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快乐的陆小晶
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gengxiewei

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糖尿病的非药物治疗【关键词】 糖尿病;,,非药物;,,治疗据WHO报道,糖尿病已成为全球第三位威胁人类的慢性非传染性疾病[1], 无论是发达国家还是发展中国家其患病率均呈逐年上升的趋势。1997年全球有糖尿病病人亿,到2000年大约有亿,2025年将剧增至亿[2]初步估计,我国现有糖尿病病人约3 000万人,其中2型糖尿病约占90%~95%,糖尿病已成为我国重要的公共卫生问题[3]。国际糖尿病联盟(IDF)提出的糖尿病综合治疗(饮食治疗、运动治疗、药物治疗、血糖监测、糖尿病教育)[4],其中非药物治疗占了4个部分。现对糖尿病的非药物治疗的研究概述如下。1 糖尿病教育 糖尿病教育的对象糖尿病患者和家属,以及有糖尿病家族史者、广大医务工作者及普通人群。 糖尿病教育的形式由于教育对象年龄、职业、文化层次不同,对糖尿病知识的接受能力、理解能力不同,因此糖尿病教育可采取多种形式如: ① 分发糖尿病知识手册及订阅有关书籍、报刊、杂志;②门诊咨询,对患者进行个别教育,随时回答患者提问;③开座谈会、病友会的形式相互探讨,交换治疗心得;④利用墙报、漫画、知识讲座等通俗易懂形式定期进行宣教。总之可以根据不同内容、不同层次开展多种形式的健康教育[5]。 糖尿病教育的内容①糖尿病基础知识,用简单易懂的语言解释与疾病有关的症状、诱因等;②让患者正确认识糖尿病及其并发症的危害并掌握其正确的治疗方法,使患者积极地配合治疗;③使用药物治疗过程中的注意事项,尤其是使用胰岛素治疗时使用方法、注射部位、剂量及药物的保存[6];④进行尿糖、血糖监测的重要性,了解低血糖、高血糖的症状及发生时相应的处理方法;⑤糖尿病病人的心理指导,使患者充分认识糖尿病不是不治之症,调整心态,树立战胜疾病的信心和决心。2 饮食治疗糖尿病发病主要是胰岛素的绝对和相对分泌不足导致血糖升高引起的代谢紊乱的疾病。降低血糖,控制血糖的水平是糖尿病治疗的最终目的,而饮食治疗则是糖尿病治疗的基础。首先,向患者说明饮食治疗的重要性,使其主动遵守饮食计划,定时定量进餐。其次,指导患者制定合理的饮食。在三餐的饮食上应按照身高、标准体重、实际体重、工作强度、血糖水平等算出总热量,进行合理的分配。如表1所示。值得说明的是总热量的摄入以达到和维持理想体重为标准[7] 。糖尿病饮食三大营养素中碳水化合物的比例不宜过低,太低可引起体内脂肪的过度代谢,可导致酮症酸中毒,对糖尿病患者要小心选择含糖食物,尤其是含有天然糖分的水果容易被吸收,应选择含糖指数较低的食物如燕麦片、甘薯、豌豆、酸乳酪、花生米和柚子等。脂肪在糖尿病饮食中不可缺少也不能过量,应多吃含多链不饱和脂肪的食物如瘦肉、鸡蛋,尽量减少动物脂肪及含饱和脂肪的食物[8]。蛋白质摄入量过高易增加基础代谢同样会引起酸中毒,肾功能不全者,每日蛋白质摄入量应酌减。糖尿病并发高血压、冠心病、心肌梗死、肾功能损害等,食盐严格控制在2 g/d左右为宜[9]。有些食物还有降糖作用,如苦荞麦、嫩南瓜、绿茶、人参蛋清汤和枸杞子等[10]。3 运动治疗 运动的作用合理的运动不仅能降低血糖、改善肥胖和胰岛素抵抗性,对代谢综合征发挥治疗和预防作用,更重要的是运动能调节机体的整体机能,提高生活质量。 运动调节糖代谢,降低血糖Boule等[11]通过14项临床试验meta分析发现,在体重不减轻的情况下,50%~60%最大摄氧量的踏车练习使2型糖尿病病人的氧化血红蛋白水平下降。由此运动持续时,肝脏和肌肉内的储存糖原分解成葡萄糖,为运动提供能量,不断消耗,血糖逐渐下降,高血糖状态得以缓解。表1 糖尿病患者饮食参照表(略) 运动降低血脂和控制肥胖Aiello等[12]实施60%最大摄氧量,3次/周、1 h/次,共6个月的运动使2型糖尿病人血脂明显下降,高密度脂蛋白-c水平上升,从而延缓糖尿病并发症的发生发展。同时,长期而适当的运动能增强脂肪细胞中酶的活性,加强脂肪的分解,促进多余脂肪消耗,促使减肥[13]。 运动增强胰岛素敏感性2型糖尿病进行高强度的有氧运动3次/周,持续2个月,其胰岛素的敏感性提高46%。利用葡萄糖钳夹技术即使不伴体重下降,葡萄糖利用率、胰岛素与其受体结合率也会增加,胰岛素抵抗改善[14]。 运动改善心肺功能运动能增加血管壁的弹性,直接改善心肺功能。Maiorana A等[15]对2型糖尿病人进行8周的50%~60%最大摄氧量耐力运动,结果发现患者每膊输出量增加,血压下降,休息时心率下降,延缓和预防血管并发症的发生。 运动提高机体适应性UKPDS“英国糖尿病前瞻性研究”资料显示,运动能使毛细血管与肌纤维比值增加而改善体力。从运动中获得心理功能的改善可增加对日常活动的信心,消除紧张应激状态,积极改变不良的生活方式,增强社会适应能力。 运动疗法的适应证与禁忌证美国运动医学会以及我国的研究人员吴毅等[16]经过大量实践,认为运动疗法的适应证可分为绝对适应证和相对适应证。见表2。此外,也有学者提出稳定期的1型糖尿病,在病情得到较好控制后也可以进行运动锻炼。运动也有危险性,特别是已有糖尿病并发症的人,则可能使冠心病加重,运动中血压升高,视网膜出血,尿蛋白增加,神经病变进展,进行性关节病加重,以及发生低血糖等,所以需严格遵守禁忌证和限制运动指征。见表3。

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为什么那么多人会得糖尿病呢?”笔者关切地问道。蔡教授说,糖尿病是一组内分泌──代谢疾病。人体内有一种重要的激素叫胰岛素,由胰脏的胰岛β细胞分泌。胰岛素在人体三大代谢(即葡萄糖、脂肪和蛋白质代谢)中起着举足轻重的作用。缺少它,三大代谢就乱了套,身体内的合成代谢减少,分解代谢增加;血液中葡萄糖含量增加;尿中出现葡萄糖,这就成了糖尿病。在发病机理中,Ⅰ型糖尿病主要是胰岛β细胞损害,胰岛素绝对缺乏所致;Ⅱ型糖尿病主要是胰岛素分泌不足或胰岛素受体有缺陷,对胰岛素敏感性降低所致。到目前为止,医学界对糖尿病的病因还不十分清楚。可能是与遗传和环境因素共同作用有关。在一些糖尿病的家庭系谱中,常可找到同样的病人。在环境因素中,肥胖、感染和多次妊娠者患此病最为常见。值得提出的是:肥胖是糖尿病患病率增加的重要原因。有资料表明,在40岁以上的人中,体重超过正常者,发病率达‰,而体重在正常范围以下者发病率仅为‰。“那么,怎样才算肥胖或超重呢?”我们问。蔡教授说,粗略地说,一般人的身高(厘米数)减去105就等于标准体重(公斤数),如果一个人的体重超过标准的10%,就算超重。蔡教授说,超体重者进行减肥,不但可以增加体形美,而且在防治糖尿病上也有重要的意义。“百病之母”“我们看见很多糖尿病者面色红润,与健康人差不多,究竟糖尿病有多大危害呢?”我们问。蔡教授说,尽管糖尿病本身并不危及生命,但由于病者的血糖升高、蛋白质分解增加和机体的抵抗力降低,很容易引起病菌感染,严重者可由于感染或其他并发症而诱发急性代谢紊乱,引起酮症酸中毒或非酮症性高渗性昏迷。所以,你不要看有些病者表面很好,他(她)却处处潜伏着危机。尽管目前治疗技术有很大发展,使糖尿病者寿命大大延长,但心血管和神经系统的一些慢性并发症仍很难避免,这可给患者带来严重后果。1、在血管病变方面,常有两种类型,即大血管和微血管的病变。前者为动脉粥样硬化,常累及主动脉、冠状动脉、大脑动脉、肾动脉、足背动脉等大中动脉,并由此发生高血压、高血压性心脏病、冠心病、心肌梗塞、脑血栓形成、下肢坏疽等。微血管病变常累及许多器官和组织,其中最重要的是肾小球硬化症、糖尿病性心肌病变和视网膜病变,后者常是糖尿病者失明的主要原因;2、在神经病变方面,由于糖代谢障碍,使神经能量供应不足,加上微血管病变,使整个神经系统受累,最常见的是糖尿病性多发性神经炎。如累及植物神经,还可引起瞳孔和出汗改变、腹泻、便秘、尿失禁、阳痿等。如因血管硬化而并发脑血管病,则后果更严重。由糖尿病派生出来的疾病还有很多,医学上称它们为糖尿病并发症,因此,糖尿病可算得上是“百病之母”。如何诊治“那么,怎样知道得了糖尿病呢?”蔡教授告诉我们,糖尿病的典型表现是“三多一少”,即多饮、多尿、多食和体重减轻。但有相当一部分人只有血糖升高而无明显症状。还有一些人是因并发症就医时才发现患糖尿病的。由于糖尿病的并发症多而严重,所以及早诊断和治疗,有利于减少和推迟并发症的发生与发展。目前,一些单位对40岁以上职工每年检查一次血糖和尿糖,这有助于发现早期病人,值得提倡,有条件的地方和单位都可以进行。对一些有糖尿病家族史或妊娠糖尿病史的人,以及肥胖的、怀疑有糖尿病的人,定期进行血糖、尿糖检查更属必要。也可自己先用尿糖试纸做初步检查,如系阳性再进一步检查确诊。此法很简单,只将试纸浸入尿中5秒钟,取出比色就可大体知道有无尿糖。但要注意,维生素C、左旋多巴等药可引起假阴性,故如服用这类药物时不宜用本法测定。在治疗方面,蔡教授谈到,目前对糖尿病只能对症处理。一个人得了糖尿病,首先要认识到这种病是缺乏根治方法的慢性疾病,必须长期乃至终生治疗。因此,需要病者和医生密切合作,耐心治疗。如果措施得当,糖尿病人仍可达到正常健康人同样的寿限。饮食治疗是糖尿病综合治疗的一项基础措施,不论是哪一类型的糖尿病,均应长期和严格遵守。很多非胰岛素依赖型病者,特别是肥胖者,通过认真控制饮食,就能使症状改善,并能很好地控制病情。饮食治疗包括总热量估计、营养成分的合理分配和进餐的定时定量,由医生根据病人标准体重、工作种类、生活习惯及病情具体制定和调整。一般来说,接受治疗的病人,开始总觉得很饿,抱怨医生批准的进食数量太少。有些人甚至会忍不住偷吃东西,像馋嘴的小孩一样。所以,在住院期间,护士长常常要检查糖尿病患者的柜子和床头,“没收”一些藏起来的食物,以免影响治疗效果。病人出院后,或在家中治疗的病人,则完全要靠自己的自觉性和毅力,才能抵御周围美味食物的诱惑。有时病人实在饿得厉害,可以找些缺乏营养的食物果腹,例如吃一些反复煮过的老菜渣充饥。说到这里,蔡教授笑了笑说,看来,有的病人也挺可怜。不过,这也是没有办法的办法,一切都是为了控制血糖,巩固疗效,希望患者能理解医生的苦心,坚持长期合作。运动治疗是一种很有效的治疗,可促进肌肉利用葡萄糖,提高机体对胰岛素的敏感性,提高血中的低密度脂蛋白,降低甘油三酯,从而可减少或延缓血管病变,运动对超重者更为有效。运动的方式可多种多样,从跑步、爬楼梯到打太极拳均可。但要注意控制运动量,适可而止,切勿过量运动,并持之以恒。有些人“三天打鱼,两日晒网”,这不会有多大效果。最好在有经验的医生指导下制定运动计划,并定期检查效果,还要注意,在空腹、饭前和注射胰岛素后,不宜运动,因这时运动容易引起低血糖而发生意外。此外,当合并严重高血压、冠心病、糖尿病性肾病者及糖尿病失控者也不宜用运动治疗,以免发生意外。药物治疗,包括口服降糖药或注射胰岛素替代治疗,必须根据病情和病者的具体情况,制定治疗方案,才能收到显著疗效,故须在专科医生指导下进行。主要需做好以下三点:一、加强病情监测 专科医生应定期进行随诊;而病人自己应定期到医院门诊,检测血糖和24小时尿糖量;每隔2~3个月宜复查糖化血红蛋白一次,以了解病情控制程序和及时调整治疗方案;每半年应进行一次全面检查,着重了解血脂水平和心血管、神经系统并发症的早期症状。有条件的病者和家属,除要学会尿糖测定外,还宜学会用血糖计来测定毛细血管的血糖含量,以便更好地调整用药,实现家庭自我血糖监测。二、坚持良好的病情控制 长期和良好的病情控制不仅可以纠正代谢紊乱,消除症状,保障儿童患者正常生长发育和成人患者具有一定劳动力或工作能力,而且可在一定程度上预防和延缓并发症的发生。根据血糖监测,良好的治疗控制为:早餐前血糖每分升70~90毫克,早餐后1小时100~160毫克,早餐后2小时80~120毫克;24小时尿糖量小于5克。中等控制的血糖分别为早餐前70~100毫克,早餐后1小时100~180毫克,早餐后2小时80~150毫克;24小时尿糖量在10克以内。三、充分宣传教育 糖尿病者要长期密切配合医生取得良好的病情控制,必须懂得一些糖尿病的基本知识和治疗控制要求。最好能学会尿糖定性测定和血糖计使用,掌握饮食治疗原则和具体实施办法,应用降糖药物的注意事项,学会自己注射胰岛素等基本技术。保持规律的生活,戒烟、酒等,以便能在医生指导下长期坚持合理治疗。

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糖尿病是影响人民健康和生命的常见病,属于内分泌代谢系统疾病,以高血糖为主要标志,临床上出现烦渴、多尿、多饮、多食、疲乏、消瘦、尿糖等表现。糖尿病是因为胰岛素分泌量绝对或相对不足而引起的糖代谢,蛋白质代谢,脂肪代谢和水、电解质代谢的紊乱。 糖尿病任何年龄均可发病,但是60岁以上的老年人平均患病率为。 糖尿病酮症酸中毒是糖尿病的危重情况,是由于胰岛素严重不足而引起,病人血糖异常升高,脱水,迅速进入昏迷、休克、呼吸衰竭,死亡率为10%。 (一)酮症酸中毒是糖尿病的危重情况: 当各种诱因使糖尿病加重时,人体内脂肪分解加速,脂肪分解产生脂肪酸,大量脂肪酸经肝脏进行β氧化产生酮体,酮体是β�羟丁酸、乙酰乙酸、丙酮的总称。正常情况下血中酮体很少,为2毫克/100毫升血,尿中酮体不能检出。在酮症酸中毒时,血中酮体升高达50毫克/100毫升血以上称为酮血症;尿中出现酮体,称为酮尿。酮体以酸性物质占主要部分,大量消耗体内的储备碱,逐渐发生代谢性酸中毒。发生酮症酸中毒时,病人糖尿病的症状加重,同时伴有酮症酸中毒的表现。 (二) 糖尿病酮症酸中毒的诱因: 1、糖尿病治疗不当 胰岛素治疗中断或不适当减量;降糖药突然停药或用量不足;未经正规治疗的糖尿病。 2、感染 糖尿病人并发肺炎、泌尿系感染、坏疽等感染时。 3、饮食不当 暴饮暴食或饮食不节(洁)引起呕吐、腹泻。 4、其他 严重外伤或手术后。妊娠和分娩。 (三) 糖尿病酮症酸中毒的临床表现: 1、早期 糖尿病加重的现象如极度口渴、多饮、多尿、全身无力。 2、病情迅速恶化 出现食欲不振、恶心、呕吐、腹痛、腹胀。腹痛较重,常被误诊为急腹症。当酮症酸中毒好转时,腹痛很快消失。 3、精神及呼吸症状 头痛、嗜睡,烦躁,呼吸深而大,呼气时可有烂苹果味,酮体浓度高则气味重。 4、脱水症状 由于多尿和呕吐腹泻引起。病人皮肤干燥,弹性差,眼球下陷,淡漠,很快进入昏迷。由于失水而出现脉弱、血压降低、四肢发冷等休克表现。部分病人有发烧现象,体温38~39℃。 5、化验橙查 尿糖�~�,尿酮体阳性;血糖显著升高,多数300~600毫克/每100毫升血(毫摩尔~毫摩尔/每升血),少数可达1000毫克/每100毫升血(毫摩尔/每升血);血酮体增高。其他的化验检查都可以出现不正常,如血中白细胞计数增高,血钠、氯、钾离子均可降低。 6、注意与其他情况引起的昏迷进行鉴别 糖尿病人在家庭中突然出现昏迷时,大多可能有两种情况,一种是酮症酸中毒引起,另一种可能为低血糖昏迷,一般是在血糖低于50毫克/每100毫升血(毫摩尔/每升血)时发生,表现为面色苍白,出冷汗,神志不清,但呼吸、心跳等一般情况尚好。注射葡萄糖后病人迅速清醒。在家庭中无法鉴别这两种昏迷时,应及时送医院检查后再做处理。 (四) 救护措施: (1)应用胰岛素。这是抢救治疗的关键。必须在医院或医生指导下应用。根据病情皮下或静脉注射或静滴普通胰岛素。一般可酌情皮下注射12~20单位,再给予静滴每小时4~8单位量滴入,大多在24小时内控制病情,此时应停用其他降糖药。 (2)纠正脱水。能口服的尽量口服饮水。昏迷病人要给予静脉补液,24小时内可输液3000~6000毫升,心脏病或肾功不好的病人酌情减量。 (3)昏迷病人头侧位,及时清除呕吐物,保持呼吸道通畅和口腔清洁。有缺氧情况者给予吸氧,已发生感染的适当应用抗菌药物。 (4)详细记录病人的出入量,如饮水量、进食量、呕吐量、尿量、便量,报告给医生,提供诊断治疗依据。 (5)糖尿病酮症酸中毒病情复杂、严重、发展快,在治疗前后均要进行多种化验检查,以调整胰岛素的用量,输液量及种类。最好将病人送至医院急救,以免造成严重后果。 糖尿病患者患有勃起功能障碍(ED)的比例在50%以上。

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导语:辛西娅·肯扬是当今著名生物学家,以研究衰老的分子机制而著称。衰老是人们早已注意到的一个自然现象。换句话说,人们想不注意到它都难。自古以来还没有人能够逃脱老死的命运,除非他在变老之前就死了。长久以来,人们对衰老的认识一直很有限。随着科学方法的应用,人们开始一点一点揭开衰老神秘的面纱。

“不吃糖果,不吃甜点,不吃土豆,不吃米饭,不吃面包,不吃意大利面(不吃的意思是不吃或少吃)。只吃不甜的水果。吃肉、鸡和鱼,吃鳄梨和各种蔬菜,吃坚果,吃奶酪和鸡蛋。每天喝一杯红酒。”

如果你觉得以上是一份有点另类的减肥食谱,那你就猜错了。这是生物学家辛西娅·肯扬(Cynthia Kenyon)的长寿食谱,尽管它事实上也可以用来减肥。肯扬以研究衰老的分子机制而著称。2011年的丹·大卫奖(Dan David Prize,包括三个奖项,分别针对过去、现在和未来三个时间段)把代表未来的部分授予了加州大学旧金山的肯扬和哈佛大学的盖里·拉夫康(Gary Ruvkun),以表彰他们在衰老研究领域做出的贡献。这两位科学家因此平分了100万美元的奖金。?

衰老是人们早已注意到的一个自然现象。换句话说,人们想不注意到它都难。自古以来还没有人能够逃脱老死的命运,除非他在变老之前就死了。有些人认为,凡事有生就有灭,这是不可抗拒的规律。同时又有些人在做着长生不老的美梦。但这样的思辨只是翻来覆去地在原地打转,并没有多少实际的意义。长久以来,人们对衰老的认识一直很有限。

后来,随着科学方法的应用,人们开始一点一点揭开衰老神秘的面纱。早期衰老研究的进展主要体现在进化生物学领域,因为进化论是生物学的一座灯塔,它让人们可以穿透迷雾,跳过具体技术上的限制直达目的。英国博物学家华莱士(Alfred Russel Wallace)是已知最早提出关于衰老的进化问题的科学家,但第一个真正着手研究衰老进化的是德国进化生物学家魏斯曼(August Weizmann)。魏斯曼曾经认为老年个体的死亡可以给年轻个体让出更多的空间和资源,因此对整个物种的生存有利。然而,这一看似合理的假设恰恰违背了自然选择原理。魏斯曼后来放弃了这一假说。衰老使生物体的生理机能全面下降,它本身显然不可能是自然选择保留下来的优势,而只可能是其它优势的副产品。经过米德瓦(Peter B. Medawar,1960年获诺贝尔生理医学奖)、威廉姆斯(George C. Williams)、汉密尔顿(William Donald Hamilton)等伟大的科学家们一系列的努力,关于衰老的经典进化生物学理论逐步建立并得到完善。

从进化的角度看,生物的生殖能力越强,寿命越长就能留下越多的后代。不过长寿和生殖都不是免费的午餐。生物体需要去平衡二者的关系,把有限的资源合理地分配,才能达到利益最大化。人们把这种现象称为“权衡”(trade off)。由此不难得出,生活在恶劣环境中的动物倾向于更早更快的繁殖,因为它们多数并不能活到老年,长寿对它们来说是没有意义的;而生活在宽松环境中的动物则更倾向于长寿。进化生物学理论能够成功地解释许多衰老相关的问题,但它并不能告诉我们衰老的机制,也就是说,生物是怎样衰老的。既然不清楚衰老的机制,人们也就无法采取措施去延缓衰老。研究者们通过“强制晚育”的人工选择得到了寿命显著变长的果蝇,但这并不是让短寿的果蝇变得长寿了,而是把它们都淘汰掉了。关于衰老的机制,科学家们提出了多种假说,不过目前还没有哪一种非常令人满意。上世纪七八十年代以来分子生物学技术的快速发展让生物学的许多门类都进入了一个崭新的时代,衰老也不例外。而这次,就轮到肯扬大放异彩了。

1954年辛西娅·肯扬出生于芝加哥,后来他们全家搬到了佐治亚州的雅典。辛西娅的父母都在佐治亚大学工作,父亲是地理学教授,母亲是物理系的管理人员。儿时的辛西娅曾经想当一个音乐家。后来她就读于佐治亚大学的英文专业,那时的她又想成为一个作家。她曾经试图通过读小说来了解世界——这显然并不是一个很好的途径。辛西娅曾经一度陷入迷茫。一天,她的母亲送给她一本沃森(James D. Watson,1962年获诺贝尔生理医学奖)的《基因分子生物学》(Molecular Biology of the Gene)。这个看似偶然的事件从此改变了辛西娅的人生轨迹。沃森的著作激起了她内心深处的灵光,分子生物学正是她需要的探寻事物真相的理想方法。辛西娅转到了生物化学专业,并于1976年以优异的成绩毕业。之后,辛西娅去了麻省理工学院读研究生,研究大肠杆菌DNA损伤和修复过程中的基因表达。一走上科学这条康庄大道,辛西娅立即显出了非凡的天赋。她在研究生阶段就做出了重要的发现。期间,她发表了三篇研究论文,其中有一篇在《自然》(Nature)杂志上。由于肯扬日后的成就太大,她早期的贡献已经少有人提及,反倒是另一件非学术的事件更引人瞩目一些。那就是辛西娅·肯扬与线虫的邂逅。

肯扬所在的实验室与赫尔维茨(H. Robert Horvitz)的实验室相邻。那时的赫尔维茨还是一位年轻的科学家。肯扬在赫尔维茨实验室里见到了神奇的秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)。肯扬和线虫一见钟情,决定从研究细菌转到研究线虫。不过她并没有简单地搬到隔壁的赫尔维茨实验室,而是直接到英国剑桥大学投到了赫尔维茨的老师、线虫生物模型的祖师爷布伦纳(Sydney Brenner)的门下,成了布伦纳的一名博士后。2002年布伦纳、赫尔维茨以及布伦纳的另一位学生苏尔斯顿(John E. Sulston)获得了诺贝尔生理医学奖。肯扬在布伦纳实验室从事发育生物学方面的研究。她一开始并没有注意到年老的线虫,因为线虫繁殖很快,一条线虫在变老之前就已经淹没在它的后代的海洋中,找不到了。有一次肯扬培养一株生育率极低的线虫,她把一个培养皿放在培养箱里忘了处理。几个星期后,这些线虫已经是风烛残年了。由于这些几乎不育的线虫只生育了极少的后代,它们仍然能够被分辨出来。当肯扬再看到它们时,这些虫子确实已经非常老了,它们身体皱缩,行动迟缓,即使从没见过线虫的人也能看出它们是一些年老的虫子。肯扬感到有些难过,并想到自己将来也会变老,然后她又想她可以研究这些,找到控制衰老的基因。

1986年,肯扬离开布伦纳实验室,并在加州大学旧金山找到了教职,继续发育生物学方面的研究。肯扬的事业开展得非常成功。开始的几年中,她的实验室研究线虫早期发育中的模式形成(pattern formation),连续在《细胞》(Cell)和《自然》等杂志上发表了数篇文章。然而,发育生物学领域的成功并没有削弱肯扬对衰老的兴趣,她一直都想开展衰老方面的研究。

1930年代人们发现减少热量摄入能够延长啮齿动物的寿命。这一现象的原因并不清楚,通常的解释是食物缺乏让动物把更多的资源用于身体的维护而非生殖。1970年代,科罗拉多大学克拉斯(Michael Klass)的研究显示,节食能延长线虫的寿命并降低它们的生殖力。之后,他又发现低温也能延长线虫的寿命。克拉斯着手筛选影响寿命的突变,并得到了一些长寿的品系,但他并不觉得这些突变很有意思,因为它们在长寿的同时又伴有摄食障碍。克拉斯认为这实际上是由于节食导致的长寿。此后,另一位科学家约翰逊(Tom Johnson)也得到了一些长寿突变。同时他也遇到了和克拉斯类似的问题——这些线虫的生殖力比野生型低得多。根据当时人们普遍接受的进化生物学理论,生殖和寿命之间存在一个权衡,生殖力低的个体可能把资源省下来维持更长的寿命。因此这个突变可能是通过降低生殖力间接地延长了线虫的寿命。

克拉斯和约翰逊囿于传统的观念都没有取得更大的进展,肯扬却有着自己独到的认识。1960年代,黑弗里克(Leonard Hayflick)发现正常细胞的分裂次数存在一个上限,这就是著名的黑弗里克界限(Hayflick limit)。肯扬认为这一现象提示了生物体内部有一个“生命计时器”(life timer)。在发育生物学的研究中,肯扬实验室和其他一些实验室发现有些基因的功能在进化上距离很远的物种的发育中出乎意料的保守。肯扬猜想既然衰老——如同发育——也是生物界广泛存在的现象,那么也会有一个比较通用的调控机制,这些机制是由一些基因调控的,因此通过改变这些基因的活性就能改变寿命的长短。

当时,人们大多认为衰老是一种被动的过程,就像鞋子被穿破了一样。由于衰老对生物体的生存不利,进化不会赋予物种一套衰老的机制。然而,基于在麻省理工学院时研究细菌时的经验,肯扬知道即使是不利的生理现象也可能是由基因控制的,比如紫外线引起的DNA突变就需要特定基因的参与。总之,肯扬坚信通过研究衰老能够发现新的重要规律。

可是,不只科学家们不看好肯扬的构想,研究生们也不愿意做衰老方面的研究。肯扬很容易找到愿意做发育的学生,但一直没有人愿意做衰老。直到1992年终于有一个轮转(rotation)的研究生答应做衰老方面的课题。实验进行得很顺利,但这个研究生还是不愿意继续。之后又由其他轮转的研究生接着做。这些研究生后来都没有选择留在肯扬的实验室。由于参与课题的全是短期轮转的研究生,当了好几年“老板”的肯扬不得不亲自操刀上阵,比学生做的实验还多。结果发表时,肯扬是论文的第一作者,而通常的情形是学生或博士后是实验的主要完成者,导师的名字放在最后。论文发表在1993年的《自然》杂志上。这篇只有短短三页的论文开启了用现代分子生物学手段研究衰老的新时代,并且成了这一领域的经典。

这项研究中,肯扬等发现了daf-2基因的突变能够使线虫的寿命延长到两倍以上。长寿原来如此简单,简单到只需改变一个基因!他们还发现在这一过程中daf-16是必需的,如果daf-2和daf-16同时突变则线虫的寿命不能延长。这样,一个调控寿命长短的信号途径有了大致的轮廓,首次展示了衰老是可以被基因调控的。这些长寿线虫的生育能力稍微有些下降,但肯扬认为线虫寿命的延长背后有它的一套机制,而不只是生殖力下降的简单回馈。他们用激光破坏了线虫胚胎中生殖系统的前体细胞,让这些线虫长成完全不育的个体。然而这些线虫的寿命跟野生型并无差别。这至少说明单纯的降低生殖力并不能让生物体把省下来的资源用于维持更长的寿命。而在以后的研究中,又有不同的实验室独立发现了具有正常生殖力的daf-2突变的长寿线虫。

肯扬的实验结果似乎和权衡理论发生了冲突,但实际上二者并没有根本的矛盾。这些长寿线虫虽然有和野生型相当的生殖力,但这只是在实验室的培养环境里,它们在线虫的野生环境中不一定有很强的竞争力。如果把它们放到野生环境中,它们很可能会被淘汰。而前述的通过强制晚育得到长寿果蝇的方法同样也涉及环境的改变——让早生快生变得没有优势。除了寿命长,肯扬的长寿线虫和那些长寿果蝇还有不少相似的特征,因此它们很可能具有类似的变异。只不过一个相当于传统育种,一个相当于现代育种。近年来又有研究表明,通过合理调配膳食中氨基酸的比例,能让节食的动物也拥有正常的生殖力。权衡只是特定物种在特定环境中受到的限制,如果环境改变了,权衡将不再有意义。有些人认为延长寿命必然导致生殖力下降,这是不合理的。肯扬一直不喜欢权衡的说法。与在学术论文中的谨慎态度不同,肯扬面对媒体更大胆一些。她曾经表示,所谓的权衡是胡说。

关于衰老机制的理论五花八门,但基本上可以归为“被动理论”和“主动理论”两类。被动理论认为衰老是由于错误和损伤的积累造成的,而主动理论则认为存在基因调控的衰老程序。肯扬显然倾向于主动理论。比如被动理论认为节食降低了代谢率,减少了自由基的产生,进而减少了对机体的损伤,因此可以延缓衰老;肯扬则认为节食激活了某些抗衰老的信号途径,如果采用其它方法激活这些途径,则不必节食也能达到延缓衰老的目的。

显然,被动理论与进化生物学之间的关系更谐调。其实主动理论和进化生物学也并非不能调和,只是其间的逻辑更精巧,不像前者那样直观。

也许肯扬的眼光太超前了,一开始人们并没有意识到她这些发现的意义。当肯扬告诉拉夫康daf-2突变的线虫很长寿时,拉夫康说:“衰老?你是说你们研究老虫子吗?”不过作为一个出色的科学家,拉夫康很快醒悟并且也开始研究衰老,后来他成了肯扬最主要的竞争对手。

拉夫康实验室率先确定了daf-2的基因序列,并于1997年在《自然》上发表。让人们感到震惊的是,daf-2编码的蛋白是人类胰岛素和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的受体的同源蛋白。胰岛素是一种在进化中相当保守的激素,它在糖代谢中起到至关重要的作用,同时它又是重要的生长因子,能够和具有酪氨酸激酶活性的受体结合,激活一系列的细胞信号。可是,抑制胰岛素/IGF-1的信号途径居然可以延长寿命。人们不免会有些怀疑,至少觉得这个发现不太有应用价值,因为如果抑制了胰岛素途径,也许我们还没等长寿就先得了糖尿病。

然而,越来越多的研究显示在线虫、果蝇和小鼠等不同实验动物中,许多胰岛素/IGF-1途径中蛋白的突变都能改变动物的寿命。而且,在实验室之外也有类似的证据,比如通常体型小的动物代谢快,寿命也相对较短,但小型狗的寿命却比大型狗的寿命长,而小型狗之所以体型小,就是因为IGF-1基因的突变。甚至,在世界范围不同人种中也发现一些长寿家系与daf-16同源蛋白的变异有关。

从1997年起,衰老的研究一下子变得热门起来。不但胰岛素/IGF-1途径得到了更深入的研究,其它与寿命相关的途径也陆续被发现。通过不同突变的组合,线虫的寿命一度被延长到野生型的6倍,后来又延长到了10倍。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的寿命也被延长到了10倍以上。

不过,“高等”动物中的情形就没有这么理想了,目前小鼠的寿命只能被延长10-20%。一方面,哺乳动物体系的实验比线虫体系的难度大,而且哺乳动物的寿命又比线虫长得多——线虫能活20天左右,小鼠却能活2-3年——研究哺乳动物寿命的时间成本也就高得多。这些都制约了哺乳动物寿命的研究。另一方面,也很难想象人类的寿命能像线虫那样被延长几倍。当然,对人类这样长寿的动物来说不用几倍,20%就已经极为壮观了。

肯扬对延长人类的寿命一直相当乐观,她认为人和线虫在分子生物学水平上非常相似,在线虫中的发现将来很可能在人类中应用。这意味着人类的寿命将在很大程度上被延长,更重要的是年轻的时间变长了,衰老被全面推迟。你不用担心因为长寿而受到老年痴呆或白内障等老年病的折磨,人们的退休时间也大大推迟,社会的负担并不会加重。也就是说,人的寿命变长了,但人口老龄化反而减轻了。这似乎是天上掉馅饼的便宜事,不过太空遨游、器官移植、互联网等等也曾经都是些天上的馅饼,肯扬的梦想也未必不能实现。

有人不无讽刺地说,科学家们能让实验动物的寿命延长数倍,却不能让人延长哪怕几年的寿命。这么说未免有些冤枉。医学的发展已经而且仍然在不断地延长人类的寿命,而现在衰老的基础研究将来也一定会让人们受益。肯扬并不只是“纸上谈兵”,在科研之外,她还参与组建了一个名为Elixir的公司(Elixir是长生不老泉的意思),研发抗衰老药物。肯扬表示,衰老不是一种病,FDA不会批准治疗衰老的药物,但是可以开发一些通过阻断衰老途径来治疗糖尿病、肥胖等老年病的药物。

在生活中肯扬也身体力行,希望自己能尽量保持年轻的状态。不过目前可供选择的方法并不多。对于健康人当然不能像对实验动物那样改变基因,药物中已知雷帕霉素(rapamycin)能够延长包括小鼠在内的多种动物的寿命,但雷帕霉素是一种免疫抑制剂,在到处都是病原体的世界上服用免疫抑制剂显然不是明智的选择。最好的方法还是从日常饮食上入手。几乎所有的科学家都相信节食会像延长小鼠寿命那样延长人的寿命。美国国立卫生研究院衰老研究所的迈特森(Mark Mattson)就是一位坚持吃低热量膳食的科学家。肯扬也曾经试过低热量膳食,但她无法忍受持续的饥饿,最终她决定采用低糖膳食,这就是我们在篇头看到的食谱。糖代谢在物质与能量代谢中占据中心位置,而且糖代谢的途径在进化中非常保守。肯扬的研究显示在线虫膳食中添加葡萄糖会使其寿命缩短。摄入糖类会刺激机体分泌胰岛素,而减少糖类的摄入则可以降低胰岛素途径的活性,可能起到抑制衰老的作用。也就是说“吃得甜,活得短;少吃糖,活得长”。另外,喝红酒是因为其中白藜芦醇(resveratrol)的含量是日常饮食中最高的。目前已有一些研究表明白藜芦醇能够延长实验动物的寿命。肯扬对自己的食谱十分满意。她说血脂在200以下都是正常的,而她自己的只有30,她还保持者大学时的体重,她感觉到像小孩子一样充满活力。

肯扬没有忘了告诉人们这个食谱的效果并没有得到证明,她也不推荐别人采用。这其实只是科学家的名人轶事。肯扬看上去并没有比同龄人更年轻,即使将来她真的活到了120岁,也不一定是这个食谱的功劳。相反,如果肯扬并不长寿也丝毫不能抹杀她的研究的意义。

二十多年来,肯扬实验室发表了80余篇研究论文和综述,其中在《细胞》、《自然》和《科学》(Science)上的论文就有30余篇。普通研究者靠好杂志装门面,而大科学家则是好杂志的门面。肯扬是美国科学院院士和美国艺术与科学院院士。她曾经获得过多个奖项,包括前述的丹·大卫奖。肯扬还培养了许多优秀的研究者,其中最出色的是安德鲁·迪林(Andrew Dillin)。迪林在索尔克研究所从事衰老研究,现已俨然是线虫界最闪耀的一颗新星。

肯扬的研究仍在坚实地推进,不过近年来并没有太令人震惊的发现。然而,去年衰老领域却有一篇石破天惊的论文(又是发表在《自然》上)。哈佛大学德宾诺(Ronald A. DePinho)实验室通过激活端粒酶的表达让端粒缺陷的早老小鼠实现了返老还童。虽然只是早老的而不是正常衰老的小鼠,但至少说明已经衰老的机体仍然有潜力重新变得年轻,衰老——长久以来人们心目中的不归路——竟然也可以逆转!我们不知道接下来科学家们还会带给我们怎样的惊奇。也许肯扬手中的衰老研究领袖的接力棒不久就会交给其他的研究者,但肯扬的研究在科学史上仍将拥有无可替代的地位。

如果有一天你和你的伴侣、朋友们都已百岁有余,但依然活力四射,尽享人生幸福时,希望你能记住一些科学家的名字,而这其中一定要有辛西娅·肯扬。

(作者:内含子 生物化学与分子生物学博士)

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