Fri Jan 03 2025 23:59:59

愉閱中 讀懂老化

諾貝爾化學獎得主文基.拉馬克里希南想要為對於老化感到好奇或有興趣的讀者,提供一個專業但客觀、可讀性高且論述完整的一部著作,這也是《老化可以改變嗎?探討衰老的機制與永生的可能》內容所呈現出的三個特色。
撰文:周成功(陽明交通大學教授)

出生之後每一個人都必然會經歷生、老、病、死的過程。隨着年齡的增長,我們的生理機能會逐步減退,生殖能力漸漸喪失,從老化到死亡似乎是生物世界中一個無可逃脫的宿命。老化背後究竟是什麼機制在決定?

一般對老化最簡單的解釋就是:機器用久了終究會損壞!但是這個解釋並沒有說明有沒有一個特定的原因,造成身體開始進入老化的過程。另外,為什麼不同動物老化的速度,彼此會有天壤之別?造成壽命的差異如此巨大,像老鼠最多只能活二到三歲,而人幾乎可以活到100歲!

專業客觀 可讀性高 論述完整

2009年諾貝爾化學獎得主拉馬克里希南的新書,原文書名為“Why We Die”,雖然是「我們為什麼會死?」但全書對死亡的着墨不多,主要內容還是圍繞在「我們為什麼會老?」這個議題上。作者想要為對於老化感到好奇或有興趣的讀者,提供一個專業但客觀、可讀性高且論述完整的一部著作,這其實也是本書內容所呈現出的三個特色。

首先,作者是專業的生化學者,因為研究核糖體的結構得到諾貝爾獎。雖然老化不是他專精的研究領域,但他的科學專業,讓他對近30年老化研究的成果,仍然有非常準確的掌握。也正因為老化不是他專精的研究領域,在討論老化研究進展時,他可以擺脫一些老化研究圈內人的偏執,比較能夠更客觀的分析老化研究最新進展,可能為我們帶來什麼樣的衝撃。

其次,作者從歷史發展的脈絡切入本書每一個章節的主題:從科學家的生平,重大科學發現的契機,研究過程中碰到的困難與挑戰,甚至一些人事爭端,作者都用說故事的方式提供了非常生動的描述,令閱讀本書成為一個愉悦的經驗。

最後,本書的內容涵括了認識並掌握老化生物意義的兩個重要面向,那就是「為什麼會老(why we age)?」和「怎麼會變老(how we age)?」前者試着回答生物為什麼在長期演化過程中,演化出造成個體老化的基因。而後者則是試圖了解在生命運作的過程中,是什麼樣的分子機制造成細胞、組織乃至個體呈現出老化的特徵?

作者拉馬克里希南從歷史發展的脈絡切入本書每一個章節的主題。(皇家學會)
 

掌握老化的基礎

因此,本書開頭第一章就帶領讀者,試着從不同的演化生物學理論中,去回答人為什麼會變老這個問題。第二章則是列舉了許多大自然中壽命差異巨大的動物,試着找出壽命的規律。

接下來的章節,則是討論細胞中究竟發生了什麼事,讓身體逐漸呈現老化的狀態。這個部分當然牽涉到許多現代生物學的背景知識和最新的進展。所以作者用了第三、四、五章,共三章的篇幅,先讓讀者熟悉現代生物學裏一些和老化相關的基本概念,像是DNA、基因突變和染色體端點的保護裝置「端粒子」,然後再介紹人類基因體計劃、表觀遺傳學、誘導幹細胞和動物複製等課題的最新進展。

從第六章開始,作者先介紹細胞如何修補錯誤、清除垃圾。當細胞這個汰舊換新的機制年久失修、造成垃圾堆積之後,會導致至老人容易發生的失憶症、神經退化和阿茲海默症等病狀。所以如何防止或是清除大腦中堆積的垃圾,成為現在生物醫學研究中的一個重點。

尚待解答的科學熱點

接下來第七到十一章,分別討論當前老化研究中的幾個熱門話題。第七章討論卡路里(熱量)限制延緩老化的可能機制。當然這裏最吸引人的討論,是有沒有什麼藥物可以讓我們不需要節食,也能達到延緩老化的目的?

文章中提到雷帕黴素(rapamycin)特別值得大家注意。雷帕黴素在臨床上,主要用來抑制器官移植引起的免疫排斥,但服用低劑量的雷帕黴素,對免疫系統的影響不大,卻可以引起細胞處於熱量限制時的生化反應。所以未來需要有更嚴謹的臨床實驗,看看低劑量雷帕黴素是否真的能延緩人類老化的進程。

第八章的敘述中,描寫過去發現某些特定基因的突變,能延長線蟲壽命的歷史,並帶出另一個可能延緩動物老化進程的小分子藥物:二甲雙胍(metformin)。同時,有關影響酵母菌壽命的基因硏究,也衍生出一些延緩老化的健康食品的爭議,像是白藜蘆醇。

第九章介紹粒線體和自由基與老化之間的關連,這裏當然也必須討論另一個熱門的健康食品:抗氧化劑的效能。

第十章進一步介紹選擇性清除體內衰老細胞的影響,以及短期誘導幹細胞形成,在老鼠身上似乎具有延長壽命的效果。甚至,將年輕老鼠的血液注射到老年老鼠體內,似乎也能造成返老還童的效應。但是這些方法對人是否有效?尚待更多人體臨床實驗的證實,而長期使用對人體有無不良的副作用,目前更是一無所知。

最後兩章描述當前美國一些光怪陸離、有關延長壽命的商業炒作和延緩老化之後對社會未來發展的影響。老化在未來的生物醫學研究上,無疑是一個重要的方向。但研究的目的,真的是要讓我們每個人都能活過120歲嗎?

我想應該不是!我們應該更重視健康老化這個議題。當每個人都活過120歲時,對社會、倫理帶來的衝擊是前所未見的。該怎麼面對老化的挑戰?除了科學上的了解外,我們還需要更多因應未來的智慧。

因此,我非常樂意推薦《老化可以改變嗎?》這本書,給每一位關心老化議題的讀者。

粒線體(圖)和自由基與老化之間有不少關連。(Shutterstock)
 

演化和壽命的關係

在此也對本書的寫作做一些補充,第一章討論老化的演化理論,像是可拋棄體細胞假說(disposable soma hypothesis)認為,生物個體的資源有限,必須加以分配,一方面投資在早期的生長和繁殖,另一方面投資在持續修復細胞以延長壽命。這樣的說法有點簡略,很難與第二章所描述自然界中千奇百怪的長壽動物連在一起。我把可拋棄體細胞假說加上一點解說,讀者就可以更清楚了解這個理論,如何解釋自然界中不同動物的老化速度為什麼會有如此大的差異。

對於生命的延續來說,有兩件重要的事:一是生命運作過程中,身體會不斷受到損傷,所以必須不斷修補;另一件是,所有生物都要繁殖後代。身體的修補保養和繁殖後代這兩件事,都非常耗費資源,當資源有限,生物就會面臨抉擇:是要把有限資源投資在身體修補上呢?還是投資在趕快繁殖後代?

以野外的小老鼠為例,出生後最重要的是修補身體,還是繁殖後代?由於野外老鼠一出生到處都是敵人,環境中的老鷹、狐狸都想吃牠,所以小老鼠出生後,最重要的是趁着還沒被老鷹、狐狸吃掉前,趕緊繁殖後代。因此對小老鼠而言,投資的抉擇很清楚,當然是趕快繁殖後代!老鼠出生六個星期後,就可以開始交配、繁殖!由於身體的發育必須讓小老鼠出生後,可以盡快開始準備繁殖後代,所以對身體損壞的修補能力會明顯不足。也由於身體運作產生的損壞不能及時修補,小老鼠兩、三年後就會罹患各種癌症而死亡。

另一方面,像大象、海龜、鯨魚、蝙蝠,能夠傷害牠們的天敵並不多,所以不需要急急忙忙的繁殖後代,因此這些動物身體修補保養的能力都很好,在自然界中的壽命自然可以很長。

讀者只要記住這個理論的核心概念,可以很容易掌握第二章所列舉的各種動物長壽背後的原因。

新書簡介:

書名:《老化可以改變嗎?:探討衰老的機制與永生的可能》(WHY WE DIE: The New Science of Aging and the Quest for Immortality)    
作者:文基.拉馬克里希南(Venki Ramakrishnan)
譯者:徐仕美
出版日期:2026年8月

作者簡介:

出生並成長於印度,在當地取得物理學學位後,於19歲前往美國攻讀博士,不久後轉向研究生物學。2009年以核糖體研究榮獲諾貝爾化學獎,並曾擔任英國皇家學會主席。於美國工作近30年,之後移居英國,在劍橋MRC分子生物學實驗室擔任資深研究員。另著有《基因機器》(Gene Machine),為他研究核糖體的回憶錄。曾應中央研究院之邀來臺演講。