衰老機(jī)制及針灸抗衰老研究進(jìn)展

馬長春 樸松蘭 楊小存 徐平 虎力

(1長春中醫(yī)藥大學(xué)，吉林 長春 130117；2南京中醫(yī)藥大學(xué)；3上海中醫(yī)藥大學(xué))

衰老具有綜合復(fù)雜的特征，與多種重大疾病發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切〔1〕。隨著我國人口老齡化加劇，多方面探討衰老機(jī)制，可防治與衰老關(guān)系密切的多種疾病，其意義重大，現(xiàn)代研究較多的衰老機(jī)制有自由基學(xué)說、DNA甲基化學(xué)說、細(xì)胞自噬和端粒與端粒酶等學(xué)說。針灸作為歷史悠久的祖國瑰寶，在人類抗衰老的衛(wèi)生保健中發(fā)揮重要作用。針灸主要在抗自由基損傷，調(diào)節(jié)免疫損傷，調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌功能和調(diào)控蛋白質(zhì)合成相關(guān)基因表達(dá)等方面防治衰老。

1 衰老機(jī)制

1.1自由基學(xué)說 1956年英國分子生物學(xué)家Harman最早提出衰老自由基學(xué)說，認(rèn)為“氧化應(yīng)激決定壽命”〔2〕。衰老是由氧自由基對細(xì)胞和組織破壞的結(jié)果，與環(huán)境、疾病和遺傳控制的衰老過程密切相關(guān)。過多的氧自由基出現(xiàn)會導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化物出現(xiàn)，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)，使DNA、RNA異常表達(dá)，出現(xiàn)衰老。體內(nèi)具有維持平衡的代謝機(jī)制來清除過多的氧自由基，這就是具有酶活性的抗氧化劑，如：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〔3〕，增齡性衰老后體內(nèi)維持平衡的代謝機(jī)制衰弱，自由基濃度增高，造成生物膜、氨基酸鏈及DNA分子結(jié)構(gòu)的不可逆改變損傷〔4〕，加速衰老。

1.2DNA 甲基化 DNA甲基化是指DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)將甲基轉(zhuǎn)移到DNA 序列的堿基上發(fā)生甲基化的過程。修飾過后的甲基被稱為5-基胞嘧啶(5-mC)〔5〕，DNA 甲基化在維護(hù)DNA的穩(wěn)定性、細(xì)胞增殖和衰老中發(fā)揮重要作用〔6〕。據(jù)報(bào)道在老年化疾病表現(xiàn)在分子水平上往往是DNA甲基化水平不斷降低〔7〕。Tan等〔8〕認(rèn)為年齡增長到一定程度后，年齡越大，甲基化發(fā)生率越高，DNA甲基化多發(fā)生在CpG島區(qū)域，這是通過觀察53個(gè)CpG島的DNA甲基化的發(fā)生率高達(dá)91%得出的結(jié)論，這說明特定CpG島的DNA甲基化恰恰與一般結(jié)果相反〔9〕，可以通過這些特定指標(biāo)的變化，反映其衰老狀況。Ramos等〔10〕也進(jìn)一步證實(shí)了絕經(jīng)后女性的甲基化整體水平降低，衰老加快，出現(xiàn)心血管疾病的概率加大。另外，隨著衰老的出現(xiàn)，與干細(xì)胞調(diào)控相關(guān)的啟動子區(qū)上DNA甲基化程度有升高表現(xiàn)〔11〕?？梢?，衰老會有DNA甲基化整體水平減少的表現(xiàn)，特定區(qū)域或點(diǎn)位出現(xiàn)增加〔12〕，這可能會成為反映衰老的重要指標(biāo)之一。

1.3細(xì)胞自噬 自噬是衰老進(jìn)程中的重要調(diào)節(jié)機(jī)制之一。自噬可調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)〔13〕。自噬有3種〔14〕：巨自噬(MA)、伴侶蛋白介導(dǎo)自噬(CMA)和微自噬。其中，MA是細(xì)胞自噬的主要形式，目前研究最多。自噬可由自由基損傷、氧化應(yīng)激、端?？s短、DNA損傷和一些應(yīng)激狀態(tài)的誘因而引發(fā)，自噬小泡與溶酶體形成的自噬溶酶體可將細(xì)胞內(nèi)需要降解的分子包裹后進(jìn)行降解〔15〕。四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的與年齡相關(guān)的帕金森病(PD)小鼠模型可通過自噬過程來減輕癥狀〔16〕。研究表明自噬〔17〕可使細(xì)胞自噬激酶(ULK)1磷酸化自噬相關(guān)蛋白14抗體(Atg14)促進(jìn) Vps34脂質(zhì)激酶活性，治療由于突變的亨廷頓蛋白(mHtt)在神經(jīng)元內(nèi)異常聚集〔18〕形成的享廷頓病(HD)。文獻(xiàn)報(bào)道年齡增長后會導(dǎo)致自噬水平降低，這是由于自噬水平的提高會減少退行性改變，從而達(dá)到抗衰老的目的〔19〕。

實(shí)驗(yàn)證明，敲除自噬相關(guān)基因5的衰老小鼠與口服亞精胺的正常衰老小鼠相比較，缺少心臟保護(hù)作用〔20〕，可見自噬水平的提高會起到保護(hù)心臟的作用。LaRocca 等〔21〕認(rèn)為激活自噬會抵抗衰老所帶來的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)，其機(jī)制可能表現(xiàn)為衰老小鼠口服亞精胺后，與自噬小體降解密切相關(guān)多聚泛素結(jié)合蛋白p62/SQSTM1的表達(dá)下調(diào)，內(nèi)皮細(xì)胞功能恢復(fù)，延緩動脈老化。隨著年齡增長，骨關(guān)節(jié)炎(OA)發(fā)病率逐漸升高〔22〕。利用氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的衰老模型可導(dǎo)致OA的發(fā)生，自噬激活后可增強(qiáng)自噬特異標(biāo)記分子(LC3-Ⅱ)、自噬相關(guān)蛋白(Beclin-1)的表達(dá)，抑制Bax、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)-8等凋亡蛋白的表達(dá)和軟骨細(xì)胞凋亡，從而阻止OA的發(fā)生發(fā)展〔23〕。年齡增長，腎臟也會出現(xiàn)多種病理生理改變〔24〕。主要表現(xiàn)為一方面電鏡可觀察衰老腎臟細(xì)胞線粒體嵴消失，另一方面自噬相關(guān)基因Atg7和LC3表達(dá)降低，自噬可能通過相關(guān)基因的調(diào)控參與衰老腎臟的病理生理改變〔25〕。

一般來說，自噬水平下降會出現(xiàn)早衰或與其相關(guān)的器官功能障礙疾病，如OA、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、代謝綜合征、癌癥等〔26，27〕。

1.4端粒與端粒酶學(xué)說 端粒是位于真核細(xì)胞染色體末端的端粒DNA和結(jié)合蛋白復(fù)合體。端粒結(jié)合蛋白具有抑制端粒酶活性和調(diào)節(jié)端粒長度的功能，端粒結(jié)合蛋白復(fù)合體 Shelterin可與端粒末端的變化結(jié)構(gòu)結(jié)合，使其更加穩(wěn)定，同時(shí)保護(hù)染色體，使其基因組完整〔28〕。Atzmon等〔29〕發(fā)現(xiàn)端粒能夠限制細(xì)胞的分裂次數(shù)，這是因?yàn)槊看渭?xì)胞分裂都會損耗端粒長度，因此被稱為“生命時(shí)鐘”〔30〕的端粒長度可作為細(xì)胞復(fù)制型衰老的重要指標(biāo)之一。端粒酶在特定條件下能夠調(diào)控端粒的復(fù)制，并使其在染色體復(fù)制中不變短，維持穩(wěn)定〔31〕。其對端粒調(diào)控的作用是影響衰老的重要環(huán)節(jié)〔32〕。研究發(fā)現(xiàn)〔33，34〕，老年人端粒的平均長度要比年輕人短，那是因?yàn)閺纳L成熟到衰老的過程中會有大量的細(xì)胞分裂，端粒長度就會縮短到一定程度。

2 針灸抗衰老研究

2.1針灸抗自由基損傷 林庶茹〔35〕認(rèn)為針刺關(guān)元穴、腎俞穴可提高老年大鼠腎組織中具有酶活性的抗氧化劑的活性，減少脂質(zhì)過氧化物的出現(xiàn)，達(dá)到抗衰老的作用。劉躍光等〔36，37〕認(rèn)為針刺老年大鼠的足三里、關(guān)元穴可以降低肝組織中乳運(yùn)鐵蛋白(LTF)的含量，提高GSH-Px量，調(diào)節(jié)其肝和心腎組織中一氧化氮(NO)的含量。不同衰老模型下，針刺都有抗自由基損傷的能力，叢樹園等〔38，39〕針刺自然衰老雌性大鼠的足三里和關(guān)元穴，結(jié)果證明可通過針刺穴位提高自然衰老雌性大鼠心組織SOD活性和NO含量，使MDA值降低，提高了心組織的抗氧化能力。朱兆洪等〔40〕針刺醋酸氫化考的松肌注腎虛模型小鼠命門和足三里穴，實(shí)驗(yàn)顯示針刺組小鼠心肌組織中SOD和肝組織GSH-PX的活性升高，腎組織GSH的含量和總抗氧化能力(T-AO)上升，腦組織中一氧化氮合酶(NOS)活性和NO含量降低，心肌組織中MDA含量降低，提示針刺命門和足三里穴可改善腎虛模型小鼠心、腎自由基的代謝。關(guān)晨霞等〔41〕針刺D-半乳糖誘導(dǎo)的亞急性衰老小鼠百會、大椎和命門穴，觀測其腦組織中自由基代謝反應(yīng)，結(jié)果顯示針刺衰老小鼠明顯提高其腦組織SOD活性，并降低NO 和MDA 含量，提示針刺百會、命門和大椎穴能提高抗氧化酶活性，抑制大腦自由基反應(yīng)。趙學(xué)綱等〔42〕以亞急性衰老模型大鼠為研究對象針刺腎俞、足三里穴觀測睪丸組織自由基代謝，結(jié)果顯示睪丸組織SOD活性增強(qiáng)，MDA濃度降低，睪丸細(xì)胞凋亡相關(guān)基因Bcl-2表達(dá)增強(qiáng)，衰老大鼠睪丸細(xì)胞凋亡減少，有抗衰老療效。高希言等〔43〕以同樣的衰老模型小鼠針灸百會、大椎和命門穴，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示針灸可降低腦組織中NO與MDA含量，提示針灸督脈可以抗衰老。文獻(xiàn)表明〔44，45〕，艾灸衰老模型大鼠的命門和大椎穴，抗氧化酶的活力明顯上升，表明命門穴和大椎穴組合艾灸通過清除自由基有效抗衰老。路雪婧等〔46〕認(rèn)為電熱隔藥灸神闕穴后老年人紅細(xì)胞SOD活性有明顯提高，MDA含量明顯降低。高樹中等〔47〕臨床對比觀察隔藥灸臍組與西藥組，發(fā)現(xiàn)隔藥灸臍組與西藥組(口服VitE 膠囊)相比，升高SOD和降低MDA含量差異均有顯著意義。孔立紅等〔48〕對糖尿病模型大鼠肺俞、脾俞和腎俞穴艾灸發(fā)現(xiàn)，模型鼠血清SOD明顯提高，MDA明顯減少，可見針刺和艾灸穴位可增加氧化清除酶活性，減少脂質(zhì)過氧化物的出現(xiàn)，達(dá)到抗衰老的目的。

2.2針灸調(diào)節(jié)免疫損傷 劉建民等〔49，50〕電針D-半乳糖SD衰老大鼠關(guān)元、足三里穴，實(shí)驗(yàn)表明電針強(qiáng)壯穴能降低環(huán)磷酰胺對T細(xì)胞免疫的抑制，其作用機(jī)制可能是電針提高了T細(xì)胞增殖能力和T 細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素(IL)-2及其受體水平有關(guān)，結(jié)果顯示電針關(guān)元和足三里穴可通過調(diào)節(jié)神經(jīng)免疫抗衰老。李麗紅等〔51～53〕實(shí)驗(yàn)表明：艾灸升高小鼠的胸腺、脾臟指數(shù)，體能增加明顯，斯欽圖等〔54〕灸療大鼠也發(fā)現(xiàn)了同樣結(jié)果。趙粹英等〔55〕臨床觀察老年人隔藥灸，選定穴位是足三里、關(guān)元和膻中穴，發(fā)現(xiàn)艾灸后的自然殺傷細(xì)胞活性和IL-2合成分泌能力與艾灸前相比顯著增強(qiáng)，艾灸后的CD3、CD4 細(xì)胞數(shù)目、CD4 /CD8 比值、T淋巴細(xì)胞總數(shù)也有明顯增加，可見艾灸可能通過調(diào)節(jié)免疫功能來抗衰老。

2.3針灸調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌功能 人類內(nèi)分泌腺體的分泌細(xì)胞數(shù)量與年齡增長密切相關(guān)，隨著人體功能的衰老，分泌的激素也會降低。尤其是與人體生長、發(fā)育、成熟、衰老密切相關(guān)的甲狀腺、腎上腺和男性的睪丸、女性的卵巢變化關(guān)系密切。

黃誠等〔56〕實(shí)驗(yàn)證明：電針或艾灸自然衰老大鼠腎俞穴，針刺可明顯提高其血清的黃體生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)水平，增加生長激素(GH)含量，提示針灸可通過改善垂體激素分泌水平來抗衰老。趙偉康等〔57〕發(fā)現(xiàn)艾灸自然衰老大鼠的關(guān)元穴會影響下丘腦-垂體-甲狀腺軸的變化，艾灸自然衰老大鼠會明顯升高大腦皮層的去甲腎上腺素(NE)、促甲狀腺素釋放激素(TRH)和甲狀腺素(T4)，降低血清TRH，從多方面調(diào)整神經(jīng)內(nèi)分泌功能。辛保玉等〔58〕對衰老小鼠(SAMP/10)的腎俞、命門和大椎穴施以天灸，結(jié)果顯示雌二醇 /睪丸酮比值下降，睪丸酮含量增加，提示灸腎俞、命門和大椎組合穴可調(diào)整垂體-性腺軸功能。任幼紅等〔59〕觀察艾灸老年人的神闕穴可提高血清中褪黑素含量，改善衰老癥狀。

2.4針刺調(diào)控蛋白質(zhì)合成相關(guān)基因表達(dá) 針刺調(diào)控相關(guān)基因是多層次、多途徑的〔60〕。針刺穴位具有特異性，不同穴位對調(diào)控衰老相關(guān)基因的表達(dá)不同，影響衰老程度，溫延益等〔61〕研究表明針刺能有效提高基因轉(zhuǎn)錄水平，使8月齡小鼠的腦和肝細(xì)胞核活性基因數(shù)增加。陸明霞等〔62〕從針灸作用總趨勢分析調(diào)節(jié)衰老機(jī)制，認(rèn)為針灸可使衰老機(jī)體內(nèi)環(huán)境保持平衡狀態(tài)，即在衰老狀態(tài)下，針灸可以將受到抑制的基因表達(dá)興奮，同時(shí)也可以將過度興奮的基因表達(dá)受到抑制。原淑娟等〔63〕利用D-半乳糖衰老大鼠模型進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)電針模型組與模型組相比較，神經(jīng)細(xì)胞凋亡細(xì)胞率顯著降低，可能主要是通過調(diào)節(jié)Bcl-2蛋白表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。于建春等〔64〕針刺干預(yù)研究(SAMP/10)鼠伴加齡腦組織基因表達(dá)變化發(fā)現(xiàn)針刺延緩衰老機(jī)制可能會通過針刺將過度激活的翻譯起始因子(EIF3-p66)表達(dá)進(jìn)行抑制抗衰老。付于等〔65〕針刺快速衰老小鼠(SAMP/10)模型，實(shí)驗(yàn)證明針刺可使衰老模型小鼠的全腦、皮層和海馬中熱休克蛋白(HSP)86和HSP84基因表達(dá)興奮，“益氣培元”針法可能通過這兩條基因上調(diào)來抑制衰老過程中的細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激。

綜上，衰老機(jī)制涉及多學(xué)科內(nèi)容，但其內(nèi)在又有諸多聯(lián)系，須從多角度深入探索，從多學(xué)科交叉思維分析問題本質(zhì)。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為“腎為先天之本，生命之源”，腎虛是人體衰老的關(guān)鍵，近年來出現(xiàn)了“瘀血致衰學(xué)說”，瘀血造成氣血受阻，代謝障礙，會加速衰老。中國古代針灸療法能夠調(diào)整陰陽、疏通經(jīng)絡(luò)和調(diào)和氣血，現(xiàn)代研究表明針刺和艾灸具有維持細(xì)胞穩(wěn)定、改善氣血運(yùn)行、調(diào)節(jié)新陳代謝的作用，對機(jī)體衰老有延緩作用。