每天,我们的身体都面临着紫外线、臭氧、香烟烟雾、工业化学品和其他危害的轰炸。

这种暴露会导致我们体内产生自由基,从而损害我们的DNA和组织。西弗吉尼亚大学研究员Eric E. Kelley——与明尼苏达大学合作——的新研究表明未修复的DNA损伤会增加衰老的速度。

这项研究发表在《Nature》杂志上。

Kelley和他的团队创造了一种转基因小鼠,其造血干细胞(发育为白细胞的不成熟免疫细胞)中缺失了一种关键的DNA修复蛋白。没有这种修复蛋白,小鼠就无法修复免疫细胞中累积的受损DNA。

医学院生理学和药理学系副教授兼研究副主席Kelley说:“当转基因小鼠5个月大的时候,它就像一只2岁的老鼠。它具备了所有与年龄有关的问题,它有听力损失、骨质疏松、肾功能不全、视力障碍、高血压以及其他。它过早老化仅仅是因为它失去了修复DNA的能力。”

根据Kelley的说法,一只正常的2岁小鼠的年龄大约相当于一个70多岁到80多岁的人。

Kelley和他的同事发现,与正常的野生型小鼠相比,转基因小鼠的免疫细胞中细胞衰老、细胞损伤和氧化的标志物明显增多。但损伤并不局限于免疫系统;经过修饰的小鼠还显示出肝脏和肾脏等器官中老化、受损的细胞。

这些结果表明,未修复的DNA损伤可能导致整个身体过早衰老。

当我们接触到一种污染物时,例如用于癌症治疗的辐射,能量就会转移到我们体内的水里,使水分解。这就产生了高反应性的分子——自由基——它们会迅速与另一个分子相互作用以获得电子。当这些自由基与重要的生物分子(如蛋白质或DNA)相互作用时,它会造成损害,使生物分子无法正常工作。

一些污染物的暴露是不可避免的,但是有几种生活方式的选择会增加对污染的暴露,从而增加体内的自由基——吸烟、饮酒以及通过职业危害接触杀虫剂和其他化学品都会显著增加自由基。

Kelley说:“一支香烟每一口含有超过10到16个自由基,仅仅来自燃烧的碳材料。”

除了污染物暴露产生的自由基外,人体在将食物转化为能量的过程中不断产生自由基,这一过程被称为氧化磷酸化。

Kelley说:“我们的线粒体中有机制为我们清除自由基,但如果自由基不堪重负——如果我们营养过剩,如果我们吃太多垃圾,如果我们吸烟——这种防御机制绝对跟不上。”

随着身体年龄的增长,自由基形成所造成的损害比抗氧化防御更大。最终,两个尖端之间的平衡转移到氧化剂侧,损伤开始战胜修复。如果我们暴露在更多的污染物中,积累更多的自由基,这种平衡会被破坏得更快,导致过早衰老。

自由基损伤导致的早衰问题在西弗吉尼亚州尤为重要。该州是全国肥胖人口比例最高的州,吸烟者和从事高污染职业的工人比例也很高。

“我来自阿巴拉契亚,”Kelley说。“而且,你知道,我会去一些老房子里的葬礼——一种带棺材的客厅里的葬礼——我看看里面的人,他们39岁或42岁,看起来像80岁,因为他们的职业和营养。”

许多西弗吉尼亚人还患有糖尿病、心血管疾病加重、中风和肾脏问题等并发症,使情况进一步复杂化。

虽然有一些药物,叫做抗衰老药,有助于延缓衰老过程,Kelley认为最好通过改变生活方式来防止过早衰老。他说,通过预防措施来减缓衰老过程可以改善每一种共病的结果,为人们的生活增加更多的健康年份。

“对寿命的影响较小,对健康的影响更大,”他说。“如果你能让人们获得更好的医疗保健、更好的教育、更方便的方式让他们参与更健康的饮食和更健康的生活方式,那么你就可以改善西弗吉尼亚州人口的整体经济负担,并取得更好的结果。”

原文检索:An aged immune system drives senescence and aging of solid organs