并没有显示在低剂量处理以后会有寿命的延长。比如说,氘核辐射的小鼠不论性别怎样都表现出高死亡率和更短的寿命。还有一些关于线虫生存和寿命的低剂量辐射的试验数据。比如说观察到周期性辐射可以增加线虫的生存率之类。然而,用紫外线或离子辐射预处理后,不会提升其抗性或者增加暴露在别的类型的 HE 应激(如:热应激,高压氧和氧化剂前体)中的线虫的寿命 。 5.3 人体的辐射 HE 人体胚胎细胞在低剂量γ - 射线中的适应性应激明显增加了其复制寿命。与之相似,人体胚胎的肺二倍体纤维母细胞也在接受了 1 Gy γ - 射线的辐射后一定程度地增加了复制寿命。据报道 低剂量 X- 射线的 HE (如:繁殖能力,基因组稳定性和分裂素活性蛋白激酶通路的激活)在别的人体二倍体细胞上也存在 。在人体,也有一些数据表明,暴露在低剂量的辐射中有抗衰老和别的健康益处如预防癌症等效果,但是因为数据不足,还无法下定论。比如,广岛和长崎的原子弹辐射间接的产生了 HE ,虽然其中一些幸存者声明这些辐射有益健康,但是最新的研究分析驳斥了这个观点 。另一方面,在英国原子能管理局的工作人员的各种疾病死亡率比国家平均死亡率要低。而比之普通人,核工作人员患癌症(白血病和前列腺癌)和各种疾病死亡率要更低一些。在一些早期研究中分析了各种环境辐射水平与在印度不同地方的癌症发生率之间的相关性,癌症的危险总是在喀拉拉邦这些地方要低一些 ,也许因为 沿海存在放射性的 Th 沉淀。 最近对 15 个国家的原子能机构工人和生活在核反应堆周围的人群研究也同样表明辐射效应并不与幸存、癌症、以及其它疾病的发生率呈线性关系。但是,这些影响可能与年龄、健康状况、以及生活方式相关。就像对非 - 霍金氏淋巴瘤的辐射治疗中,低剂量辐射产生有益的 HE 。治疗中少量 TBI 试剂没有直接地杀死癌细胞,但是却通过含有细胞毒的 T 淋巴球来辅助诱导 T 淋巴球起作用,并且抑制癌细胞的增长率。虽然低剂量辐射带来很多益处,但是关于低剂量辐射到底如何引起有益效应尚未研究清楚。已经有一些项目在研究采用低剂量刺激来检验辐射之类的应激效应,这些研究项目包括: DNA 修复的改善, DNA 甲基化的诱导,抗氧化酶水平的增长和加快移除被损害的大分子 。通过这些项目,我们可以有效地设计和开展特殊的实验来进行抗衰老、抗癌和辐射应激促进长寿的 HE 研究。 (未完待续)
个人分类: 生命科学|7980 次阅读|5 个评论
抗衰老三国会议简报
热度 6 yindazhong 2011-5-9 16:57
抗衰老三国会议简报
Introduction Aging is an international problem. Nearly every developed country in the world is experiencing a demographic shift toward a more elderly population. This shift is particularly pronounced in some Asian countries. For example, it is expected that by 2050, more than one third of the Japanese population will be over the age of 65. This compares with a value of only 5% age 65 and over 50 years ago . Similar trends can be observed in Korea and China, as well as other countries in Asia and worldwide. The consequences of this “graying of the population” are yet to be fully appreciated; however, it is clear that there will be significant impacts on society. For instance, there will not be enough people of working age to adequately pay for the high healthcare costs of a large number of elders. In addition, the sheer effort required to care for elderly family members will place substantial financial and emotional strain on younger individuals. Scientific progress in understanding the basic mechanisms of aging offers an opportunity to lessen the negative impact of this demographic shift through the development of interventions to delay the onset and slow the progression of many age-related diseases. Such progress is the stated goal of the Trinations Aging Symposium and the presentations offer encouragement that this goal is attainable. The Trinations Aging Symposium was attended by more than one hundred scientists and students from institutions located in Japan, Korea, China, and the United States. Over a two day period, twenty-two speakers gave a series of stimulating presentations on a variety of topics related to the basic mechanisms of aging. Meeting sessions included “Metabolism and Aging”, “Longevity Promoting Agents and Aging Diseases”, and “Genome Integrity and Aging”. Aging-related genes and pathways The use of model organisms such as yeast, nematodes, flies, and rodents has provided a wealth of data regarding genes and interventions that influence aging. Perhaps the best studied of these is dietary restriction (DR, also referred to as caloric or calorie restriction), which can be defined as a reduction in nutrient availability in the absence of malnutrition. DR has been shown to extend life span in a variety of different species including yeast, nematodes, fruit flies, mice, rats, and rhesus monkeys . Several factors have been proposed to be important in mediating the beneficial health and longevity effects of DR on a cellular level. These include the target of rapamycin (TOR) kinase, the sirtuin family of NAD-dependent protein deacetylases, and the growth hormone/insulin-like growth factor 1 (IGF-1) axis. I. Shimokawa (Nagasaki University, Japan) suggested a key role for neuroendocrine signaling through neuropeptide-Y in life span extension from DR. His “neuroendocrine hypothesis of aging” posits that DR acts through hypothalamic and pituitary hormones to reduce reproduction and growth, enhancing longevity-promoting metabolic changes and stress responses . Dr. Shimokawa described new studies in his lab examining the effect of DR on metabolic phenotypes and longevity in neuropeptide Y knockout mice. H Yamashita (Chubu University, Japan) and N. Mori (Nagasaki University, Japan) also both presented studies of mouse models that link metabolic function and aging. Dr. Yamashita described his studies of mice lacking the uncoupling protein Ucp1 and the metabolic phenotypes of Ucp1 -/- ApoE -/- double knock-out mice. Ucp1 is a mitochondrial transmembrane protein found in brown adipose tissue. Prior work had demonstrated that Ucp1 -/- mice are hypersensitive to cold and diet induced obesity . Dr. Mori presented new studies of longevity and health in mice lacking a neuron-specific isoform of ShcC, which his group had previously identified . Mice lacking the non-neuronal p66Shc isoform are reported to be both long-lived and resistant to diet induced obesity , but longevity data has not yet been reported for knockout of neuronal ShcC. FOXO transcription factors are of particular interest, as several studies have indicated that variants of Foxo3a are associated with human longevity . J. Lee (Hallym University, South Korea) discussed the importance of Foxo3a in promoting genome integrity during aging. He suggested that declining Foxo3a with age contributes to reduced DNA repair capacity, enhanced mutagenesis, and genomic instability. Although the functional significance of longevity-associated alleles of Foxo3a remains unknown, an interesting possibility is that these variants may result in increased expression and activity of DNA repair enzymes. The theme of genetic variation in genome maintenance and aging continued with the presentation by Y. Suh (Albert Einstein College of Medicine, USA and Guangdong Medical College, China). Dr. Suh reported the identification of functional sequence variants in the human SIRT1 promoter that are associated with risk to myocardial infarction in Mexican Americans. These variants have led to the discovery of a novel pathway by which genotoxic stress leads to activation of SIRT1 gene expression, a mechanism that is abrogated in the risk carriers. This suggests that regulation of SIRT1 gene expression in response to genotoxic stress, to which all individuals are constantly exposed, is a component of the resilience program that protects against age-related disease, including myocardial infarction . Invertebrate model organisms were well represented at the meeting, with speakers describing new insights from studies in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae and the nematode Caenorhabditis elegans. W. Dang (Institute of Biochemistry and Cell Biology, China) presented evidence that the methyltransferase Hpa2 functions as a novel determinant of yeast replicative life span. Replicative life span is defined by the number of daughter cells a mother cell can produce before senescence . Prior studies have indicated a key role for the Sir2 histone deacetylase in promoting replicative life span , and have shown that Sir2 protein levels decline with age, resulting in age-associated changes in histone acetylation . Given that Sir2 and Hpa2 both influence chromatin structure through post-translational modification of histones, it is tempting to speculate that they may be influencing longevity through similar downstream mechanisms. B. Kennedy (Buck Institute for Research on Aging, USA and Guangdong Medical College, China) also presented data from studies of replicative aging in yeast that implicate proteasomal function as a key determinant of longevity. Two speakers presented data elucidating the importance of the hypoxic response for aging in Caenorhabditis elegans . M. Kaeberlein (University of Washington, USA and Guangdong Medical College, China) described published studies from his group and others that demonstrated that stabilization of the hypoxia inducible factor, HIF-1, is sufficient to extend life span in C. elegans . Life span extension from stabilization of HIF-1 acts via a mechanism that is genetically distinct from both insulin-like signaling and dietary restriction . He also described how deletion of hif-1 can increase life span in a temperature-dependent manner , and reported on new studies examining the downstream targets of HIF-1 involved in longevity control, as well as the tissues most important for HIF-1-mediated effects on longevity. S. Lee (Pohang University of Science and Technology, South Korea) then described his work showing that reactive oxygen species generated from mitochondria can induce HIF-1 to extend life span . It has been known for some time that RNAi knock-down or mutation of certain mitochondrial genes can increase life span in C. elegans ; however, the mechanism has yet to be fully elucidated, and Dr. Lee’s studies offer intriguing new insight. Studies of mechanisms leading to cellular senescence were also presented at the meeting. Telomere shortening is believed to contribute to cellular senescence in vivo , and I. Chung (Yonsei University, South Korea) described new data on regulation of telomerase, the primary enzyme responsible for elongating telomeres. He described studies of two telomerase-associated proteins: Mkrn1, a ubiquitin ligase that targets cytoplasmic human telomerase reverse transcriptase (hTERT) for proteasomal degradation and Ddx39, DEAD box RNA helicase that interacts with both hTERT and another telomere associated protein Trf2. M. Maruyama (National Center for Geriatrics and Gerontology, Japan) reported studies of Zizimin 2, a guanine nucleotide exchange factor expressed predominantly in lymphocytes that he believes plays a role in immune senescence, and N. Mori described a novel neuronal cell culture model his lab has developed which may prove useful for understanding molecular processes associated with neuronal aging and senescence. Three speakers at the Trinations Aging Symposium discussed large-scale, systems biology approaches to understand aging. L. Li (Chinese Academy of Sciences, China) reported microarray gene expression analysis during chronological aging in yeast that indicate a key role for carbon metabolism and glycerol accumulation in life span determination . J. Han (Chinese Academy of Sciences, China) described her re-analysis of published brain microarray gene expression data sets taken from people of different ages . This effort allowed her to define modules in the human brain aging network and to identify previously unknown links between gene functional groups important for aging . Interestingly, genes that are known to modulate longevity are enriched at the interface of these modules. P. Khaitovich (Chinese Academy of Sciences, China) described his efforts to understand how the brain changes during aging using a comparative analysis of age-related gene-expression and proteomic changes in rhesus macaques and people. Interventions to promote longevity and treat age-related disease Our understanding of the pathways that modulate aging has reached the point where many scientists are confident that therapies designed to target these pathways will provide effective treatments for a variety of age-related diseases and, perhaps even slow the aging process itself. Two examples of this that were discussed at the meeting are resveratrol and rapamycin, compounds which have been shown to promote health and longevity in model organisms and are being actively studied as treatments for age-related diseases in people . B. Kennedy presented data on the effects of rapamycin in mice lacking lamin A ( Lmna -/- ) as well as Zmpste24 -/- mice that accumulate an aberrant form of LMNA associated with the human progeroid syndrome Hutchinson Guilford Progeria Syndrome (HGPS) . In addition to HGPS, mutations in the LMNA gene cause a variety of different disorders, including muscular dystrophy, lipodystrophy, and cardiomyopathy . Rapamycin is a small molecule inhibitor of the TOR kinase. Genetic or pharmacological inhibition of TOR signaling is effective at slowing aging in yeast, nematodes, and flies , and supplementation with rapamycin has been shown to increase life span in mice . Based on his results to date, Dr. Kennedy speculated that rapamycin might be an effective treatment for at least a subset of LMNA -associated diseases. B. Liu (University of Hong Kong and Guangdong Medical College) also presented data from collaborative studies with Dr. Z. Zhou (University of Hong Kong) of Zmpte24 -/- mice treated with resveratrol. Resveratrol is a polyphenolic compound that has been shown to enhance survival of mice fed a high-fat diet and delay the onset of several age-related phenotypes . The mechanism by which resveratrol influences aging-related processes remains controversial, and both AMP kinase and SIRT1 have been proposed as important molecular targets . Dr. Liu discussed the importance of SIRT1 in stem cells and speculated that at least some of the premature aging phenotypes of these mice may arise from altered SIRT1 function. E. Hwang (University of Seoul, South Korea) presented additional data on the importance of SIRT1 during cellular senescence and reported dramatic effects of nicotinamide on mitochondrial function and morphology. He speculated that nicotinamide could modulate SIRT1 activity and mitochondrial function during cellular aging by altering the NAD + /NADH ratio. SIRT1 is an NAD-dependent protein deacetylase that is activated by NAD + and inhibited by NADH . Several speakers discussed the potential beneficial effects of traditional therapies for health and longevity. D. Yin (Hunan Normal University, China) speculated that some traditional therapies may protect against age-related disease by inducing a hormetic response. In the context of aging, hormesis refers to the idea that a small amount of damage or stress can actually slow aging by inducing stress response and damage repair pathways that are important for maintaining homeostasis . T. Tabira (Juntendo University, Japan) reported positive effects associated with Juzen-Taiho to, an herbal mix used to enhance immune function, in an Alzheimer’s disease model. He also described exciting data on an Alzheimer’s disease vaccine that is effective at clearing amyloid in both mice and monkeys. H. Ozawa (Nagasaki University, Japan) described the importance of avoiding depression for Alzheimer’s disease patients, emphasizing that those with depressive disorders are more likely to suffer a more rapid decline during Alzheimer’s disease progression. He showed striking pictures and video footage taken soon after the 9.0 magnitude earthquake that struck Japan on March 11, 2011. He speculated that depression and post-traumatic stress associated with disasters such as the earthquake may contribute to high rates of dementia in the elderly and that antidepressants may prove useful for alleviating this concern. Y. Honda (Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology, Japan) and J. Lee (Seoul National University, South Korea) presented data on two compounds that have recently been reported to extend life span in C. elegans . Dr. Honda described the beneficial effects of trehalose on longevity and healthspan and proposed that trehalose-6-phosphate synthase may be a key DAF-16 target that is important for longevity in response to reduced insulin-like signaling . Dr. Lee reported life span extension by DDS, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, which is the most common drug prescribed to treat Hansen disease patients . He described how these studies were spurred by evidence from the work of Dr. Sang Chul Park and colleagues that Hansen’s patients in South Korea who receive DDS live longer than the general public. In addition to its antibacterial activity, DDS enhances oxidative stress resistance in C. elegans and mammalian cells . Dr. Lee presented evidence that pyruvate kinase is a protein target of DDS and reported that a mutation in this enzyme also conferred extended lifespan in C. elegans . Conclusion The First Trination’s Aging Symposium was a great success. The meeting ended with an agreement that similar symposia should be held annually and be expanded to include scientists from the entire Asian region. A committee consisting of Z. Zhou, E. Hwang, and I. Shimokawa was formed to begin planning for the 2012 symposium, as well as the formation of a new organization, the Asian Association for Aging Research (AAAR), to promote aging-related research in Asia. The birth of the AAAR at this Symposium may prove to be the most important outcome of the meeting and will hopefully positively influence scientific progress in understanding basic mechanisms of aging in Asia and around the world. Asia needs to emphasize aging research, as it is a the center of the impending “silver tsunami.” Those who decide research funding in Asian countries should devote significant resources to understanding the basic mechanisms of aging and developing therapies that target the aging process itself. This is the future of medicine. There is no question that aging drives nearly every major cause of mortality in developed nations and, for the first time, we now understand many of the pathways that modulate the aging process. Interventions that target these pathways are showing promising effects against a broad spectrum of aging-related pathologies in pre-clinical and clinical models. No other area of biomedical science holds as much potential to improve quality of life for as many individuals, as well as improving the economic outlook for nations increasingly struggling with the high cost of caring for the elderly. The biology of aging is amazingly complex. We believe that cooperation is the key to future breakthrough. The open exchange of ideas that accompanied the Trinations Aging symposium is thus a beacon of future success in Asian aging-related research, and a major goal of the AAAR will be to foster this spirit. The best evidence for this spirit of cooperation came from the last event of the symposium, a bus trip to Hong Kong. When the bus would not start, scientists from four countries demonstrated their collective brawn by pushing the bus forward, achieving a speed sufficient for the driver to ignite the engine. We expect more scientists in Asia to get on the aging research bus and that problems with ignition will be a thing of the past in the push to develop therapeutic approaches to extend human healthspan. 中医抗衰老策略的科学解读 东莞市中心的亚洲最大的广场
5470 次阅读|18 个评论
略论衰老、应激、亚健康的生化同源性
热度 3 yindazhong 2010-12-28 16:31
1 关于应激与亚健康 的相关性 1.1 亚健康 上世纪 80 年代中期,前苏联学者 N• 布赫曼教授以及后来的许多学者通过研究发现,人体存在着一种非健康非患病的中间状态,人们把这种状态称为亚健康状态,也称病前状态、临床前期、潜病期等。由于现代人类社会的环境恶化加剧和运行速度加快,人类面临着越来越多的紧张和压力,这些压力通过心理生理过程转变成为人体的应激状态或称之为亚健康胁迫。 1.2 亚健康的分布及其影响 1 )亚健康状态分布广,影响大。据统计,中国处于亚健康状态的人数已超过 7 亿,占全国人口总数的 60% ~ 70% 。亚健康状态的人群特征是:精神欠佳,机体活力降低;反应能力减退;待人处事较差,适应能力下降等。直接影响工作效率、生活质量,甚至危及特殊作业人员的生命安全。 2 ) “ 精英阶层 ” 中亚健康发生率高,国家社会的创新、决策能力下降。 亚健康人群中高级管理人员、机关干部、脑力劳动强度大的人群占了很高比例。 3 )亚健康已经成为必须重视的医疗问题。亚健康作为不适状态,明显影响健康寿命,甚至出现大量无病兆猝死、过劳死现象,如不能得到及时治疗,往往会转化为器质性疾病。大多数恶性肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等均是从亚健康状态转入的。 4 )亚健康不仅导致了巨大的经济损失,也是影响医疗费用投入的重要因素之一:每年因疾患导致的经济损失高达 14000 多亿元,相当于每年消耗我国 GDP 的 14% 还多。是导致医疗费用大幅上涨和 “ 看病难、看病贵 ” 的原因之一。 因此,重视亚健康的问题已成为社会、医疗保健机构、个人的共同需要。减少医疗投入、减轻经济负担需要对亚健康进行积极的健康管理和健康促进。 1.3 世界亚健康研究现状 由于亚健康的高发生率及其在疾病预防中的重要意义,使亚健康迅速在世界范围内引起关注并成为研究热点。世界卫生组织指出 : 亚健康是 21 世纪威胁人类的头号杀手。并提出了亚健康的评估标准。对于慢性疲劳综合征的研究,已形成了相关诊断标准和干预方案。 早期健康管理是发达国家的发展方向。美国经过 20 多年的研究得出结论: 90% 的个人和企业通过健康管理,医疗费用降低到原来的 10% ;而 10% 的个人和企业未做健康管理,医疗费用比原来上升 90% 。哈佛大学等的研究表明,通过改善生活方式, 80% 的心脏病和糖尿病、 70% 的中风、 50% 的癌症是可以避免的。 保健康、抗衰老历来都是中国也是全球生物医学研究关注的焦点。资料显示中国人口老龄化速度超过发达国家,预计到 2050 年我国的老年人口将达到四亿五千万,而成为世界之最。同时,随着人们生活水平的提高和健康观的变化,医疗模式正由单纯的疾病治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合的模式。全球医学界越来越清楚地认识到 “ 最好的医学不是治病的医学,而是使人不生病的医学 ” 。因此,解读衰老,防治亚健康,已越来越成为国内外研究老年健康和医疗保健优化研究的关键点。 2 生物应激及相关衰老理论 为了较深入的理解亚健康状态产生的生化机制,本文将从衰老生化的角度对人体的应激过程生化做一些系统地反思。 生老病死是生物界普遍存在的规律,生物为何会衰老?人能不能长生不老?这一直以来都是生命科学与医学领域的重要研究内容 。 越来越多的研究证据表明,衰老是生物体各种功能的普遍衰弱的过程。具有普遍性、渐进性、累积性等特点。解释衰老本质的学说有进化论衰老学说、神经内分泌衰老学说、端粒衰老学说、自由基衰老学说、非酶糖基化衰老学说以及羰基毒化衰老学说等等。根据对老年色素类物质逐步形成的生化过程的认识,同时基于对自由基氧化和非酶糖基化的深刻理解和研究,我们在国际上独树一帜地提出了羰基毒化衰老学说 。明确指出,羰 - 氨反应是脂类和糖类两大能源物质新陈代谢过程中不可避免的核心生化副反应,能在体内产生广泛而又缓慢地交联,最终造成体内蛋白、脂质、核酸等生物大分子的不可修复性损变 —— 所谓熵增性生化改变 —— 从而造成机体功能的老化或退行性改变 。 2.1 自由基衰老学说 1956 年美国的 Harman 教授将辐射化学中的自由基概念引入生物领域 。自由基衰老学说认为,衰老是自由基对组织细胞的有害攻击造成的,衰老过程是活性氧代谢失调累积的过程。在正常情况下,细胞内自由基、活性氧的产生与清除处于动态平衡状态。随着年龄的增长,在衰老等逆境条件下,这种平衡遭到破坏,结果自由基和活性氧的浓度超过了伤害 “ 阈值 ” ,导致蛋白质、核酸、酶被氧化破坏,特别是膜脂质中的不饱和双键最易受自由基的攻击发生过氧化,导致生物体的氧应激伤害,最终衰老与死亡。 2.2 非酶糖基化衰老学说 Cerami 于 1985 年提出非酶糖基化衰老学说 。非酶糖基化衰老理论认为糖基化 / 美拉德 (Maillard) 反应在生物衰老过程中扮演了相当重要的角色。各类单糖及醛酮分子与氨基酸及蛋白等作用,首先形成 Schiff 碱,进而重排成 Amadori 产物, Amadori 产物经过脱 NH 3 、水解形成多种不饱和醛酮,进而在一定条件下进一步交联形成高级糖基化终产物 AGEs(advanced glycation end-products) 。非酶糖基化过程中产生的不饱和醛酮与自由基损伤脂类产生的毒性醛酮有相似结构,而非酶糖基化的最终产物 ——AGEs 也与自由基损伤造成的 ALEs ( advanced lipoxidation end-products )一样能导致生物大分子的交联、聚合、沉积和变性。老年人由于糖代谢功能下降,血糖常常居高不下,故而造成血管、心肺、关节等的交联硬化和功能退化。 2.3 羰基毒化衰老学说 1992 年印大中教授首次阐明羰 - 氨反应是自由基氧化与非酶糖基化两大生化副反应的共同点,是老年色素形成的关键过程 。 越来越多的研究表明,羰基毒化(应激)是自由基氧化和非酶糖基化损伤中后期出现的一个共同过程。羰基毒化造成的生物大分子交联(即羰 - 氨交联反应)在老年色素的形成、老年退行性疾病相关的蛋白质变性以及器官衰老相关的组织纤维化过程中的作用得到了越来越广泛的研究和重视。作为两大能源物质的糖类与脂类在氧化过程中都会造成对生物本身的伤害。而羰 - 氨反应是生物老化、分子交联、分子变性过程最核心的内容 。 羰 - 氨反应使羰基与蛋白质、脂、核酸及亚细胞成分产生交联,改变生物大分子形状和正常生理功能。如 MDA 与蛋白质很易发生交联,形成蛋白轭合物,引起神经轴突的神经纤维丝的共价交联变性,这些衍生的分子进行的化学交联显然抗拒正常细胞降解和循环过程。许多衰老相关疾病中的部分病因是由多种生化反应产生的毒性羰基因子引起的,这类疾病包括:神经变异性疾病,如帕金森病和阿尔兹海默病;慢性炎症,如风湿性关节炎和糖尿病晚期合并症;局部缺血再灌注损伤,如中风和心肌梗塞;以及其它与羰基应激相关的病变,如白内障和脂褐素形成等。 动物体对羰 - 氨毒化的老化伤害有多种防御:如抗氧自由基和抗氧化体系防止不饱和羰基化合物的产生;对羰基化合物以硫醇化合物还原共轭清理和游离氨基酸直接清除排泄;羰基降解酶类(如醛氧化酶、谷胱甘肽转移酶等)对羰基化合物的清理;对羰基化合物的受体识别,吞噬清理、可逆还原和部分剪切修复。疾病、应激和衰老加速这个制造不饱和醛酮的老化过程:例如,炎症、发烧、中风、手术等都能导致人们体液的 TBARS 含量增加 。总之,动物和人类体内不饱和羰基化合物的含量是一个制造和清理之间的动态平衡。可以说抗氧化及羰基毒化的防御体系、修复更新体系、细胞的繁殖体系的基因共同组成了一个与寿命和衰老相关的网络,其生态和运作因物而异,因人而异,也可因环境变化而变化。 印大中 教授早年在瑞典完成了关于老年色素形成机制的相关研究 。根据老年色素形成的生化本质进而提出了羰基毒化衰老学说,所谓 “ 狭义衰老学说 ” ,为进一步提出 “ 广义衰老学说 ” ,所谓衰老过程的核心驱动力为 “ 生化副反应损变的失修性累积 ” 打下了实验和理论的坚实基础。 我们在广义衰老学说中进一步提出了在衰老研究中看基因突变不如看蛋白质聚变的观点 ,指出:基因突变往往致病,造成病理性退行性变,如癌变和线粒体基因突变疾病等;蛋白质聚变则无所不在,潜移默化,可造成无临床症状的生理性老化衍变,如脂褐素积累,血管硬化,皮肤起皱等,导致所谓 “ 真正衰老改变 ” 。 我们还提出:自由基损伤生物大分子,自由基是外因,属于衰老衍变的启动因子和加速因子;而各种生化分子结构中的 “ 烃 - 羟 - 羰 - 羧 ” 功能团的衍变,是生化大分子的共性氧化衍变,是生命物质本身的变化,是衰老改变的内在物质基础 ( 内因 ) 。导致不可逆生化终产物 AGEs 和 ALEs 的逐步形成,这便是熵增衰老的具体生化内涵 ,也就是人类衰老过程的生化本质。 上述衰老学说突破了当前 “ 从生物大分子 ( 主要从基因和蛋白质 ) 看生命奥秘 ” 的思维局限,开拓性地提出了从生化反应的共性元素, “ 分子功能团 ” 的水平,或所谓 “ 亚分子水平 ” ,看人类生理性衰老的共同分子机制的思想。在 “ 亚分子功能团水平 ” ,衰老以及老年退行性疾病的形形色色表演都可以得到器官水平、细胞水平以至分子水平的科学诠释。 3 关于衰老、应激、亚健康的相关性 在大量的衰老研究过程中,自由基氧化应激衰老是一个极为重要的研究领域。在检测氧化应激的过程中,脂质过氧化产物( LPO )状态,有时又称为硫代巴比妥酸反应物( TBARS ),是一个最常用的指标 。因为该方法实际上是在检测毒性羰基化合物,例如丙二醛和羟基烯醛,的总量,对此我们有必要引起关注。进而,我们提出无所不在的羰基应激也许就是衰老、应激和亚健康的关键,或所谓百病之 “ 病根 ” 。 为了更好的理解生化副反应损伤与亚健康的相互联系,我们先来讨论 “ 亚健康 ” 和 “ 疲劳 ” 之间的联系。从表面上看 ,“ 亚健康 ” 和 “ 疲劳 ” 很类似。 “ 疲劳 ” 生化主要包括:乳酸积累、 ATP 消耗、生物垃圾堆积、组织损伤等。但前两个生化变化与能量代谢过程的急性消耗联系紧密,与造成老年退行性疾病的垃圾积累和组织损伤关系不大。 “ 亚健康 ” 则与后两者的积累联系更密切,所谓积劳成疾。研究表明生化副反应造成的组织损伤和毒性垃圾在产生的早期是可以被机体积极地修复清除的,机体的休息与睡眠成功地执行并基本完成了这一使命 ( 如休息与睡眠对中枢神经系统疲劳和应激的修复 ) ,所谓常人不睡则病,睡则病轻,睡眠乃 “ 日复一日的返老还童 ” 。然而值得深思的是,中医的许多医疗措施恰好启动和加速了这个修复和恢复过程,加速了清除生物垃圾 ( 主要为毒性羰基垃圾 ) 的生化代谢过程 。如拔火罐,泡热水澡、干蒸湿蒸、刮痧、针灸、按摩,甚至放血疗法,都隐含了重要的抗疲劳科学,即刺激身体,积极清除代谢垃圾。。 为什么如此这般 “ 折腾 ” 一番便会有防病、抗病、抗疲劳、治亚病态的作用 ? 下面我们从现代生物医学的角度加以探讨。现代生命科学研究已清楚地证实,不饱和的羰基类物质是在体内不断地被制造出来的最危险、又最大量的代谢垃圾 。在种种应激和亚健康状态下,生物体的任何组织器官及体液中,如血液、尿液、汗液等体液,都可大批量地检测出这类 “ 毒素 ” 。大量研究表明,无论我们的身体遭遇什么应激,大多最终转变和体现为氧应激,进而表现为体内 TBARS 浓度的增高。劳作、疲劳、紧张、高强度运动、通宵不眠等等都会造成体内 TBARS 浓度的急剧增高 。应该指出,几乎所有与疾病相关的身体状态改变或病变都会造成 TBARS 在体内的含量增高,最常见的例子就是炎症。道理很简单,炎症就是身体自发地制造氧应激,制造过氧化氢 (H 2 O 2 ) 以清除病原体,然而该过程也伤害了人体自身的细胞和组织。因此我们体内 TBARS 的量基本代表了身体的应激状况,即 “ 亚健康 ” 的状况。从这个角度来讲,我们的身体清除 TBARS 或羰基类毒素就是在清除 “ 亚健康 ” ,在 “ 治应激病 ” 、 “ 治同根病 ” 。 生物体防御 “ 亚健康 ” 和 “ 应激病 ” 的第一道防御就是众所周知的抗氧化体系,包括抗氧化剂和抗氧化酶的环环相扣的作用。第二道防御是 “ 抗羰基毒化 ”, 包含了衰老过程生化本质的主要内容。第三道防御为修复更新,属于生物组织最终的取弃抉择。简言之: 1 )抗应激; 2 )扫垃圾; 3 )换零件 这三大维持体系。三大系统的合作及其成效形成了我们机体的健康态,亚健康态以至衰老发生。 研究表明:清除了体内不断产生和积累的羰基类毒性生物垃圾,也就清除了老年退行性疾病物质积累的生物基础,同样也清除了衰老物质积累的生物学基础。我们认为这就是应激态老年退行性疾病和衰老过程共同的生物化学过程,所谓百病之 “ 根 ” 。 联系刮痧、火罐等抗疲劳、抗亚健康措施,我们认为诸多中医传统医疗措施,因制造了机体的轻微损伤而引发了全身的 “ 初级应激反应 ” ,启动了我们身体抗羰基应激的防御机制——‘扫垃圾’的进程,使得健康之躯终于在 “ 浴火 ” 中再生。相关研究,如超表达谷胱甘肽转移酶和热休克蛋白等,均从不同的角度证实了这个现象。这个原理便可能是所谓 “ 治同根病 ” 、 “ 治亚健康 ” 的基本原理。在治疗疾病的基础上,持续抗氧化和抗羰基毒化,进而较彻底地清除引起机体组织缓慢中毒的生物垃圾,使得病原受抑,病机淡去,这也许就是 “ 治病断根 ” 的生物医学机理。 总之,防止种种应激造成的羰基毒化似乎就是中西医学医所共同着眼应对的疾病和老化的 “ 萌芽 ” !因此,注重相关领域的研究和探索也许将会一并解决衰老、应激、亚健康这一连串生命科学领域的综合复杂难题。 (文章在《老年医学与保健》2010,16;337-340 刊出) (正页)略论衰老、应激、亚健康的生化同源性.pdf
个人分类: 生命科学|5852 次阅读|6 个评论
针灸作用之生物学原理
热度 18 luxiangyue 2010-10-11 11:04
针灸作用之生物学原理 卢湘岳 (华东师范大学生命科学学院,上海 200062) 【关键词】 医学,生物液晶,针灸,生命科学,应激 【文献标志码】 A 摘要: 众多文献形成的证据链表明:在动物体内存在着古应激信号通道。该通道由细胞内的液晶态物质以及细胞之间的缝隙连接所形成。古应激信号通道沿细胞的增殖生长路径分布。古应激通道在受激时,不但传导应激信息,还促使与通道同源的组织细胞呈现趋胚胎化,起到促进再生、修复的作用。古应激通道跟神经--体液系统产生交会,共同参与身体机能的调整。针灸是通过古应激信号通道起作用的。 0 引言 针灸治疗方法在中国被广泛使用,并且也在多个国家中被使用,但其作用原理至今仍不明确。针灸使用者通常按照经络、穴位 施治,可是,两千五百年之前中国古籍所载的经络、穴位,只是古时的经验与推想的记录。如今,尽管采用了诸如放射性同位素示踪、红外线摄影、核磁共振成像(MRI)、生物化学分析等等多种现代科学技术手段进行探查,并提出了各种假说,然而,还是没有系统地阐明针灸作用的原理。笔者的研究指出,近30多年来涌现的众多相关文献所形成的证据链表明:人体中存在着原始应激通道,针灸治疗正是通过这种原始应激通道起作用。现报告如下。 1 应激信息的传导 1.1 细胞内应激信息的传导 应激性是指生物体对环境变化的刺激作出相应反应的能力,是生物体共有的基本特征之一 。也就是说,任何生物都有应激性。我们把同应激性相伴生的信息,称为应激信息 。这些信息具体表现为生物体内的电位变化、离子浓度变化、蛋白质物质形态变化等等。 现代研究表明,在单个细胞中,生命信息的传导,可以借助于细胞膜局部电活动,或借助于细胞骨架、借助于受体、胞内信号转导分子、及转录因子的机制进行,但是,这些传导都是短途的。单细胞原生动物身体中没有神经、没有血管,应激信息又是怎么样在整个细胞体内进行长距离传送的呢? 我们以草履虫为例 来进行观察。 在所有的细胞中,都有液晶态物质,并且,细胞中的水,不是自由水 ,而是呈现结构化的液晶态水 。液晶态物质既有液体的流动性,又有晶体的有序结构,同时具有各向异性的特点。这就使得液晶态物质对外界的影响较灵敏。环境的变化,诸如热、磁、光、电、声、辐射、应力以及化学物质等变化,都会分别引起不同的液晶的性状发生改变。 各向异性的液晶态水,充盈于细胞中,形成了较宽泛的信息通路。由于液晶态物质有液体特性,使得像钙离子之类的微小物质,甚至一些微粒,可以被有序地输运。在草履虫体内以及其它一些细胞的体内,可以观察到食物泡循着一定的路线流动。生物信号在这种有序的长距离通道中被传送。对于没有神经、没有血管的单细胞生物来说,这种长距离的连续通路,起到了联络各细胞器的作用。 对草履虫进行的有关光、电、磁的实验以及对食物泡循流的观察提示:由于在细胞内存在着基于液晶态物质的原始应激通道,使得没有神经的单细胞生物,能像有神经那样地生活、活动;这种原始应激通道具有感受、联系、支持、防御、营养和维护等原始功能。 因此,虽然细胞膜局部电位、受体、胞内信号转导分子及转录因子等等都参与了细胞中的生命信息传导活动, 然而,在整个细胞中进行长距离有序的信息传导,是借助生物体内的连续的、各向异性的液晶物质进行的。这样的液晶物质通道就是细胞内的原始应激通道。 1.2 细胞间应激信息的传导 有一种多细胞生物叫团藻。每个团藻,由1千个至5万个衣藻型细胞构成,这些细胞呈单层排列在球体表面。每个衣藻型细胞有2根鞭毛,鞭毛伸向球体外面。细胞之间有原生质丝连接,团藻的中央为充满黏液的腔。虽然团藻是由群体细胞构成的,但在盐度较高,溶解氧较少的不良水质中,群体细胞会离解成游离的单细胞。在条件合适的情况下,这些游离的单细胞又会聚集成一个团藻。当团藻接触到有害物时,在接触部位马上引发了应激信息。这个信息不单单会在一个细胞之内传导,还会跨越细胞膜,传导到周围的细胞个体上,于是,许多细胞纷纷划动鞭毛,快速避开有害刺激。可见,应激信息能够跨越细胞膜,从一个细胞传导到相邻的另一个细胞。用微细吸管轻轻吸住团藻之后进行精细刺激,观察球体表面鞭毛的摆动。观察表明,应激信息传递路径不是绝对固定的,传递路径的宽窄也会有变化,并且,传递路径还可以被外加到途中的干扰阻断。 海绵动物(多孔动物Porifera)是最原始的一类后生动物。海绵动物的身体是多细胞组成的。由两层细胞构成体壁,体壁内是空腔, 叫作中央腔。中央腔有一个出水口与外界相通。体壁上有许多小孔和管道,同外界相通,或同中央腔相通。所以海绵动物也被称为多孔动物。海绵动物不能进行移位的运动,是固着生活在海洋中的,仅能通过体表细胞和孔细胞的收缩而略微改变身体的体积。当遇到污水的刺激,或暴露于空气中时,海绵动物会关闭小孔或关闭出水口,等到刺激消除后,小孔或出水口又缓慢地重新开放,这种应激反应是缓慢的。我们可以观察到,当海绵动物接触到有害物时,在接触部位引发了应激信息,这个信息会传导到其他的细胞个体上,从而引发小孔关闭或出水口关闭。我们再次看到,应激信息能够跨越细胞膜,从一个细胞传导到另一个细胞。 应激信息到底是怎样跨越细胞膜,从一个细胞传导到相邻的另一个细胞的呢? 连接团藻细胞之间的原生质丝,称为胞间连丝(Plasmodesmata),是由穿过细胞壁的质膜,围成的细胞质通道,直径约20~40 nm。它允许分子量小于800的小分子通过,在相邻细胞间起通讯作用。很明显,在团藻身上,应激信息通过胞间连丝进行传导。 将海绵动物磨碎、过筛,其中分离了的细胞仍能存活。如果把这些分离了的海绵细胞再放在一起,经过大约10~40 分钟,就又聚集成为一个新的海绵动物体,细胞之间就可建立连接。现在人们知道,多细胞生命体的整体协同行为,依赖于细胞之间的连接和通讯。 1967年,Revel等人将相邻细胞间形成的特殊结构,定名为缝隙连接或间隙连接(Gap Junction,GJ)。GJ是一种特殊膜蛋白结构,是相邻细胞电学和化学耦联的基础。深入的研究证明,缝隙连接处有一个亲水的通道。分子量小于1200的小分子和离子,能通过缝隙连接,而大分子(如核酸、蛋白质和多糖等)则不能通过。缝隙连接几乎存在于所有的动物组织中 。当缝隙连接处的亲水通道壁上吸附了一层水分子时,这层水分子就失去了自由水的性质,以结构水的形态存在于缝隙连接中,也就是说,间隙连接的通道中有液晶态物质。液晶态物质使得缝隙连接不但能传导化学信号,还能传导物理信号。有实验表明, 缝隙连接的通透性可以非常明显地受到细胞内外钙离子浓度变化的影响。 由上可知,刺激引发的应激信息(如电变化,离子变化),可以沿生物体内的液晶通道进行传导,然后,又通过细胞之间的功能接触区域(缝隙连接、胞间连丝),在邻近的细胞内继续传导。这就意味着,液晶态物质连同细胞之间的功能接触区域一起,构成了多细胞生物体中的信息传导系统,使得没有神经的低等多细胞生物,能像有神经那样地生活、活动。 1.3 胚胎表皮细胞之间应激信息的传导 庄孝僡等将东方蝾螈(Cynops Orientalis)在神经胚期割除神经板,制造出几个无神经的胚胎。将几个无神经的胚胎首尾相接,连成一串,再在其一端接上一个有神经板的正常胚胎。这样就形成了小火车式的连体,车头是一个正常胚胎,车厢是几个无神经的胚胎。让这样的连体继续生长一个时期,然后机械刺激任何一个无神经幼体,可以看到,受刺激的无神经幼体没有反应,而在远端的那个正常幼体,却表现出强烈的收缩动作 ,这说明,刺激所引发的应激信息,在去除神经的情况下,仍能在胚胎表皮细胞之间传导。我们认为,产生这种传导现象的原因是由于细胞内存在液晶态水、细胞之间有缝隙连接存在。 1.4 原始应激信息传导方式在高等生物体中的存在 李端午等用放射性同位素示踪物质高锝酸钠,在猴身上进行实验。在新鲜的猴尸体上,取太渊穴【即拇长展肌腱的尺侧,旋前方肌下缘的桡侧】,注射放射性核素,使用灌流同放血相结合的方法,人为地控制血液流动的速度。数分钟后,放射性核素形成的线状迁移轨迹出现。利用猴的活体,在左侧上肢切断尺神经干,然后在神门穴【即尺骨下端关节盘与豌豆骨之间】, 注射放射性核素后,可见到清晰的线状迁移轨迹。在猴的活体上,灌流后,于踝关节上1.2~2.0 cm处,环形切除一段皮肤,宽度约3 cm, 然后在太溪穴【即小腿十字韧带上方,内踝与跟腱之间】,注射放射性核素,发现迁移轨迹在皮肤切除处中断。缝合断裂的伤口,存活一星期,伤口大部分结痂愈合后,再在太溪穴 注射放射性核素, 发现迁移轨迹穿过皮肤愈合处,完整呈现。 上述实验表明,核素迁移轨迹同神经无关,也证明了核素迁移轨迹不是淋巴流动形成的。因为淋巴液主要依赖活体肌肉间歇地收缩,挤压淋巴管而流动,但是尸体中的肌肉细胞是不可能间歇地收缩的。 实验中,放射性核素形成的长条轨迹,不是按血管、淋巴管的分叉以网状呈现,而是集中在一条延伸的长线上。尽管在灌流情况下,染核素的部位经由血管排出了多余的核素,以至于在放出的残血里及灌流段的血管里都检测到了核素,但在肢体上,却没有出现血管和淋巴管的网状核素轨迹。而且,据文献报道,在结扎血管而不灌流的情况下,在肢体上注射放射性核素后,当有迁移线出现时,必然是首先看到延伸的轨迹出现,数分钟内,才可见到全身扩散的影像, 10多分钟后,放射性同位素的分布才使全身的放射线本底明显升高。我们认为,这种后期出现的全身扩散的现象,是由于放射性核素不能被排出,逐渐在全身因浓度扩散所造成的,在灌流的情况下,不会出现全身扩散现象。 不灌流实验的结果说明,在猴的新鲜尸体上,沿生长发育途径分布的核素轨迹,即使在没有血液流动的情况下,也会首先出现。这再次提示,这种核素迁移轨迹不是由血流和淋巴流动决定的。 我们注意到,文献中反复提到核素轨迹是沿着被称为经线的地方延伸,我们在胚胎学和生理学知识的背景下,看到核素轨迹是沿细胞生长发育途径分布的。 陈道亮等 用细胞内注射羧基荧光素示踪法,对5~8月龄流产人胚胎的皮肤标本所作的细胞连接通讯的测定表明,沿胸腹段对应任脉线的部位,以及沿股内侧段对应肝经线的部位,其细胞连接通讯连续性出现在胚胎表皮深层,而侧向旁开部位不能测到这种通讯的空间连续性。 这些都提示,在灵长类动物(包括人类)身上,依然可以观测到应激信息原始通道的存在。 由于现代阐述的应激产生机理涉及神经-体液系统,为了便于区分,我们把神经出现后,由细胞内的液晶及相邻细胞之间的功能接触区域所形成的应激信息通道称为原始应激通道 或古应激系统。 2 原始应激信息通道 2.1 原始应激通道的生成 德国病理学家菲尔肖(Virchow)说:一切细胞来自细胞。 就人体的形成而言,受精卵由一个细胞,生长增殖成两个,再由两个生长增殖成四个,四个增殖为八个。现已知道,在最初的几次卵裂中,即出现了细胞缝隙连接,这已成为所有脊椎动物和大多数无脊椎动物胚胎的一般特征。缝隙连接普遍存在于胚胎发育过程中,并随发育和分化的进程而发生变化。它的出现、数量的消长、通道的开闭以及消失,常常与特定的胚胎发育和分化事件相对应。缝隙连接不仅在保持相邻细胞间代谢耦合和电耦合中起重要作用,而且可能参与调控细胞的发育和分化 。所有有细胞分裂能力的组织,细胞之间都有缝隙连接。由此可知,缝隙连接铺就了细胞生长发育的路径。由于细胞内生命信息的传递借助于胞内的液晶物质,而细胞之间的生命信息传递借助于缝隙连接,因此,生命信息就是沿着这种由生物液晶物质同缝隙连接铺就的生长发育路径进行传输的。 换而言之,身体的任何部位,都有生长发育来源,其生长发育的轨迹,就是原始应激信号通道。 由于针灸施治的部位都要通过体表,并触及皮下的结缔组织。我们就以针灸涉及到的真皮组织和结缔组织为例,追寻其胚胎发育来源。 高等动物胚胎的中胚层最终发育成为体表的真皮;发育成为心脏、血管、骨髓、淋巴结、淋巴管;发育成各内脏的浆膜和系膜;发育成为肾脏、输尿道、生殖腺(不包括生殖细胞)、生殖管和肾上腺的皮质部,体腔末,以及躯体的肌肉、骨骼和其他结缔组织。这种发育,是以细胞分裂的形式进行的,而所有由细胞分裂形成的组织,细胞之间都有缝隙连接 。缝隙连接,铺成了胚层的发育路径。也就是说,在中胚层发育过程中,细胞的分裂、增殖路径,是以胞内外液晶物质的取向及缝隙连接存在的形式,构成了生命信息的原始传递通道。 可见,人体体表的真皮组织,同身体内部的各脏器都是有联系的;体表同内脏之间,借助于液晶物质同缝隙连接,存在着实质性的关联,这就是体表内脏相关的基础。也是针灸刺激信号可作用到内脏产生效应的原始通道。但是,这种原始通道并不是唯一的关联通道,我们将会在后面再论及原始通道同神经-体液的关系。 除了体表的真皮组织之外,针灸施治所触及的皮下结缔组织,也有其胚胎来源。皮下结缔组织细胞分裂增生过程所产生的缝隙连接,同样构成了应激信息原始传递通道。 要强调指出的是:这些通道的信号通行方向不是杂乱的,而是有序的,是沿着胚胎组织的生长发育路径循行的。 2.2 原始应激通道中的组织细胞及其作用 中胚层的间充质细胞(Mesenchymal Cells)呈星形或纺锤形,其细胞之突起以缝隙连接同邻近的间充质细胞相连结。间充质细胞在完全分化成各种组织之前,细胞间的缝隙连接数量是相当大的。当间充质细胞完全分化成各种组织之后,只在结缔组织(包括细胞外间质)中存留了一部分胚胎时期的间充质细胞。这样,细胞间的缝隙连接数量大为减少。这就是当发育到一定阶段之后,被观察的胚胎细胞之间的传导现象就消失的原因。 源于中胚层的有内皮细胞、平滑肌细胞及各种结缔组织(包括细胞间质)。而结缔组织中,有较多的纤维细胞和肥大细胞。在受到原地刺激的情况下,以及受到传导来的应激信息激惹下,纤维细胞能转变为成纤维细胞,并进行分裂增生;与此同时,肥大细胞能启动原始的免疫、防卫功能。这些已知组织细胞的功能,在此不作赘述。 涉及原始应激通道的这些组织细胞的特点表明, 原始应激通道中的组织细胞具有感受、联系、防御、产生局部免疫、营养、伤害修复和协同支持机能复健等原始功能。 2.3 原始应激通道的激活与切断 当身体内的组织细胞受到病菌刺激、伤害,或者大量组织细胞濒临死亡时,细胞中产生的应激信号,如钙、钠、钾离子浓度变化、小分子物质变化等,会沿相应的原始应激通道双向传送,这就促使通道中的纤维细胞以及紧邻的肥大细胞进入激惹状态,从而启动局部的发育生长功能,产生局部免疫功能,促使受伤部位募集生长所需的各种物质,并帮助受损蛋白质修复或移除;或者帮助增殖出新的细胞来弥补缺损了的细胞,实现机能复健。即使在缺失神经纤维的情况下,这些原始的过程仍然在进行。而针灸的作用,是加强对通道的刺激,激发更强烈的原始反应。 由于原始应激通道的构成物质中有生物液晶,而热、磁、光、电、声、辐射、应力以及化学分子等变化,都会分别引起不同的液晶的性状发生改变,也就是说,施加热、磁、光、电、应力、化学物质到原始应激通道上,可以产生影响,可以帮助激活原始应激通道。这就启发我们从另外一个视角深入理解某些热疗、冷敷、磁疗、电疗、按压、推拿、拔火罐、刮痧、体表施药等等治疗,产生可检验疗效的部分原因。 原始应激通道被切断,会自行生长接通。不过,接通过程如果受到干扰,或者生长通路被阻碍,那么,新的组织细胞的生成就会不正常。例如,不对创伤病人伤口进行监控,让伤口失去有序的微环境,任其在空间里自由愈合生长,就会出现瘢痕增生,或出现继发性溃疡,经久不癒成为慢性溃疡 。Hwang等使用液晶基质进行离体细胞培养,可以比对照组更好地促进细胞的黏附及分化。这旁证了,原始应激通道中的液晶物质支持着组织细胞按序修复。 2.4 原始应激通道的特性 根据以上的叙述,我们可以归纳出原始应激通道的基本特性: 2.4.1 低等输运特性 原始应激通道只能输送离子、小分子之类的物质,而且输送的速度缓慢。输送的速度及路径会受到生物体内环境变化的影响。刺激,或体内环境的变化,可以影响输运的速度和输运的路径。 2.4.2 低效的传导特性 原始应激通道虽然可以传导应激信息(如电变化、离子变化),但传导是低效率的。响应较慢,并且整个通道传导速度也较慢;多为双向传导;刺激撤除后通路状态回复缓慢;传导的信号易衰减,传导易受干扰;不同性质的刺激都可引发类同的应激效应;通道不能选择特定的刺激。 2.4.3 动态贯通特性 原始应激信息路径贯通时,贯通的状态不是固定不变的,会因体内环境改变而产生传导路径的偏移,路径的宽窄也会有变化。路径既可以受体内代谢因素的激发而贯通,也可以被困扰而中断传导,从而呈现动态贯通的性质。这也反映了通道的原始性。 2.4.4 邻亲特性 原始应激通道邻近组织的存在,保护并支持着通道中细胞的兴奋性。也就是说,在活体上,如果将传导通道上的组织细胞剥离出来,其兴奋性会大受影响。 2.4.5 应激与供能的量效相关性 充足的能量供应物质,可以使原始应激通道兴奋性显著提高,而且,能量物质的这种作用随浓度增加而加强。反之,如果减少能量供应物质,可降低传导通道的兴奋性。 2.4.6 未特化性 原始应激通道中的细胞并不一定是同一种细胞;传导的信号形式可以是电变化,或离子变化,或小分子物质变化;这种远程传导通道,没有形成专门传递信息的单一功能,在形态上也没有分化为专一的结构。 2.4.7 缝隙连接特性 在这种原始应激通道上,细胞之间的信息传导是通过接二连三的功能接触区进行的。跟没有形成应激信息通道关系的那些组织细胞相比,在传导通道上的细胞之间的缝隙连接出现得多、功能接触区域面积大。凡是能影响细胞之间功能接触区的因素,都能影响原始应激信息传导。 2.4.8 液晶特性 缝隙连接参与了原始应激信息的传导,由于缝隙连接之中也存在液晶态水,因此,我们说生物液晶出现在整个的原始应激通道中。有些液晶态物质对电、热、声、光、压力、磁场、电磁波的作用较敏感,而且传导耗损很小。有些液晶物质可以同生化物质产生耦联的效应。这种由生物液晶组成的传导通道,既能传导快速的物理信息,如应力、电、声、热等;又能传递化学变化信息,如离子浓度变化、小分子量蛋白质变化等。 2.4.9 发育痕迹特性 原始应激通道,是顺着组织细胞发生、分化、发育的路径有序地分布的;传输方向和轨迹也是同分化发育路径相关的。发育完成之后,身体上大部分的原始应激通道是静息的。只有当相关的组织受到病害刺激或受到体内代谢因素激惹后,静息的应激通道才被激活,发挥防御、局部免疫、联系、修复和复健机能的功用。 简而言之,上述的这些特性,反映了原始应激信息通道是低级的和原始的,并且,这些特性同神经、血管、淋巴管、筋膜的特性完全不同。我们可以根据这些特性来识别原始应激信息通道。 3 针灸现象同原始应激通道特性的关系 有学者将放射性同位素示踪物质高锝酸钠在20位受试者身上进行实验。在受试者右下肢悬钟穴 【即小腿外侧,腓骨短肌与趾长伸肌之间】,皮下注入同位素示踪物质高锝酸钠。结果显示示踪轨迹呈线状延伸,在清晰的主线周边,有示踪剂的弥散;在20例受试者中,有5例出现示踪轨迹分叉,针刺可使之改变;示踪轨迹的迁移速度平均约9 cm/min,针刺后的迁移速度提高为15 cm/min左右(对比主动脉内血流速度约为25 cm/s, 显然示踪轨迹的迁移速度要慢得多) 。这说明示踪轨迹通道有输运高锝酸钠这种小分子物质的能力,输运的速度缓慢,刺激可改变输运路径,刺激可以加快输运的速度。这项实验显现的示踪轨迹特点,同原始应激通道的低等输运特性是一致的。 用红外热像仪,观察家兔在不同刺激下,引发长条红外辐射轨迹出现的规律。结果显示,在用点燃的的艾条作为刺激时,引发的长条红外辐射轨迹长度为6~10 cm,轨迹上的皮肤升温为0.7~1.0℃;在用通电的针进行皮下刺激时,引发的长条红外辐射轨迹长度为5~8 cm,轨迹上的皮肤升温为0.5~0.8℃;在使用针刺时,引发的长条红外辐射轨迹则较短 。用红外热像仪系统,对40名健康成年志愿者进行观察的结果显示,在人体皮肤上加热,在有些地方热图像仅限于局部,没有明显的扩散,更没有确定的方向。而在另一些地方进行加热,热图像呈线状双向扩展,扩展的速度明显较快。这表明,皮肤加热引发的长条红外辐射轨迹,在身体的有些地方并不出现 。 我们可以从上述的所有实验得出以下结论。刺激引发的长条红外辐射轨迹,都是沿生长发育途径呈长条线状延伸的;热像轨迹通道不能区别刺激的性质,并且双向传导;响应较神经慢很多;传导速度较神经、血流流速慢很多;刺激撤除后,状态恢复缓慢;传导易受干扰。因此,这些实验所显现的施针、施灸后的特点,同原始应激信息通道的发育痕迹特性以及低效的传导特性是一致的。 用形态计量学方法和硝酸镧浸染法在光镜与电镜下对大白鼠皮肤高电阻区和低电阻区的细胞结构进行比较研究,发现低阻点皮肤细胞缝隙连接的数目明显多于高阻点,其直径也较高阻点者为大。皮肤细胞的其它结构在两类皮肤点间未见区别 。用电镜与光镜的形态计量学方法,研究大鼠胸腹段和背部段皮肤的结构特征。结果表明无论是表皮的厚度、角质层的厚度、皮肤细胞的层数、细胞间隙体的密度和桥粒体的密度等参数,在观察区域内均未见明显差异。但是在被称为经线的皮肤中,细胞缝隙连接的面数密度、平均外径和平均面积均明显大于邻近皮肤。经线上每个皮肤细胞膜上的缝隙连接面积,为其邻近对照皮肤细胞的12倍以上 。上述这些现象,同原始应激通道的发育痕迹特性以及缝隙连接特性是一致的。 4 原始应激通道同神经-体液的关系 在神经-体液系统出现之前,生命体依靠原始应激系统的功能维持着生命整体活动。当神经-体液系统出现之后,生命体就依赖神经-体液系统维持生命整体活动了。不过,我们在上面的论述中证明了:即使神经-体液系统出现后,原始应激通道并未消失,在一定的条件下,一些通道被激活,发挥原始的作用。当原始应激通道被激活时,通道中的电位分布、离子浓度、小分子量蛋白质出现变化,会在紧邻神经-体液系统的地方对其产生影响。原始应激通道中的有些部位是紧邻神经-体液系统的。例如,针灸直接作用到的真皮中,在真皮上部称为乳头层(Papillary Layer)的里面,就含有丰富的毛细血管和毛细淋巴管,还有游离神经末梢和触觉小体(Meissner)。 神经细胞主要通过神经末梢表达或者接收信息。神经末梢分为运动神经末梢(Motor Nerve Ending)和感觉神经末梢(Sensory Nerve Ending)。运动神经末梢主要支配肌纤维的收缩和腺体的分泌。感觉神经末梢主要检测肌体内外的变化。但是,在原始应激通道上出现的变化信息,不能直接进入神经细胞,通常是经过游离神经末梢,或神经末梢上的小体、终球等装置,选择性换能后才能引发神经冲动。即使在蝾螈神经胚期,也没有看到原始应激通道同神经细胞有直接关系。它们之间是通过B-R细胞(Rohon-Beard Cell)来感受应激信息的。 在原始应激通道所处的一些组织中存在着肥大细胞,神经末梢同肥大细胞可发生密切接触。例如,赵长青等报道,在大鼠耳廓皮肤及鼻黏膜中,肥大细胞与神经末梢存在较密切的形态学构筑关系,这提示该二者之间可能发生功能上的联系 。可是,我们要强调指出:即使出现胞膜对胞膜的接触,也并不形成类似突触的关系,而是通过肥大细胞释放化学介质,间接影响神经末梢和感受器的兴奋阈值。因此,这完全不同于直接刺激神经所产生的效应。 也就是说,针灸刺激激活了原始应激通道,通道中的生物信号,例如钙离子浓度变化,使通道周边的肥大细胞进入应激状态,若紧邻有神经末梢,受激的肥大细胞所释放的化学介质就可间接影响神经的兴奋性。 体液主要通过血管和淋巴管输运。体液同组织细胞的物质交换或传送,发生在毛细血管管壁和淋巴毛细管管壁上。这些管壁的通透性受到相邻组织细胞所荷载物质的影响。例如,当毛细血管邻近的组织处于静息状态时,大部分毛细血管是闭锁的,管壁的通透性也变差。当邻近组织的机能活跃时,毛细血管重新开通,管壁的通透性增强。也就是说,当原始应激通道受刺激后,通道中的组织,会产生像钙离子浓度变化之类的生物信号,在紧靠毛细血管的地方,钙离子浓度变化可令毛细血管周边的肥大细胞释放多种介质。其中组胺(Histamine)和血清素(Serotonin)可改变血管通透性。于是原始应激通道沿途的毛细血管就舒张开来,管壁的通透性增加。据此,我们也能够觉察受刺激的原始应激通道,在身体浅表部位的路径走向和应激状况。 当针灸作用到原始应激通道上时,虽然没有直接作用在神经上,也没有直接作用在血管上,但是可以通过原始应激通道上的组织细胞及细胞外基质,间接引起神经-体液系统的反应。 原始应激通道同神经-体液系统密切交织的部位,形成了交会结构,在这样的部位上,小淋巴管、毛细血管、游离神经末梢的分布较周围丰富;由于毛细血管、淋巴管及神经末梢的周边分布有肥大细胞,因而该部位肥大细胞的数量也较多;并且在这样的部位上,没有密集的小动脉。此外,由于源于中胚层的组织中的成纤维细胞较密集,尤其是当原始应激通道被内、外刺激激活后,保留在结缔组织内的一些间充质细胞开始增殖分化为成纤维细胞;同时,纤维细胞也开始转变为成纤维细胞,并进行分裂增生。于是,该部位的细胞之间及细胞外基质的缝隙连接数量会明显多于对照部位。有些交会结构部位同穴位可以对应。 特别要强调的是,只有在被激活的情况下,交会结构部位的诸特点才能完全表现出来;也只有在被激活的情况下,才能表现出沿原始应激通道的电特性、热传导特性、微血管舒张特性、局部过敏反应特性等等现象。而且,由于刺激信号沿原始应激通道传送,所以沿途影响的神经节段是不同的,于是呈现跨神经节段的生理效应。 显然,针灸刺激的作用,不仅仅是激发原始应激通道的反应,同时也通过跟神经-体液系统关系密切的部位,间接激发神经-体液系统的原始反应。因此,虽然原始应激通道是体表内脏相关的基础,但是,这并不是唯一的关联通道。 由于人类依赖神经-体液系统维持生命活动,所以,针灸激发身体整体的原始应激反应是同神经-体液系统密切相关的。不过,应当指出:这跟直接刺激神经或直接刺激血管,效果很不相同。 5 讨论 5.1 关于胚胎发育路径 虽然在上面的论述中,仅仅以针灸所作用到的真皮及结缔组织为例,追寻到中胚层及其组织分化的路径,探讨了相关原始应激通道中所包含的组织细胞及这些组织细胞的特点。但是,原始应激系统不仅仅局限在中胚层的发育路径上。外胚层的发育路径和内胚层的发育路径同样是原始应激系统的构成部分。例如,内胚层形成了消化管的主要部分,在脊椎动物身上还分化出消化管附属腺的肝脏、胰脏,以及胸腺、甲状腺等的衍生体。这些发育分化的路径,同样形成了原始应激信息通道。所以,对针灸的效应部位的研究,不应限于某一深度上,还应顾及各深度上的不同组织层次。另外,细胞外基质在原始应激信息传递过程中,起怎样的作用,也值得关注。 因此我们说,当人们拥有了一本《人体组织细胞发育生长路径》时,相当于拥有了施行治疗的导航图。 5.2 细胞间的连接与皮肤电阻 本文强调原始应激通道是由生物液晶物质同缝隙连接铺就的。应当指出,细胞与细胞间,或细胞与细胞外基质的联结结构方式(Cell Junction)有多种,它们把相互紧靠的组织细胞固着在一起。其中,只有通讯连接可以在相邻细胞之间建立直接通讯联系。通讯连接中的缝隙连接存在于动物组织中。在神经细胞上、平滑肌上、心肌上的间隙连接是电紧张突触(Electrotonic Synapses)的结构基础。 间隙连接处的电阻远比细胞膜的低,低到同细胞内的细胞质的电阻值相近。因此,整条被激活的原始应激通道可以呈现出低电阻。然而,这并不是皮肤上显现低电阻的唯一原因。影响我们获得皮肤表面电阻测量值的活跃因素,是皮下微血管舒张的程度。 5.3 双向传导与交会结构部位 原始应激通道可以双向传导,这种双向不单单指由刺激观察点开始,朝上下两端传导,还应当注意到,来自上端或下端的应激信号也可以传导到刺激观测点。这就意味着交会结构部位不只有输入功能,它也可以是输出的。在远处的器官组织出现病变时,激活了相连的原始应激信息通道,该通道上的生物信号,例如钙离子浓度变化,会沿途传递。如果途径上有紧邻的肥大细胞,钙离子浓度的变化就能启动肥大细胞释放介质。在交会结构部位,由于小淋巴管、毛细血管、游离神经末梢密集,于是,肥大细胞释放的介质引发毛细血管跟淋巴管扩张,造成器官组织和体表皮肤出现早期的局部炎症反应阳性反应点;或者大大降低了神经末梢的兴奋阈值,造成器官组织和体表皮肤上出现痛敏点、压敏点。这些都是交会结构部位的输出现象。要指出的是,交会结构并不一定位于穴位上;而穴位却一定在交会结构部位。 5.4 原始应激通道的开、闭状态 人体中的原始应激系统,不像神经系统和血管系统那样状态恒定、时刻工作,机能活跃。事实上,整个原始应激系统通常是静息的。然而,不时地会有个别的原始应激通道,在某个时段会出现激活状态。这是因为,除了病菌刺激外,人体组织器官的细胞寿命是不相同的。细胞死亡后,必然要有新的细胞来替代。凡需要不断产生新的分化细胞,以及细胞本身不能再分裂的细胞,都要通过干细胞所产生的具有分化能力的细胞来维持肌体细胞的数量,此时就激活了原始应激系统参与局部的发育分化过程。原始应激通道中的间充质细胞能够分泌许多因子,维持干细胞的增殖、分化和存活。所以,由于细胞寿命不相同,导致人体上的各原始应激通道的开、闭状态不同。这种状态看上去变化无常,不过,由于同组织细胞寿命有关,这又是有规律可循的。研究清楚这方面的规律,可以在施行治疗时,因人、因时采用不同的方式,以提高疗效。 5.5 细胞中的水 细胞中的水是液晶态的, 液晶态水具有独特的性能,尤其是吸附在大分子(如核酸、蛋白质和多糖等)表面上的水,必然形成三维的量子薄膜,这类薄膜蕴藏着量子反常霍尔效应、高效热电效应、激子凝聚等量子现象的可能性。而这类薄膜上的电子自转方向与电流方向之间存在着确定的关系。不同方向运动的电子各行其道,互不干扰,从而使能量耗散很低。 由于液晶态的水对压力、应力、重力敏感,当原始应激通路中的液晶水因外力改变而受到作用时,其传导生物信息的特性在一定程度上会受到影响,浸浴在液晶态水中的细胞骨架,会不同程度地因影响而发生功能变化,也就会影响生物体中一些组织、器官的新陈代谢活动。 例如,在宇宙航行中,进行生理变化研究时,发现了一些与地面实验不一致,甚至与经典的生理学理论相悖的现象,如:在宇宙空间环境中,淋巴细胞生长衰减;细胞的代谢、细胞骨架结构以及基因表达都发生了变化;研究发现细胞骨架结构微管自组装过程中分枝时,重力是的必要因素;而且还发现,单细胞浮游生物对重力的敏感性,主要取决于由代谢水平所决定的细胞的运动性 ;等等。那么,细胞是通过什么机理产生对重力的敏感性呢?这个问题至今还没有明确答案。而从原始应激系统的视角来看,细胞的所有构成物质中,占重量比例最大的是水,并且,细胞中的水是液晶态的,而液晶态的水对重力是敏感的。因此,在宇宙航行中研究细胞内液晶态水的有序流动性和溶解性变化及其对代谢水平的影响、研究液晶态水对浸浴在其中的细胞骨架的影响,都是值得重视的。 再如,针刺治疗的提、插、捻、转等手法,为何有不同的效应?从原始应激系统的视角来看,作用到原始应激通路及交会结构上时,不同手法产生不同的应力变化,导致原始应激通路中的液晶态水承受不同的刺激,从而以不同的影响方式激发不同的效应。 对细胞内液晶态水的深入研究,必然会促进生命科学的发展。 6 研究原始应激通道的意义 我们的分析研究指出:在高等动物体内存在着原始应激信息通道。 尽管原始应激通道是低级的,其功能也不强劲,然而,原始应激通道不但是生物体内组织器官的贴身护卫线,也是组织器官最终所依赖的供应线。对原始应激通道进行的刺激(自然的或人为的),可以使通道所涉及的组织器官出现趋胚胎化的修复效应。而组织器官受到伤害,其受激信息也会沿同源的原始通道传导,从而在体表引发反应。 古希腊著名医生希波克拉底 (Hippocrates,460377BC.) 指出:病人的本能,就是病人自己的大夫,医生们是帮助本能的。 我们认为,古应激系统的这种反应,就是一种本能。充分探知和利用病人的这种本能,可以及早发现机体的异常,可以及早进行治疗,可以少用药甚至不用药。 当前,医学正在朝着个体化医疗的方向发展。由于原始应激通道的兴奋性随着生物体的体内环境在变化着,从而呈现出明显的个体特性。揭示原始应激通道在人体中的存在,为个体化的诊断,为个体化治疗方案的制定、为发展出新技术、新方法,提供了广阔的视野。 原始应激通道对神经体--液系统有影响,这种影响不同于直接作用于神经--体液系统,而神经--体液系统是如何响应原始应激通道提供的信息,是一个值得深入探索的课题。这将有助于开拓神经生理学和体液系统的新的研究领域。 原始应激通道的核心物质是生物液晶。广泛开展对活体中生物液晶性质的研究,有助于阐明细胞内生物调控信号是如何产生广泛效应的;有助于了解生命体感受到电、磁、粒子、超低音振动以及引力场变化的机制;有助于阐释人类在太空条件下,机体出现某些异常现象的原因。也为再生医学和组织器官的体外培育提供了参考思路。生物液晶的易变特性,必然会为生物多样性的产生、为新物种的出现提供了条件,这为生命科学的研究开辟了一扇新窗口。 参考文献 辞海 .上海:上海辞书出版社,1999:1028. 卢湘岳.草履虫应激反应及食物泡循流机理的研究 .生物学教学,2009,34(1):64-66. Carlton F. Hazlewood, Donald C. Chang, Buford L. Nichols et al. 1974 . Nuclear magnetic resonance transverse relaxation times of water protons in skeletal muscle. Biophysical Journal 14(8): 583-606。 Yamada T. 1998. H-Nuclear magnetic resonance evidence for acto-myosin-dependent structural changes of the intracellular water of frog skeletal muscle fiber. Bioch Bioph Acta ,1379 (2 ):224232 王绳琦.间隙连接与发育 .细胞生物学杂志,1988,10(1):20-24. 曾弥白.两栖类胚胎表皮细胞的传导能力 .生命科学,1997,9(5):193-196,199. 陈道亮,万隆,谢建珍,等.人胚胎发育中表皮细胞连接通讯沿经连续性的建立 .福建中医学院学报,2000,10(1):33-35. 梁自乾,黎洪棉.创伤修复失控原因分析 .广西医科大学学报,2004,21(6):883-884. 周章玲,刘心莲,黄国峰,等.针刺对慢性胆囊炎患者足三阳胆经的显像研究 .中国针灸,2000,20(11):669. 张栋,付卫星,王淑友,等.不同针灸方法诱发循经高温线现象的比较 .中国针灸,2000,20(6):349-353. 许金森,胡翔龙,汪培清,等.经脉线与非经脉线相关组织导热性的比较 .中国针灸,2005,25(7):477-482. 李自双,欧阳克清,张显全,等.大白鼠皮肤低电阻点的成因初探 .重庆大学学报(自然科学版),1998,21(3):101-106. 徐宇瑾,樊景禹.大鼠经脉体表循行线表皮结构特征的形态计量学研究 .中国针灸,1995,15(1):29-30. 赵长青,王建亭,陶正德,等.大鼠鼻黏膜及耳廓皮肤肥大细胞与肽能神经末梢关系的免疫组织化学研究 .解剖学杂志,1998,21 (2):123-124. 王宪章. 细胞重力生物力学. 载人航天信息 ,2001年,第6期 ______________________________________________________________________________ 卢湘岳(男),理学硕士,副研究员,主要从事神经生理学方面的研究工作。E-mail :luxy3@yahoo.cn
个人分类: 生活点滴|18854 次阅读|80 个评论
科研创新:内质网应激在ANGⅡ诱导心肌细胞凋亡中的作用
xupeiyang 2010-7-12 08:24
国内外相关文献对比分析结论: 国内外检索到研究多因素诱导内质网应激的文献报道,检索到在蛋白质水平上对内质网应激相关信号分子进行检测的文献报道,检索到研究不同浓度 ANG Ⅱ诱导心肌细胞凋亡的文献报道,但未见通过 ANGII 单一因素诱导,内质网应激相关凋亡在 ANGII 诱导培养心肌细胞凋亡中占比例的文献报道。 该课题的创新点: 在心肌细胞培养水平 , 通过 ANGII 诱导看内质网应激,诱导因素单一、可调控,不存在其他干预因素;通过将 CHOP 于 TUNEL 双染,看双阳性的凋亡细胞占 TUNEL 单阳性细胞的百分比,清楚说明 内质网应 激相关凋亡在 ANGII 诱导培养心肌细胞凋亡 中占比例 。 编号: 2010124
个人分类: 创新评论|3904 次阅读|0 个评论
挠头的兽医,亚健康的猪
liudongyang 2010-5-13 21:37
“五花肉六块八,买不?” “实验室不能煮肉,宿舍又有功率限制,你让我到野地去烧烤呀!” 谷贱伤农,肉贱伤人。养猪者赚两年,赔一年已成规律。养猪者不好过,猪的日子也好不到哪里去。它们居住狭窄,空气污浊,常常应激,朝不保夕。 话说家猪的祖先在远古时代跟着人类老祖母混迹于江湖,远离了田园牧歌的生活,刚开始的日子还好,还可以吃到青草,晒到阳光,天热了在污泥中甩一甩尾巴,那个日子悠闲自在。长多肥,长多大,没有人催促,虽终不免一死,但是生活还算轻闲。起码母子早期不分离,吃足了母乳再断奶,夫妻尚可隔圈相望。一不小心人类进入了工业化时代,人口大增,肉食者大涨。猪猪们的日子就慢慢的不好过了。为了提高繁殖率,要早期断奶,母子一周即分离。仔猪生下来先三针:防拉稀,补铁剂,防猪瘟。美好的世界还没有看几眼,脖子屁股就被扎了三个洞,心情不好,肾上腺素分泌增加。 更甚者,猪母们怀孕以后要在限位栏内生活,这样可以降低成本,便于管理。想想吧,以它们庞大的身躯,居住在这样一个蜗居之内,舍内只有几盏昏黄的灯泡,气味难闻,这个拉屎,那个撒尿,噪音阵阵。这样的环境是猪住的地方吗?不是,没有办法,谁让猪不是肉食者,生下来的命运就是被吃。在这里,暴死者有,流产者有,胃溃疡引起破裂者有。猪们,为了满足人类的一张嘴巴,在这样不堪忍受的环境中成年累月的生活。 渣滓洞?福利房? 动物福利,一个很吊诡的概念。欧盟对于动物福利较为关注,专门出台了一系列的标准来规定蛋鸡,肉鸡,母猪,仔猪在饲养期间的活动面积,运输要求。目的是在保证产量的前提下,使得动物的生活过程尽可能减少应激,处于一种 正常或者舒适的环境。中国的动物福利,缄口。 正是因为猪只一直生活在应激环境下,加上品种自身原因(偏重于生长速度和瘦肉率),使得养猪场内的猪群常年处于亚健康状态,对一些新的病毒病易感,而原有的细菌病又长期盘踞,一有风吹草动便可星火燎原。养猪者盼望兽医是神医,手到病除。兽医则反复地讲,抓好饲养管理,做好预防,提高猪群健康水平。一旦出了问题,挠头的还是兽医,难以收拾。 这是一个两难的境地。养猪者要猪兄弟们多吃快长早出栏,而猪作为一种动物有它的生长规律,加快这个进程,必然带来一系列问题。有抗病育种,有动物福利,都不是解决问题的根本办法。那么,让人们都立地成佛,也不可能。人不吃猪,也许会吃人的,总会有替代品。 猪们还没有站立起来,起码不会挥刀砍向无辜的小猪。 让猪们过的顺心,过的有尊严,尊重猪的权利,承认每一个猪的存在。这样做的结果,养猪者就会加大了成本,他们不愿意放弃手中的既得利益,这才是关键。 吾非猪,怎知猪之苦;子为人,应知人之乐? 致谢:本文图片由好友提供,特此致谢。
个人分类: 见闻评论|953 次阅读|16 个评论
能量代谢应激与衰老生化本质——历史的回顾
热度 1 yindazhong 2010-1-3 17:48
年前,应《实用老年医学》杂志邀请,以能量代谢应激与衰老生化本质为专题,组织国内衰老研究领域的相关专家写了一组系列文章。其中含:一篇引言,六篇专题。该杂志拟在 2010 年首期发表该系列专题。今得知系列文章付印,于是征得同意,也将在本博客栏中逐渐选择登出相关内容。一为加速衰老研究最新进展的介绍;二来因为衰老机理太复杂,需要加大科普力度;三为满足在前几次博文中有些读者对于了解衰老与运动疲劳相关探讨的要求;第四当然也希望就此机会,请各位学者专家,品头论足,拍砖留念。 但今天自己复读了一遍,觉得文章有点太奥,亦有点太专,专业性多于娱乐性,跳跃性大于逻辑性,这里先请大家海涵,以后一定改进。真正想对衰老机理及其整体研究状况有一个系统认识的读者可阅读我八年前由科学出版社出版的高级科普书籍《破解衰老之谜》。 今天先发系列论文第一段,前言: 能量代谢应激与衰老生化本质历史的回顾 为了解释生物衰老现象,现代衰老研究已逐步深入到对衰老本质的认识。尤其是近百年来,老年医学工作者们已从不同层次和领域提出了许多学说,但总的说来不外乎两大类:一是认为衰老是一个由遗传基因调控的程序化过程;一是认为衰老是由环境伤害引起的随机过程。 随着高等动物机体主动衰老的可能性被学界逐渐否认,遗传因子损伤与生理性衰老的相关性也越来越遭到质疑。因为尽管直接的 DNA 损伤和突变与种种老年性疾病息息相关,但研究发现,与人体在漫长的衰老过程中无所不在的生理性蛋白质损变的积累相比, DNA 损伤的明显特征恰是往往造成机体的病理性改变。因此,学界进一步提出基因与防病、抗病、或生病有关,可以决定寿命,但不导致衰老!那么衰老或者说机体老化的速度到底是什么因素在起决定作用呢? 大量的实验证据表明:应激决定损伤 。 尽管由遗传因子调控的抵抗应激、新陈代谢、机体稳态和蛋白质更新的网络系统扮演着高等动物衰老的先天性制约因子和维护修复系统的角色,然而生化损伤导致的机体失修性改变,才是衰老的真正表现形式。狭义地看,能量代谢过程中被氧自由基应激和非酶糖基化应激以及所推举而出的羰基应激过程,似乎更能代表普遍的、深刻的、超越其它理论的衰老分子机理。从这里出发,进一步的分子共轭交联所造成的生物体的熵增性改变不可修复的积累性改变,才是对人体生理性衰老的最为合适的物理化学诠释。这也就是我们提出广义衰老学说的理论基础。 2006 年 5 月澳大利亚著名衰老研究科学大师 Robin Holliday 教授在纽约科学院院刊上发表了一篇令人触目惊心的文章衰老不再是生物学的未解之谜。接着, 2007 年,以提出细胞复制衰老而享誉世界的美国加州大学教授 Leonard Hayflick ,将他终于认清的关于解密衰老机理的几篇非常类似的文章在不同的场合频频发表,向世界宣告生物衰老之谜已经终于解开。 为了厘清该领域科学发展的脉络,让我们再简单回顾一下跨入 21 世纪的近十年来,发生在中国科学界的关于衰老机理研究的主要事件及其科学内涵。 2000 年笔者回到祖国,在《生命科学研究》发表了衰老研究的新纪元,开始了在国内衰老机理研究的新长征。 2002 年科学出版社出版了笔者的专著《破解衰老之谜》,向国内学术界完整地介绍了笔者与 Brunk 教授提出的羰基毒化衰老学说。 2003 年,《中国老年学杂志》在第 9 期刊首,发表了笔者的文章,题为衰老,生命与熵增之战,在老年学研究领域首次一语道破天机地指出了熵增衰老的具体生化内涵羰基应激作为自由基氧化和非酶羰基化的共性核心过程。 2005 年初笔者与陈可冀院士撰写的衰老机制,生化副反应损变的失修性累积,将衰老机理的本质从千丝万缕的衰老基因的乱局中清理了出来,提出了能量代谢生化过程造成的损伤是衰老的驱动因子,而防御、更新、修复和代谢的基因网络对机体的维护共同决定了生物体的寿命。 2005 年 6 月,笔者与陈可冀院士的英文综述文章衰老机理的本质被美国老年学学会的权威杂志《实验老年学》杂志作为特异论文发表在刊首。进而获得了中国老年学最高奖杰出贡献奖。 2008 年春,我们在专业杂志向学术界正式宣告:衰老,千古之谜的终结。 无疑,我们根据老年色素形成的生化本质提出的羰基应激衰老学说,所谓狭义衰老学说,为进一步提出广义衰老学说,所谓衰老过程的核心驱动力为生化副反应损变的失修性累积打下了坚实的基础。 我们创新性地提出了自由基损伤生物大分子,自由基是外因,属于衰老衍变的启动因子和加速因子。而各种生化分子结构中的烃 - 羟 - 羰 - 羧功能团的衍变,是生化大分子的共性氧化衍变,是生命物质本身的变化,是衰老改变的内在物质基础(内因)。既是熵增衰老的具体生化内涵,也是人类衰老过程的生化本质。 我们的衰老学说突破了当前从生物大分子(主要从基因和蛋白质)看生命奥秘的思维局限,开拓性地提出了从生化反应的共性元素,亚分子功能团的水平,或所谓表观基因组学,表观蛋白质组学和表观系统生物学水平,看人类生理性衰老的共同分子机制的思想。在亚分子功能团水平,衰老以及老年退行性疾病的形形色色表演,都可以得到严谨的科学的诠释。 总之,我国生物医学科学家关于衰老本质的突破性研究成果,所谓老应同源和老病同源的新概念,标志着人类对于生命本质认识的重要突破,也标志着人类对于衰老千古之谜的生物化学以及生物物理化学解答的到来。
个人分类: 生命科学|7451 次阅读|3 个评论
解读中医治本,来自美国的祝贺
yindazhong 2009-12-6 12:11
前任美国老年协会主席 Byung Pal Yu 是衰老生化研究领域的著名学者,是兼通中、西现代生物医学理念的 权威 教授。 2005 年,我在 Exp. Gerontol. 发表广义衰老学说之际 曾蒙 Yu 教授提出指导建议。 日前忽然收到 Yu 教授一封热情洋溢的祝贺信,称赞我们在 Rejuvenation Research 上新发表的中医药抗应激抗衰老战略论文思想绝妙,并且重要,将成为相关领域的引用经典文献。因为自己尚未见到文章本身,一头雾水,不知所措,匆匆回复,亦匆匆把消息挂到网上,谨供终年累月,勤恳耕耘,致力探究和解读中医奥秘的学者同仁们分享。 当然,若蒙不弃,亦请网上能人帮我找寻和下载我的那篇文章(此事的逻辑怎么这么乱,哈)。 Yu 教授的信文如下: ************************************************* Congratulations From: yu6936@sbcglobal.net You may not know this sender. Mark as safe | Mark as junk Sent: Sat 12/05/09 11:48 PM To: Dazhong Yin (dazhongyin@hotmail.com) Dear Dr. Yin: Hope all is well. Today, I was pleased to find your very informative paper, Preventive Treatment of Traditional Chinese Medicine As Antistress and Antiaging Strategy, published in Rejuvenation Research. I thought it is well conceived and important to publish, and I expect itto be a classical reference on the subject in the future. Congratulations to you and your coauthor. Take good care ! Byung Pal Yu 2483 Via Del Aguacate Fallbrook, CA 92028
个人分类: 中西医集合|5169 次阅读|6 个评论
抗不了应激,端粒再长也无济于事
热度 1 yindazhong 2009-10-21 10:17
抗不了应激,端粒再长也无济于事 回复 27 , 28 楼的帖子 生物谷关于端粒和端粒酶有些讨论仍在继续,仅作一下简短答复: 28 楼: 假如端粒酶一直处于活性状态,那是否 DNA 会一直处在完整状态。也就是说,能够人为的激活端粒酶,人是否可以更长寿呢? 27 楼: 端粒是为了防止 DNA 复制过程中两端引物去除后的空缺影响基因组的完整性而存在的一段序列 ~~~ 与衰老有无关系,我没有发言权 但是就我的理解没有端粒酶合成端粒会导致 DNA 的不断缩短,那其后果可想而知了!!! 印大中答: 问题的关键在于:端粒缩短的 过程 与大量现在已知的衰老性改变基本没有联系,无论从基因水平(绝大部分),分子水平,细胞水平,器官水平,还是整体水平,几乎通通都没有。这就意味着,即使抑制了端粒的缩短,也只能对付几个有限的遗传性疾病,对付不了人体各个层次上成千上万的衰老性改变。不能抗衰老性改变这也就意味着不能抗衰老。最简单明显的事就是延长端粒抗不了老年性疾病!(衰老虽然不等于老年病,但若懂得了衰老性疾病的发病机理,最基本的例如氧应激和糖应激,就会明白老病同源和老应同源的道理。)抗不了应激,抗不了老年退行性病变,端粒再长也无济于事。你说是不是这个道理?
个人分类: 生命科学|4581 次阅读|1 个评论
闲言碎语:关于输牌后男女的不同表现及其他
anemia 2009-10-9 05:19
在留言板中,xifzou朋友提出了这样一个问题:同样是一场牌局,同样是输牌,男同胞的举动与女性截然不同 ,但为什么会造成这种不同的差异呢?对这个很有意思的话题,xifzou朋友在留言中提出了自己对于疯癫的一些理解和假设,态度真诚而认真。在做出我的解释之前,我想就xifzou提出的一些问题做一探讨。 首先,疯癫只不过是闲扯时使用的一个通俗的称谓,所指涉的范围很广也很含糊,包括了一些神经系统疾病和精神疾病。在探讨具体问题时,使用专业术语还是有必要的。 其次,犒赏与惩罚,涉及两个不同的系统,相关的脑区也有所不同。前者主要涉及腹侧被盖区-伏隔核通路,以多巴胺为神经递质;后者涉及一些情绪相关脑区,比如杏仁核(我对惩罚系统缺乏了解,再扯就是胡说八道了)。与犒赏和惩罚相对应的生活事件比较局限,远无法解释所有情形,比如恐惧、焦虑、幸灾乐祸(schadenfreude)以及下面要提到的一些应激事件。另外,实际情况不像xifzou朋友假设的那样,副交感系统和兴奋性递质掌管奖励,而交感系统和抑制性递质负责惩罚,如果大脑按如此简单的二分法运作,许多科学家肯定早已加入失业大军了。要知道,神经系统内的化学物质(如神经递质、神经调制、激素等)的作用不是简单孤立的。在单个突触水平,神经递质如谷氨酸作用突触后受体,表现的是兴奋作用,而在某个环路或者神经网络,由于多种递质-受体系统的相互对话,最终结果可能是抑制某些脑区或神经元的活动(比如海马神经元对下丘脑-垂体-肾上腺轴的抑制)。因此,对于神经递质、调质等只有放在网络/系统之中理解才有意义。 再说说应激。应激因素(事件),比如未成年时父母离异、过年买不到车票、考试挂科、失恋等,可能诱发一定的精神疾病,但是疾病的诱发因素与疾病并非一对一的关系。在某种情形下是否发病,还要看年龄、性别、遗传因素等等,即所谓易感性。由于人们对疾病的易感性不同,世上便既有百折不挠的强者,又有不堪一击的软蛋。此外,确如xifzou朋友所言,应激事件的持续时间,即所谓急慢性,确实对疾病的发生有很大影响。比如,有些人失恋一次,郁闷一段时间后会重新振作;如果失恋上十次八次,部分人可能就会疯掉。 再者,精神分裂症不是抑郁症的最糟形势,二者是两种性质不同的疾病(为了逻辑完善起见,我还要补充说明二者并非是完全不相干的疾病,比如分裂情感性精神病同时具有二者的主要表现,这几种疾病的交叉关系形成一个所谓的疾病谱系)。同样,焦虑症与抑郁症也是两种不同的疾病。至于分离转换障碍,则是另一种不同疾病,每个疾病的病因机制、表现和治疗对策都不一样。 还有,性激素并不单纯是让男人更阳刚(雄激素),让女人更阴柔(雌激素),其作用比常人想象的要复杂得多。真要按照常识理解的话,男性体内的雌激素和女性体内的雄激素的存在就属于多余了。最近发表在《细胞》杂志上的一篇文章就告诉我们,在雄性体内(当然用的是老鼠),一部分睾酮通过芳香化酶而转化成的雌激素,参与调控雄性的攻击与领地行为及其相关神经环路的发育与功能。 最后,言归正题。为什么同样是输掉牌局,男人与女人的举动截然不同呢?我的解释是,雄性个体/男人具有外在攻击性,在遇到威胁时(在打牌的情况下就是由言语不合、挑衅升级到身体接触),打斗-逃跑模式的表现可谓淋漓尽致;女性则很少采取极端的攻击行为(当然也有悍妇存在),顶多吵架骂街,或者直接选择更为经济实用的诈病装蒜方式,这与不同性别的社会角色有直接关系(这个解释跟《绘画与疯癫》系列里的解释有点矛盾了)。看来,王二似乎有必要验证一下女性的吵闹-诈病模式了! 附: 1. xifzou朋友的留言 同样是一场牌局,同样是输牌,男同胞的举动与女性截然不同。 但为什么会造成这种不同的差异呢? 在讨论这个问题之前,我想先做两个假设,第一个假设是:假设疯癫有两种基本类型,急性疯癫和慢性疯癫。第二个假设是:正常生理情况下,前额叶和边缘系统得奖励-惩罚机制是一个交替过程。如果人精神上的需求得到满足(如母爱),得到了心仪的情人(爱情),取得了臆想(没有实践证实的意想都是臆想)的结果(工作),人精神上会高兴,生理上奖励机制启动,副交感神经兴奋,乙酰胆碱,谷氨酸等兴奋性神经递质释放。否则,惩罚机制启动,交感神经兴奋,先是去甲肾上腺素和肾上腺素释放,接着是甘氨酸和-氨基丁酸等抑制性神经递质释放。 先说慢性疯癫,慢性疯癫是由于长期的环境的恶性刺激造成的转换与分离障碍,会造成两种结果即平常所谓的抑郁和精神分裂。抑郁占多数,精神分裂占少数。这种结局在男人和女人是一样的。包括博主总结的圣母像嚎叫焦虑军事夸大妄想者偷窃狂绑架儿童狂嗜赌成瘾的妇女强迫性嫉妒的妇女等画境所体现的疯癫症状。这也是现代工业社会中大多数人面临的疯癫症状即抑郁症。 再说急性疯癫以及男人和女人的不同。急性疯癫是由于短期的环境的恶性刺激造成的转换与分离障碍,也会会造成两种结果即臆症和应激反应。晕厥是臆症,而尖叫和客栈内打牌者的争吵则属于急性应激反应。同样是短期的环境的恶性刺激造成的转换与分离障碍,为什么男人和女人的表现各不相同呢?猜测急性应激反应中,男人和女人相同的是下丘脑-垂体-肾上腺轴,而不同的是下丘脑-垂体-性腺轴。在男人雄激素可能造成男人更趋于亢进,如晕厥和客栈内打牌者的争吵画境中男人的表现。那么尖叫画境中的女人为什么会表现为亢进的尖叫呢,猜测此类女人体内雄激素水平高于一般人群。 2. 关于雌激素调控雄性行为的文章 Wu, M. V., Manoli, D. S., Fraser, E. J., Coats, J. K., Tollkuhn, J., Honda, S., Harada, N., and Shah, N. M. (2009). Estrogen masculinizes neural pathways and sex-specific behaviors. Cell 139, 61-72.
个人分类: 科学随笔|9583 次阅读|0 个评论
仰望“中医治本”的生命科学道理
热度 5 yindazhong 2009-8-10 17:12
不久前将本人的博客从“博客中国”转来“科学网”,终于有了一种‘到家了’的感觉。开篇之时曾声明要将本人关于中医的“3+X理论”交与大家指教,不敢食言。近来因参加了国内两场生物学大会,桂林生物物理与上海生物化学大会,进一步‘罔顾左右’,以不至于在科学上“乱言其它”;又因咬定青山一个月,苦写衰老解密后续篇,不曾得空。今文章终成(见后篇),长吁一口,腾出手来,与大家一起探讨“中医治本”的生命科学道理。 “中医治本”为本博客“3+X理论”的第一论,可认为是中医补充(拯救)西医露的“第一手”。为何这么讲,先看看现代医学的瓶颈,又谓‘软肋’何在 (请看官留意:中医绝不可能取代西医而一统天下,最多只能独当一面。中医目前最有可能突破的地方,只能是西医‘身上’最‘软’的那些部位)。 现代生物医学自从抗生素的成功应用以来,尚存的最大的问题是“高个子盖了个短被子——两头无奈'"。所谓‘前头无奈’就是:亚健康,灰色态,检不出,治不了。所谓‘后头无奈’就是:老年病,全退行,多基因,理不清。 目前广泛应用的中医‘治未病’的种种‘招数’,似乎恰好解决了西医‘前头无奈’的难题。 下面请看官欣赏本博客2007年发表在《中国中西医结合杂志》第七期的首篇文章 2007,27(7);581-583 :“以现代科学解读中医治本”。 以现代科学解读中医治本 印大中 摘要 “上医治未病”是中医对待疾病和健康问题的一个突出的思维优势。本文以现代生物医学研究的最新进展为基础,用能量代谢和衰老生化的专业知识开拓性的将“中医治本”与生命在应激过程中出现的“亚健康”生理生化过程贯通思考,为传统中医体系中诸多“防重于治”的医疗措施和理论提出了现代科学的解释。 关键词 中医;治本;衰老;亚健康 引言 常常看到或听说中医的一大强项是所谓“上医治未病”、“治亚健康”、“治同根病”、“治亚病态”、“中医治本”或者用通俗的白话就是“治疗健康到疾病的初始态”。从此出发,中医提出可以实现“救其萌芽”,“治病断根”的神奇功效。然而可惜美中不足的是中医的宏观理论思维无法给出“萌芽”为何,“根”“本”是啥的准确内涵 。 中医所说的“根”“本”到底是啥?本文从现代生命科学关于衰老生化过程的理论和研究成果出发,针对中医诸多治病措施与现代生物医学研究的联系,解读中医治本,探讨中医到底能否“治未病”、“治同根病”、“治亚健康”,甚至“治病断根”。 关于亚健康的生理生化过程 “模糊医学理论”对于“亚健康”和“同根病”实际上有很深刻地认识和解释 : “若以自然辩证法和认识论看,亚健康态的积累乃宇宙间生物物种在与自然进行物质和能量交换过程中的必然”。这些自然物质“相克相生、运动演进,生命存在,随而有之。”该理论以“杂质炎毒自由基等在血液血管、肌体器官中的历史积累、沉积附着、瘀塞”为核心生物代谢过程,进而解释“痛者不通,通者不痛”,并提出以中医药作及时的“活血化瘀”为重要的治疗思路 。 参考这个思路,我们接下来从分子水平看看“沉积附着瘀塞”的生物垃圾到底从哪里来?是啥物质?能否去除? 从哪里来?一言以蔽之:从能量代谢中来,主要为能量代谢的副产物,即主要为脂肪、蛋白质和糖类的代谢副产物。用专业生化语言就是自由基氧化过程的副产物和非酶糖基化过程的副产物(生物系统的急性和亚急性自发生化副反应已基本囊括)。这些生化副反应是食物老化的罪魁祸首,同样也是诸多老年退行性疾病产生的病根 。 是啥物质?简单的举例:老年斑,老年色素,增厚的基底膜,渐生的白内障,硬化的血管壁和纤维化的器官组织都属体内“与时俱进”的无法清除的生物垃圾。关于这些生化垃圾的生物化学形成目前已基本研究清楚,这就是与脂褐素形成相关的衰老生化过程 。 能否去除?这些生化垃圾的早期产物往往可以被生物体有效地代谢清除,然而,因为这一类生化副产物的衍进产物会在生物大分子上交联,打结,造成不可修复的生物结构,难以彻底去除,因此逐渐随龄增生,这就是笔者与陈可冀院士在 2005 年提出的衰老学说的核心生化过程 ,狭义的讲叫羰基毒化衰老学说;广义的讲:衰老就是生化副反应的失修性累积 。 关于亚健康与中医的“根”和“本”的关系 为了更好的理解生化副反应损伤与中医之“病根”的相互联系,我们先来讨论“亚健康”和“疲劳”之间的联系。 从表面上看,“亚健康”和“疲劳”很类似。“疲劳”生化主要包括:乳酸积累, ATP 消耗,生物垃圾堆积,组织损伤等。但前两个生化变化与能量代谢过程的急性消耗联系紧密,与造成老年退行性疾病的垃圾积累和组织损伤关系不大。“亚健康”则与后两者的积累联系更密切,所谓积劳成疾。“积劳”就是“亚健康”和“疲劳”的积累,或者用生化语言就是生化副反应代谢垃圾的积累。值得庆幸的是,生化副反应造成的组织损伤和毒性垃圾在产生的早期是可以被机体积极地修复清除的,我们机体的休息与睡眠成功地执行并基本完成了这个伟大的使命(例如休息与睡眠对中枢神经系统疲劳和应激的修复) ,所谓常人不睡则病,睡则病轻,睡眠乃“日复一日的返老还童”。 然而值得深思的是,中医的许多医疗措施恰好启动和加速了这个修复和恢复过程,加速了清除生物垃圾(主要为毒性羰基垃圾)的生化代谢过程 。 例如拔火罐:在身体略感不适,或小受风寒之时,身体往往有一种说不清,道不明的发紧发冷,局部或全身疲惫,所谓“感觉到要生病,自己心里明白”的状态。此时若去做西医检验,大多是劳民伤财,一切指标基本正常。然而此时即使去找个非专业水平的中医人士,拔几个火罐,拔出一排红圈,甚至有些黑色的瘀血斑块,便被认为“内毒拔出来了”,在感觉神清气爽后,第二天又可为工作奔波拼搏了。 当然,有些人遇到类似的状态,或是在其它形式的疲劳辛苦过后,更愿意去澡堂泡个热澡,干蒸湿蒸,出点小汗,一两个小时休息出浴以后,又会感觉精力充沛,精神抖擞。 除了这些还有刮痧,针灸,洗脚,按摩,当然也涉及当年致华盛顿于死命的放血疗法,这都隐含了重要的治“本”科学——刺激身体,积极清除代谢垃圾。当然此类治本之术往往防病有效,治“已病”,往往效果有限。 为什么如此这般“折腾”一番便会有防病、抗病、抗疲劳、治亚病态的作用?是否仅仅是因为“加速了血液循环”的理疗在起作用?下面我们从现代生物医学的角度加以探讨。 现代生命科学研究已经清楚地证实,最危险、又最大量的在体内不断地被制造出来的代谢垃圾,或称“毒素”主要为一大类不饱和的羰基类毒素 。 之所以“最危险”是因为这些“毒素”既来得不知不觉、无法避免,又会自发造成进一步生化反应,袭扰我们的生物分子。在我们赖以生存的能量代谢过程中,不管是氧自由基应激还是糖代谢应激都会导致这类“羰基类毒素”的增高 。 之所以“最大量”是因为在应激和亚健康状态下,在身体的任何组织器官中(如血液、尿液、汗液等体液中)都可大批量地检测出这类“毒素”。在自由基氧化损伤领域用来检测应激程度的最常用的方法便是测定所谓硫代巴比妥酸反应物( TBARS )的含量。 TBARS 简称丙二醛,又可笼统地称之为脂质过氧化物含量。确实,机体测得的 TBARS 数值中约 85% 来自丙二醛的贡献,但其它羰基类毒性产物的贡献也包含在内。无论我们的身体遭遇什么应激,大多最终转变和体现为氧应激,进而表现为体内 TBARS 浓度的增高。劳作、疲劳、紧张、高强度运动、通宵不眠等等都会造成体内 TBARS 浓度的急剧增高 。应该指出,几乎所有与疾病相关的身体状态改变(或病变)都会造成丙二醛在体内的含量增高,最常见的例子就是炎症。道理很简单,炎症就是身体自发地制造氧应激,制造过氧化氢 H 2 O 2 以清除病原体,然而该过程也伤害了人体自身的细胞和组织。因此我们体内 TBARS 的量基本代表了身体的应激状况,换言之,“亚健康”的状况。 从这个角度来讲,我们的身体清除 TBARS 或羰基类毒素就是在清除“亚健康”,在“治应激病”,“治同根病”。 生物体防御“亚健康”和“应激病”的第一道防御就是众所周知的抗氧化体系,包括抗氧化剂和抗氧化酶的环环相扣的作用。第二道防御,“抗羰基毒化”,包含了衰老过程生化本质的主要内容 ,第三道防御为修复更新,属于生物组织最终的取弃抉择。下面我们将简洁介绍第二道防御的关键过程,所谓“核心防御过程”,以透视“同根病”的生化基础。 现已查明,我们的身体清除 TBARS 可以部分依靠抗氧化体系,但机体清除 TBARS (如丙二醛和 4- 羟基壬烯醛)的生化过程大量地借助了身体内含巯基的生物分子,这里的关键分子为谷胱甘肽,一种既有还原性,又能高效清除羰基类毒素的三肽。每当体内的 TBARS 升高时,体内的还原型谷胱甘肽的浓度就下降 。说明了谷胱甘肽的消耗,作者认为,这个消耗实际也就是健康态的消耗! 谷胱甘肽是身体抵抗应激的第一道防御和第二道防御的通用分子,既抗氧化,又抗羰基毒化。有必要指出,生物体在补充抗氧化剂的同时,也拯救了体内消耗了的还原型谷胱甘肽,这是诸多抗氧化剂在治疗亚健康以及应激相关的老年退行性疾病的非常重要的药理过程,也是一个被大部分生物医学工作者忽视了的重要过程! 谷胱甘肽是清除羰基类毒性生物垃圾的“关节点”,它可与羰基毒素共轭结合甚至同归于尽。机体内大力协助谷胱甘肽清除羰基毒素的酶称之为谷胱甘肽转移酶。谷胱甘肽转移酶在体内随处可见,在肝脏中占了肝脏蛋白质总量的 3-5% 。 有必要指明:清除了体内不断产生和积累的羰基类毒性生物垃圾,也就清除了老年退行性疾病物质积累的生物基础,同样也清除了衰老物质积累的生物基础。笔者认为这就是应激,老年退行性疾病和衰老过程共同的生物化学过程,所谓百病之“根”。有兴趣的学者可系统地参阅笔者关于老年色素生化和羰基毒化衰老学说的相关文献 。 关于“中医治本”的科学内涵 接下来我们将从细胞生物学的现象和研究成果出发,透过现象看本质,探讨“中医治本”的科学内涵! 最新的研究表明,若对一定的生物体系(如细胞培养)施以温和的应激,我们便可检测出羰基类毒性产物的升高,此时谷胱甘肽防御系统将增加表达,以抵抗羰基应激,维持体内的平衡态 。 所谓“温和的应激”可以是 温和的受热环境( 42 ℃ , 30 分钟,相当于热水浴或高烧温度),轻微氧应激( 50 μ M H 2 O 2 ,20 分钟,相当于炎症反应或巨噬细胞作用状态),或轻度 UVA 照射( 3mw/cm 2 , 5 分钟,相当于温和的晒太阳状态)。研究表明, 这些“温和的应激” 没有对细胞造成明显的毒性伤害,也没有造成细胞抗氧化酶类的上调。然而,在这些细胞中都出现了短时间的 4- 羟基壬烯醛(羰基类毒素 的重要代表 ) 增多,这表明暴露在上述所有这些典型的应激条件下,都会引发 羰基类毒素 的形成。在应激 2 小时后, 4- 羟基壬烯醛 恢复到正常的水平,细胞显示出显著的(约 20 倍) 谷胱甘肽转移酶 hGST5.8 的上调(人体内类似的酶有十多种)和转运 羰基垃圾的 RLIP76 蛋白的诱导表达。这些实验结果均意味着机体对“亚健康”的反馈防御的调动和行动。 更有意思的是,经过 “温和的应激” 预处理后的细胞,获得了对追加的(更为强烈的)过氧化氢 、 UVA 和 羰基类毒性产物 等引起的损伤的抵抗能力 !这里观察到的 谷胱甘肽转移酶表达的上调等反馈就是 机体之紧急动员,出动“联合部队”抵抗羰基应激,其功效类似免疫系统的反馈保护机制。联系刮痧拔火罐等中医传统医疗措施,则可解释:由于局部损伤引发了“全身应激反应”,坏事转化成了好事,火罐之火,点燃了我们身体抗羰基应激的防御机制,健康之躯终于在“浴火”中再生。其它相关 研究 (如超表达 谷胱甘肽转移酶等)均从不同的角度证实了这个现象。 具体实验数据这里不去细说。 这些研究揭示:中医治疗所使用的轻微损伤刺激,如上文提到的“ 拔火罐”“刮痧”,以及多种(损伤更轻微的)健身运动,包括太极拳,热水浴,洗脚,按摩绝不是简单的所谓加速血液循环,活动活动筋骨那么简单,这里蕴含着很深刻的健身道理和生理生化原理。这个原理便是所谓“治未病”、“治同根病”、“治亚健康”的基本原理。在治疗疾病的基础上,持续抗氧化和抗羰基毒化,进而较彻底地清除引起机体组织缓慢中毒的生物垃圾,使得病原受抑,病机淡去,也许就是“治病断根”的生物医学机理 。中医的适时养生,四季养生,植物养生,食物养生也许就是该过程经验性的身体力行。总之,防止种种应激造成的羰基毒化似乎就是中医所着眼应对的疾病和老化的“萌芽”和“根”“本”,注重相关领域的研究和探索也许将会造就 21 世纪中医“治未病”的辉煌时代。 我们在本文用最新的衰老生化理论解读“中医治本”的生化内涵。因为该衰老生化过程植根于生命的共同基本过程之中(能量代谢过程),建立于生物毒性代谢产物的蓄积机理和及时清理机理的坚实基础之上(老年色素生化形成机理),“中医治本”,“上医治未病”机制的生化诠释也值此顺理成章,基本水落石出。 参考文献 1. 陈可冀,主编.中国传统医学发展的理性思考.北京:人民卫生出版社, 1997 : 1 - 164. 2. 王维工, 主编. 气的乐章 .北京:中国人民大学出版社, 2006 : 1 - 111. 3. Yin DZ, Chen KJ. The essential mechanisms of aging: irreparable damage accumulation of biochemical side-reactions. Exp Gerontol 2005;40(6):455-465. 4. Yin DZ. Biochemical basis of lipofuscin, ceroid, and age pigment-like fluorophores. Free Radic Biol Med 1996;21(6):871-888. 5. Yin DZ. Studies on age pigments evolving into a new theory of biological aging. Gerontology 1995;41(suppl 2):159-172. 6. 何志恒 , 印大中 . 睡眠研究的科学前沿 . 生命科学研究 2002;6(4) : 184-187. 7. Awasthi YZ, Yong Y. et al. Regulation of 4-hydroxylnonenal-mediated signaling by glutathione s-transferases. Free Radic Biol Med 2004;37(5):607-619. 8. Esterbauer H, Schaur RJ. et al. Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes. Free Radic Biol Med 1991; 11 :81-128. 9. Janero DR. Malondialdehyde and thiobarbituric acid-reactivity as diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury. Free Radic Biol Med 1990;9 :515-540. 10. Baynes JW . The role of AGE in aging: causation or correlation. Exp Gerontol 2001;36 :1527-1537. 以现代科学解读中医治本 .pdf
个人分类: 中西医集合|6451 次阅读|13 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-6-18 22:13

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部