借来的时光:关于我们如何以及为何变老的科学

早在1935年，纽约伊萨卡市（Ithaca）康奈尔大学的科学家们就发现了生物衰老奥秘中的一个关键因素，尽管它对整个研究所产生的重要影响要在半个世纪之后才能获得人们的广泛认可。美国生物化学家兼营养学家克莱夫·麦凯（Clive McCay）和他的同事们对生物的成长速度、体形和寿命之间的关系感兴趣，当时他们正忙着用一群老鼠做这方面的实验。 科学家们已经知道，如果老鼠得不到足够的基本营养供应，不但成长得比正常情况下更为迟缓，而且成年后也显得发育不良，此外它们往往容易患病并过早死亡。但科学家们想知道：如果你给老鼠提供保证其发育成熟所需的全部营养物质，但只是通过减少它们的热量供应来延缓这一过程，那情况又将如何？这些动物的体形，是否*终仍能长到像那些饮食不受限制的同类一样大小？并且，无论其成年之后的体形如何，这样的成长速度是否会对它们的寿命产生影响？ 在一项为期4年的研究中，72只啮齿类动物被分为两组（每组36只动物），每组摄入的热量被限制在不同的水平；再加上一个对照组，其中包括34只同类动物，但它们的热量摄入不受限制，并且可以随意进食。结果，科学家们发现它们之间的寿命出现了明显差异。一些饮食受到*严格限制的老鼠，其寿命居然是对照组同伴的2倍多（一般说来，这种情况在公鼠身上比在母鼠身上的表现明显得多。对此，请容我稍后详谈）。 麦凯是康奈尔大学的畜牧学教授，他的实验室主要致力于研究提高美国牛肉和乳制品的产量。但麦凯本人对造成衰老的生物机制很感兴趣。他清楚地知道，自己在实验室中对老鼠的研究发现，除了能促进畜牧业的产量之外，也给自己研究另一个爱好提供了极佳的工具。他曾在1939年的一篇论文中相当清醒地写道：“给动物提供除热量之外的全部饮食，可以延缓其发育过程。这种方法能够让动物寿命延长，可用于研究衰老现象。” 2010年，加州大学戴维斯分校兽医学院的罗杰·麦克唐纳（Roger McDonald）和乔恩·拉姆齐（Jon Ramsey）在对热量限制（calorie-restriction）出现以来的75年研究情况进行回顾时，提出了一个颇有争议的观点。他们认为热量限制“比其他任何方式都更能帮助人们对衰老和长寿的生物过程进行整体理解”，甚至将其描述为“生物学或医学领域*伟大的发现之一”。话虽如此，热量限制的想法还是花了相当漫长的时间才得到人们的认可：因为，直到麦凯的论文在《营养学杂志》（The Journal of Nutrition）上刊登了大约40年之后，才有人意识到他对老鼠的实验与衰老机制有关，并开始展开这方面的研究。这些新的拥护者中就包括加州大学洛杉矶分校（UCLA）特立独行的病理学教授罗伊·沃尔福德（Roy Walford），他后来成为热量限制的新代言人。 沃尔福德*初使用这种方法是为了培育一批健康而长寿的老鼠，并借助它们来研究免疫系统。在20世纪70年代和80年代，他的实验室和其他几个实验室希望向人们传达这样的信息：热量限制（或像其热衷者们所熟知的那样简称为CR）不仅可以延长啮齿动物的寿命，还能延迟——甚至在很多时候还可以大大延迟——与衰老相关的虚弱现象和其他病症，包括心血管疾病、癌症、糖尿病和神经退化症状。换言之，热量限制为老鼠提供了更长时间充满活力的生活，并且让它们远离病痛的干扰（尽管如此，但实际上，今天的研究人员会指出：你往往无法判断一只进行热量限制的老鼠到底死因何在，它似乎是一下子就丧失了活力：前一天还好端端的，第二天就死掉了，其间没有表现出任何明显的病理症状） 。 在沃尔福德开始对热量限制展开研究时，人们倾向于认为：延长寿命的方案必须在动物尚幼时就着手实施。事实上，研究人员曾试图大幅减少成年老鼠的热量供应，结果导致这些老鼠很快生病并走向死亡。然而，沃尔福德和他的研究生里克·温德鲁奇（Rick Weindruch）尝试着在3个月内逐渐减少成年老鼠的热量供应，从而成功地让它们的寿命延长了20%。沃尔福德认为这相当于给自己提供了一个铁证，他据此推断：对老鼠（并且显然也包括对水蚤）起效的东西很可能对人类也有作用。于是从1984年起，他开始在自己的饮食中进行热量限制。本来，男性每日摄入的热量建议值约为每天2500卡路里，但沃尔福德将他的摄入量限制在1600卡路里左右，并精心调配饮食结构，以确保自己不会营养不良。 沃尔福德生活得多姿多彩：他剃了光头，蓄着下垂的小胡子，骑着摩托车出行，经常每隔一段时间就从繁忙的实验室工作中抽身出去参加各种冒险活动。当记者们饶有兴致地围着这位科学家采访时，他告诉媒体自己希望至少能活到120岁。 沃尔福德曾到非洲大陆徒步旅行，也曾围着一条腰布穿越印度，在他去世之后，许多为其写书立传的作家无法回避他的这种怪异行为，于是他们解释说沃尔福德当时这样做是为了“去测量圣人的直肠温度”。沃尔福德在向《洛杉矶时报》阐述他的“人生路标理论”时指出：多年来一直在实验室里辛勤忙碌，即使*终可能获得诺贝尔奖，也会让人变得浑浑噩噩，不知人生滋味几何。因此他觉得“在时光荏苒之中穿插一些新奇刺激的活动”还是很管用的。 在这些冒险活动当中，*受人关注的是他作为一个八人小组的随队医生的那段经历：这个小组中包括四男四女，他们于1991年打着进行科学研究的旗号，躲在炎热的亚利桑那沙漠中的一个人造生态园中，与世隔绝地生活了两年之久。该生态园取名为“生物圈2号”（Biosphere 2），可谓一个原型空间站，旨在测试在其他星球上长期居住的可行性。“生物圈2号”其实是一个密封的生态系统，占地1.27公顷，笼罩在一个玻璃穹顶之下，里面包含5种天然生物群落（分别代表热带雨林、稀树草原、沙漠、海洋和沼泽），以及一个农业站和生活区。进行这项实验所需的技术设备就放在一个地下室里。 “生物圈2号”设计为具有自我维持功能，其中空气、水和有机物质能被回收利用，食物也可以在他们自己的农场生产。然而，这被证明是一项艰巨的任务。两年以来，这个伪空间站的工作人员所带来的3800种动物（包括昆虫）就损失了20％以上，并且他们呼吸的氧气浓度低得令人沮丧——已经下降至正常水平的14.2％。但与我们此处讨论内容*为相关的是，8名组员也努力生产自己的食物，而沃尔福德由于要负责保证他们的健康和福利，不得不进行严格的饮食限制。他制定了一种饮食方案，为他们提供保证生存所需的全部营养，但每人每天能够摄取的热量不到1800卡路里。 无论如何，持续存在且难以忍受的饥饿感给他们带来了生存压力，并让“生物圈2号”居民之间的情绪紧张的状况进一步加剧。每个人都消瘦了很多，但让沃尔福德兴奋的是他们在生理方面出现了一些重要的改善，而这些现象先前已经在研究啮齿动物的热量限制时得到证实，包括血压和胆固醇水平显著降低，以及身体对葡萄糖的处理更有效率。他们当时并没有生病，尽管后来发现热量限制会对免疫系统产生抑制作用，使人们抵御病毒或治愈伤口的能力降低。 ……