摘要:• 衰老的分子机理:衰老被认为是由生化副反应引起的损变失修性累积的结果。这些生化副反应包括氧化应激和非酶糖基化两大生物化学反应,它们的共性特征是羰-氨反应,彼此相互影响,共同构成了一个与能量代谢相关的氧化-还原调节体系。
生化副反应损变的失修性累积被认为是衰老的本质,这一理论是由印大中博士与其合作者提出的。具体来说,这一理论包含以下几个核心观点:
• 衰老的分子机理:衰老被认为是由生化副反应引起的损变失修性累积的结果。这些生化副反应包括氧化应激和非酶糖基化两大生物化学反应,它们的共性特征是羰-氨反应,彼此相互影响,共同构成了一个与能量代谢相关的氧化-还原调节体系。
• 羰基应激的角色:羰基应激是指体内活性羰基化合物(Reactive Carbonyl Compounds,RCO)大量增生的状态,包括氧化应激和非酶糖基化两大生物化学反应。这些反应产生的活性羰基化合物与蛋白质氨基酸残基的羰-氨交联反应,诱导了多聚或交联的脂褐质样色素或荧光物质的形成,造成体内脂褐素的逐渐聚积,导致皮肤发黄、暗沉,产生黄褐斑、老年斑,皮肤弹性下降,呈现衰老迹象。
• 熵增与衰老:从生物物理学的角度来看,衰老可以被视为生命体系与熵增化学的战争。在应激过程中,蛋白质等生物分子的共轭交联反应是典型的放能过程而导致生命体系熵增,带有随机性质的交联产物无法被常规蛋白质酶降解而逐渐蓄积,这些成环共轭,交联稳定的生物分子,可通俗地表述为“熵增性的化学垃圾堆积”。
• 损伤与修复:损伤和变构(损变)为因,修复为应,修之不尽则积累,积累的过程才是衰老性的渐变过程。衰老机体的分子结构已经“病变”,而防御、更新、修复和代谢的基因网络对机体的维护共同决定了生物体的寿命。
• 衰老的普遍性和内在性:衰老是一个普遍的、内在的、渐进的和损伤性的过程,其特征还包括生理性、积累性和晚期不可逆性。衰老过程中的生化副反应损变的失修性累积,充分满足了Strehler定义的生物体衰老过程的四大基本特征。
综上所述,生化副反应损变的失修性累积是衰老的本质,这一理论强调了非酶促生化反应在衰老过程中的核心作用,以及这些反应如何导致生物分子的损伤累积和功能衰退。
名词解释:氧化应激 、非酶糖基化、 糖-氨反应 、羰基化合物
• 氧化应激(Oxidative Stress)
氧化应激是指生物体内活性氧(Reactive OxygenSpecies,ROS)的产生与清除之间的平衡失调,导致过量的活性氧积累。这些活性氧包括超氧阴离子、过氧化氢、单线态氧和羟基自由基等。氧化应激可以损伤脂质、蛋白质和DNA等生物大分子,导致细胞功能障碍和组织损伤,与多种疾病的发生发展有关,包括衰老、癌症、心血管疾病等。
• 非酶糖基化(Non-enzymatic Glycation)
非酶糖基化,也称为美拉德反应(Maillard reaction),是指在没有酶催化的情况下,还原糖(如葡萄糖)与蛋白质、脂质或核酸中的氨基酸残基发生非酶促反应,形成糖基化终产品(Advanced Glycation End-products,AGEs)。这种反应在体内广泛存在,特别是在血糖水平升高时更为显著。非酶糖基化可以导致蛋白质结构和功能的改变,与糖尿病并发症、衰老等有关。
• 糖-氨反应(Glycation)
糖-氨反应是指糖类分子与蛋白质或氨基酸中的氨基(NH2)发生反应,形成糖基化产物的过程。这种反应可以是酶促的,也可以是非酶促的。在非酶糖基化的背景下,糖-氨反应特指非酶促的糖基化过程,即上述的非酶糖基化。
• 羰基化合物(Carbonyl Compounds)
羰基化合物是一类含有羰基(C=O)官能团的有机化合物。羰基是碳氧双键结构,可以连接在不同的碳原子上,形成醛、酮等化合物。在生物化学中,羰基化合物可以是代谢过程中的中间产物,也可以是氧化应激和非酶糖基化反应中产生的活性物质。活性羰基化合物(Reactive Carbonyl Species,RCS)是指那些具有较高反应活性的羰基化合物,它们可以与蛋白质、脂质和核酸等生物大分子发生反应,导致分子损伤和功能改变,与多种疾病的发生发展有关。
strehler定义的生物体衰老过程的四大基本特征
• 普遍性:宇宙中所有生物种类都存在衰老过程。这意味着衰老是一个普遍现象,不仅限于特定的物种或生物群体。
• 内在性:衰老是固有存在的。这表明衰老是生物体内在属性的一部分,不是由外部因素单独引起的。
• 渐进性:衰老现象会渐渐发生。这是一个逐渐的过程,随着时间的推移逐渐显现,而不是突然发生的。
• 损伤性:如果造成衰老的原因对进化学无利,那么那些原因就只是衰老过程的一部分。这表明衰老过程中的损伤是累积的,并且对生物体的进化没有益处。
这些特征为我们理解衰老的本质提供了一个基本框架,并指出了衰老是一个复杂、多因素的过程,涉及到生物体从分子到整体的多个层面。
来源:高能大世间o