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为什么男性寿命更短,是什么限制了人类寿命?

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趣谈科学2020-11-19 19:57

是什么限制了人类寿命的长短?基因起到一定作用,但却不完全是,我们来看一组数据,世界卫生组织统计的2019年平均寿命:

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  • 榜单前五名是日本、瑞士、新加坡、澳大利亚、西班牙(总体平均寿命83~82)。
  • 榜单中倒数五名是塞拉利昂、安哥拉、中非、乍得、科特迪瓦(总体平均寿命50~52)。

图:日本117岁老人

其中,全球的女性寿命都会比男性长3~10岁,我国平均寿命76.7。倒数的几个国家大多都是名不见经传的国家,或者说经济、技术、医疗并不发达,这些是制约寿命的外因。

寿命的极限是120岁

科学家曾对细胞做过大量研究与试验,发现脊椎动物的体细胞是无法一直分裂下去的。人类的体细胞平均两年分裂一次,人的一生体细胞只能分裂40~60次。细胞随着代谢会损坏,衰亡,分裂可以产生新细胞进行补充,从而维持生命运转。如果人体细胞分裂至多60次,就意味着人体寿命极限是120岁。


比较神奇的是生殖细胞可以无限分裂,因此物种只要不受到外界环境的影响就可以一代代延续的下去。除此之外癌细胞也可以无限分裂,因此我们对它束手无策。那么细胞分裂又受什么制约呢?

生命的时钟——端粒

2009年,三位美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德、杰克·绍斯塔克解开了人类寿命的秘密——端粒,并因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。

染色体存在于细胞核中,由DNA组成,端粒则是染色体末端的DNA片段。我们经常把基因与DNA混淆,实际上它们不是一个东西。

我们看电视剧时,有片头曲,中间还会插播几次“广而告之”,末尾还有片尾曲。DNA分子也一样,并非全部都是有用的,分为很多个片段。基因指的是具有遗传效应的DNA片段,也称之为有效片段,只有基因才能控制细胞合成蛋白质,表现出生物体的性状。

另外一部分是非基因片段就像是“广而告之”与前后两曲,它们并没有承载遗传信息,而端粒却是有用的“无效片段”。它们在染色体(DNA分子)的两头,这就像电视剧不能没有片头曲与片尾曲,而细胞要是失去了端粒就会出错,老化,甚至癌变,更无法进行复制分裂。

端粒会随着细胞一次次复制,一次次变短。因为端粒是“无效片段”,所以它即使变短也不会影响基因控制细胞合成蛋白质。当端粒完全消失就意味着基因“暴露”了,细胞无法成功复制,DNA分子会发生降解,生命走向终结,因此端粒也叫生命时钟。不过,人和人的“时钟”并不一样,除了遗传内因,外界因素也会加快或减慢端粒的缩短速度,甚至有些科学家正在尝试“逆转生命时钟”,从而突破人类的生命极限。

如何增加寿命?

科学家尝试在染色体末端增加一些无效的基因片段,寿命就可以延长。这就好比鞋底快磨漏了,我们可以往上加一块胶垫,还可以继续穿。人体内有种蛋白质专门就干这个活,名为端粒酶。

端粒酶具备驱动逆转录的能力,简单来说就是每次细胞复制完DNA,它就会多复制一点,从而增加DNA的长度。不过,端粒酶是一把双刃剑,当你依靠外物来提高端粒酶的活性时,也意味着原本身体中存在的极少数癌细胞也会同时被激活,加快繁殖速度,大多数癌细胞中端粒酶的活性都很高。

科学家也利用这个特性,通过观察端粒酶的活性来寻找、标记人体内的癌细胞,并且通过抑制端粒酶的活性来减慢癌细胞的快速增长。

较为发达的国家,由于食品营养来源较为稳定,医疗与卫生情况更好,从而可以减缓细胞的消亡速度,并且端粒酶的活性也更强,细胞能分裂的次数也更多。

为什么男人寿命短?

关于男性寿命更短,主要有两点:

(1)外界因素:操心劳累,生活压力,抽烟喝酒熬夜等等都会加速细胞的消亡速度,降低端粒酶的活性。

(2)遗传因素:男性的两条性染色体(XY)中,其中一条性染色体为Y染色体(异型),女两条都为X(XX)。XX一半来源于母亲、一半来源于父亲,而Y染色体只能来源于父亲,代代相传。XX成双成对(存在plan B),抗风险能力能强,而Y染色体在人类的繁衍过程中,由于变异等因素,Y染色体一代代在缩短,并且细胞核内只有一条,抗风险能力弱,因此男性寿命更短。

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