哪位大佬可以讲解生物中关于细胞分裂与人之间关系的知识啊？ 第1页

“新陈代谢”指的并不是“把衰老死亡的细胞代谢掉”，否则你让单细胞生物如何进行新陈代谢呢。

• “新陈代谢”是“代谢”的同义词，是生物体维持生命的化学反应的总称^[1]，“新陈”强调了从外界摄入所需的物质并排出代谢废物。
• 你呼吸的时候呼出去的二氧化碳、小便的时候尿出去的尿酸之类都是代谢废物，“衰老死亡的细胞”的分解产物在这之中只占很小一部分。

人的衰老和死亡并不是“如果最后一次分裂后的细胞到了一定周期，会衰老死亡，然后被代谢掉了，然后人就凉凉了”这样抽象的过程。“细胞分裂到一定次数就不再分裂”，是对海佛烈克极限的简单概述，只对一部分细胞成立：

• 端粒是染色体两端的非编码DNA区域，起到保护的作用。每当细胞分裂一次，端粒就会缩短一些，不同的细胞以端粒酶修复端粒的能力不同，有些细胞几乎不能修复。一般人类细胞在细胞培养的理想环境下于进入衰老期之前可以分裂52次；
• 人体中不同组织的体细胞的端粒长度随衰老而缩短的速度是不一样的，其中来自睾丸、卵巢、小脑、骨骼肌、阴道、甲状腺的端粒没有与年龄相关的相对长度变化，意味着这些细胞在人的一生之中可以持续地分裂。
• 此外，人的心肌细胞、脑神经细胞在一生中只分裂极少的次数。

哺乳动物的远古祖先意外搞坏了组织再生所需的启动子，人的干细胞不能有效替换损失的体细胞，人体的自我修复能力十分有限，但是人的寿命并没有触及海佛烈克极限。

• 考虑人的代谢速率范围、平均寿命（中国2019年约76.5岁）、平均体重（中国2020年约62千克，其中约2千克并非人体细胞）、细胞数量变动范围等因素，按照最近几年的科学研究，根据不同的估算方法，一个人每天产生173亿到2590亿个细胞，并有相近数量的细胞凋亡，可以得到一个人一生能产生约480万亿到7200万亿个细胞。
• 受精卵和极早期胚胎的端粒是不会缩短的，从64细胞期开始，设每个细胞分裂52次，至多可以产生约288230万亿个细胞，这远远超过了1800万亿，何况人体有许多细胞不需要进行这么多次分裂、造血干细胞等可以分裂更多次。

因此，海佛烈克极限对“人体的新陈代谢”或“人的寿命”造成的影响目前是可以忽略的。在战胜衰老、解除自然寿命的漫长征途中，我们要先处理比这更紧迫的问题。

• 例如，大脑和心肌的自然工作时间有限。一些破坏性试验显示脑神经细胞的承受限度约为150年间的损伤，心肌细胞约为120年，个体差异可以有10%左右。
• 个体差异、营养状况之类能给寿命带来的有利影响少、不利影响多。从有严格的户籍制度以来，没有一个出生时间被准确记录的人活到150岁。
• 又例如，人体细胞的协调能力会随着时间流逝而下降。

2020年，以色列巴伊兰大学一个科研团队完成的研究证实了15年前科学家提出的关于人体衰老的新理论。该理论认为，随着时间流逝，人体实际下降的是细胞协调能力，而非细胞功能。这一研究成果有望为医治衰老^[2]提供新的思路。
最常见的关于衰老的理论认为，随着时间流逝，人体细胞会经历“磨损”过程。但目前的发现表明，细胞重大损害的发生并不具有全面一致性，而是随机发生在无功能的细胞组群中，其余细胞则未受到损害。
研究人员面对的问题是，如果不同类型和组群细胞在不同人体中随时间丧失其功能，那么为何所有人在变老过程中，都会出现相同的症状？如头发变白、皮肤起皱、整体功能降低等。
对此，阿尔伯特爱因斯坦医学院遗传学系主任让·维杰格教授在15年前提出了自己的解释。他认为，细胞功能会随着年龄的增长而下降，但这并不是“单一的无功能的细胞出现重大崩溃”，而是因为许多细胞失去了调节和协调基因的能力。
在2020年11月初的《自然·新陈代谢》上，巴伊兰大学物理系的阿米尔·巴山博士领导的研究小组发文称，他们通过研究证实了维杰格的理论。该成果不仅为人们就衰老进行深入研究铺平了道路，而且有助于修改治疗衰老疾病的方法。
研究小组分析了从6家不同的全球实验室收集的数据，这些实验室检测了人类、小鼠和果蝇多种生物体在衰老过程中其细胞之间的协调水平。同时他们还侧重分析了不同的大脑细胞和胰腺细胞。结果证实，在衰老时，细胞始终全面地丧失了协调性。
研究人员还指出，随着细胞和其基因的协调破坏，他们观察到细胞受损伤水平增加的现象。因此，关于潜在治疗方法的研究重点应放在去除那些高度受损的细胞上。
研究小组成员盖伊·阿米特表示，发现细胞和其基因协调的证据令人惊讶，但更重要的发现是，这种协调性随着年龄的增长而急剧下降。

以上关于衰老的研究进展的引用来源为《科技日报》毛黎。

我们已经知道地球上有许多并不会衰老的生物^[3]，它们使用的机制都是普通的生理机制，并非不能模仿。

• 未分化的干细胞和癌细胞不受海佛烈克极限的限制。经过现代技术处理，从人体内取出的癌细胞可以一直培养下去，并无寿命限制，例如海拉细胞系^[4]、Jurkat细胞系、A549细胞系、BT-20细胞系。从人体内取出的干细胞也可以培养并分化成新的组织。人也可以用药物与病毒将一般细胞转化成不死化细胞系。
• 癌细胞启动了基因组里祖传的古老工具，和我们遥远的多细胞动物祖先使用的机制是一样的，粘孢子虫的所有活细胞也启动着同样的机制并丢弃了大量的抑癌基因，区别在于它的细胞能够分化和配合，这里面的机制还在探究之中。
• 过去几十年里，统计显示，用来控制2型糖尿病患者^[5]病情的二甲双胍将他们的寿命延长到超过同样收入和年龄的非糖尿病患者，延长幅度中位数在一部分调查中达到骇人听闻的15%，让二甲双胍被半调侃地称为神药。布洛芬之类老牌止痛药也有超过误差的统计数据证明其可以延长人的寿命。实验证明，合用二甲双胍、尿囊素、雷帕霉素之类药物，可以将秀丽隐杆线虫之类模式生物的寿命延长50%~100%，NMN、人参皂苷贝塔之类价格昂贵的延寿药物并不能期待更大效果——其实有些研究认为人参皂苷和尿囊素在延长寿命方面就是二甲双胍类似物，表没食子儿茶素没食子酸酯和异甘草素是雷帕霉素类似物，withaferin A同时具有二甲双胍和雷帕霉素的特征。白藜芦醇、亚精胺、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸等也有类似的延寿相关研究。在人身上做这些药物实验的计划还在推进之中，有些在公元2022年之前就会出数据。
• 一些科学家希望通过恢复端粒长度来延长体细胞的寿命，从而对抗衰老，进而延长生物体的自然寿命和改善生活质量。2020年4月27日，美国的一个研究团队宣称在抗衰老研究上取得了突破性进展：他们筛选了超过10万种已知的化学物质，成功发现了能够恢复小鼠体内端粒长度的小分子^[6]。这距离人体实验也还很遥远。

在延长寿命方面，更加激进的研究也是有在搞的，诸如主动加速破坏老旧细胞、输注年轻人的血浆。目前，这些的效果并没有显示出比限制热量摄入或吃上面谈到的一些廉价药物更好。

参考

1. ^ 这些反应使生物体能够生长、繁殖、保持有序的结构、对环境作出反应。代谢通常被分为两类： 分解代谢，拆解食物中的分子以获得生命活动所需的能量，例如细胞呼吸； 合成代谢，利用物质和能量来制造所需的分子，例如蛋白质和核酸。
2. ^ 许多现代医学人员和生物学研究人员将衰老视为疾病
3. ^ 生老病死是自然规律，无法改变吗？ - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/416825223/answer/1430553846
4. ^ 海拉细胞系（HeLa）是最古老的不死化人类细胞系，源于1951年10月4日死于癌症的美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯的子宫颈癌细胞。它是由人乳头瘤病毒18型转移部分基因诱发癌变的子宫颈细胞，在培养基中表现为上皮样的附着细胞。它拥有维持端粒酶活性和端粒长度的能力，以病毒转入的基因突破细胞周期限制，生长分裂迅速，在适宜条件下可以自行繁殖、散布，有时会污染实验室的其它细胞培养物，也可侵染免疫功能缺损或低下的生物体并致癌。虽然容易培养，但其细胞密度过高，也容易出现形态改变和细胞死亡。 海拉细胞的染色体趋于非整倍，通常有76~82条染色体，其中22~25条异常复制染色体是其标志性特征。大量的复制错误积累使其基因组与人类基因组有诸多差异。 学者Leigh Van Valen将海拉细胞列为新物种，学名为Helacyton gartleri。大部分学者对此并不认同，他们认为海拉细胞的核型不稳定、缺乏严格的世系，不符合单细胞无性繁殖物种的标准
5. ^ 理论上预期寿命比一般人少8年
6. ^ http://www.cas.cn/kj/202004/t20200429_4744059.shtml