衰老是一个复杂的生物学过程，涉及多种因素和机制。本文将详细介绍衰老的生物学理论、自然历史、哺乳动物的老化、分子和细胞水平的老化机制，以及内部和外部导致老化的原因。最后，我们将讨论抗衰老和延长寿命的研究进展。
抗氧化剂
关于衰老过程的研究中，一个重要的领域是自由基的生成及其引起的氧化应激。当细胞内大量释放自由基时，这些自由基可以氧化蛋白质和其他细胞成分，触发程序性细胞死亡（凋亡）。虽然细胞内存在天然的抗氧化分子，可以清除潜在的有害自由基，但开发抗氧化药物以促进这一过程已得到广泛研究。例如，视黄醇（维生素A）被发现可以通过刺激新胶原蛋白的生长来对抗皮肤老化，减少皮肤粗糙和皱纹。视黄醇可以加入乳液中，直接吸收进入皮肤。一些抗氧化剂，如硒和白藜芦醇（主要存在于葡萄皮中），已被制成药物，分别用于治疗癌症和肥胖症。然而，许多市售的抗氧化剂的剂量和安全性，以及它们是否真的具有抗衰老效果，仍存在争议。
卡路里限制与长寿
使用旨在增加人类寿命的药物涉及与人工延长生命相关的伦理问题。然而，长寿研究人员已经确定了某些饮食因素会影响人类和其他动物细胞和代谢过程中的年龄相关疾病。例如，研究表明，以植物为主的饮食的人比经常食用红肉和其他动物产品的人寿命更长。这些发现被用于了解人类的衰老，并开发预防和治疗年龄相关疾病的新方法。
卡路里限制是指减少卡路里摄入以产生显著的能量赤字，同时试图维持平衡的饮食。卡路里限制在20世纪30年代首次被证明可以延长哺乳动物的寿命。随后的研究证实，减少卡路里摄入可以延长小鼠、大鼠、果蝇、酵母、线虫和鱼的寿命。在某些啮齿动物中，减少30%至40%的正常卡路里摄入量可使寿命延长多达40%。在恒河猴的一项研究中，减少30%的卡路里摄入量在整个动物生命周期中可见明显的衰老延迟和寿命延长。此外，卡路里限制饮食的猴子患心血管疾病的风险显著低于不受限制饮食的动物。然而，卡路里限制在灵长类动物中的代谢和应激反应仍需进一步研究，以便准确预测低卡路里饮食对人类寿命的影响。
Sirtuins
卡路里限制可以激活称为sirtuins的基因（酵母中的Sir2，小鼠中的Sirt1，人类中的SIRT1）。在线虫_Caenorhabditis elegans_和果蝇_Drosophila_中，sirtuins实际上作为抗衰老基因发挥作用。在酵母中，_Sir2_调节染色体大片段上的基因。研究表明，在卡路里摄入较少的情况下，_Sir2_抑制这些基因的活性，从而降低这些基因获得导致衰老的突变的可能性。类似的sirtuin效应也发生在哺乳动物中。旨在模仿卡路里限制对人类sirtuin基因影响的药物开发，已被用于治疗某些癌症和糖尿病等年龄相关疾病。
西罗莫司
一种名为西罗莫司（rapamycin）的化合物可以将成年小鼠的寿命延长多达14%，将幼年小鼠的寿命延长28%至38%。西罗莫司是一种免疫抑制剂，用于预防移植排斥反应。它还被研究用于抗癌，因为它可以抑制某些类型癌细胞的增殖。类似于正在开发的sirtuin激活药物，西罗莫司可能在某些人中对预防和治疗年龄相关疾病有帮助。
干细胞
干细胞的寿命比其他细胞长，保留了增殖和分化（成熟为特定细胞类型，如上皮细胞或肌肉细胞）的能力。它们还能抵抗和修复基因组的变化，保护端粒缩短（通常决定细胞寿命的过程），并防止突变积累。这些防御机制是自我更新的核心。成年干细胞在器官稳态和再生中起重要作用，这些功能可能会因衰老而受损。干细胞的衰老可能导致其转化为致癌细胞。干细胞的衰老可能是由内在的分子改变（如氧化损伤导致线粒体功能下降）或外在的干细胞微环境变化引起的。有证据表明，通过将老年小鼠与年轻小鼠进行生理联合（解剖或生理连接），可以逆转干细胞的衰老。研究还表明，移植胚胎干细胞（来自哺乳动物胚胎内细胞团的干细胞）可能对治疗与衰老相关的疾病（如帕金森病）有益。
遗传与寿命
在寻找抗衰老药物靶点和长寿基因的研究中，许多研究最初集中在线虫_Caenorhabditis elegans_上，因为这种模式生物的基因组相对较小，适合基本的遗传学研究。_C. elegans_的基因组约为1亿个碱基对，而人类基因组超过30亿个碱基对。已有超过25个影响寿命的基因在_C. elegans_中被鉴定出来，其中约15个基因与人类基因相似。这些人类同源基因代表了测试和开发能够延缓年龄相关疾病和延长人类寿命的药物的目标。此外，几个与哺乳动物雷帕霉素靶点（mTOR）蛋白相关的基因参与调节生长和寿命。西罗莫司抑制mTOR细胞信号通路的能力被认为是其延长小鼠寿命的原因。
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