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吃掉你的年龄Comments>>

发表于 2009-01-27 12:24 | Tags 标签:,

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译者简介:seren,自号彼岸猪。身在大洋彼岸、心系故国、正积极响应劝退号召、以期叛逃生物学的女博士生一名。折腾之后,却发现还是不能完全割舍科学,且看看能不能用另一种方式保持与赛先生的联系。

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根本性地改变你的食物组成能够让你永葆青春吗?格雷厄姆·劳顿为您调查。

在《新科学家》伦敦办公室的一间里屋中,我和俄罗斯的生化学家米哈伊尔·什切佩诺夫(Mikhail Shchepinov)坐在桌前。我们面前有两把茶勺和一个棕色的玻璃瓶。什切佩诺夫打开瓶子,倒出一勺清澈的液体喝下。他微笑着。该我了。

我也噙了一勺液体,吞下。让我惊讶的是,它尝起来有点儿甜。我还以为它的味道会和水一模一样呢,因为事实上,它就是水——更确切地说,是重水,化学式D2O。在这里的D代表着氘,氢的同位素之一,原子量为2,而不是1。重水之所以重,便是因为有了氘。若将重水冻成冰块,它会在普通的水中沉下去。

我在这里品尝重水,是一段漫长征途的终点,其间什切佩诺夫为了阐释他18个月前提出的非凡论断而上下求索。他相信自己找到了永葆青春的灵药、在吃喝中达到长生不老的秘诀。你也许觉得这一切让什切佩诺夫听起来像个卖狗皮膏药的小贩——我最初也是这么想的,可是我对他的想法了解得越多,就越觉得他自有道理。

故事开始于两年前。那时什切佩诺夫正在英国牛津的一所生物技术公司里工作,并利用业余空闲阅读有关于衰老根源的最新动态。

最为盛行的是自由基理论。这种理论认为,之所以我们会走向老朽,是由于组成我们躯体的各种生物大分子遭到了不可逆转的损害。而造成此种破坏的罪魁祸首则是氧自由基,一种嚣张的化学物质,却同时也是新陈代谢中无法避免的副产物。

氧自由基对于电子有超乎寻常的贪婪胃口,故而格外危险;它们从所触及的一切物质——包括水,蛋白质,脂肪和DNA——身上剥夺电子,所到之处无不留下毁坏的痕迹。这些损伤日积月累,将最终导致机体的基本生化过程被彻底破坏。

损伤中最严重的一种当属氧自由基攻击蛋白质中脆弱的碳氢键而引起的羰基化反应(见下图)。这一反应已被证明与多种严重的老年疾病相关联,包括帕金森综合症,老年痴呆,癌症,慢性肾衰和糖尿病。(《欧洲分子生物学组织杂志》,第24卷,第1331页)

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自由基的另一些重要攻击对象还包括DNA和细胞膜里的脂肪酸。人体通常产生大量的抗氧化剂,譬如维生素与酶,来中和、清除自由基,防止它们为非作歹。但是,随着年龄增长,这些抗氧化剂同样会被自由基侵袭,无法避免失效的命运。

许多抗衰老药都以辅助机体自身的抗氧化系统为机理,譬如补充维生素C和β-胡萝卜素等,可是能证明这些药物确实有效的证据却少之又少。(《新科学家》,2006年8月5日期,第40页)

什切佩诺夫却想出一种对抗自由基的新途径。一方面,他对衰老方面的研究日渐熟悉,另一方面,他自己的日常研究工作却着眼于一门早已建立却不大被人重视的化学领域——同位素效应。在2006年圣诞节那天,他突然意识到,如果把这两者结合在一起,一种全新的延缓时光步伐的方法将诞生。

同位素效应的基本概念是,当分子含有重同位素的原子时,其发生的化学反应的速度将减缓。这是因为重同位素所形成的共价键比较轻的同位素所形成的要强壮。举例来说,由碳原子和氘组成的化学键要比碳-氢(氕-译者注)键更为坚固。当然,该效应适用于所有同位素,包括碳-13,氮-15和氧-18等(见下表)。但是,在氘这里却格外显著,因为从比例上来说,氘比氕要重得多。氘键强度可以达到氕键的80倍以上。

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这都是常规化学的内容:早在二十世纪三十年代同位素效应就被发现,其原理在随后的四十年代间得以阐明。此效应作为研究复杂化学反应机理的有效手段也为时已久。

可是,什切佩诺夫却是第一个将这一效应与衰老挂上钩的人。他醒悟到,既然衰老是由自由基破坏化学共价键导致的,而通过导入重同位素能使这些化学键变得强壮,那为什么不能用同样的方法帮助脆弱的生物大分子抵御自由基的袭击呢?你只要正确地将最脆弱的化学键里的氕和碳-12换成氘与碳-13,剩下的一切,自有化学原理来帮你搞定。

2007年初,什切佩诺夫将他的想法写成文章,递交到《抗衰老研究》。他并不知道,该杂志的主编正是美国弗吉尼亚州洛顿市玛士撒拉基金会(Methuselah Foundation)的奥布里·德·格里(Aubrey de Grey)。德·格里是一位在老年医学研究界充满争议的专家,素以支持被其他研究者视为旁门左道的理论闻名于世。德·格里将他的文章付于审核并最终发表。(《抗衰老研究》,第10卷,第47页)

在文章中,什切佩诺夫指出,现有科学研究中已有大量证据支持他的观点。许多科学实验证明,同位素效应可以帮助蛋白质、脂肪酸和DNA抵抗氧化带来的损伤。

什切佩诺夫的文章将他的观点带给了更广泛的观众群,包括生物技术领域成功的企业家查里斯·康托尔(Charles Cantor)和罗伯特·莫里纳利(Robert Molinari)。他们对什切佩诺夫的想法深为赞赏,遂与他合作,组建了名为Retrotope的公司,而德·格里则出任公司的科学顾问。

我就是在此时与什切佩诺夫首次联络上的。此前我从未听说过同位素效应,而德·格里在此事中所起的作用也让我心存疑虑。但是什切佩诺夫的想法里有些东西激起我的兴趣,所以我一直在关注它。

疑虑与异议是显而易见的。首先,如何将同位素精确地引入你想让他们去的地方?人体中有数以万亿计的化学键,但其中只有相对很少的一部分容易受到自由基的攻击。其次,安全与否也是个大问题——吞下一堆重同位素可不会对你的健康有什么好处,是吗?

显然,这些疑问便是驱使我在本文开头与什切佩诺夫共进一勺重水的原因。

结果,这两条疑虑都不成其为问题。有一些重同位素确实具有放射性,故而早因安全问题而被排除在外——氚和碳-14便是两例。而其它同位素,尤其是氘和碳-13,与氕和普通碳-12一样稳定,在自然界中以微量存在,并一直是组成我们体内某些生物大分子的成份之一(见插文“重宝宝”)。

氘和碳-13从本质上来说都是无毒的。以富含碳-13的饮食喂养出来的小鼠,哪怕体内碳-13占据了全体碳原子的百分之六十,依然显得的完全正常。氘的安全纪录也很清白——只要你别摄入过量。几十年来的动物实验显示,哪怕将体内五分之一的水分都换成重水,也不会对人体带来什么病状。

类似的实验也已经在人身上展开,但其中所用的氘的剂量还较低。最近的一个实验里,被试人摄取含有低剂量重水的日常饮食达十周之久,重水的含量也被渐渐提升至占身体总水量的百分之二点五。即便如此,也没有观测到任何有害作用(《生物化学与生物物理学报》,第1760卷,第730页)。(在此类试验里——译者注),研究者还发现一些氘原子已经开始进入到蛋白质的构造之中。

然而重水并非彻底无害。在哺乳动物中,当重水含量达到百分之二十时,毒性作用开始呈现,而达到百分之三十五时,则能致命。而这一现象的本身,主要也是由同位素效应导致的:你体内的任何蛋白质都可能从重水中吸收氘原子,而这最终将全然改变你机体的生化活性。你需要引用大量的重水才会感到不适——我所饮用的五毫升重水丝毫没有损害我的健康——但即便如此,Retrotope也并未将重水作为长生不老药大肆宣传。

相反,什切佩诺夫希望将重同位素包含于所谓的“iFood”的产品之中。这种方法有很多好处,它不仅仅可以将重同位素特异地送到最为脆弱的碳氢键那里,更重要的是,在人体所需要的二十种氨基酸中,有十种因为不能被我们的身体所制造,而只能从饮食中摄取。这就意味着如果你将碳氢键已被强化过的氨基酸添加入饮食之中,体内的蛋白质将能够直接采用它们。同样,构成脂肪和DNA的材料中也有一部分必须从饮食获取,也就是说,它们也会成为“iFood”的成份之一。

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重宝宝

用化学同位素来挑战衰老听起来是个新点子,可是大自然可能早就开始用这个办法来保护我们不受自由基的攻击了,而自由基则被人们认为是导致衰老的关键原因之一。人类婴儿和幼鼠生下来时体内所含的碳-13远高于他们的母亲,而人类女性在分娩时体内的碳-13则明显被耗尽。这两个现象都说明在孕期,母亲体内的碳-13被积极传向婴儿。

Retrotope是一个正在研发以同位素减缓衰老的生物技术公司。它的首席科学官米哈伊尔·什切佩诺夫说,造成这种现象的原因之一可能是,胚胎成长时有选择性地采用碳-13来构建其蛋白质、DNA和其他生物大分子,依靠重同位素将这些分子打造得更为坚固,抵御自由基的攻击。

放在进化的角度来看,这种做法很有道理,因为很多胚胎早期合成的蛋白质和DNA分子将会伴随其一生。“在一个百岁老人头脑中,他DNA里的每一个原子都还是他15岁时的那一个。”什切佩诺夫如是说。(《生物学论文集》,第29卷,第1247页)

强化鸡蛋

此外,据什切佩诺夫说,这种技术应该是完全安全的。因为与氨基酸中的碳原子相连的氘原子无法与水中的氢原子实行交换,故而不会泄漏到身体所含的水中。

另一种可能是用重水或富集重同位素的氨基酸来喂养农场里的动物,从而产出富含氘或碳-13的肉类、蛋类和乳类。

但迄今为止,“iFood”依旧只是纸上谈兵,因为没有人能生产所需的原料。为了解决这一问题,Retrotope已经与莫斯科的生物与有机化学研究所以及白俄罗斯的明斯克国立大学签约,打造合适的氨基酸与脂肪酸。“在俄罗斯有很多优秀的同位素化学家。”康托尔说。

Retrotope所面临的另一个障碍是成本。在目前的价格下,一升重水将花去你300美元。“同位素很贵,”什切佩诺夫说,“但本不该如此。提取技术已经存在,只不过没人需要它们。”

除非需求增加,否则没人有动力去大量生产同位素,这就导致了价格居高不下。

这些阻力并未阻止Retrotope开展研究项目来检测什切佩诺夫的点子。在俄罗斯的衰老生物学研究所里,一组科学家给果蝇饮用不同量的重水,想看看这对它们的寿命有什么影响。虽然在高剂量的情况下是致命的,少量的重水却能将果蝇的寿命延长百分之三十。

这是个充满希望的开端,但是要把它推及人类还为时过早。我们不知道用这种方式能否延长人类的寿命,也不知道要摄入多少富含氘的食物才能见效。

“这只是初期实验的结果,它必须在不同条件下都能被重复观察到才行。”什切佩诺夫说,“譬如,果蝇可能只是不喜欢吃这种(富含氘)的饮食,(吃得少了,卡路里摄入自然降低,——译者注)我们看到的这种(长寿)效果可能不过是‘热量限制’的结果(热量限制是目前被动物实验证明能增长寿命的唯一方法)。我们必须做更多的实验,但不管怎么说,还是……”

Retrotope已吸收了某些重量级的老年医学专家与德·格里一起担任它的科学顾问,其中包括纽约阿尔伯特爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)的简·维吉(Jan Vije)和加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的辛西娅·凯尼恩(Cynthia Kenyon)。凯尼恩最近已经开始进行Retrotope的第二轮实验,以富有氘的食物喂养线虫。

“这是个美妙的想法,”维吉说,“它为延缓衰老提供了相当大的可能。”但是他同时也提醒我们说,什切佩诺夫所提的理论基于“衰老的根源在自由基” 这一论断。而这一论断的本身虽然是该领域当今的流行观点,很多研究者却认为仅由自由基出发并不足以解释衰老过程中所发生的全部生物学变化。(《自然》,第451卷,第644页)

正是这一切让其他主流科学家心怀疑虑。“什切佩诺夫的想法很有意思,但是我们发现只有从多种根源来考究衰老的问题才是有意义的,”英国纽卡斯尔大学(University of Newcastle)的汤姆·科克伍德(Tom Kirkwood)说,“在这个领域的历史中充满着各种假说,其中每一个都只能在一定程度上被实验数据所证实。所以,他所提出的这种机制也很可能只是巍巍楼阁之一角而已。”

其他人则表现得更加乐观。“我听说过一些关于长寿的疯狂点子,但我对这个观点特别着迷,”加州诺瓦托的劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)与巴克衰老研究中心(Buck Institute for Age Research)的朱迪斯·坎皮西(Judith Campisi)说,“它非常新颖,饱含独创性。”

虽然Retrotope将把主要精力放在衰老方面,什切佩诺夫却提到,他对探索同位素效应在其他方面的应用也颇有兴趣。譬如它也许可以帮助宇航员抵挡宇宙射线与致电离辐射所带来的影响,因为它们损害人体的原理与衰老颇有相似之处。

氧化反应对碳氢键的攻击是许多其他领域——譬如药物设计、癌症、化妆品和电子业——所面对的问题。如果衰老这条路走不通,Retrotope还可以试试别的。

“我们得搞清楚哪些能成功,哪些不能,以及在能成功的那些里面,哪些能带来商业利润,”康托尔说,“但我相信它总会在某个方面成功的,因为它的科学根基相当合理。”

当然,合理的科学基础并不能保证什切佩诺夫已经解决了数千年来困扰人类的难题。实际上,他的理论最终很可能被应用于平淡无奇的领域,譬如保护塑料产品免于在光照后退色。但在他的狂想被证明失败之前,我还是宁愿相信,与我共进重水的那位科学家将会在我身后漫长的岁月里依旧名留青史。

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47 Responses to “吃掉你的年龄”

  1. sunfield说道:

    如果导入重同位素能使化学键更强壮和抵御自由基攻击,会不会同时也影响了某些正常的化学反应?——虽然目前瞧着无害

    不过,觉得亲身实验的科学家真是很疯狂又有些可爱。

    • seren说道:

      程度问题吧?文章里看起来在一定剂量内对正常化学反应影响不大,超过了影响就大了。。。

    • sunfield说道:

      瞎想了想,如果分子更稳定细胞更不容易死掉,会不会给癌症以可乘之机?
      但反过来,更稳定的分子也减少了突变产生的几率……

      可能总的效果需要一个很长期的累积过程(几十年?)才能看见,很期待那些人体试验的结果。

    • 桔子帮小帮主说道:

      我居然没能沙发!文章很有意思的写法。

    • Lewind说道:

      同顾虑中……

  2. yami说道:

    好神奇,对于自然规律人类破坏的那天也就是人类走向灭亡的那天…我的想法是不是很腐朽。。

  3. Zis76_2mm说道:

    嗯,向来认为人的正常生长衰老过程不要干预,不然好容易出现生化危机的。

  4. 思无邪说道:

    故国和祖国是有区别的 你加入了美国籍 可以称中国为故国 但你还是中国籍 称中国为故国就不对了

    • lipi说道:

      不是吧,故国这个词又不是现代人发明的,古人在用这个词的时候不可能加入其他国籍吧

      • stony说道:

        故国古代可指故乡或前朝,虽然也可在客居他乡时指祖国,但为了避免歧义,能用祖国的时候还是用祖国比较好。

      • 泥泥说道:

        古人那时候国家更多,亡国也更多。所以故国不堪回首月明中能引起很多共鸣

    • seren说道:

      "休对故人思故国,且将新火试新茶。诗酒趁年华。"跟这个讨论关系不大,只是想到了很喜欢的一句词。:-)))

  5. 猫喵说道:

    热量限制可以延长寿命,是不是说减肥可以长寿?

  6. 山寨盲流说道:

    对啊对啊!是不是得亡了国才能叫故国呀?
    嘿嘿嘿嘿,邪恶地打个岔

  7. hbchendl说道:

    拿同位素来当保键品?真能想.

  8. stardust说道:

    听起来很美妙...不过饿没对长寿抱啥幻想
    活得太长会不会无聊OR痛苦?
    没试过,值得思考

    喜欢标题,谢谢

  9. haha说道:

    自由基的效果并不完全是负面的.这也是为什么你补充太多的清除自由基的东东反而提高得癌症几率....

  10. 滴水的凉粉说道:

    据说人的身体的内脏可以供人活到150岁,同位素这个方法有意思

  11. jade说道:

    女性在怀孕分娩时碳13几乎被耗尽?那是不是说明女性生孩子越多衰老越快?生了孩子就变成“黄脸婆”看来是有科学依据的。。。=。=

    • rossii说道:

      现在媒体都在宣传生孩子对妇女如何如何好,听起来是利大于弊,至于究竟是怎样的,谁知道呢?“养儿防老”是绝大多数国人拜托不了的,所以,不管怎样,绝大部分人都得生一个才安心。

  12. angel2009说道:

    真希望这个设想能成现实,偶不希望长生,只梦想不老,在80岁的时候看起来20岁的样子,哈哈,真有效的话我愿意来试试啊.

  13. yami说道:

    噢,my dog,11集的eleventh hour就是讲重水治癌症的…seren快去看。

  14. yami说道:

    这一集关于重水的内容有几个问题不清楚,希望有专家啊
    1,医生和科学家把一瓶重水当水检测,用光谱,红外线什么的方法都试过了,但是认为这就是普通的水。难道从密度上不能检测出来吗
    2,病人们喝了大概1升的重水,相继出现了各种不适症状,有两个肾肿瘤的患者反而好了。1升重水喝下去有问题吗?

    • sunfield说道:

      关于1,重水的密度只比水高一点儿(1.1g/cm3左右)估计被忽略了,别的检测方法不知道。
      关于2,我猜过量摄入重水影响的是细胞生长代谢方面的过程,肿瘤的代谢比普通细胞旺盛,所以反而先抑制了肿瘤。

      非专家,纯属瞎猜

  15. 姬十三说道:

    看完,这个想法好牛B啊

  16. stusjw说道:

    见识了!牛

  17. 商业新闻说道:

    地球上的重水含量很小的哦,呵呵,要想置换成年人
    体重的水要多少哇,我晕。
    所以结论是,即使理论和实践这个是正确的
    也是不合适实际的。

  18. miracleyang说道:

    道理还是有的,就像为什么吃素会长寿,如果吃肉类的话,一级级食物链所传递下来的氧自由基都会聚集在食物链的最顶端,由此人们进食的肉类相比于植物类食物就会更容易收到氧自由基的影响。

  19. Explorer说道:

    不管怎么想这篇文章也太震撼了. 有一些工作会较多地接触重水, 如果能够调查一下这些人的衰老过程是否延缓就好了.

  20. 阿修罗说道:

    听起来很有道理,可凡是违反自然规律的都很危险

    如果这个药品被发明出来,那我相信吃多了的死亡人数和被延长寿命的人数会差不多。这算不算是一种能量守恒定律呢

  21. [...] 1月,松鼠会添若干丁,而且往往翻译、写作双管齐下,比如《别了宝贝儿》的译者robot,后来她立马又翻了赚足121大条评论的《G点之乐》;同月,还有色人彼岸猪翻译的《吃掉你的年龄》,看看吃什么高科技东西能让你永葆青春? [...]

  22. cary说道:

    五分之一不就是百分之二十嘛
    “哪怕将体内五分之一的水分换成重水,也不会对人体带来什么病状。”
    “在哺乳动物中,当重水含量达到百分之二十时,毒性作用开始呈现”

  23. [...] 你们终于看到了这篇……作者 Seren(色人),又名彼岸猪,也是小红猪的译者 [...]

  24. paul说道:

    新的思路
    也许不能一蹴而就 但很可能会从另一个角度给我们以启发

    科学 很多时候就是歪打正着的

  25. m2luwi说道:

    感觉离生活很远的样子

  26. 盾盾说道:

    用来抑制癌细胞的想法很好。难怪国外的医疗如此先进,人确实是动了脑筋的。我所知的对付癌症的方法就只有切除、化疗和用进口药。在新发现上看到人已经在研究利用艾滋病毒携带DNA片段修正受损DNA治疗遗传病了。

  27. 沙丘说道:

    石油最早也是一种药物……

  28. 凌波利说道:

    任何违反自然法则的事情,都是有害无益的

  29. 阿布说道:

    少摄取热量 没错

  30. 燃烧的巴黎说道:

    你那氧自由基不与C13-D键反应的结论是哪里来的?

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