【原】逆转衰老及回拨生命时钟的神奇研究

高压氧疗法（HyPerbaric oxygen theraPy,HBOT）是在高压环境下，呼吸纯氧或高浓度氧来治疗缺氧性疾病的方法。过去高压氧常用来治疗一氧化碳中毒、煤气中毒、伤口不愈合，以及帮助自杀未遂的人恢复脑功能等。最近，以色列医生研究发现：间歇性的高压氧还可以逆转衰老！相关研究论文发表于《衰老》(Aging)杂志。

衰老是一种正常的生理功能退化，从细胞水平上说，衰老与关键标记物DNA端粒缩短有关。

图1

我们有23对染色体，每一个染色体的顶端都有一个小帽子，这就是DNA端粒，如图1所示。我们可以看到染色体顶端有一个深色的小帽子，而这个小帽子随着我们年龄的增长，随着细胞再生周期的不断推进，它会不断地缩短。

图2

在我们出生前，实际上DNA的小帽子就开始形成了。图2中黑色的线代表DNA端粒长度的变化情况，当我们出生以后，端粒长度是15 kb(1kb=1000碱基)，也就是15000个碱基形成的一个小帽子，儿童时期端粒迅速缩短到13000个碱基左右。之后随着年龄的增长，端粒每年减少大约20~50个碱基。最后到超老龄的时候，比如说90岁、100岁的时候，端粒长度大约只有8000~10000碱基左右。这个时候，细胞就进入停止增长期，干细胞不再繁殖和复制。此时也意味着细胞开始凋亡，形成碎片，最后被免疫系统清除掉。

维持端粒很重要的一个物质叫端粒酶（Telomerase），端粒酶活性在我们出生以后就开始迅速下降。如图2所示，蓝色折线代表端粒酶活性的变化，蓝色箭头标志着64岁老人的DNA端粒酶活性和DNA端粒长度都已经缩短到接近终末期了。

研究方法

研究对象是64岁及以上的健康老年人，接受60次的高压氧治疗。每次治疗时间为90分钟，以吸氧20分钟、休息5分钟间歇进行，一周5次，持续三个月。研究人员采集他们在基线、第30次、第60次治疗和治疗结束后1~2周的全血样本，观察外周血单核细胞（PeriPheral blood mononuclear cells，PBMCs）的端粒长度和衰老情况。

结果发现，高压氧治疗后，辅助性T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤细胞和B细胞的端粒长度显著增加20%以上。最显著的变化是B细胞的端粒长度在第30次、第60次治疗和治疗结束后分别增加了25.68%±40.42（P=0.007）、29.39%±23.39（P=0.0001）和37.63%±52.73（P=0.007）。

图3 DNA端粒延长了

由此可见，高压氧治疗后端粒长度平均延长30%左右，这意味着它把我们的年龄逆转了25岁，也就是说把我们的生命时钟回拨了25年。图4中展示了染色体端粒长度在治疗前后的变化。从中可以看到，和基线时相比，高压氧治疗后端粒延长到了1.38，也就是延长了38%的长度。

图4

高压氧治疗不仅延长了DNA端粒的长度，同时还清除了部分衰老细胞。辅助性T细胞、细胞毒性T细胞等的衰老细胞下降了25%~30%左右（图5），意味这些细胞不再继续衰老了，或者这些衰老的细胞消失了。

图5衰老的细胞减少了

背后道理

为什么间歇性的高压氧可以延长我们的寿命，延长DNA端粒长度呢？

缺氧与高氧的悖论

首先，这是缺氧和高氧的悖论，在真实世界或者科学研究中，动物研究和人类研究都发现DNA端粒损耗、缩短是和氧自由基及微炎症相关的。也就是说，如果身体里有大量的氧化反应，有氧自由基，它会破坏细胞，让我们的DNA端粒快速缩短，比如说一般而言DNA端粒每年可能缩短20~40个碱基，而如果有氧自由基的大量产生，每年可能消耗70~80个碱基，也就是端粒缩短的速度更快。抽烟、压力过大、不健康的饮食、静坐不动以及肥胖等都可以持续增加氧自由基的产生，还会导致微炎症。

在科学研究和日常生活中发现，运动（特别是高强度的间歇性运动），可以一过性地增加氧自由基，而且也开始产生微炎症，比如炎症因子白介素6（IL-6）上升。但随后令人吃惊的是，机体的抗氧化能力和抗炎能力马上就被调动起来了，比如说具有抗炎能力的白介素10（IL-10）水平升高。也就是说，一过性的刺激可以诱导机体产生抗氧化因子、抗炎因子，发挥清道夫的作用。这就是缺氧和高氧的一个悖论。所以间歇性的高压氧，在吸氧过程中，实际上刺激了机体的氧化反应，或者增加了氧化。但是随后我们的机体调动起抗氧化能力，可能持续1~2天，甚至更长时间，来保护我们的DNA端粒，保护我们身体的其他组织。

衰老细胞

衰老细胞实际上是指 DNA端粒缩短到一定程度以后，细胞失去了保护作用，就停止复制和增生。这是生理上的保护机制，以免出错。这些衰老细胞会迅速启动凋亡机制，形成碎片，并被免疫系统清除掉。但是随着我们年龄的增加，这些衰老细胞的清除能力实际上是下降的，即自噬能力下降。此时，衰老细胞堆积会分泌出一系列的衰老因子去影响周围的细胞，所以衰老是一个连锁反应。目前有科学家正在尝试用一些抗癌药靶向清除这些衰老细胞。

动物实验已经证实：如果能快速地清除衰老细胞或者减少衰老细胞的堆积，也可以促使我们年轻化，特别是阻止衰老。科学研究证据表明，锻炼、间歇性的缺氧和吸氧，可以诱导衰老细胞迅速凋亡，诱导免疫系统加快垃圾的清除。同时，间歇性高压氧可以延长DNA端粒长度，让细胞生命时钟回拨，减缓或者是逆转衰老。我们可以想象这是一个双重的作用，让老年人恢复到年轻的状态。

HIF

还有一个原因是缺氧诱导因子（hypoxia inducible factor，HIF），在我们缺氧的时候，可以恢复组织再生，产生新生的血管、新生的表皮，然后去诱导干细胞再生，恢复神经细胞功能，加强线粒体的有氧代谢。所以HIF增加可以诱导后面的一系列反应。而在高压氧治疗下，HIF的水平是上升的。

端粒是DNA的高度重复序列，5’-TTAGGG-3’重复2500次。婴儿出生的时候，我们大约有13000~15000个碱基，老年的时候可以缩短到最少4000个碱基，但是一般到8000个碱基时我们的细胞就停止再生，进入到衰老状态。而且男性端粒缩短的速度比女性要快。

端粒的长短决定种系间的差别，但并不是说端粒越长，寿命越长。老鼠的端粒长度比人长得多，但它消失得也更快。从细胞水平来看，同一种系内部应该是端粒越长，寿命越长，端粒消减得越慢，寿命越长。

高压氧治疗前景

过去高压氧治疗的都是一些比较简单的适应症，比如煤气中毒、伤口不愈和放射性损伤、缺血性疾病。当出现了一氧化碳中毒时，高压氧是一个非常好的方法，它可以治疗和保护缺氧器官。另外，高压氧对突发性耳聋、神经性耳聋、脑卒中、脑创伤和认知障碍也有一定的疗效。

端粒的长度是跟我们的遗传因素有关，而端粒消耗跟我们的生活方式有关，比如说抽烟、心情不愉快、压力非常大，那么碱基的消耗会比较快。相反，如果我们经常锻炼、健康饮食、有愉快的心情，那么消耗就慢一些。锻炼方面，现在已经发现高强度运动、间歇性运动，包括跑马拉松、长跑，可以延长大约5%的DNA端粒长度。但是5%并不是一个特别显著的效果，在本研究中60次间歇性的高压氧可以将端粒延长25%，意味着延长了我们25年的寿命，这是让人非常吃惊的。

DNA端粒的长短并不是寿命的决定因素，消耗的速度是关键，所以对我们人类来讲，首先要有好的生活习惯。该研究表明，高压氧不但阻止了端粒的消耗，而且把端粒延长了，也就是逆转了衰老。同时有大量的研究证明，如果我们的端粒缩短，患癌的风险就会增加。所以要保护好我们的DNA端粒。

这项研究介绍了一个逆转衰老的方法，如果我们国家的科学家可以重复出同样的实验，甚至是用病毒感染的病人、肿瘤患者，以及一些自身免疫性疾病的病人进行这样的研究，证明它可以调节免疫，可以令衰老的免疫系统，以及其他的系统，如神经或者心血管系统重返年轻的话，这将是对人类做出的巨大贡献。

参考文献：Aging 2020;12:22445-22456

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