作者:黃湘紅 黃艷紅 段躍初
在當今全球氣候變暖的大背景下,極端高溫天氣日益頻繁,其對人類健康的潛在影響逐漸成為科學界關注的焦點。近日,美國老年學學會年度科學會議上公布的一項研究引發了廣泛的討論與深思。這項研究通過對 3000 多人的 DNA 標記進行深入分析,揭示了長期暴露于高溫環境與分子變化之間存在著不容忽視的聯系,而這種分子變化極有可能是加速衰老的一種反映。
衰老,一直是生命科學領域中最為神秘且復雜的課題之一。從生物學角度來看,衰老不僅僅是歲月在身體表面留下的皺紋與白發,更是細胞、組織乃至分子層面一系列復雜變化的綜合體現。傳統觀念中,遺傳因素、生活方式、飲食習慣以及心理狀態等都被認為是影響衰老進程的重要因素。然而,隨著環境問題的日益凸顯,外界環境因素對衰老的影響開始逐漸走進科學家們的視野,其中高溫環境的作用更是備受矚目。
該研究中對 3000 多人 DNA 標記的分析采用了先進的分子生物學技術。DNA 標記就像是生命密碼中的一個個特殊標記點,它們能夠反映出個體在分子層面的各種特征與變化。通過對這些標記的細致研究,研究人員發現長期處于高溫環境下的人群,其 DNA 分子呈現出特定的變化模式。這些變化涉及到多個基因區域以及相關的分子調控網絡,例如與細胞修復機制、氧化應激反應以及炎癥調控等相關的基因區域都出現了不同程度的異常表達或修飾。
細胞修復機制在維持細胞正常功能與延緩衰老過程中起著至關重要的作用。在高溫環境下,細胞內的各種生物大分子,如 DNA、蛋白質和脂質等,更容易受到損傷。正常情況下,細胞會啟動一系列精密的修復程序來修復這些損傷,以保證細胞的正常運轉。然而,研究發現長期高溫暴露可能會干擾這些修復機制的正常運行。一方面,高溫可能導致負責修復的關鍵酶活性降低,使其無法及時有效地識別和修復受損的 DNA 或蛋白質;另一方面,高溫引發的分子變化可能會使細胞內的信號傳導通路紊亂,從而無法準確地傳遞修復指令,最終導致細胞損傷的積累,加速衰老進程。
氧化應激反應也是高溫環境影響衰老的一個重要分子途徑。在高溫條件下,細胞內的氧化代謝過程會加劇,產生大量的活性氧物質(如超氧陰離子、羥基自由基等)。這些活性氧物質具有極強的氧化性,能夠攻擊細胞內的各種生物分子,引發氧化損傷。為了應對氧化應激,細胞內存在著一套抗氧化防御系統,包括抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等)和一些非酶抗氧化劑(如維生素 C、維生素 E 等)。但是,長期的高溫暴露可能會打破氧化應激與抗氧化防御之間的平衡。一方面,活性氧物質的大量產生會超出抗氧化防御系統的清除能力;另一方面,高溫可能會抑制抗氧化酶的合成或降低其活性,使得細胞內的氧化損傷不斷累積。氧化損傷不僅會直接破壞細胞結構和功能,還會引發一系列的炎癥反應,進一步加速衰老進程。
炎癥調控在衰老過程中同樣扮演著關鍵角色。高溫引發的細胞損傷和氧化應激會激活細胞內的炎癥信號通路,促使炎癥因子的釋放。適量的炎癥反應是機體應對損傷的一種自我保護機制,但長期的慢性炎癥則會對機體造成嚴重的損害。炎癥因子會持續刺激周圍細胞,導致細胞功能紊亂,并且會吸引免疫細胞的聚集,引發免疫炎癥反應。在這個過程中,免疫細胞釋放的各種炎癥介質會進一步加重細胞損傷和組織破壞,形成一個惡性循環。長期的慢性炎癥狀態會加速細胞的老化和死亡,影響組織器官的正常功能,最終表現為整體的加速衰老。
盡管研究已經明確指出長期暴露于高溫環境與分子變化存在關聯且可能反映加速衰老,但研究人員目前仍面臨著一個關鍵的難題:難以確定高溫是否是直接導致加速衰老的唯一因素,還是存在其他因素在其中起到了推波助瀾的作用。事實上,在現實生活中,長期暴露于高溫環境的人群往往同時伴隨著其他多種生活方式或環境因素的影響。例如,高溫地區的人群可能由于炎熱天氣而減少戶外活動,從而導致身體運動量不足;或者由于空調等制冷設備的使用,室內外溫差較大,引發身體的應激反應;此外,高溫環境下的飲食習慣、睡眠質量以及社會心理因素等也可能發生變化,這些因素都有可能與高溫相互作用,共同影響衰老進程。
以高溫地區居民的飲食習慣為例,為了應對炎熱天氣,人們往往傾向于食用更多的生冷食物和高糖飲料。生冷食物可能會影響胃腸道的消化吸收功能,導致營養物質的攝取不足;而高糖飲料則可能引發血糖波動和代謝紊亂,這些都可能對身體的正常代謝和細胞功能產生負面影響,進而與高溫環境共同加速衰老。再如,高溫環境下人們的睡眠質量通常會受到影響,睡眠不足或睡眠質量差會干擾身體的生物鐘調節,影響激素分泌和細胞修復過程,同樣可能與高溫協同作用,加速身體的衰老進程。
從社會心理因素來看,長期處于高溫環境中的人群可能更容易出現焦慮、煩躁等不良情緒。這些負面情緒會引發身體的應激反應,導致體內激素水平失衡,如皮質醇分泌增加。皮質醇長期處于高水平狀態會抑制免疫系統功能,影響細胞的正常代謝和修復,進一步加劇衰老的進程。而且,社會心理因素還可能影響人們的生活方式選擇,如因情緒不佳而增加吸煙、酗酒等不良行為,這些行為本身就是公認的加速衰老的因素,與高溫環境相互交織,使得衰老的機制更加復雜。
綜上所述,美國老年學學會年度科學會議公布的這項研究為我們揭示了高溫環境與加速衰老之間在分子層面的潛在聯系,這無疑為深入理解衰老的環境因素提供了重要的線索。然而,要真正明確高溫在加速衰老過程中的具體作用機制以及與其他因素的相互關系,還需要科學家們開展更為深入、全面的研究。未來的研究需要綜合運用多學科的研究方法,從分子生物學、細胞生物學、流行病學以及心理學等多個角度入手,進一步探索高溫環境下衰老的奧秘。
對于普通民眾而言,雖然目前我們還不能完全確定高溫與加速衰老之間的因果關系,但在全球氣候變暖的趨勢下,關注高溫環境對健康的潛在影響仍然具有重要的現實意義。在高溫天氣中,我們可以采取一些有效的防護措施,如合理使用空調等降溫設備,避免長時間暴露在高溫環境下;保持健康的生活方式,包括均衡飲食、適量運動、充足睡眠以及良好的心理狀態等,以降低高溫環境可能帶來的健康風險,延緩衰老進程。
來源: 科普文訊