Theories of Aging

生物學衰老

每個人都會經歷衰老，老年性疾病正在影響著越來越多的人。雖然這一過程是不可避免的，但如果我們更好地理解這一過程，也許能夠積極地影響到一些方面，而這些方面能夠保持或產生更好的健康，治療和改善與衰老有關的常見疾病的症狀。

在過去，最大壽命（理想環境中生命的最大生物學限制）並未被認為隨著衰老過程被認為是非適應性的，並且受遺傳特徵的影響而變化。20世紀初，研究人員Alexis Carrel所做的一系列錯誤的實驗證明，在最佳環境下，高等生物(雞)的體細胞能夠不斷分裂，從而使人們相信我們的細胞可能具有不朽的特性。在1960年代，Leonard Hayflick通過確定人類細胞在文化中可能經歷的最大分裂數（稱為海弗利克極限）來反駁這一理論，這將我們的最大壽命設定為大約115年。壽命是衰老的內在生物學原因的關鍵，因為這些因素確保個體的生存到某一點，直到生物老化最終導致死亡。

關於衰老相關變化機制的理論有很多，它們是相互排斥的，沒有一個理論能夠充分解釋衰老的過程，它們往往相互矛盾。

關於人類衰老的現代生物學理論目前可分為兩大類：程式化理論和損傷或錯誤理論。程式化的理論意味著衰老遵循一個生物學時間表(受基因表達影響負責維護、修復和防禦反應的系統的影響)，而損害或錯誤理論強調對生物的環境攻擊，在不同程度上導致累積損害是衰老的原因。

這兩類理論也被稱為基於進化概念的非程式化衰老理論（其中衰老被認為是生物體無法更好地對抗自然惡化過程的結果），以及程式化衰老理論（考慮衰老到最終是生物機制或程式的結果，這種機制或程式故意導致或允許惡化和死亡，以便通過限制壽命超過物種特定的最佳壽命來獲得直接的進化效益）。

Figure 1: Evolutionary cost/ benefit of additional lifespan vs. age.

• 曲線1：現代非程式化的衰老理論-進一步生命和再生產的進化價值實際上為零，超過某些物種的特定年齡
• 曲線2：現代程式老化理論-有一個進化成本與生存超過特定物種的年齡
• 曲線3：Medawar的概念-生存和繁殖的進化價值隨著年齡的增長而下降

Goldsmith對現代生物老化程式(適應性)理論的綜述研究了生物體是如何進化出有目的地限制其壽命以獲得進化益處的機制的。

衰老理論

在對現代衰老理論的綜述中，Jin強調了程式理論的三個子類別，以及損傷或誤差理論的四個子類別，並且還聯絡了一些如何在衰老種群中觀察到這些子類別

程式理論

1）程式化壽命，它將衰老視為某些基因的連續開啟和關閉的結果，衰老被定義為與年齡相關的缺陷表現出來的時間。
2）內分泌理論，其中生物鐘通過激素起作用來控制衰老的速度。
3）免疫學理論，其中指出免疫系統被程式設計為隨著時間的推移而下降，導致對傳染病的易感性增加，從而導致衰老和死亡。

損傷或錯誤理論

1）磨損理論，細胞和組織中的重要部分磨損導致老化。
2）生活率理論，支援這樣一種理論，即生物體的氧氣基礎，代謝率越大，其壽命越短
3）交聯理論，根據該理論，交聯蛋白質的積累會破壞細胞和組織，減慢身體過程，從而導致衰老。
4）自由基理論，其提出超氧化物和其他自由基會對細胞的大分子組分造成損害，從而導致累積的損傷，導致細胞和最終器官停止運作。

其他理論

Trindade等再次提出了一個不同的觀點，指出要理解衰老的演變，我們必須理解在傳播基因過程中延長壽命的優缺點之間的環境依賴平衡。這些研究人員已經開發出一種基於適應性的框架，在這種框架中，他們將現有理論分為四種基本型別：次要（有益），適應不良（中性），輔助死亡（有害）和促進衰老（有益於有害之間的變化）。

以下概述了一些比較普遍討論的理論及其與衰老的關係：

脫離接觸理論

• 指一個人和社會其他成員之間的許多關係被切斷，剩下的人的質量被改變的不可避免的過程。
• 退出可能是由老年人或社會發起的，可能是部分或全部的。它是觀察到老年人的生活參與度低於年輕人。
• 隨著年齡的增長，他們與社會的距離越來越遠，他們與社會建立了新型的關係。在美國，有證據表明社會迫使老年人退出他們想要它。
• 有人認為這個理論並沒有考慮到大量不退出社會的老年人。這種理論被認為是第一個試圖解釋老年人成長過程的形式理論。

神經內分泌理論

• 該理論首先由弗拉基米爾·迪爾曼教授和Ward Dean醫學博士提出，通過關注神經內分泌系統來闡述磨損。
• 這個系統是一個複雜的生物化學網路，它控制荷爾蒙的釋放，這些激素被稱為下丘腦的核桃腺體改變，位於大腦中。
• 下丘腦控制各種鏈反應，指導其他器官和腺體釋放其激素等。下丘腦也響應體內激素水平作為整體激素活動的指導。
• 但隨著年齡的增長，下丘腦失去了精確的調節能力，攝取個體激素的受體對它們的敏感性降低。因此，隨著年齡的增長，許多激素的分泌減少，並且由於受體降級，它們的有效性（單位與單位比較）也減少了。

自由基理論

• 1956年，內布拉斯加大學的Denham Harman醫學博士開發了這種非常著名的衰老理論[9]。自由基一詞描述了任何具有自由電子的分子，這種特性使其以破壞性的方式與健康分子發生反應。
• 因為自由基分子有一個額外的電子，它會產生額外的負電荷。這種不平衡的能量使自由基在試圖竊取電子時與另一個平衡分子結合。在這樣做時，平衡的分子變得不平衡並因此變成自由基。
• 眾所周知，飲食，生活方式，藥物（例如菸草和酒精）和輻射等都是體內自由基產生的促進劑。

生物膜衰老理論

• 衰老的膜理論首先由匈牙利Debrechen大學的Imre Zs.-Nagy教授描述。根據這一理論，它是細胞轉移化學物質，熱量和電流過程的年齡相關變化，它會損害它。
• 隨著年齡的增長，細胞膜的脂質變得更少（水分更少，更堅固）。這妨礙了其執行正常功能的效率，特別是存在有毒累積。

線粒體遞減理論

• 線粒體是在每個器官的每個細胞中發現的產生能量的細胞器。他們的主要工作是創造三磷酸腺苷（ATP），他們在各種能量迴圈中這樣做，涉及營養物質，如乙醯左旋肉鹼，輔酶Q10，NADH和一些B族維生素等。
• 線粒體的增強和保護是預防和減緩衰老的重要部分。使用上述營養素以及ATP補充劑本身可以實現增強。

交聯理論

• 衰老的交聯理論也稱為衰老的糖基化理論。在這個理論中，葡萄糖(單糖)與蛋白質的結合(一個在氧氣存在下發生的過程)引起了各種問題。一旦這種結合發生，蛋白質就會受損，無法有效地發揮作用。
• 更長的壽命將導致氧接觸葡萄糖和蛋白質的可能性增加，已知的交叉疾病包括老年性白內障和硬質、革質和黃色皮膚的出現。