衰老_损伤与生命维护的博弈.pdf

（欢迎点击阅读上面5年前的旧文）

   江山辈有人才出。此话果然一点没错！就说科学网也不时会从那些与生物相关的或是不太相关的领域空降一两个思考衰老本质的大侠，提出一连串令人既眼花缭乱，又哭笑不得的衰老迷思。这不，前两天从科技高度发达的米国冲出来一匹黑马，侯沉侯先生，便以一篇大作，上下两集，把个衰老机理问题打了个“猴腿踉跄直发沉”：

此事古难全：宏观研究v.s.微观研究（下）

    一文既出，十年来已经那么清楚完美的关于衰老机理的科学解读又被打回了“千古之谜”的原型。再加上科学网不爱读英文原著的刘学武先生架秧子一起哄，衰老机理又变成了“老印的理论”和数百个分崩离析的“假说”。无可奈何，俺只好“坦白交代”了一些历史细节，说明“老印的理论”并非海市蜃楼，捕风捉影：

    [7]刘学武  2016-11-19 12:37    老印喜欢故弄玄虚。他的立题基础还是物理思想：熵增。但是他把自由基理论完全照搬了，所以你觉得他的理论和自由基理论没有区别。    博主回复(2016-11-19 12:41)：哈哈，熵增那更是别人说了无数遍的东西了。以前科学网还有一个作衰老，分子细胞方面的，广州的，好像是暨南大学的，经常发一些关于炎症的文章，我一下想不起名字了，他做了一些比较踏实的工作。 ———————————————————————————————————————————    【我的评论】：两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天！最近发现，经常有些“黄鹂”鸟们还没研究过那上百个天下著名、博大精深的衰老学说就敢高调妄弹“为何衰老”；都没读懂我的理论就对我否定？两位太不够意思，太不给面子了吧！我是从食物的老化（够宏观吧）切入生命万物的老化，从氧应激（含炎症）到糖应激看到这两大衰老元凶隐含的共性（羰基应激）本质，从实验彻底研究了老年色素的生化形成过程看到了衰老与老年退行性疾病的共通的亚分子本质，最后以我的物理灵性发现熵增生化就在那山顶“等着”，于是顺理成章把我的衰老学说与熵增有机地融合在了一起。在我的衰老本质提出之前，熵增衰老假说就是一垃圾，被科学界弃之如撇履！因为它没有生化根基！1947年薛定谔提出“衰老一定符合热力学第二定律”时，DNA结构还没诞生，自由基衰老假说还没影子！薛定谔也就随嘴一说，之后因为“任何生物体多吃一口饭就能实现生命的熵减”这个简单的道理（生物体不是封闭体系），这个熵增衰老被提名为“搞笑诺贝尔”。在当今这万事万物“特离谱”的时代，两位若是真的要探讨衰老，还是先吃透我的科学网博文及文中链接的科学文献比较靠谱。

   联系到前不久在南昌大学召开的宏伟壮观的“中国老年医学大会”也冲出一个SCN大作等身的，举国闻名的，超级美女教授大谈“为什么衰老的困惑”，我老人家只好又打起精神，唤醒一颗“退休状态”的抗衰老出世心，把重要的话重复三遍：

     用生化语言：  

衰老是生化副反应损变的失修性累积；

衰老是生化副反应损变的失修性累积；

衰老是生化副反应损变的失修性累积。

     用科普的语言：

衰老是损伤与生命维护的博弈；

衰老是损伤与生命维护的博弈；

衰老是损伤与生命维护的博弈；

    用科学的语言：

熵增决定衰老，基因决定寿命；

熵增决定衰老，基因决定寿命；

熵增决定衰老，基因决定寿命；

    用浓缩的语言：

熵增！熵增！熵增！

   下面将侯沉先生关于衰老机制深刻的思考和沉重的博文转来此地，供大家跳回“衰老迷坑”之际，方便享用：

    上集梗概（龟虽寿）：       “科学活动都是还原论的，不存在‘非还原论' 的科学”。但是，同是还原论，同是实证/分析/逻辑，还有着眼点的不同。所以存在: “宏观研究 v.s. 微观研究”。为了说明宏观研究的重要性，我首先假设整个系统都不存在混沌，非线性，蝴蝶效应，“整体大于部分之和”，“涌现“，这些东东，然后试图阐明， 即使不存在这些东东，微观研究也不能代替宏观研究。衰老的微观研究所取得了举世瞩目的巨大胜利。

    但是，但是，但是，微观研究却不能，永远不能，解释和解决很多关于衰老的基本问题和实用问题。比如：1。生物为什么会衰老？衰老显然是不利于生物个体的，那么在漫长的进化过程中，选择机制为什么没有把“衰老的因素”给淘汰掉？2。为什么有的动物衰老的快，有的动物衰老的慢？3。为什么在实验室里制造出来的，由于基因变异而长寿的生物总有各种各样的缺陷，比如无法生殖，无法生长。4。同一个物种，同样的体重，同样的食物，为什么生活在某些地区的衰老的慢，而生活在某些地区的衰老的就慢？

    总而言之，根本的问题就是生物为什么会衰老？

    有人猜测：“生物的衰老是由生物的构成决定.自然条件下染色体的复制必定无法完美无缺。有机物必然会因外界侵害而劣化。所谓不衰老的生物，必定是简单生物通过简单复制来再生。”这话的前半句是对的。　有个大牛（忘了是谁了）曾说过，衰老已经不是一件神秘的事情了（感谢“微观研究”），其关键就在于damage－－在分子 和细胞层面上的各种损害（包括对染色体的伤害），是衰老的内在机制。　

    但是，生物体具有超强纠错功能和修复机制。根据鄙人的计算，一般的哺乳动物修复纠错 的效率高于0.998。如果其修复机制是完美的话，所有的损害都将不成为问题。所以，问题在于：为什么修复不是完美的？

    有人猜测：“如果没有衰老机制，生命较长的个体因为经验较多，必然在竞争中比新生个体具有更多优势，从而不利于新生个体繁衍后代。“这个说法由来已久，最早是由１９世纪末最著名的进化生物学家魏斯曼提出来的。魏斯曼的意见是，资源是有限的，老的不死，人口越来越多，那年轻的同志怎么进 步？总设计师正是考虑到了这一点，才主动从党和国家领导人的位置上退了下来，体现了老一辈革命家淡泊名利的高风亮节。　但是，随着越来越多的数据积累，魏 斯曼的这个说法渐渐的被人摒弃（或发展成更新的版本）。主要原因之一是，衰老会导致死亡，可是死亡不一定非得是衰老导致的。

     除了衰老之外，还有很多外界因 素可以调节人口，从而保证资源不被消耗干净。比如说一个地区的兔子数量稳定，主要原因不是兔子会老死，而是因为有狼。　所以，问题就变成了：既然有狼抑制兔口疯长，兔子为什么还是会衰老？　而且更吊诡的是，在很多情况下，有狼环境中的兔子比无狼的兔子，衰老的还要快，刚好和魏斯曼的预测相反。这可不是因为 环境压力，工作压力，吴子胥过昭关一夜白了头什么的。（很多动物研究证明轻微的压力对健康和抗衰老是有好处的）。原因其实非常简单，我下面就会阐明。

     有的意见是：“道金斯肯定会用"自私的基因"来解释，凡有利于基因扩散的性状就会被保留下来，并发挥作用，而基因是不会理会个体是怎样挣扎求生的。“基因确实是自私的，只有神才是无私的。我们就是要修成无私无我，先他后我的正等正觉。但是，在所谓的生态平衡的状态下，一个种群中个体的数量都是恒定 的，增长也不会增长太多。也就是说，单就某一个特定基因来说，它的数量是基本恒定的。那么保持这个恒定有很多途径，一个是老的死掉，繁殖新的，还有一种可 能的途径就是，每一只兔子都长生不死，也可以保证这个基因的数量不变。更甚者，如果每个兔子都长生不死，而且又可以繁衍后代，那这个基因的数量不但可以保 持恒定，而且可以增长。这种“有利于基因扩散“的事情又何乐而不为呢？

     这些新问题，老问题，新老问题的答案其实很简单，归结起来就是一句话：天下没有免费的午餐。昔年在东海桃花岛上，大侠郭靖曾有幸见证东邪黄药师与西毒欧阳锋的箫筝之斗。却说郭靖“听了一会，忽觉两般乐音的消长之势、攻合之道，却有许多地方与所习 口诀甚不相同，心下疑惑，不明其故。好几次黄药师明明已可获胜，只要箫声多几个转折，欧阳 锋势必抵挡不住；而欧阳锋却也错过了不少可乘之机。郭靖先前还道双方互相谦让，再听一阵，却又不像。他资质虽然迟钝，但两人反复吹奏攻拒，听了小半个时辰 下来，也已明白了一些箫筝之声中攻伐解御的法门。他呆呆的想了良久，只听得箫声越拔越高，只须再高得少些，欧阳锋便非败不可，但至此为极，说甚么也高不上 去了，终于大悟，不禁哑然失笑：“我真是蠢得到了 家！人力有时而穷，心中所想的事，十九不能做到。我知道一拳打出，如有万斤之力，敌人必然粉身碎骨，可是我拳上又如何能有万斤的力道？

   “生命体又何尝不想长生不死，可是这种事是你想想就能心想事成的吗？　它能没有个限制吗？　午餐能是白吃吗？　伟大领袖毛主席教导我们，所有的鸟兽鱼虫（这里抛开植物和细菌病毒什么的不谈，因为我不懂）都需要“通过肺部进行呼吸，呼出二氧化碳，吸进新鲜氧气，这就 是吐故纳新。一个无产阶级的党也要吐故纳新，才能朝气蓬勃。不清除废料，不吸收新鲜血液，党就没有朝气。“　

     伟大舵把没有指出的是，有氧代谢会产生很多代 谢废物，比如国内网站养生广告里出现频率最高的词之一“本产品有效清除氧自由基”，这个氧自由基就是最典型的代谢废物，也是造成分子和细胞伤害的最大原 因，最主要的原因。光是研究这个自由基的学术期刊就有好几个。但是，凡事有弊就有利，有氧代谢又给生命体提供了生存所需的所有能量，包括修复和纠正由氧自 由基所带来伤害的能量。戏肉就在这里了：一个给定的生物，它能从外界吸取的能量是一定的。这个不是说你吃的多，你吸收的能量就多。你吃得再多，你也得能消化的了，得能吸收的了才 行啊。哪怕是静脉注射进去，你的血液循环的速率，运输养料的速率也是有限的。所以，一般来说，生物能吸取和应用的能量和它的体重是紧密相关的（关于这一 点，我以前说过好几次。因为和本贴的关系不是太大，除非是要做精确的计算，所以就不详细说了）。

     这个能量进来了，如何作预算，如何分配呢？最简化地说有两个用途：一是为了生殖繁衍，也就是制造新肉，二是用来保养和维护现有的肉体。保养和维护就包括了修复和纠错。投入保养和维护的能量越多，生物体就越健康，衰老的越慢，获得越长，正所谓“养怡之福，可得永年”。经过计算，我们基本上可以这样说，如果把所有的能量都 投入到保养维护上，那么由氧自由基造成的伤害，基本上可以被全部修复（＞９９．９％），长生不死不敢说，延年益寿还是有可能的。然而，总的能量是给定的， 蛋糕只有这么大，如果把所有的能量都用来维护，那发展（生殖生长）就没有能量了。（所以，胡总既要发展又要稳定，那就只有把蛋糕做大了）。　

     此事古难全啊。话说至此，这个问题：“为什么修复不是完美的？”的答案就是：修复机制本身可以是完美的，但是只有机器，没有能源也不行。　为了保证发展（生殖生长），生物体只能把一部分能量投入到维护保养上去，这样就造成了总的修复的结果不是完美的。这也就在一定程度上回答了这个问题：为什么实验室里的由基因变异造成的长寿生物，比如果蝇，线虫，总是有很多生理缺陷，比如，不能繁殖。　这是因为，天下没有白吃的午餐，你有所得就必定有所失，好事不能让你全占尽了。你要长寿，那么就不能有足够的能量来生殖。这个宏观的调控，就使得微观上主管生殖的基因（以及其他微观因素）受到抑制。你也可以把主管保养和主管生殖的基因都打开，但是这样一来，你就得把蛋糕做大，也就是说你得找到能把蛋糕做大的基因，让果蝇线虫能过吸收利用更多的能量。这个也许是有可能的，虽然很难。然而，上面这个答案并不能解释我上面提出的问题：如果仅是为了保证自私基因的数目，那生物体完全可以干脆不交配，不生殖，废这个事干什么，无端端惹出无穷是非。如果不把能量耗费在生殖上（或者只生殖一点点），那么维护保养就可以近似于完美，不是同样可以保证基因的数目吗？

　要回答这个问题，就要回到我上面说的：　衰老会导致死亡，可是死亡不一定非得是衰老导致的。除了衰老之外，还有很多外界因素可以致死。而这些外界致死因素正是生物体必须衰老的关键原因。这个逻辑实际上很清晰，很简单：你保养的再好，也会死。不是因为氧自由基带来的伤害，而是因为。。。。水火地震，毒蛇猛兽，城管国保，磨牙吮血什么的，这都是外界环境的致死因素。你把所有的鸡蛋都放到一个篮子里，一点不留后路，所有能量都给了保养，一点都不分给生殖，一旦碰到李刚，你这份基因可就永远失传了。为了防着外界致死因素造成的绝门绝户，你就必须传宗接代，然而要传宗接代，你就不能把所有的能量都用到维护上，不把能量全用到维护上，你就必须衰老。 吉藏凶，凶藏吉，此事古难全，就这么简单的道理。

    这样，刚才的问题就有了答案：为什么有狼环境中的兔子，比无狼环境里的兔子衰老的还要快。这是因为，捕食者的存在，就意味着外界因素致死的几率增高，所以，把过多的能量投入到自身的保养上，是一件很没有意义的事情：反正早晚都要被狼吃掉，兔子又何必苦苦恋此肉身，不如及时行乐，将能量用于传播后代。

     有一个大牛曾做过一项很著名的研究。他研究美洲负鼠　ｏｐｏｓｓｕｍ。这是一种极为丑陋的，在美洲很常见的动物，是噩梦中的生物，邪恶的化身。它比大老鼠大个好几倍，有点像李连杰的《冒险王》里，那种被辐射的老鼠变异。我不幸在路上门口见过一只，至今想起来还发颤。这不怕老鼠的 大牛作了个什么工作呢？他研究同一种负鼠的两个群落。一个群落世代生活在一个与大陆隔绝的岛上，４５００年前率妻子邑人来此绝境，不复出焉。岛上没有天敌，只有良田美池，桑竹之属，端的是黄发垂髫，并怡然自乐。　另一个群落则世代生活在大陆，百代都行秦法政，蛇行鹰扬，天敌众多。（嘿，忽然想到，大陆这个 词好像在影射。嘿嘿，这可不是影射，是正儿八经的研究）。　正如我们的理论所预测的，生活在桃花源的老鼠比生活在暴秦统治下的老鼠，衰老的更慢，寿命更长。（注意，再一次提醒，有很多证据表明，这可不是因为环境压力，工作压力，吴子胥过昭关一夜白了头什么的。很多动物研究证明轻微的压力对健康和抗衰老是有好处的）。

     关于衰老，有趣的话题还有很多，比如为什么吃得少会活的长，乍一看，这个现象似乎和上面的理论相悖，但实际上这个理论可以完美的解释这个现象。再比如，为什么在比较同一类生物时，比如同是哺乳动物，同是鸟类，个体的寿命与它的体重呈正相关。这个问题具体的细节则需要一些数学， 所以这里就不讲了。还比如，生长过快的个体，老鼠也好，人也好，如果比你的同龄人长得快，那么死得早的几率就很大。尤其是出生时比别人小，但是到了一定年 龄又赶上同龄人，甚至超过同龄人的，不健康的几率就很大。这个现象已经被我们上面的理论所解释了：生长也是消耗能量的。把过多的能量用到生长上，相对的来 说，用在保养维护上的能量就少了。说起来简单，数学和数据却也很浩繁。

    另外，强调一下，上面说的，很多不适用于人类。人类是很特殊的。其特殊之一在于，人类有很多其他生物没有的手段来从外界获取能量，和利用能量。一个人，他的能量利用率和他的寿命，在自然状态下，应该和一只同他体重差不多的哺乳动物相当，也就是３０年左右，这正是自然人的寿命。但是由于现代技术，一个人的能 量利用率，比如空调，汽车，暖气。。。。。。，却可以和一只体重大得多的哺乳动物相比，所以他的寿命也要长。另外，人的生长曲线也和所有的动物不同，所以 他的能量预算，能量分配，也和其他动物不同。

    Ａｎｙｗａｙ，说了这么多，就是想说一个以前说过无数遍的道理：分子／细胞／基因／信号通路等等这个层面的东西，就像是孟姜女她老公，是修长城的，是具体执行命令的，具体执行计划的。而制定计划，发出命令的是秦始皇，是蒙天放，是更高层面的因素，更宏观的因素，这些因素有时候是生物个体，有时候是其生存的小环境，有时候是大的生物圈。如果想知道，命令是如何执行的，计划是如何实现的，那么就需要考察分子／细胞／基因／信号通路等等这个层面的东西。如果想知道，为什么命令会这样发出，为什么要制定这样的计划，就需要从宏观，从上往下入手，考察生物所生活的环境，以及与环境的相互作用。另外还想说的一点是：生物学，尤其是生态学，实在和经济学很相似。我上面说的那些东西，很多都可以想象成一个公司，一个经济实体的运作，发展。。。。。

    生态学里有本著名的书叫《自然的经济体系》，一定要抄几段上来，改天。

    最后要说的一点就是：世事就像是分蛋糕，这里分得多了，那里就少了，有得必有失，失失得得不必在意。正啊是： “世情推物理，人生贵适意，想人间造物搬兴废。吉藏凶，凶藏吉。富贵那能长富贵？日盈昃，月满亏蚀。地下东南，天高西北，天地尚无完体。展放愁眉，休争闲 气。今日容颜，老于昨日。古往今来，尽须如此，管他贤的愚的，贫的和富的。到头这一身，难逃那一日。受用了一朝，一朝便宜。百岁光阴，七十者稀。急急流 年，滔滔逝水。”

     祝大家展放愁眉，养怡延年。