细胞氧化与衰老的原因浅谈

何秀波

摘要：本文基于细胞理论，对造成细胞氧化与细胞衰老的原因进行了详细的说明，列举了目前科学界较为认可的几大学术理论，包括有体细胞突变理论、自由基氧化理论、端粒理论以及代谢废物累积理论这四大理论，以期对相关研究人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：细胞;氧化;衰老

【中图分类号】 R206    【文献标识码】 A      【文章编号】2107-2306（2021）17--01

自古以来，人类都在寻找可以延缓衰老的方法。近些年，科研人员通过对氧化细胞和衰老细胞的深入研究发现，细胞的氧化与衰老是造成人体衰老的重要原因，但究竟是人体内外部的何种因素导致了细胞的氧化和衰老还有待进一步研究。掌握细胞氧化与衰老的原因，对抗衰老方法的研究具有十分重要的理论价值。

1细胞氧化与衰老的概念

1.1细胞氧化

细胞氧化，实质上就是细胞的呼吸过程，具体过程就是生命体内的线粒体对细胞内的能量物质进行分解和氧化，在释放生命体所需能量的同时也排出了CO2和H2O。换句话说，细胞的氧化过程就是生命体催化酶对体内的复杂分子进行降解，从中生成水、二氧化碳以及能量，细胞的氧化过程会加速生命体细胞的衰老。

1.2细胞衰老

所谓的细胞衰老就是指在生命体成长过程中，细胞会随着时间的流逝在增殖分化以及基本功能上产生衰退的现象，其目的在于维持体内细胞的有序更新和数量平衡。在衰老的细胞被生命体清除的同时，新的细胞就会从相应的组织器官生成，以补上原有衰老细胞的空缺，有序的新老细胞交替能有效维持生命体的正常运转。

2细胞氧化与衰老的原因分析

2.1体细胞突变理论

1959年，斯拉德利用实验老鼠进行了电离辐射实验，结果发现其加速了老鼠的老化进程，而其中短命老鼠的染色体畸形率要明显高于较为长命的老鼠。根据电离辐射引起的基因突变以及寿命缩短的实验结果，斯拉德提出了体细胞突变理论。该理论认为，由于自发或诱发等原因会造成体细胞的突变，影响细胞内功能性蛋白质的正常生成，从而使得细胞逐渐丧失了功能基因。当细胞突变的数量达到生命体可以负荷的临界值时，就会造成细胞的衰老和死亡。简单来说就是，细胞突变所引起的细胞形态改变以及功能衰退是造成细胞衰老的重要原因。

但是，这一理论也有一些无法解释的现象，如造成细胞衰老的原因究竟是细胞损伤的增加还是细胞内染色体自我修复能力的减弱。此外，一些科研人员也利用果蝇、黄蜂等实验动物进行了实验，根据对比染色体突变的结果发现，在很多情况下体细胞突变并不会造成生命体的衰老。因此，体细胞突变与细胞衰老之间的关系还有待进一步地探究。

2.2自由基氧化理论

自由基是生命体正常新陈代谢过程中的产出物，其环境适应能力很强，不仅会造成细胞内多种物质的氧化，损伤机体生物膜，而且会使蛋白质以及核酸等大分子物质产生交联，从而大大影响了生命体功能的正常运行。

基于对自由基的深入研究，1956年，自由基的氧化理论由Denhan Harman率先提出。他认为，当生命体进入衰老阶段，其体内的自由基便会增多，而因为生命体体内免疫系统的清除功能的衰退便会导致过度的自由基在体内积累。当自由基的累积数量超过生命体的自我恢复能力水平的时候，生命体内的各种器官组织就会出现机能混乱的现象。同时，他也认为自由基的生成会造成生命体内脂质的过度氧化，进而造成生物膜稳定性的破坏，并且在体内产生褐质素，大大损伤了细胞内的线粒体DNA以及核内DNA，引起蛋白质的氧化，从而造成了细胞的氧化和衰老。

自由基氧化理论确实可以解释一些现象，如自由基抑制剂能有效增强细胞的活性从而延长细胞寿命，但该理论无法证明自由基是造成细胞衰老的直接原因，也无法解释是什么原因造成了衰老生命体自由基清除功能的衰退等问题，因此，该理论还有待进一步的試验证明。

2.3端粒理论

1971年，前苏联理论生物学家Alexey Olovnikov提出了端粒学说。他认为，由于DNA聚合酶自身的功能障碍，使得细胞在每一次的分裂过程无法实现染色体的完美复制，从而造成遗传序列的丢失，最终导致细胞的衰老。

真核生命体染色体的末端是由很多重复的简单遗传序列和对应的蛋白质构成的复合结构，而这就是端粒，它的作用在于保证染色体序列的完整性以及解决染色体末端复制困难的问题。而端粒酶是由RNA和蛋白质构成的一种逆转录酶，其以自身的RNA为复制模板进行端粒序列的合成，之后将合成的端粒序列加至新生成的染色体末端。由于端粒酶的活性下降，使得每一次的细胞分裂就都会损失一部分的端粒序列，当端粒的长度短于细胞需求值之时，便会停止细胞的分裂活动，从而造成细胞的衰老和死亡。

大量的科学实验已经证明了端粒、端粒酶与细胞衰老之间的关系，但其中仍有一部分现象无法解释，如不同组织的体细胞的丝分裂能力与端粒长度的关系或者端粒酶由何种组织生成等问题。因此，端粒与细胞衰老之间的关系也须进一步的探索。

2.4代谢废物累积理论

所谓的代谢废物累积理论就是指由于细胞活性的降低，使得细胞既无法将细胞内的代谢废物排出又无法将其降解，从而使得细胞内的代谢废物越来越多，所占的空间也日益扩大，大大影响了细胞的正常功能运作，最终导致了细胞的衰老。

其中，哺乳动物的脂褐质沉淀就是一个有力证明。脂褐质形成于次级溶酶体内，由于自身独特的紧密结构使其无法被完全水解，而且也无法被清除出细胞，因此就在细胞内越积越多，严重阻碍了细胞的运作，最终造成了细胞的衰老，在老年痴呆患者身上提取的细胞内就有大量的脂褐质沉淀。

3结论

随着科学技术的不断发展，我们坚信未来必定有更为科学的细胞氧化和衰老理论为人所知，破解人类衰老的秘密，从而为全人类谋取更大的福祉。

参考文献：

[1]刘俊平.衰老及相关疾病细胞分子机制研究进展[J].生物化学与生物物理进展，2014，03：215-230.

[2]潘静，陈金铃.细胞衰老机制的研究新进展[J].中国病原生物学杂志，2015，07：123.