细胞的分裂代数决定一个动物的生命时间?

细胞的分裂代数决定一个动物的生命时间?

细胞分裂指令有限论
细胞分裂启动程序
细胞分裂的次数为什么是有限的?为什么细胞分裂次数可以遗传?细胞分裂次数有限,是以怎样的形式写进遗传计划的?要回答这个问题,现在只能提出假说：细胞分裂的指令是有限的.细胞每次分裂都要接受到指令才启动细胞分裂程序,才进入细胞分裂周期的.这个指令由一个专门的程序产生,这个程序的名称可以称为“细胞分裂启动程序”.细胞分裂启动程序存在于每个细胞之中,当发育程序启动时,它就随着启动.这个程序记录在细胞核DNA序列中,由一系列的指令组成.这些指令就是细胞分裂的启动指令.每当细胞分裂启动程序运行时,每次产生一个启动细胞分裂的指令.然而细胞分裂启动程序的长度是有限的,所包含的启动细胞分裂的指令也就消耗殆尽,细胞就不能再度启动细胞分裂程序了,因而就不能再度分裂了.由此,也就决定了一个动物在其一生之中,由细胞分裂所产生的细胞的总数是有一个限度的.
细胞来源不足与衰老的发生
干细胞是未成熟细胞,它未充分分化,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能；具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是肌体的起源细胞.
动物个体从发育开始一直到发育成熟,细胞分裂都能够提供足够多的细胞,以满足发育的需要,包括满足在这个过程中细胞更新对细胞数量的需要.到机体发育成熟之时,机体细胞总数达到了最大值.在此以后,细胞分裂的数量就大为减少,以致跟不上细胞更新对细胞数量的需求.在此后,机体细胞总数就开始下降.随着机体细胞总数的下降,衰老就开始显现.随着年龄的增长,机体细胞总数表现为进行性下降,机体的衰老程度亦随年龄增加.衰老程度就一直这样发展下去.到后来,细胞分裂的次数将近终点,存在于机体的许多细胞都得不到更新,存在于机体之中的许多细胞都衰老了,整个机体也就处于十分衰老的状态. 在这个过程中,机体就常常经受不住一些疾病的冲击或者心理上的打击,而迅速走向衰亡.
细胞分裂潜力与生存年限的关系
根据Hayflick实验,他从新生儿到15岁的孩子取得的细胞在体外培养条件下,可传代20—40次,从成年人身上取得的成纤维细胞在体外培养条件下,可传代10—30次.这表明人的生长发育和细胞更新在每一个发育阶段都要消耗一定数量的细胞.而人的一生中,细胞分裂次数是有限度的,人的一生中,由细胞分裂而产生的细胞总数也是有一定的限度的.从成年开始,剩下的细胞分裂次数,也就间接表示了还剩下多少可以新增添的细胞,这就预示着一个人还可以生存多少年的时间.
细胞分裂潜力与物种寿命的关系
Hayflick还较了,取自寿命长度不同的动物的胚胎纤维细胞,在体外培养条件条下的传代数和寿命,发现物种寿命与其培养细胞的传代数之间存在着确定的相关关系.例如Galapagos龟平均最高寿命为175岁,其培养细胞的传代数为90
—125次,小鼠平均最高寿命为3.5年,其培养细胞传代数为14—28次.看来,物种寿命越长,其培养细胞传代数越多；物种寿命越短,其培养细胞传代数越少.
衰老的遗传计划书写在细胞分裂启动程序之上
一个物种其培养细胞的分裂代数是遗传决定的,那么一个物种的寿命也就是由其遗传所决定了.衰老与寿命也是遗传计划的一部分.在我们的假说：“细胞分裂指令有限论”里面,这衰老和寿命的遗传计划就书写在细胞核DNA序列中,书写在“细胞分裂启动程序”之上.这个程序的长短,也就是程序中指令数量的多少,决定了一个物种的衰老速度,决定了一个物种自然寿限的长短.
衰老和死亡是细胞来源不足
动物由衰老走向死亡并不是像细胞凋亡那样程序化过程.细胞凋亡是启动了细胞凋亡的基因表达程序.细胞凋亡是执行凋亡程序的结果.发育程序的目标是建造一个复杂的有机体,细胞分裂启动程序的目标是提供启动细胞分裂的指令.机体内并没有目的在于要个体走向衰老和死亡的基因表达程序.细胞是有一定的寿命的,用于细胞更新的干细胞来源也是有限度的.衰老和死亡是因为用于细胞更新的干细胞来源减少,甚至是来源枯竭造成.
老得最快的是什么人?是吃得多、运动少、睡眠少、生活节奏混乱的人.除了上述人为因素之外,抽烟、酗酒、吸毒、吃药、打针等,都会不同程度地伤害细胞,加速细胞的衰老.
这些因素共同作用的结果,使细胞发生畸变,形成缺陷,对细胞带来多方面的影响：一是造成细胞样板的失真.每个细胞都有这样那样的缺陷,都不是正宗、原版的,致使细胞永远都在复制错误.也可以说是基因的错误导致复制的错误.二是造成细胞本身的老化.错误和衰老是近义词,错误越多,衰老越大.细胞分裂了,衰老就表现在两个子代的身上；细胞处于间期或停止分裂,衰老就表现在自己身上.三是造成细胞繁殖能力下降.人老之后繁殖能力就下降了、消失了,细胞也是如此.
细胞的衰老,有以下一些共同的特征：水分减少,失去正常形态；活性物质减少,非活性物质增多,使细胞活性趋弱；细胞膜的结构发生变化,影响了与外界的物质交换；细胞器官的形态、结构、数量发生变化,如线粒体少了,高尔基体多了.这些因素导致细胞的功能下降,主要表现在蛋白质合成速度的减慢.
尽管细胞衰老的特征与原因有许多种,但最常见、最主要的是两种：①细胞内脱水.②细胞内积脂.而脱水又在很大程度上是由积脂造成的.表现在老人的身上,就是干瘦枯槁和腰圆肚大.人老发胖,可能是一个正常的生理过程,人老了活力降低,基本生物就认为老人获得食物的能力差了,于是就堆积了大量脂肪,作为能量储备.这是基本生物的误会造成了人的衰老,其实,现代社会的老人获得食物的能力并不差.当然,人老了发胖,也有积极意义.人到中年,基本生物就把脂肪堆积到肚皮.为什么要堆积到这一部位?无人考虑过这个问题,主要是为了调整体形,把开始衰老的脊椎拉成弧度更大的S形,防止驼背和椎间盘突出,胖人很少有驼背的,椎间盘突出的也不多.另一个作用是腹部脂肪可以保护脏器,不受外力伤害.
细胞繁殖代数越多,复制错误越大,衰老程度越高.由此看来,细胞的衰老程度与细胞的分裂代数成正比.代数越多,年龄越大,活力越小.人体细胞,大约能繁殖50代,到了末代,就奄奄一息,连生殖能力也失去了.这也正是培养液中的细胞繁殖到了一定的代数,就衰老、死亡的原故.
细胞分裂,造成衰老,若不分裂,会不会衰老呢?如脑神经元,随着人的发育完成,就不再分裂了,伴随人的一生.这个过程神经元也会衰老、死亡,各种有害因素也在侵害脑神经元,使他们受伤、致残,受伤致残的细胞,表现出来的症状就是衰老.因此,大脑细胞也在不断老化和死亡.成年后,平均每天死亡10万个脑细胞,只减不增.由此看来,细胞的衰老程度与细胞的存活时间成正比,存活时间越长,衰老程度越大,这点与人一样.细胞的衰老程度,可用公式概略表示如下：
细胞的衰老程度 = 细胞的分裂代数 × 历代细胞生存时间之和 × 细胞的非正常受损程度
细胞的分裂代数从受精卵开始算起,单性繁殖、无性繁殖从年龄归零的那一代细胞算起.由于细胞分裂标志着上一代的结束和下一代的开始,历代细胞生存时间之和也就是从受精的那一刻起到现在的时间长度.如一个人20岁,其体内的细胞,不论分裂多代, 其历代细胞年龄之和都是20 + 10/12年（要加上胎儿发育时间）.细胞的非正常受损程度是指正常分裂变异之外的一切受损,如疾病受损、药物受损、污染受损、辐射受损等.
这个公式表明,细胞分裂代数越多,衰老程度越大；细胞生存时间越长,衰老程度也越大.然而,每一代细胞的生存时间越长,细胞分裂的代数就越少.因此,延长每代细胞的生存时间,即拉长每代细胞的间期,对延长人的寿命是有利的.早熟的人,老得快,也死得快.因为早熟说明细胞分裂的间期短,细胞分裂的代数多.换句话,新陈代谢节奏快（指固有节律,而非细胞衰老后被迫放慢的节律）,人也老得快、死得快.将来若人类有能力延长细胞分裂的间期,则意味着人的寿命大幅延长.
由这一公式可以看出,在某一时点上,历代细胞生存时间是固定的,对于体内的每个细胞都一样,分裂一次或50次,总的生存时间都一样.而细胞的分裂代数,差异很大,从受精卵到成年,细胞由1个增长到60万亿个,其中经历的代数是很可观的,多的可达50代,有的细胞经历了其中的所有代数,有的细胞只经历了其中的部分代数,因为间期长短不一,有的还有休眠期,有的分裂到一定规模后就停止分裂了.如果仅仅是比较体内细胞的衰老程度,比较一下分裂代数就可以了；如果是评估某个或某群细胞的衰老程度,分裂代数和生存时间都要计算.
人的神经细胞、心细胞在分化形成后就不再分裂了,由于分裂代数少,相对较年轻,因而寿命比较长,大部分细胞与人的寿命一样长.相反,经过多代分裂而来的上皮细胞、血细胞,命就很短,几天、几星期、几个月就死亡了.当然,这些细胞的死亡,不完全是因为衰老,也有外在原因.如红细胞是因为要一次一次地挤过微血管,把胞体挤破而死.但话说回来,若是细胞膜始终保持最初的柔软性,不老化,也不至于挤破.许多老人身体其它部分已经不行了,唯独脑袋清醒,就是因为脑神经细胞分裂代数少,相对较年轻.这表明,若是脑力劳动者,只要脑袋清醒,工作到七八十岁是不成问题的,因为他们的脑袋比肌体年轻得多.当然随着年龄增长也会糊涂,因为生存时间在拉长,脑神经细胞也在不断衰老和死亡.
衰老公式表明,细胞非正常受损也是衰老的原因,辐射过多、污染侵袭、伤病较多、用药过多、睡眠不足、营养不足、营养过剩、吸烟、酗酒、吸毒等,都会加速衰老.
衰老公式似乎对癌细胞不起作用,因为癌细胞几乎可以无限分裂下去,看起来似乎是不老的.癌细胞是由正常细胞变异而来的,其本身就是一种衰老的表现形式,是某个开关打开之后就关不住了.如果细胞有智慧,癌细胞就是一群疯子,先杀别人后杀自己,自取灭亡.癌细胞之所以能复制许多代,可能在于其只是复制少数蛋白质,如果正常细胞需要复制千百种蛋白质,那么癌细胞只需要复制一两种或若干种蛋白质,一两个或若干个基因打开,不断复制这几种蛋白质,这是简单的重复劳动,不容易出现差错,所以能够复制许多代,但也不是无限的,到了一定代数也会自然死亡,至于能复制多少代就有待于人类研究了.
细胞的衰老、死亡,从三个方面对人的衰老造成影响：一是细胞衰老之后,活力降低,功能减退,使人的组织、器官、系统的外观、结构和功能呈现出老态.二是随着细胞繁殖能力的下降,细胞死的多,生的少,平衡打破了,也使人的组织、器官、系统的外观、结构和功能呈现出老态.三是细胞合成生物大分子的能力减弱,细胞得不到充足的能量储备,造成了行动的迟缓,并使人的组织、器官、系统的外观、结构和功能呈现出老态.
人的衰老,是一个从量变到质变的过程.而从基本生物的角度看,没有质变,从头到尾都是一个量变的过程.细胞死亡渐渐增多,到了一定程度人死,而细胞的死亡仍在继续.一个苹果烂了,表面看有一个量变到质变的过程,实际上从头到尾都是细菌繁殖增长的过程.所以,衰老是某种看得见摸得着的东西发生了变化.
了解了衰老的本质,就不难理解长生不老有多么的难了.自然界中的有害因素,人是无法回避的,人要置身于自然之中,立足于天地之间,吃的喝的吸的用的,都存在有害因素,躲得了什么呢?即使躲在房间不出门,也会受到氡的射线伤害,花岗岩、大理石、釉面砖都含有氡,自来水中也含有氡,据说氡对人体的伤害占各种射线伤害的55%.房间中的家具、墙面、木地板和身上的衣服含有的甲醛,也在侵害人的身体.而来自宇宙空间的中微子,密度大,穿透能力强,每秒钟就有数以十亿计的中微子穿过每平方英寸的空间,而且能轻易穿透地球,防不胜防啊,人类认为中微子对人体是无害的,是否真的如此,只有天知道.不过,我们知道了衰老的本质,就能有针对性地趋利避害,延长自己的生命.
衰老虽不可避免,但衰老可以放慢,甚至可以逆转.
用基因工程延长人的寿命并不太难.找准问题,对症下“药”就行了.比如,冠心病是人类主要杀手,病因是由冠状动脉硬化、堵塞引起的.那好办,改造人体冠状动脉基因,让冠状动脉加粗一倍,再增一条,这样一来,哪里还有人心肌梗死,该上头条新闻了.基因改造,是人类的发展方向,人类的发展将进入一个大飞跃时期.至于来自伦理和道德上的阻力,那是因为人类对自己不了解,认为自己是上帝创造的尤物,不能动,不可改,人没那么神圣,人不过是基本生物的外壳和社会,改变一下外壳,改造一下社会,区区小事,无关宏旨,犯不着太认真.
用胚胎干细胞修复衰老、有病的组织和器官,也能办得到.从早期胚胎中提取干细胞,引导发育成人的心、肝、肺、肾、胃、肠、脑、神经、肌肉、皮肤等器官和组织,人哪个零件坏了,就换件修理,干净利索.当然,前提是不要把胚胎看作是未来公民,那只不过是一群基本生物而已,让他们发育成肝,植入人体,他们也能生活得很好,没亏待他们.若无法接受,也可用肝细胞造肝,提取一个健康的肝细胞,先作年轻化改造,使其成为一个高标准、高纯度的细胞；再作干细胞改造,使其发生逆向变化,回复为干细胞的形态,使其成为组织干细胞,再引导发育成一个结构完整、功能齐全的肝,替代旧肝.这种生产方式,没有道德、伦理障碍,人人可以接受.人脑坏了,如法炮制,不过命就是人家的了.若不想转让生命,也能办到,先把记忆信息储存进芯片,新脑形成后再输入记忆,命又回来了.
用纳米机器修复人体也是一条可行之路.哪些细胞衰老了,派纳米机器进入这些衰老的细胞体内,按细胞的标准蓝图进行修复,多的搬出,少的搬进,错的改正,乱的理顺,坏的更换,让细胞恢复青春.人体有60万亿个细胞,忙得过来吗?没问题,让纳米机器也能像细胞那样自我繁殖,繁殖到几十亿、几百亿个的数量,分期分批把人体所有的器官和系统修理一遍.三十五岁时开始大修,让人回归18岁的年龄,以后每17年大修一次,使人永远活在18—35岁之间.
现在生物学家普遍认为,通过基因改造可以极大地延长人类寿命,甚至有人认为可达5000岁的高寿,不排除这种可能性.但基因改造不是万能的,基因只是决定人类寿命的一个方面.细胞或人体只是一个化学反应灶,不断有气体、液体和固体进来,发生化学反应之后,生成另类气体、液体和固体,并排出体外,基因只是参与化学反应的一种物质罢了.要永恒维持这种特定的化学反应,一要让灶内结构保持不变,二要让外界物质保持不变（质不变,量也不变）,三要让外部条件保持不变.这是不可能的,因为宇宙总是变化无穷的,什么都会变.不说别的,外界的温度变了之后,就会导致物质变性,使化学反应加速或变慢,甚至停止,还可能引发另类化学反应.这不是基因能挽救的,基因不是万能的.因此,长生不老的根本出路,在于细胞的修复或替换,当然也可以用人造部件代替体内部件.
从根本上说,衰老是化学反应物发生了变化.生命是化学反应,细胞或人是化学反应物,任何化学反应物都无法长久保持原有的纯度.生命体是一团化学反应物,刚出生时是纯度最高的,随着时间的推移,外界的杂质侵入、渗入,使其纯度下降,化学反应的烈度也随之下降.有些侵入、渗入的杂质,还与生命体发生化学反应,粘附、置换、拆散、改变生命体,使其原有化学性质发生变化,这就是所谓的衰老.由此可见,要从根本上防止衰老,是不可能的,只能把衰老的生命体翻新、纯化,使生命重新回归年轻.