促老 Pro-aging
相對於抗老(anti-aging),促老(pro-aging)就是加速老化的意思。
老化的源頭是遺傳物質累積改變的過程(損傷與修復之間的拉扯),從影響單一細胞機能到整個生物系統的失衡(loss of homeostasis)。凡是會加速此過程的因子,我們稱之為"促老"。
環境中有毒物質的暴露
對於環境中的有毒物質,我們一般的認知是這些東西會致癌,對身體不好。其實很多物質之所以有毒,正是因為會加速細胞老化,所以才對身體有害。舉凡空氣污染、抽煙、殺蟲劑、特定金屬/類金屬、化學鎔劑、塑化劑都會加速不同的老化標誌(aging hallmarks),影響細胞正常機能,最終導致老化疾病與縮短壽命。
我們所謂的突變源(mutagens),統指會干預遺傳物質穩定的來源。一般分成三大類:
1·物理性突變源:如紫外線[1]、游離輻射(ex. x-ray)[2]。
2·化學性突變源:如活性氧類(reactive oxygen species, ROS)、芳香烴類(polycyclic aromatic hydrocarbons、aromatic amine、benzene)。
3·生物性突變源:某些病毒、細菌等傳染性生物(ex. 幽門螺旋桿菌、人乳頭瘤病毒、肝炎病毒)會引發人體被感染細胞遺傳物質的改變。
裝潢建材用的甲醛、印表機的碳粉與墨水、各種食用色素與食品添加物,大家記得,越是工業化量產,越是有著潛藏的風險。可以有效的預防發霉腐敗與細菌滋生,表示對生命體有一定的毒性。
我們也無須緊張,認識環境中常見的促老因子,遇到的時候做出選擇,保護好你的遺傳物質。
加速生長就是加速老化
最初代表性的實驗(1934 by Clive McCay),兩組老鼠一組吃到飽,一組吃不飽,控制其他條件一致,唯一的差別就是吃進的卡路里不同。結果顯示熱量限制(calorie restriction)的那組老鼠的平均壽命是吃到飽那組老鼠的兩倍(894 days vs 483 days),而且不止壽命較長,熱量限制的那組也更健康,有更少的代謝、癌症等老化疾病。
上述有關營養攝取的實驗,從單細胞生物(酵母菌,yeast)一直到複雜生命體(恆河猴,rhesus macaques)都可以看到同樣的實驗結果。生物在調控營養與生長的基因,在演化上是高度保留的(evolutionary conservation)。我們都一樣,在資源充沛(吃到飽)的時候盡情生長繁衍(加速老化),而在資源匱乏(吃不飽)的時候,進行細胞的防護與修復(減緩老化)。
當生物體偵測到營養,會啟動合成訊號(insulin signaling pathway, mTOR)與促進合成代謝(anabolism)的賀爾蒙(ex, 生長激素,睪固酮)。透過實驗可以看到這些路徑與細胞老化以及生命體壽命的關連性。
當我們透過實驗,使這些合成路徑的基因突變時,我們製造出了超長壽的酵母菌、線蟲、果蠅、一直到老鼠。
以線蟲(C. elegans AKA nematode)為例:
正常來說,線蟲進食後血糖增加,胰島素上升,藉由DAF-2受器(insuline receptor)感測到胰島素之後,再藉由AGE-1蛋白去發送訊號,促進生長繁衍(也就是老化)。
我們透過實驗,使製造這兩個蛋白的基因(age-1, daf-2)發生突變,上述的胰島素傳遞路徑(促進細胞運用能量)變成無法有效作用,線蟲因此長期過著省吃儉用(dauer larva)的生活,也不愛繁衍下一代,但可以活本來10倍以上的壽命(線蟲一般平均壽命為20天,而透過上述基因突變的線蟲可以活到2~300天,相當於人類活超過1000歲)。
但要注意的是,上述超長壽的線蟲是活在實驗室裡的,促使壽命延長的基因突變是有所犧牲的。線蟲身體會變的比較脆弱(fragile),生殖能力也會一併下降。真的放到野外並不一定會比一般線蟲有更好的存活率或平均壽命。
不要懷疑,現代的人,還比較像是活在實驗室培養皿(petri dish)上面的線蟲(食物過剩,公共衛生的提升...)。
雖然沒有在人類上進行這種基因改造的實驗,但我們可以從先天生長激素基因出問題的族群看到類似的表現。
Laron 氏侏儒症候群(Laron syndrome)是生長激素受器的基因突變(growth hormone receptor mutation)。位於厄瓜多(Ecuador)有個偏遠的村落,人會長的非常短小,但他們有著極低的癌症與糖尿病發生率。雖然研究顯示平均壽命與一般人相同,但統計顯示他們因為酒精、意外而死亡比率明顯偏高。
並不是說沒有生長激素、睪固酮等促進合成的激素,會有利於健康長壽,而是過高一定促老。合成代謝本就是不可或缺的,細胞組織修復也是合成代謝的一部份,但過多的合成代謝等於促老,一直吃,過渡生長,都是在加速老化。
肌力訓練可以有效降低全因死亡率,是健康老化不可或缺的一環。但超過一個標準後,肌肉組織的生物時鐘會提早衰老,各種心血管病的發生率不降反升,是標準的J curve表現。健力健美選手的平均壽命比一般人短上許多。需考量的變數很多,除了本身長時間高強度阻力訓練會增加心血管疾病的風險外,是否使用生長激素、睪固酮等藥物也會影響壽命。也許一開始會讓你感受很棒,肌肉快速肥大,但額外補充促進合成訊號的荷爾蒙,基本上就是讓你的生命蠟燭兩頭一起燒。高蛋白飲食或特地補充支鏈胺基酸(leucine in BCAA for muscle growth is pro-aging),透過mTOR路徑加速細胞生長。沒錯這些都屬身體的必須胺基酸,對身體有益處是建立在一個平衡的先決條件下。mTOR的過度活化,在所有實驗物種包括人類都是促老的。
回歸到生物老化科學(biogerontology),胚胎發育、生長成熟、老化,站在細胞層面本就是同一件事情,是生命表現的一部份,目的在於達成演進與繁衍。單細胞生物得以複製自己;多細胞生命體也是透過穩定的老化過程,成長茁壯,達成繁衍哺育的使命。加速任何一個成長階段,都是在加速老化。
大家最關心的吃
吃跟促老的關係,可以分兩個面向:
1· 什麼時候吃(when)。進食後血糖上升,胰島素分泌,身體的生長合成訊號會打開,長時間除在合成代謝對身體來說是一種負擔,會加速細胞老化,進一步引發各種老化疾病。
2· 吃什麼東西(what)。吃的東西造成的身體反應(ex. 精緻澱粉、簡單糖造成血糖快速上升),抑或代謝後的化合物會引發身體些不好的反應(ex. 紅肉消化分解後的促發炎物質),直接或間接加速身體細胞的老化。
葡萄糖是我們主要的能量來源。人類高度進化的大腦隨時需要高能量的代謝,是演化生存的關鍵。碳水化合物(carbohydrate)是最好的葡萄糖來源,是什麼原因讓我們常把碳水跟邪惡劃上等號?
吃宵夜、少量多餐等飲食習慣,讓身體消化系統的生理時鐘一天開啟的時間過長,胰島素生長訊號(insulin signaling pathway)長時間打開,會促老。
血糖升的太快、太高,也會加速老化。所以含糖飲料是一百分促老的[3]!因為液態的葡萄糖吸收相當快,造成血糖快速上升。吃一頓大餐不會促老,但吃一頓大餐後躺著休息看電視,放任血糖紛飛,會促老。多吃碳水化合物不會促老,但都以精緻澱粉(白米、白麵包、麵條)為主會促老。地球上人口平均壽命最長的幾個地方(blue zones),他們共同的飲食習慣就是吃很多複和式碳水。
再來我們講蛋白質。蛋白質由胺基酸組成,是人體細胞蓋房子不可或缺的原料。來源分成動物性蛋白跟植物性蛋白。雖然都是由胺基酸組成,但是在包裝上還有胺基酸的組成比例不同。
動物性蛋白質的包裝充滿了促發炎分子(ex. Neu5Gc, endotoxins, heme iron),這些分子會影響的腸道菌叢(microbiome)的生態,並且增加發炎物質(ex. TMAO)的分泌。另外動物性脂肪帶硫的胺基酸(cysteine and methionine)比例較高,腸道細菌會將其分解成硫化氫 (H2S, hydrogen sulfide),進一步傷害腸道的黏膜細胞健康(gut lining damage)。
Animal products is pro-aging!!
植物性蛋白則由各種的抗氧化劑(antioxidants)、植化素(phytochemicals)、礦物質維他命所包裹,不僅可以優化我們的腸道菌叢,也可以有效減低全身的發炎。研究顯示轉換成植物性飲食3週,可以有效減低29%的發炎指標。
上述這篇2022年Nature的大作,我們可以清楚看到吃哺乳類的肉食性動物(ex. 獅子老虎)癌症的機率是大幅高於草食性動物的。
最毒最促老的就是加工紅肉,因為含有硝酸鹽/亞硝酸鹽(nitrates/nitrites),火腿培根都歸類在世界衛生組織國際癌症研究中心(IARC)將加工肉列為1級致癌物、紅肉則是2A致癌物。紅肉在高溫烹煮時產生的糖化終產物(advanced glycation end products , AGEs)、環胺類(heterocyclic amines, HCAs)以及多環芳香烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)等化合物質,對遺傳物質也是高度有害促老的。研究顯示:多吃50克加工紅肉的人,罹癌機率會提高18%;每天多吃100公克的紅肉,罹癌機率會提高17%。
順應基因作息,反之則是促老!
我們是用同一套系統設計出來的。正確使用你的身體,可以讓你身體上的細胞處在最佳效能、最佳修復的狀態。身體上的細胞每天都在老化(包括癌細胞產生),靠著細胞本身基因修復、幹細胞補充與免疫系統汰換的能力,才得以保持生物平衡。
Health is optimal cell functioning.
全身上下的細胞都有一個生理時鐘(circadian clock),讓各器官能順應時鐘運行,幫助細胞之間協調運作,可以讓身體處在最有效率的運轉。
睡眠是大腦與各系統之間的修復時段,確保足夠時間與品質的睡眠。
短期的壓力可以幫助健康,慢性壓力卻會殺死你身上的細胞。每天晚上是我們壓力激素(皮脂醇)的空窗期,避免晚上壓力激素不降反升的行為。
我們是依賴腸胃道多樣化的細菌,來分解吸收許多重要的營養素,不當的生活習慣與飲食會造成腸道菌叢失衡(dysbiosis),底層的十二老化標誌之一。
過高的脂肪存量(肥胖),會影響全身膽固醇的代謝,增加循環系統的負擔,加速代謝系統與心血管系統細胞的老化。身處在都市的現代人,不再需要這麼高的能量儲備(脂肪)來提高存活率了。
人類本就是群體生活的物種,基因裡的我們是需要社交支持的。品質社交透過促進腦細胞的健康,改善整體的身心健全(well-being)。而社會孤立(social isolation)本就是攸關存亡的壓力反應,原始人被族群(tribe)放逐是無法在大自然生存的。社交壓力與身體慢性發炎高度相關,也是底層的老化標誌。
人類是"動"物,要活就要動。現代人久坐(sedentary lifestyle)[4]的生活習慣盛行,對全身必要的肌肉骨骼系統,心肺系統,代謝系統都無法正常的運作。缺乏運動在研究是加速所有老化標誌的,高級促老!
Sitting is the new smoking.
活動量越高(右下背景綠色的區塊),整體全因死亡率越低。而久坐不動的生活型態佔一天的比率越高(左上背景紅色區塊),則相對的全因死亡率也一併提升。
我們都對老化成癮QQ
如前所述,演化的最高指導原則是繁衍,大家所謂的自由意志(free will),背後都有一股隱形的基因力量(innate hardwired),賦予我們延續遺傳物質的使命,在有機會提高繁衍、生存機率的時候,將自身健康拋之九宵雲外。
生存機制是短視近利的,什麼東西血糖可以上升的快,什麼食物充滿油脂熱量高,都是在野外生存救命的稻草,多巴胺因此大量分泌,驅使我們行動(吃),並且牢牢記得"喔!!這個東西好!!"。在龐大的多巴胺驅動下,意志力宛如一張薄紙。
上學時肚子餓,早餐店吃的是火腿蛋土司或培根蛋餅,讓我們的大腦把肚子餓跟這些帶有加工紅肉的食物建立關連(association)的腦迴路。未來早上肚子餓的時候,就會反射憶起火腿蛋可以救你,對其產生渴望(craving)。
抽煙會增加40%的全因死亡率(all cause mortality),高度致癌,被WHO歸類在1級致癌物。煙草的燃燒過程(combustion process),產生至少250種以上對細胞有害的化學物質,造成DNA的損傷引發癌化,也是高度促老。
但每個染上煙癮的人,多半是年輕時跟著朋友一起抽,是社交、同儕認同的一部份,對大腦來說是有回饋的。尼古丁(nicotin)是一種中樞神經興奮劑(psychoactive)[5],促進大腦分泌多種神經傳導物質,包括多巴胺,讓你感覺良好,暫時消除負面情緒,形成一個正向回饋(positive reinforcement)。所以很多煙癮者其實並不喜歡煙味,但抽煙已經是大腦去除負面情緒的習慣路徑,這是許多成癮行為的核心,難以戒除。
戀愛的時候更慘!!大腦告訴你這是一個繁衍的機會,多巴胺大量分泌,未達目的,不擇手段。多少人為了愛情做出許多傷身或危險的事情,要說以基因延續為己任,置個體死生於度外,一點也不為過。
人類是群體生物,基因裡甚至寫了要為了種族繁盛(species proliferation)而犧牲奉獻的動機。因為這樣更有利於物種遺傳物質的延續。
大自然雖是如此設計,但我們是否就應該盲目遵循著演化賦予的本能,只要能提高整體生存繁衍的機率,不計自身代價,放任老化橫行,把自己的身體當成一個過渡可拋棄的產物嗎?
生物年齡(biological age)vs 時間年齡(chronological age)
現有的技術,已經可以透過檢測表觀基因改變的型態(methylation pattern),瞭解你的生物時鐘(biological clock)是走的快還是慢。這是老化底層分子改變的監測,我們可以知道自己現在的老化速度,透過生活習慣、飲食、運動等改變,身體到底是加速老化,還是減緩老化。
今年發表於美國老化科學的大型研究中,我們可以看會加速生物時鐘(表觀基因老化)的原因:抽煙(smoking)第一名,最強的生物時鐘加速器,接著是酗酒(alcohol)、腰圍過胖(waist size)、過高體脂肪(body fat),過高BMI,高發炎指標(CRP)、高三酸甘油酯(triglycerides)、兒童時肥胖(childhood obsity)、糖尿病(diabetes)
“For each one year increase in the difference between chronological and epigenetic age (the Δage), there was a 6% increased risk of developing cancer within three years and a 17% increased risk of dying of cancer in the next five years” (Jylhävä et al 2017)
時間年齡變成只是你身分證上面的數字,你不一定比年紀小的"老"。生物年齡在研究統計中式與各種老化疾病發生率、健康壽命(healthspan)、餘命(lifespan)有顯著關連性的。健康只有20%由基因決定,另外80%則跟你每天的選擇有關,而你的行為經歷進一步影響著表觀基因的改變。透過檢測表觀基因時鐘(epigenetic clock),做為我們健康老化行為的指引。
從根本原因預防與逆轉所有老化疾病,有效抗老(anti-aging),遠離促老(pro-aging)。
我目前如何遠離促老因子?
- 避免不必要的放射線檢查
- 晚上為壓力空窗期,不處理公事,不生氣
- 站著看診,避免久坐
- 飲食窗口,不吃宵夜
- 聚餐才吃哺乳類
- 不喝含糖飲料,聚餐才吃甜點
- 避走車水馬龍的街道
- 遇到二手煙一定閉氣離開
- 避免單一食源
- 遠離毒殺、天然清潔、不吸燃廢
西弗(英語:sievert,符號:Sv),是一個用來衡量輻射劑量對生物影響的單位。在地球上都存在天然輻射,而空氣及水中亦存在天然放射性氡氣(Rn),而人體中也含有天然放射性核素鉀-40,因此人類生活隨時都會接受到一些輻射。地球人受到的累計輻射平均值為每年2.4毫西弗,其中氡為1.2毫西弗,宇宙射線為0.4毫西弗,大地本底輻射為0.5毫西弗,食物中攝入0.3毫西弗。換算成小時的話,宇宙射線之輻射劑量為0.06微西弗/小時,而在一般飛行35000英呎高度時則為6微西弗/小時,所以坐飛機是相對促老的! ↩︎
低記量CT(Low-dose CT)約略1.5mSv,一般CT(diagnostic CT)約略5-8mSv,而X-ray約略0.1 mSv,表示切一次CT約略等於照50~80張的X光片。研究顯示因為單次CT而引發的致命癌症(risk of developing a fatal cancer form a single CT),機率從1/2000~1/10000。需要注意,針對重複性接觸輻射,引發癌症的風險是會累加(cumulative over time)。 ↩︎
代糖的甜度比蔗糖高了好幾百倍,代糖不是碳水化合物,不會讓血糖上升,相較我們一般在飲料或加工食品使用的糖,殺傷力是小非常多的,有人懷疑代糖致癌目前的研究也否定這點。 ↩︎
研究顯示,男性與女性每天久坐6個小時以上會比小於3小時的族群,分別有更高37%與18%提早GG。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7700832/?ref=dr-vincent-huang.ghost.io ↩︎
吸入一口煙到尼古丁作用在大腦僅需10秒,一般越快速的多巴胺上升成癮性越高,這也是為何靜脈注射毒品成癮性比鼻吸入(snorting)要高,注射毒品到大腦作用一樣僅需10秒,而鼻吸則較慢。 ↩︎