機(jī)體衰老時(shí)體內(nèi)指標(biāo)變化

趙燕燕 劉新霞 陳春生 田芳露 崔彥龍 仇 鵬

(河北大學(xué)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,河北 保定 071000)

衰老是機(jī)體在退化時(shí)期組織器官生理功能下降及生理功能紊亂的綜合表現(xiàn),是機(jī)體固有的、復(fù)雜的、不可逆的過程。在研究中發(fā)現(xiàn),機(jī)體衰老時(shí)不僅外表發(fā)生變化,體內(nèi)亦發(fā)生了許多生化和組織學(xué)的變化,本文就衰老時(shí)機(jī)體體內(nèi)發(fā)生的這些變化進(jìn)行綜述,為抗衰老的研究提供臨床資料。

1 免疫系統(tǒng)變化與衰老

免疫系統(tǒng)是機(jī)體重要的防護(hù)系統(tǒng),由免疫器官,免疫細(xì)胞和免疫因子等組成,對于抵御外界病原菌侵害,維護(hù)體內(nèi)器官和組織正常功能有重要作用。機(jī)體免疫功能和衰老之間存在著密切的聯(lián)系,衰老的免疫學(xué)理論認(rèn)為免疫功能的衰退是造成機(jī)體衰老的重要因素。隨著衰老的進(jìn)程,機(jī)體免疫系統(tǒng)功能降低,免疫器官,免疫細(xì)胞和免疫因子等發(fā)生了許多變化,通過改善免疫系統(tǒng)功能則可以延緩衰老的進(jìn)程。

實(shí)驗(yàn)研究顯示〔1,2〕,衰老小鼠胸腺和脾臟的重量減輕,胸腺指數(shù)降低、胸腺細(xì)胞凋亡增高;T淋巴細(xì)胞增殖率降低,淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)換率降低,外周血白細(xì)胞數(shù)量減少,抗體分泌量減少;細(xì)胞白介素-2(IL-2)、血清胸腺因子(IFN-γ)、腫瘤壞死因子(TNF)的 3種 T輔助細(xì)胞-1(TH 1)型細(xì)胞因子的活性降低,腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬作用降低,自然殺傷(NK)細(xì)胞殺傷活性亦降低。通過升高小鼠胸腺指數(shù),降低血清中抑制性 T淋巴(CD8+)細(xì)胞數(shù)量,升高輔助性 T淋巴細(xì)胞 CD4+/CD8+的比值,降低細(xì)胞IL-6、IL-8的含量可延緩衰老的進(jìn)程〔4〕。

2 腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)和氨基酸含量變化與衰老

腦內(nèi)的一些神經(jīng)遞質(zhì)及氨基酸的含量對機(jī)體發(fā)育和功能的維持至關(guān)重要,在參與身體組織老化及壽命的調(diào)節(jié)方面有著重要作用。隨著年齡的增長,下丘腦各核團(tuán)的神經(jīng)元呈現(xiàn)不同程度的丟失,其遞質(zhì)含量也有不同程度的改變,從而導(dǎo)致內(nèi)分泌功能不足,加速機(jī)體衰老。實(shí)驗(yàn)表明通過改變腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)和氨基酸的含量,可以延緩衰老的進(jìn)程〔4〕。

衰老小鼠腦內(nèi)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素(NE)、多巴胺(DA)、5-羥吲哚乙酸(5-HIAA)含量下降,5-羥色胺(5-HT)含量升高。通過提高腦內(nèi)的 NE、DA、5-HIAA含量和降低 5-HT含量,可以延緩衰老的進(jìn)程〔5,6〕。此外,研究發(fā)現(xiàn)老年大鼠海馬區(qū)內(nèi)谷氨酸(Glu)含量明顯升高;杏仁核天冬氨酸(Asp)、Glu、甘氨酸(Gly)、γ-氨基丁酸(GABA)含量均明顯升高,而海馬Asp、Gly、GABA含量有增高趨勢,但無顯著性差異〔7〕。

3 腦內(nèi)海馬區(qū)的結(jié)構(gòu)和功能變化與衰老

海馬結(jié)構(gòu)在空間辨識和學(xué)習(xí)記憶方面起重要的作用,衰老后學(xué)習(xí)記憶能力的下降與海馬區(qū)組織形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的改變有密切的聯(lián)系。海馬區(qū)內(nèi)中樞神經(jīng)元的存活和正常功能的維持有賴于神經(jīng)營養(yǎng)素的營養(yǎng),神經(jīng)營養(yǎng)素主要包括腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)生長因子(NGF)、神經(jīng)營養(yǎng)因子(NT)-3、NT-4等,其中 BDNF是維持神經(jīng)功能,結(jié)構(gòu)完整性和突觸可塑性的重要的內(nèi)源性蛋白質(zhì)〔8〕。

研究發(fā)現(xiàn)〔9〕,衰老大鼠海馬 CA1區(qū)神經(jīng)元細(xì)胞膜不完整,核膜皺褶內(nèi)陷且不完整,胞漿溶解出現(xiàn)空泡化,核固縮,染色質(zhì)群集及異染色質(zhì)邊集。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列紊亂,腫脹,脫顆粒,線粒體出現(xiàn)空泡,嵴斷裂、腫脹,嵴間隙擴(kuò)張或內(nèi)隙擴(kuò)大,基質(zhì)密度明顯下降,高爾基體成熟面大泡明顯增多,腔擴(kuò)張,膜界限模糊,某些部位的膜形成寬致密線。出現(xiàn)脂褐素,且數(shù)量多,體積較大,外形不規(guī)則。此外,衰老大鼠腦組織和海馬 CA1、CA3區(qū)神經(jīng)元中 BDNF含量發(fā)生了明顯的改變,特別是CA3區(qū)BDNF表達(dá)嚴(yán)重下調(diào)〔9〕;通過提高老年鼠腦組織內(nèi) BDNF的含量可以改善衰老大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,延緩衰老的進(jìn)程。

4 甲狀腺激素(TH)與衰老

TH與人體生長、發(fā)育、能量代謝關(guān)系密切,研究發(fā)現(xiàn)〔11〕人的衰老可導(dǎo)致血清 TH濃度的變化,與年輕人相比仍顯示明顯的降低。另有研究發(fā)現(xiàn)〔12〕,老年人血清中游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、總?cè)饧谞钕僭彼?T3)、總甲狀腺素(T4)和與衰老密切相關(guān)的胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、脫氫表雄酮(DHEA)的水平明顯降低,而服用甲狀腺片 6個(gè)月治療后,老年人血清中 T3、T4、FT3、FT4、IGF-1、DHEA的水平升高,衰老的癥狀得到明顯的改善。

金國琴等〔13〕研究發(fā)現(xiàn),與青年組相比較,老年組大鼠血清3′、5′-三碘甲腺原氨酸(r-T3)水平顯著升高,血清促甲狀腺釋放激素(TRH)、促甲狀腺激素(TSH)呈代償性增高,下丘腦TRH明顯下降,而通過改善這些指標(biāo)則可以延緩衰老的進(jìn)程。

5 自由基、抗過氧化物酶系統(tǒng)與衰老

在眾多的有關(guān)衰老機(jī)制的理論中,自由基(ROS)理論被廣為接受。該理論認(rèn)為體內(nèi)具有一整套產(chǎn)生和清除 ROS的平衡體系,機(jī)體的衰老是由于受到內(nèi)、外環(huán)境的影響以及機(jī)體抗氧化酶〔其中最重要的包括超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px),過氧化氫酶(CAT)等〕的活性不斷下降使體內(nèi) ROS物質(zhì)過剩的結(jié)果〔14〕。

研究發(fā)現(xiàn)〔15,16〕,老年小鼠紅細(xì)胞產(chǎn)生 GSH-Px、SOD、CAT的能力明顯的降低,致使肝臟和腦組織中脂質(zhì)過氧化物(LPO)、脂褐素的產(chǎn)生增加顯著,B型單胺氧化酶(MAO B)活性增高,而通過提高 GSH-Px、SOD、CAT的水平,降低小鼠肝、腦中 MAOB的活性,可以降低肝臟和腦組織中LPO的含量、抑制脂褐素的生成,從而延緩衰老的進(jìn)程。

6 端粒酶活性變化與衰老

端粒是真核細(xì)胞染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu),由端粒 DNA和端粒蛋白質(zhì)組成,它參與DNA復(fù)制,對維持染色體的穩(wěn)定和功能有重要作用。端粒酶是由端粒酶 RNA和蛋白質(zhì)組成的核糖核蛋白酶,以自身為模板,通過逆轉(zhuǎn)錄合成端粒。衰老的端粒學(xué)說認(rèn)為細(xì)胞衰老是由于隨著細(xì)胞的有絲分裂,端粒長度縮短、端粒酶的活性降低致染色體末端端粒缺失所致〔17〕。

在小鼠的生命過程中,腦組織和肺臟組織在胚胎時(shí)期端粒酶活性較高,出生后端粒酶的活性很快下降;而脾和胸腺組織中端粒酶的活性胚胎期水平較低,在出生后開始增長,4～7 w上升到其最高點(diǎn),然后隨著年齡的增長逐漸降低;肝臟組織則在出生后端粒酶活性表現(xiàn)一直比較穩(wěn)定〔18〕。李梅鳳〔19〕等研究表明,衰老模型小鼠腦組織和性腺組織中端粒酶的活性下降,而通過增強(qiáng)衰老模型組小鼠腦和性腺組織端粒酶的活性可以延緩衰老的進(jìn)程。

端粒在細(xì)胞的分裂中可以保持基因組和細(xì)胞核功能的完整性、染色體的穩(wěn)定性,分裂時(shí)正確的堿基配對及端粒的長度是限制細(xì)胞無限制分裂的機(jī)制之一,端?？s短可引起基因組的不穩(wěn)定而使細(xì)胞表現(xiàn)腫瘤基因顯性從而導(dǎo)致機(jī)體組織腫瘤的發(fā)生〔20〕,衰老時(shí)端粒長度的縮短而使老年人獲得腫瘤的幾率增大;此外,端粒長度的縮短與心臟病的發(fā)生也有關(guān),在參與調(diào)查的老年人中,心臟病患者的端粒長度較正常者變短〔21〕。

7 一氧化氮(NO)變化與衰老

自 80年代發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮舒張因子的本質(zhì)是 NO以來,NO逐漸成為生物醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)。NO由NO合酶(NOS)催化L-精氨酸所產(chǎn)生〔22〕,在體內(nèi)參與調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)功能及介導(dǎo)免疫應(yīng)答等諸多生理過程,是體內(nèi)重要的信使分子和神經(jīng)遞質(zhì)〔23〕。NOS是NO生物合成的關(guān)鍵酶,在機(jī)體各組織細(xì)胞普遍存在。研究發(fā)現(xiàn),與青年組比較,衰老組中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)組織中 NO含量和 NOS活性降低,而通過提高組織中NO含量和 NOS的活性可以延緩衰老的進(jìn)程〔24～26〕。

總之,衰老是生命現(xiàn)象的一個(gè)復(fù)雜的過程,衰老時(shí)機(jī)體內(nèi)更多的變化及其機(jī)制需要在今后的研究中去探索和發(fā)現(xiàn)。

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