老化不是自然选择“设计”出来,而是生殖完成后系统维护不足的副产物。而是恰恰因老化的非程序性,使得人的延寿空间取决于对自身系统维护。
摘要:老化不是自然选择"设计"出来的定时炸弹,而是生殖完成后系统维护不足的副产物。它并不是注定不可控的,而是恰恰因其非程序性,才有干预与延寿的空间。人的寿命差异取决于繁殖完成之后,自身对维护系统的投入和维护导致的运行长短。这由遗传背景、环境暴露、行为选择与心理状态共同塑造。
一,老化非程序假说(Non-programmed Aging Hypothesis)
基于"为什么人会老化"的进化生物学核心观点的"老化非程序假说"(Non-programmed Aging Hypothesis),即老化不是被自然选择"积极设计"的程序,而是生殖完成后,由于自然选择效应减弱,系统维护逐渐退化的一种副产物。
1.1 自然选择的目标从未"关心"老年
自然选择的本质是保留有利于基因传递的特征,淘汰无助或有害的特征。对年轻个体而言,高度选择压力导致任何有助于存活、繁殖、竞争交配的特性都会被强化;例如,更强的免疫系统、更快的反应、更高的性激素水平。而对老年个体,如果个体已完成生育,那它的存亡对基因传递几乎无影响。所以自然选择"不再关心"这些基因或机制是否维持良好功能。换句话说系统一旦完成生殖任务,后续维护机制可有可无。
1.2、支持"老化是副产物"的三大进化理论
1)突变积累假说(Mutation Accumulation)
年老时出现的有害突变无法被自然选择清除,是因为这些突变的表现要到繁殖年龄之后,早就传下去了。所以"老了容易生病",不是因为系统崩坏,而是"坏基因"在晚年活跃但未被淘汰。
2)拮抗性多效性假说(Antagonistic Pleiotropy)
一些基因在年轻时对繁殖有益,但年老后有害。例如:高雄激素→增加交配成功,但也可能提高前列腺癌风险。这种"青春有利、老年有害"的基因,会被保留下来;说明,老化是"进化妥协"留下的后果。
3)可耗竭的生理维护假说(Disposable Soma Theory)
由于生存资源有限,个体只能在生殖与身体维护之间做权衡。进化偏向将资源优先投入繁殖成功,不是身体保养。所以一旦繁殖完成,系统维护减少,老化不可避免。
1.3 老化的非程序性
老化理论可分为程序性老化和非程序性老化(表-1)。而基于进化理论却支持"非程序性老化"。例如,并没有发现决定"必定老去"的基因程序;不同个体的寿命差异巨大、环境适应也能显著延寿;某些动物(如裸鼹鼠)几乎无衰老迹象,说明老化并非必然。
表-1 非程序性老化
二,老化-系统维护退化
老化确实可以被视为:在完成生殖任务后,人体(或更广义上的有机体)由于能量、资源或遗传调控机制上的限制,对自身系统维护投入减少,进而逐渐积累损伤、失调和功能衰退的副产物。
2.1 老化:"信息维护与能量平衡失调"的副产品
老化不是"被设计"要发生的非程序性,还可以理解为维护机制受限的自然后果。这体现在并非自然选择"特意设定"你在某个年龄开始变老,而是自然选择主要优化的是让你"足够健康地完成繁殖"。在这个目标完成后,维护系统的设计并没有冗余或持续优化,于是开始从能量流失,信息失稳,系统反馈紊乱,耦合断裂方面退化。
1)能量流失:线粒体效率下降氧化应激增加2)信息失稳:DNA损伤积累、表观遗传漂移
3)系统反馈紊乱:激素失衡、炎症慢性激活4)耦合断裂:器官协同下降失去系统整体性。
2.2、老化:系统维护能力下降
1)资源调配模型:生殖优先、维持次之
身体在年轻时把大部分能量投入到发育、免疫、学习、生殖等"高回报"功能;一旦生殖完成,系统"无动力"继续高强度维护非生殖相关功能;于是开始在修复DNA、维持蛋白质折叠、小脑平衡、免疫调节等方面出现漏洞。
2) 遗传机制"允许"有害积累
一个基因在年轻时有益(如激发雄性特征),即使它晚年有害(如诱发癌症),也会被保留下来;被称为"拮抗性多效性",是老化变异累积的重要源头。
2.3 老化:意味着可以延缓
因为老化不是被刻意设计的程序,所以老化不是"无法干预"的宿命现象,反而提供了很多可以人为加强维护、清除损伤、恢复稳态的切入口;例如:清除衰老细胞(Senolytics)、激活自噬、延缓表观遗传老化、重建肠脑轴等。
言而总之,老化不是一段被"写进基因"的剧本,而是系统在完成进化核心任务(繁殖)后,自我维护能力减弱的自然衰退现象。因此它既非"被注定",也非"不可改写"。
三,自身系统的可维护性
老化本身是自然选择允许发生的"非程序性"过程,虽然不可完全避免,但其进展速度与表现形式高度可调,取决于个体"维护系统"的强弱与是否受到负面扰动。
3.1老化"不可避免"是因为遗传系统没有被优化来长期维护
从进化角度看,自然选择最关注的是生殖成功,并不"在意"生殖后的长期健康;所以细胞修复、抗氧化、蛋白质折叠等系统并非为"终身运行"设计、时间一长,损伤积累、调控失衡是几乎必然的。
3.2 老化的"速度与质量"可以通过维护系统调控
虽然无法避免老化,但可以大幅调控它的轨迹、速度与体验质量。决定性因素不是"有没有衰老基因",而是是否能持续支持"自我维护系统"的高效运作。
1). 激活/强化系统机制:
通过自噬系统(清理损坏细胞与蛋白质)和DNA修复机制(维持遗传信息稳定)和抗氧化系统(清除自由基)和线粒体功能与再生能力(维持能量供应)以及干细胞更新能力(维持组织再生)等维护系统的激活或强化,决定人体"老得多快"。具体措施如运动、断食、适度冷/热刺激等方式。
2). 移除负面扰动:
通过移除或减少负面因素,也是延缓老化的关键。其中包含老化核心推手的慢性炎症(inflammaging),以及环境毒素(污染、农药、烟酒)和心理压力(持续高压导致激素紊乱)和代谢失衡(高糖饮食导致胰岛素抵抗)等等。
四,长寿---基于自身系统维护
个体之间的寿命差异,很大程度上取决于在完成生殖任务之后,个体"自身系统维护"能力的持续性、效率与调控差异。这也是现代老化研究中的核心问题,可以从进化、生理、遗传、表观遗传、环境适应与行为选择多个层次来解释"为什么有些人系统维护强、活得久",而有些人却早早衰老。
4.1、系统维护能力因人而异的主要原因
1) 基因遗传的差异
有些人天生具备更高效率的细胞修复能力;例如:激活自噬、修复与抗氧化机制的FOXO3基因和调节代谢与DNA修复的SIRT家族基因。这些长寿相关基因的变异让某些人维护系统运作得更久。
2) 表观遗传调控差异
虽然我们有类似的基因组成,但基因表达是否被"开启/关闭"会因饮食、运动、压力、毒素暴露而不同。例如:同卵双胞胎在成年后寿命差异可达10年,正说明非遗传因素对系统维护影响巨大。
3) 代谢与能量分配策略
寿命延长与代谢效率密切相关,有些人新陈代谢较慢、更节能,维护系统能"用得更久",而低热量饮食被证实可激活系统自我维护(如延缓线粒体老化)。
4) 生活方式对系统维护的促进或破坏
生活方式相关的行为就像"人为加油",影响系统维护的持续力。例如,睡眠、运动、饮食、压力管理等行为直接影响系统维护。良好作息使得激活免疫和修复系统;慢性压力 可以提前耗尽调节资源、加速衰老;而运动则会 提升线粒体再生、增强神经保护。
5)微生态与免疫稳态的个体差异
肠道菌群有脑、免疫、代谢三大系统维护的"指挥中心"作用;研究证明,个体肠道微生态结构差异巨大,是寿命差异的潜在决定因素之一。
4.2 寿命可塑性取决于自身系统维护
老化是维护系统逐渐失效的过程,那么强化了自身系统维护使寿命可塑也成为可能。这包含了提高自我修复,自噬、抗氧化等系统维护能力(图-1)。具体措施有延缓系统衰退(如清除老化细胞、调节代谢通路)和强化维护系统(激活DNA修复、增强干细胞更新)以及改写衰老路径(表观遗传干预、肠脑轴重构)等。
图-1 系统维护能力
杨金宇 初稿(健康界): 2025.4.28
引用资料:
[1] 老化生物学-老い寿命のメカニズム (Biology of Aging) Roger B.McDonald 著
监译 近藤祥司 日本メディカル.サイエンス.インターナショナル
[2] 长寿---人类进化留下的空白页 杨金宇 健康界 2025.4.23
[3] ChatGPT
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