第二章  衰老的重要现象

 

    衰老是所有多细胞生物的共同特点，衰老具有普遍性、内在性、进行性、有害性的共同特征。

 

    一、衰老受遗传控制

    无论在种间还是在种内寿命与遗传有关。

    （一）寿命有种的特征 

    地球上已发现的生物已多达一百五十余万种，其中动物约一百二十万种，植物约三十万种，表2.1、表2.2和表2.3列示了某些动植物的最高寿命。每种多细胞生物都有一个最长的寿命，这是种的特征。

 

                         表2.1  某些植物的最高寿命

         植物名称        最高寿命(年)         植物名称        最高寿命(年)

         刚毛球松           4600               山毛榉             900

         巨杉               3000               樱桃               400

         菩提树             3000               黑核桃             250

         松                 2000               苹果               200

         橡树               2000               杏                 100

         挪威云杉           1200               大海藻             100

         板栗               1000               葡萄               100

         无花果             1000               二年生植物         2

         槐树               1000               一年生植物         1

 

 


                  表2.2  某些无脊椎动物和脊索动物的最高寿命

 


         动物名称           最高寿命(年)        动物名称        最高寿命(年)

         皮海绵               15                 巨蝎蛛          20

         海葵                 90                 蚊              1.5

         水蛭                 25                 蜂皇            5

         绦虫                 35                 工蜂            0.9

         蚯蚓                 10                 雄峰            0.5

         美洲龙虾             50                 果蝇            0.23

         河虾                 25                 白蚁            60

         轮虫类               0.16               黑蚁            13

         水蚤                 0.3                蝉              17

 


 

                      表2.3  某些脊椎动物的最大寿命

         动物名称            最高寿命（年）      动物名称       最高寿命

     鱼类

         鲤鱼                50                  鲟鱼            152

         金鱼                30                  鳝              6

         西非洲肺鱼          18                  鳗              55

     两栖类

         美洲蟾蜍            15                 虎螈             11

         树蛙                15                 非洲爪蟾         15

     爬行类

         陆龟                200                大蟒             34

         印度眼镜蛇          12.3               响尾蛇           19.4

     鸟类

         鹰                  170                 鹦鹉            100

         天鹅                100                 非洲鸵鸟        60

         鸡                  20                  鹤              43

     哺乳类

         猩猩                37                  象              120

         虎                  40                  狗              34

         马                  60                  牛              30

 

 


    （二）同种中双亲寿命长其子女寿命也长

    人们从生活中发现，父母亲高寿的，其子女常常也会有较长的寿命。Alexander Graham Bell为一名职业家谱学者，在1918年对美国康涅狄克洲挪威支地方的Willian Hyda家族后裔中2200名男子和1800名女子作过双亲与子女寿命的分析（表2.4）。按照死时的年纪将双亲或子女分组时，发现他们的寿命之间有直接的关系。当双亲亡于80岁以上时，后代184个子女中平均寿命为52.7岁；而双亲亡于60岁以下时，后代中128名子女的平均寿命为32.8岁，要比前者小近20岁。

 

                    表2.4   父母双亲的寿命与子女的寿命*

          父亲死时                   母亲死时的年龄（岁）

         的年龄（岁）         低于60        60-80        80以上

          低于60           32.8（128）    33.4（120）   36.3（74）

          60-80            35.8（251）    38.0（328）    45.0（172）

          80以上           42.3（131）    45.5（206）   52.7（184）

  *本表的每一栏中，无括号的数字为后代的平均寿命（岁），括号里的数字为取得平均数字的人数（根据Bell）。

    在小鼠和果蝇都已培养出长寿和短寿品系。

 

    二、寿命与生长期、性成熟期的关系

    法国生物学家布佛提出“寿命系数”的概念，他认为寿命约为生长期的5-7倍，相当性成熟期8-10倍。对于哺乳动物该规律还有些近似，对于其它动物则相差甚远（表2.5）。

 

 

                表2.5  动植物的性成熟期与寿命

          生物名称            性成熟期*       平均寿命      比例 **

          猪带绦虫            4-5个月         25年          50

          蛔虫                2个月           1-2年         6-12

          十二指肠钩虫        3个月           1-10年        4-40

          颚蛭                4-5年           10-15年       2-3

          家蝇                10-15天         1个月         2-3

          蜂王                16天            3-4年         90

          工蜂                21天            1.5-2个月     2-3

          雄峰                24天            4-5月         4-5

          小鼠                1-2个月         2.5年         14-16

          大鼠                2-3个月         2.5-3年       12

          豚鼠                4-6个月         6-8年         12-16

          兔                  5-8个月         4-9年         8-18

          狗                  8-10个月        10-20年       12-24

          人                  14-15年         75年          8-10

 


*指生物体从生命开始到已具备产生新个体能力的时间。

**寿命与性成熟期的比值

 

    三、细胞核DNA含量与寿命的关系

    各种生物寿命的长短很不一致，这决定于生物的遗传性，遗传性又由细胞核中的基因决定，基因的物质基础是脱氧核糖核酸(DNA）。从微生物到高等生物核DNA量呈增加趋势，但并不是进化越高的生物其细胞核内的DNA含量一定高于较低等的生物（表2.6），比较表2.6和表2.2、表2.3会发现核DNA含量与寿命也没有明确的联系，如人的细胞核DNA含量与猫类似，但是人的寿命比猫长得多。

                        表2.6   各种动物二倍体核中DNA含量

            物种       DNA含量(微微克/核)    物种       DNA含量（微微克/核）

            橙黄海绵         0.11            水母              0.66

            海参             1.80            沙蚕              3.00

            蝗虫             13.42-19.00     文昌鱼            1.22

            鲨               5.46            鲤鱼              3.04-3.83      

            蟾蜍             8.90-14.6       鳄                4.98

            鸡               2.88            小鼠              6.52-7.93

            大鼠             5.9-13.00       猫                7.10

            狗               6.50            牛                5.9-10.5

            兔               5.30-7.23       绵羊              5.4-6.1

            猪               4.70-5.00       人                7.30

 

 


    四、进化与寿命

    生命进化的基本历程是由单细胞到多细胞，由不衰老到衰老。据认为地球上的生命已有36亿年的进化史。生命的起源大体经历以下的几个阶段：元素形成→小分子单体的形成→大分子单体形成→多分子体系形成→单细胞生物形成→各级多细胞生物出现。

    （一）原核生物和真核生物 

    原核生物没有明确的细胞核，只有核区域又称拟核。原核生物是生命进化的早期形式，营二分裂增殖，每一个细胞即代表群体，不会衰老，没有明确的分化，只要有营养就会持续增殖。原核生物增殖主要受营养限制，此特性有些类似于肿瘤，所以原核细胞无所谓发生肿瘤。

    真核细胞生物的细胞分裂比较复杂，但原则与原核生物很类似，包括两个方面：(1)遗传物质的复制和细胞核分裂，使每个子细胞都可以获得原来的亲本细胞的遗传物质的完整复本；(2)细胞质分裂为两个几乎均等的部分。

    原核细胞中只有一条DNA，该DNA与RNA、蛋白质的联结不如真核细胞广泛；真核细胞有几条染色体，DNA与RNA、蛋白质联结在一起，染色质中的蛋白质有组蛋白和非组蛋白。大多数真核细胞的DNA包含了一定数目的重复序列，基因中代表蛋白质的顺序往往由内含子隔开，而原核细胞则不是如此。真核细胞所包含的DNA要比原核细胞多得多，如人类的细胞所包含的DNA相当于大肠杆菌的1000多倍，单细胞真核生物小眼虫所包含的DNA相当于大肠杆菌的300倍。每一种真核细胞都具有特殊数目的染色体。真核细胞生物可以发生衰老、分化和肿瘤。

    有丝分裂为真核细胞所特有，保证了细胞分裂期间遗传物质的平均分配，人们把这一过程划分为分裂间期、前期、中期、后期和末期五个时期。体细胞的细胞质分裂在大多数细胞类型中发生在中后期，但有的细胞细胞质的分裂与有丝分裂的发生并不协调。如某些植物特别是真菌，只进行细胞核分裂而不进行细胞质分裂，在正常情况下作为单细胞的多核有机体存在。

    在高等动植物中，除了有丝分裂外还有一种基本的细胞分裂方式，形成配子体（精细胞和卵细胞）。生成配子的细胞为二倍体，即含有形态学上每一型的两条同源染色体。减数分裂包括两次独立的细胞分裂，从一个二倍体细胞形成四个单倍体细胞。从中我们可以看到有丝分裂与减数分裂本质上的区别：有丝分裂涉及体细胞染色体数增加一倍后发生的细胞一次分裂；而减数分裂则涉及到体细胞染色体数增加一倍之后发生的细胞两次分裂。

    可见，真核生物在进化上具有比原核生物更复杂、更精密的调控机制，从而能够对外界环境的变化更完善更巧妙地去适应。正如达尔文“随机突变、自然选择”的进化理论道出了生物由简单到复杂、低级到高级不断适应自然，维持生存，繁衍后代的进化本质。物种的寿命从进化角度而言是由不衰老到衰老，正如我们知道的那样，最低等的拥有简单调控机制的细菌在适宜的条件下可以无休止地分裂下去而不存在衰老现象，进化到较高等的生物，出现了较复杂的调控系统，个体却开始衰老。这是否应该提醒人们考虑衰老的生物学意义呢？

    （二）原生动物:纤毛虫（Ciliates）

    真核细胞生物的寿命表现出巨大的变异性，原生动物作为单细胞真核生物与多细胞真核生物有相似也有不同之处。纤毛虫是原生动物中可发生衰老的典型物种，生殖方式有无性生殖和有性生殖两种，其中无性生殖又有多种形式，二分裂法、出芽生殖较为普遍。多数纤毛虫进行有性生殖时，两个个体紧靠在一起，彼此交换一部分细胞质和细胞核物质，然后立即分开，并各自进行细胞分裂，这种不完全愈合的生殖方式称接合生殖。对多数纤毛虫种（如草履虫）所做的生殖试验发现经过若干代无性生殖后，其分裂速度及生活能力多有减弱的倾向，表现出不健康，并有一定限度的生命周期（少则50代，多则300代，为种的特征）。这种因无性生殖造成的衰老称为克隆衰老。但是通过有性生殖可以使其复壮。可见有性生殖对于维持这些可衰老物种的延续，避免种系淘汰功不可没。

    在克隆衰老方面，纤毛虫的另一种——四膜虫（Tetrahymena）是个例外，四膜虫可以无性增殖许多年而不发生衰老，但是四膜虫没有小核，小核与生殖有关；而可以发生克隆衰老的草履虫细胞中有大核和小核两种核。

    原生动物虽然只有一个细胞，但是细胞不同区域包括细胞核已经可以发生特化，已证明细胞核的特化与原生动物克隆衰老有一定的联系，所以有必要讨论原生动物在分化上的重要方面：

    1、首先是单个细胞内发生高度分化和特化，不仅发现它们的线粒体、叶绿体和皮层在很大程度上都不受细胞核控制，而且还发现皮层中有一些特殊部位又可特化为更复杂的结构，如鞭毛和纤毛；

    2、在原生动物中所见分化的第二个方面是形成一种多核结构，在单细胞生物中有各种各样的细胞核构型，如纤毛虫和微口涡虫属都含有一个高度复杂的多倍体大核，而通常寄生在青蛙直肠内的大纤毛虫则有无数小核，这些细胞核的DNA合成和分裂表现出高度的同步性。

    3、由原生动物所提示的有关分化的第三个方面就是它们的多细胞结构化，这种结构化的例子比较少见，最好的例子是团藻和水网藻，出现了复杂的多细胞结构。所以有必要考虑一下，单细胞真核生物中所出现的分化是否有可能成为真核细胞中更复杂分化形式的起源。

 

    五、突变与寿命

    可以从两个方面讨论该问题：即体细胞突变和生殖细胞突变。

    (一）体细胞突变 

    小鼠染色体畸变率随年龄而稳定的增加，畸变率增加的速度与动物预期寿命成反比。在人体外周血淋巴细胞的培养中也发现染色体的畸变率随年龄而增加，这些是正常个体随年龄上升染色体畸变增加的例证。

    （二）生殖细胞突变  

    染色体和基因的不正常也可以发生在生殖细胞，形成遗传病。关于自发突变率，虽然每个核苷酸突变率很低，但是考虑到人类基因组有3×109硷基对，由受精卵分化、增殖为新的生殖细胞要经历许多细胞代（尤其是精子发生），因此发生后代基因偏离亲代的机会还是不少的。目前已经发现有3000余种疾病与遗传有关，这些疾病多数可以使患者的寿命缩短，但是不能使患者的寿命延长。患遗传病可以使人短寿，由此导致的死亡与通常情况所说衰老、死亡有何本质区别？前文已列举大量事实证明衰老与遗传有关，那么是否可以说，衰老都属于遗传病呢？或者可以说，在后代独立生活前的遗传性死亡都是疾病，后代独立生活后的遗传性死亡不属于疾病？

 

    六、限食与寿命

    限制饮食是迄今为止知道的能够大大延长哺乳动物生命的唯一方法。限食推迟年龄相关疾病的发生，提高老人的认知能力。为了研究影响动物和人类寿命的一般因素，许多学者对限食影响寿命做了大量的试验研究。限食能够延长寿命的现象最初是由Osborne和Mendel在1915年通过对大鼠的试验观察得到。30年代美国学者McCay在延长大鼠生命的问题上做了重要试验，如果使幼年大鼠摄取少热量但全营养值的饮食，那么它们的生长发育要比对照组慢。大鼠的寿命通常只有三年，但幼年限食1000天的大鼠还未达到性成熟，仍表现出年轻的样子。此后给该种限食大鼠转喂正常饲料，它们迅速地达到成年鼠的大小且寿命大大延长。与对照正常发育大鼠相比，限食大鼠寿命几乎延长一倍。值得注意的是，对未到达性成熟期的幼鼠限食，寿命明显延长；如果在性成熟期之后再开始限食，对寿命也有影响，只是效果不那么显著。限食大鼠有比较年轻的免疫系统，其胸腺发育缓慢，功能衰退的时间也延长。值得注意的是，仅给大鼠玉米饮食，其寿命得以延长，其中一个重要的原因是玉米中的丝氨酸含量极为缺乏。有人认为就大鼠和婴儿而言，只要大脑和行为不完全受损，早期的营养不良状态可通过改善和提高外界环境得以克服。

    有丝分裂原（PHA，Con A和LPS）可以刺激小鼠淋巴细胞增殖（DNA合成），3H-Tdr（氚标胸腺嘧啶核苷）掺入DNA的量可以通过DNA中的放射活性（cpm 值）检测。图2.1的结果说明限食和非限食小鼠脾淋巴细胞对有丝分裂原的反应强度不同，31-34周龄之前，非限食小鼠反应强度高，之后限食小鼠反应性高于非限食小鼠。

        

 


         图2.1限食和非限食小鼠脾淋巴细胞对有丝分裂原的反应性

     限食和非限食小鼠的脾淋巴细胞用植物血凝素（PHA）、刀豆素A(Con A)、脂多糖

    (LPS)刺激，测定脾淋巴细胞3H-Tdr掺入量。

     A=31-34周龄，B=56-61周龄，C=75-85周龄

 

    既然限食有明显的延寿作用，同时也可以使生理功能下降，那么可以提出的问题是：人类的最适营养条件是什么？显然营养好、吃得多、长得快、成熟早、衰老快不是人类的合适评价标准。

 

    七、年龄相关疾病与寿命

    高血压、冠心病、糖尿病、骨质疏松等疾病的发病率与年龄呈正相关趋势。在古希腊时期，4000年前人的平均寿命仅为18岁左右，公元1900年平均为25岁左右，20世纪30年代为50岁左右。随着社会的发展，医学技术的进步，饮食生活水平、卫生水平的提高，特别是免疫接种的推广和抗菌素的广泛应用，近代人类平均寿命增长，表现在25-70岁年龄范围的人口比例增加。这似乎没有什么抗衰老的功绩，正是人类消灭了象天花、霍乱这样的疾病，才使我们全力能够转向抗衰老研究。

    人们时常说起某某人是病死的，谁谁是老死的。这里就有一个自然衰老死亡和病理性死亡之分。这里我们认为两者其实互为因果，很难完全明了地划分清其界限。本书认为个体存活需要机体中各种功能维持一定水平，多种功能或一种功能低于可以维持存活的最低值，即生命警戒点即导致死亡。也就是说，老死与病死并无本质上的区别，都可归结为理化、生物、遗传或年龄因素引发个体不能应付内外环境条件，功能低于其生存的最低限度而死亡。详细解释请见后章。

 

    八、环境与寿命

    可以从两个方面讨论环境影响寿命：

    （一）物种的寿命 

    前面已经提到物种的寿命是种的特征，由遗传决定。如果我们相信地球上的所有生物都起源于相同或类似的原始生命，那么是什么力量使不同生物有不同寿命呢？按照达尔文进化论“随机突变，自然选择，适者生存”的观点，某一物种的寿命一定适用于该物种的特性及其生存环境。不同基因执行不同功能，每一项功能的维持时间都要使该物种留下足够后代，如果某个基因使个体发生早衰（在生育年龄之前死亡），显然该基因会被淘汰。

    （二）个体的寿命 

    环境因素造就了物种的寿命，对个体寿命也有重要影响。随着人类居住和生活条件的改善、预防接种和抗菌素的应用等条件的改变，世界各国都呈现人类平均寿命明显延长的发展趋势。以我国为例，最近卫生部的资料显示全国人口的平均寿命解放前为35岁左右，1985年为 68.9岁，增长近一倍，1991年全国的平均寿命为69岁。

    辐射能引起机体的早衰和寿命缩短，小鼠经100-500伦一次急性照射，患急性放射病后，幸存小鼠寿命缩短，动物死亡的原因大部分是急性肿瘤。如果把死于急性肿瘤的小鼠数目从总的死亡数中扣除，那么照射组动物的寿命缩短与对照组相比仍具有统计学意义。老年群体中随着自然衰老过程的推进，机体逐渐出现一些病理和生化的变化如毛发灰白、白内障、不育、肾硬化及一般器官纤维性萎缩等。对受辐射动物的长期实验观察也发现，有些老年性变化提前出现。

    降低温度对变温动物的寿命有显著延长作用，果蝇在10℃、18℃、26℃时，寿命分别为200、100和50天。对鱼、蛙等的研究也证明适当降低温度有延寿作用。除辐射、温度外，诸如光照、空气湿度、微生物和居住条件等对寿命都会产生不同影响。

 

    九、衰老的标志   

    衰老过程使机体所有的器官、组织和功能均发生衰退。

    （一）器官、组织的衰老变化 

    表2.7列示了不同组织和器官在衰老时的形态和功能改变，均涉及组织和器官的退行性变化，包括组织萎缩，功能性细胞减少，器官功能减弱。

 

                  表2.7  不同器官、组织的衰老变化

器官、组织

                             衰老改变

 

   皮肤

表皮一般轻度变薄，受磨擦的部位反增厚,真皮乳头变薄，结缔组织                     减少，胶原纤维和弹性纤维有退行性变化，皮下脂肪的减少或消失使皮肤松弛，皱纹增多，毛发逐渐稀少,变白。老年人结缔组织再生力弱，皮肤的防御能力和损伤后愈合能力下降，感受器的萎缩使皮肤感觉迟钝，

 

    眼

调节肌失去作用，晶状体纤维的弹性减弱，透明度减低，逐渐形成老花眼和老年性白内障。虹膜萎缩，对光反射及调节能力迟钝，玻璃体纤维变粗排列紊乱或消失，形成光学空隙，呈点状或线状混浊。上述变化引起老年人视力下降。

    耳

鼓膜变厚，弹性丧失及中耳听小骨有退行性改变，听小肌萎缩均影响声音的传导，老年人内耳的螺旋器变性和蜗神经变化，发生老年性听力下降。

   肌肉

肌肉的老化表现在肌纤维逐渐萎缩，数量减少并逐渐被纤维结缔组织所替代。所以老人肌力减退、动作缓慢、易疲劳。

   关节

关节软骨变性与骨质增生。软骨变性多出现在关节软骨的中心带，而后者出现在关节软骨的周围。软骨的变硬和骨刺形成，使关节运动灵活性下降。

    骨

骨皮质变薄、骨小梁稀疏、骨密度减低，进一步发展为骨质疏松易致骨折。

上呼吸道

老年人鼻粘膜萎缩变薄，腺体萎缩分泌减少。喉的防御能力较为迟钝。喉肌及其弹性组织萎缩，老年人发音力和洪亮度减弱。

    肺

老年人的肺萎缩变小、变轻。肺内胶原纤维交联增多，同时肺泡总数减少导致肺的柔软性或可膨胀性降低。肺泡囊内膜增厚，从而气体穿越这些膜入肺泡血供系统的速度大为减慢。

   口腔

牙髓腔逐渐缩小，牙髓中常见由于钙化形成的髓石。牙龈及牙周膜萎缩变薄，牙根暴露，牙间隙增大。牙槽逐渐出现骨质疏松。颌骨萎缩，颞下颌关节出现退行性变。口腔粘膜渐渐角化，舌粘膜乳头渐消失，味蕾减少萎缩出现味觉障碍。唾液腺萎缩、分泌减少造成老年人经常口干。

    胃

胃粘膜萎缩变薄，胃酸分泌减少，无胃酸比例增多，易出现恶性贫血。胃的肌层萎缩，导致排空缓慢。

   肠道

老年人小肠绒毛变宽而弯曲，吸收功能下降。大肠粘膜也萎缩，吸水能力亦降低。肠道蠕动能力由于肌层萎缩而减弱。直肠需较大能量才能引起扩张的感觉，这是老年人易便秘的原因之一。

肝脏和胆囊

肝脏因萎缩而重量减轻，解毒能力下降。肝细胞减少伴有双核细胞及肝细胞核体积增大，形态大小不一。这些变化使肝脏储备能力减弱。胆囊壁增厚，胆汁较浓稠，胆固醇较多，易形成结石

   胰腺

由于老化和血管硬化导致胰腺萎缩，结缔组织增生，腺泡萎缩。胰液中的消化酶减少，老人消化吸收脂肪的能力也随之降低。

心血管系统

心内膜有胶原纤维和弹性纤维增生，呈弥漫性不均匀增厚。心肌萎缩，心包膜弹性纤维增加。窦房节内的P细胞随增龄而变性，数量减少而出现心律失常。房室束和室内束支也有传导纤维减少和结缔组织纤维增生的退行性变化，出现房室传导阻滞。主动脉等弹性动脉表现为胶原蛋白变性，交联键增多。动脉硬化的结果使血管弹性降低，内膜出现增厚的斑块、钙和脂类物质的沉着等使管腔狭窄，导致冠心病等血管疾病。

   肾

老年人肾脏因血流量减少逐渐萎缩，一般肾皮质变薄比肾髓质减少明显。肾单位从50岁开始减少，肾功能逐渐减退。老年人肾血管多有粥样硬化改变，可波及肾小动脉、入球及出球小动脉，导致肾小球和肾小管周围毛细血管床缩小。

膀胱和尿道

老年人的膀胱主要是肌肉萎缩、肌层变薄及纤维组织增生。由于膀胱的容量减少，会出现尿频、夜尿和残余尿量增多。由于尿道纤维化而变硬，尿流速减慢。男性常有尿急，女性常有排尿困难。频繁的排尿及夜尿在老年人中是普遍的，对于年龄大于55岁的男子尤其如此。膀胱的老年性变化容易引起尿潴留加之抵抗细菌的能力减弱，增加了老年人泌尿系感染的发生率。

男性生殖器官

老年人的睾丸逐渐萎缩。生精上皮外面的基膜和固有膜增厚，生精上皮变薄，曲精小管的管径减小，最后导致阻塞，管间发生纤维化。老年人精子数量减少，但无突然消失的变化。间质细胞数目略有减少，产生雄激素的能力下降，睾酮分泌减少。老年人的尿道海绵体内的小梁有纤维组织增生，血管逐渐硬化，阴茎海绵体也产生硬化，致勃起障碍。前列腺逐渐出现腺体皱缩，腺泡塌陷，上皮变矮等退行性变。前列腺的发育由于睾丸萎缩、性激素分泌紊乱而受到影响，往往增生肥大，严重可压迫尿道，导致排尿困难，甚至尿潴留。

女性生殖器官

外阴的皮肤出现皱褶和皱纹，阴毛稀疏呈灰白色。大阴唇皮下脂肪减少，皮肤松皱。小阴唇和阴蒂变小。组织学改变为表皮变薄，角化增强，真皮内毛细血管减少。皮脂腺功能减退，外阴干燥。阴道上皮层变薄，上皮细胞数减少，这样就使阴道上皮细胞中的糖原与阴道杆菌间的相互作用减弱或消失。糖原的减少不能提供阴道杆菌产生足够的乳酸，pＨ值由酸性变为碱性，抗感染能力减低，易发生阴道炎。子宫的主要变化是缩小，子宫内膜萎缩变薄，上皮细胞变矮。内膜的腺体稀少，分泌物减少，甚至消失。间质纤维化明显，结缔组织增多。螺旋动脉几乎消失。子宫肌层的间质呈纤维样变，其间的血管壁硬化增厚，子宫径的鳞状上皮有时可延伸至子宫颈管内，从而引起子宫外口的狭窄。绝经期后卵巢内的卵泡不再成熟和排卵。由于结缔组织的增生，卵巢几乎全部由结缔组织替代。残存的白体可融合为无定型的组织块，闭锁的卵泡消失。老年妇女的乳腺退化，腺泡及部分导管均萎缩，脂肪减少，结缔组织也发生透明变性，乳房体积缩小并且松弛下垂。

神经系统

40岁以后随年龄的增长脑重量渐减轻，60岁以后变化逐渐明显，脑体积缩小，颅腔内死腔增加，脑膜增厚，脑室扩大，脑脊液增多及脑血流量减少。脑体积缩小主要表现为神经元的减少，运动神经和感觉神经的传导速度逐渐减低，大约每年递减0.4%左右。大量无活性脂褐素在细胞中的积聚、淀粉样小体及神经系统内的老年斑的沉积也会影响脑细胞的功能。

几种内分泌腺的老年性变化

老年人的垂体多有退行性变，重量减轻20%。嗜酸与嗜碱细胞均有减少，嫌色细胞相对增多。垂体前叶内的结缔组织增生及实质细胞减少，并不严重降低垂体的功能，因为还有十分活跃的剩余细胞。垂体后叶的主要变化是从前叶有嗜碱性细胞的侵入和供血减少。多数器官在年老时变小，重量减轻，β细胞为胰岛内的主要细胞，分泌胰岛素，又称胰岛素细胞。老年人胰岛素细胞减少，糖尿病的发病率增加。但是组织学的改变并不能完全解释胰岛素分泌缺乏。

免疫系统

老龄动物和人的T淋巴细胞功能下降，数量亦下降，受体数减少。胸腺在人类13岁时达高峰，青春期后开始萎缩。B细胞在数量方面不随年龄变化而改变，然而其产生抗体的能力是随年龄而变化。老年人群各种自身抗体的水平随年龄的增长而增高。老年人中性粒细胞数目并无改变，也说明生成粒细胞的干细胞并不随增龄而减少。一些文献指出，老年人中性粒细胞粘附率增加，中性粒细胞对微生物的吞噬和杀伤作用均有所减弱。衰老是否影响单核细胞的增生，并不十分了解。如果老年人嗜酸性细胞增多，要注意隐匿性肿瘤的可能，而嗜碱性细胞增多则常见于骨髓增生性疾病。一般资料指出，淋巴细胞系统在生命早期即开始衰退，老年人淋巴细胞数目并无改变。

              

    （二）功能随年龄的变化曲线 

    图2.2列示了人体的若干项功能随年龄的变化曲线。可见人体的功能改变都经历了从低到高，然后再下降的过程，不同功能所达到的顶峰时间不完全一致，一般是青壮年期最高。婴幼儿期和老年期都表现为功能低下，但是位于这两期的个体，其组织学特征完全不同，这两期个体的转归也完全不同。这就提出了衰老是年龄增加还是功能下降的问题，生命初期年龄增加伴随功能上升，功能达顶峰后，增龄会导致功能下降，同样是年龄增加，为什么在不同阶段会产生不同后果？这些问题在基因阻遏平衡论章节要加以详细讨论，此处不再赘述。


    （三）水分等变化 

    老年人机体组成成分的改变主要表现为体内水份和细胞固体成分减少，脂肪明显增多。脂肪由青年时占总体重的14%增至老年时的30%，Printice和Edelman等的研究证实，老年人体内水分含量与脂肪含量呈反比。水分由青年时的61%减至老年时的53%，细胞固体成分由青年时的19%减至老年时的12%。老年人的细胞内液减少，而血管内液（一般血管内液量为细胞外液1/4）相对增多，造成调节体液成分的缓冲作用减弱。细胞内液容易为血管内液体量的变化而受影响，因此，老年人对体液发生变动时的适应能力明显低于青年人。此外，老年人体内电解质的变化主要是含钾量降低，钠无明显变化。

    正常情况下，细胞内的水分与细胞内的亲水性物质结合，以结合水的形式存在。老年人细胞内水分减少，是因为细胞内物质结合水的能力下降，所以靠单纯补充水分不能增加细胞内的水分含量。

 

    十、体外培养条件下的细胞寿命 

    体外培养的二倍体成纤维细胞的寿命是有一定限度的，供体物种的寿命越长，越年轻，则成纤维细胞体外培养的代数也越多。龟的寿命为175年，其成纤维细胞可传90-125代；小鼠胚胎成纤维细胞仅能传14-28代；人胚胎成纤维细胞可传40-60代，如取自15岁以上的人，则仅能传10-30代。不同个体的人皮肤成纤维细胞体外培养传代次数与年龄有一定的负相关关系，但变异很大。

    体外正常二倍体细胞的衰老，也可看作是细胞增殖能力减慢的表现，胚胎细胞在培养中有最大的生命期限，约为10个月，相当于大约细胞群体倍增50次。在培养细胞的衰老过程中，细胞生长速率减慢，细胞周期时间延长，以及生长指数进行性减少，细胞被阻于周期的G1与G2期。这些观察的普遍性，已被多种哺乳类及禽类的实验所证实。

    本研究室培养人胚、兔胚、小鼠胚及鸡胚成纤维细胞，前3种生物的成纤维细胞，在体外传代次数分别为55、30和15代，与物种寿命成一定比例关系，符合文献报道；来亨鸡胚是个例外，取18天来亨鸡胚，剪成小块体外培养，其成纤维细胞仅能传5代，来亨鸡寿命比小鼠长得多但成纤维细胞传代次数明显低于小鼠，不符合成纤维细胞体外培养代数越多，供体物种寿命越长的推论。

 

    十一、体内移植器官、组织和细胞的寿命 

    将胸腺、皮肤、乳腺、骨髓移入同系年轻小鼠，待这些小鼠长老以后再将移植物移入年轻小鼠，连续多次。发现这些移植物均表现衰老现象，亦都有其自主性。小鼠乳腺连续移植的结果说明，每移植一次，移植物则丧失约15%的增殖潜能，最多只能移植7次。

    体外细胞培养的资料和细胞、组织、器官连续体内移植的结果，说明衰老的本质原因在细胞内部，细胞、组织和器官持续处于年轻环境中也不能防止衰老发生。

    例外的情况也见于报导，得自蜥蜴(Anolis  carolinensis)早期再生尾的前肌细胞系(promucle cell line)，体外可连续培养300代；果蝇的成虫盘（Imaginal disc）组织在成年果蝇腹腔内培养，可无限期传代，持续数年繁殖上千代，再取出成虫盘移植入幼虫体内，幼虫变态时，移植物仍发育成相应的成体结构，这说明成虫盘的细胞决定具有高度的遗传稳定性。进一步的研究表明，这些经连续传代不表现衰老的细胞和组织，在核型、致瘤性和被诱导分化方面，都属于正常细胞范畴。

 

    十二、转化细胞不衰老 

    正常组织来源的细胞在适当的体外培养条件下，虽能生长和分裂，也可以进行有限的细胞传代，但经过若干次传代后，细胞就会停止增殖，进而死亡。肿瘤病毒的感染能够引起一些类型的体外培养细胞发生转化，并使细胞从增殖危机中解脱出来，从而获得无限的增殖能力。例如正常人体B淋巴细胞在体外建株是极其困难的，但是载有EB病毒基因组的B 细胞，无论来源于正常人外周血液或传染性单核细胞增多症，在体外培养时就有很高的建株率。不过这种细胞不再是正常的淋巴细胞，因它表现了包括无限繁殖能力在内的转化细胞的许多特征。

    某些正常细胞由于体内外环境的不同，细胞的生命期限会发生某些变化。体外培养的骨髓干细胞的生长能力要比其在体内的强，生命期限有一定程度的延长，但无论如何不具备转化细胞的无限生命期限或无限增殖能力。在实验室里广泛用来进行体外转化实验的小鼠3T3细胞，虽然被认为是“正常”的未转化的细胞，进行动物接种时不会产生肿瘤。但这些细胞已具有无限增殖的能力，并且在特定的条件下。即事前将这些细胞附着在玻璃小珠上，再连同玻璃小珠一起接种动物，就会产生高度恶性的肿瘤。表明所谓正常3T3细胞，由于具有无限增殖能力，已经具转化细胞的性质。

    转化细胞获得无限增殖能力这一特性，不仅对广泛使用的啮齿类成纤维细胞是如此，而且据Medina等报道，小鼠癌前病变的乳腺细胞能在孕鼠或激素处理的动物脂肪垫中种植并繁殖，但正常乳腺细胞却不能。因此可以推论，具无限生命期限的细胞，确实与所有转化细胞株的特性密切相关，代表转化或癌变细胞的早期发展阶段。

    与正常二倍体细胞在培养中有限的生命期限相反，肿瘤细胞似乎有不受限制的生长潜能。几种永久性瘤细胞株（例如Hela，S180, H22）已繁殖了许多年而没有生命延缓的证据。

    再者，正常二倍体细胞株在体外经病毒转化，引起无限增殖能力的出现，同时具有接触抑制的丧失以及再移植于同系宿主中诱发肿瘤的能力等特征，说明在体外发现的无限制生长潜能，可能是肿瘤的一个特征。

 

    十三、生殖细胞不衰老

    生殖细胞是一种特化的细胞，象其它特化细胞一样，也会发生衰老。但是生殖细胞可以形成新的个体，开始新的生命过程，在该种意义上可以说生殖细胞具有不老性。学者们为了区别生殖细胞的这种特点，将人体的细胞分为体细胞和生殖细胞。精子和卵子是生殖细胞，其余的所有细胞统称为体细胞。体细胞都会衰老但是生殖细胞却可以代代相传。值得注意的是体细胞和生殖细胞都来源于同一的受精卵，所包含的基因也完全相同，那为什么体细胞和生殖细胞会出现完全不同的衰老结果呢？基因阻遏平衡论将对该问题做合理的说明。可以从以下几个方面理解生殖细胞的不老性，这些特征不存在于其它细胞：

    （一）精卵结合产生胚胎细胞 

    发育在一定意义上是一个不可逆过程，原始的胚胎细胞是一种生理活性最高、分化能力最全面的生命单位，但是随着它的成熟和分化，它的生理活性、分化能力都下降了，最后成为特化以至衰老了的终末细胞而结束生命。生物的生殖细胞应该算做最特化的细胞了，但是精子和卵细胞结合形成受精卵却又是最原始的胚胎细胞。

    （二）子代来自亲代但是年龄却低于亲代 

    子代来自亲代但是年龄却低于亲代，用最简单的话讲就是：孩子来自父、母亲但是年龄却低于父、母亲，在这个司空见惯的事实中显然蕴藏着生殖细胞的衰老逆转过程。

    （三）生殖细胞的增殖代数没有累加性 

    老年人的生殖细胞活力也在下降，以至于到了一定的时期则不再能产生后代。但是生殖细胞衰老在老年人体内的积累不能传递给子代，40岁父母所生后代的寿命比其20岁时所生后代的寿命并不减少20岁，有些男性在70岁以上高龄还可以生出正常寿命的后代。体细胞的增殖代数有累加性，但是为什么生殖细胞的增殖代数没有累加性呢？

 

    十四、衰老的大分子改变

    （一）酶的改变  

    人们对酶的活力、同工酶谱、诱导作用及动立学参数等各个方面与不同动物年龄之间的关系进行了研究。

    某些酶的活力，无论用单位/毫克蛋白还是用单位/毫克DNA表示在年老时水平均降低；少数酶的活力却在年老时增加；还有少部分酶的活力不显示任何变化。不存在呈现专门变化形式的专门种类的酶，且在老年动物的一种组织中减少的某些酶，在另外的组织中却会增加。

    有关酶诱导作用的研究表明，一般在年老时酶的诱导能力减低，在少数情况下，给予适当的激素可以使这种降低现象发生逆转。另外在肝脏等组织，可以通过刺激其再生的方法以修复诱导作用所受到的损害。诸多现象说明在年老时出现的酶活力及同工酶谱的变化是可以被逆转的。而且可能使它们恢复到成年期的水平。

    （二）核酸的改变  

    真核生物中的信息按如下方式流动：DNA → RNA → 蛋白质。特殊功能所需要的各种蛋白质的形成速率和数量改变，可在以下各步骤中的一步或多步上进行：1）RNA的转录；2）Hn RNA（mRNA前体,核不均一RNA）加工为mRNA；3）mRNA在核蛋白体上的翻译作用；4）蛋白质的修饰，如磷酸化可以改变蛋白质的活性：5）各种因子对蛋白质和RNA的降解作用。在这一系列事件中，转录作用是最初的和首要的一步，染色质结构的改变对它具有调节作用。染色质随增龄发生结构变化，包括DNA解链困难，染色质蛋白的可抽提性减低，表明蛋白质与DNA结合的更牢固。另外，蛋白质的共价修饰程度也减低，各种效应物对这些修饰作用的调节效力减低。与这些变化一致的是各种组织中染色质的转录活性也随年龄增长而降低。

    （三）多糖的改变 

    多糖在体内有多种形式。肌肉与肝内的糖原是贮存的多糖，机体需要时可以通过若干种糖原分解酶转化成葡萄糖，剧烈运动可以使肌糖原全部转变成能量或乳酸，也动用肝内的贮存。老年人不能做长时间的剧烈运动可能由于糖原贮存不足，机体需要时糖原不易分解成葡萄糖，或由于糖原分解途径从有氧氧化转变为无氧氧化，至使能量产生减少。