第 35 章
氧化
mTOR 信號傳導對於阻力訓練引起的肌肉質量增加是必需的,因此產生了「mTOR 困境:對肌肉功能不可或缺,卻對生存有危險」,這是某醫療復康期刊社論的標題。然而,限制白胺酸可能加速肌肉隨年齡分解的懷疑並未得到證實。男性 mTOR 活化較高,這可能是他們普遍壽命較女性短的原因,但男性卻遭受更多與年齡相關的肌肉流失。此外,給予年長男性數月的白胺酸補充劑並未幫助增加肌肉質量或力量。
在小鼠中,雷帕黴素通過阻斷 mTOR 保護老化肌肉。基因改造使 mTOR 過度刺激的小鼠經歷了災難性的肌肉質量流失,而抑制 mTOR 可防止此現象。這表明 mTOR 傾向於驅動不良的肌肉老化。
思考食物
普遍認同酶 mTOR 是老化的主要驅動力,若要形容它,可稱為老化的「大指揮官」(Grand ConducTOR)。(mTOR 似乎也激發研究作者的幽默感:「TOR 與戰勝老化」或我最喜歡的「TOR 的魔法錘」)。抑制 mTOR 可能比任何其他單一抗老策略更強烈地中斷多種退化過程,這解釋了為何 mTOR 阻斷劑雷帕黴素目前是對抗老化最有效的藥理方法。非藥理方法包括限制某些胺基酸如蛋氨酸和白胺酸、一般蛋白質限制或完全飲食限制。
要減緩這條老化途徑,你每天應該:
氧化
厄爾·斯塔特曼(Earl Stadtman),一位備受尊崇的生物化學家及美國最高科學成就獎國家科學獎章得主,曾說:「老化是一種疾病。人的壽命僅與細胞中累積的自由基損傷量相符。一旦損傷累積到足夠程度,細胞便無法正常存活並放棄。」
這一概念於1972年提出,現稱為線粒體老化理論。該理論認為,隨著時間推移,自由基對線粒體的損傷導致細胞功能和能量喪失。線粒體是細胞的動力來源,就像手機反覆充電,每次容量都會減少。同理,自由基損傷在我們的動力工廠——線粒體中累積,隨時間線粒體失去能量。
貪婪的浩克
為了提醒自由基是什麼及其形成方式,可參考我在《如何不死》腦部疾病章節中對氧化磷酸化量子生物學的漫畫描述。簡言之,自由基主要是不穩定且高度反應性的分子,帶有未配對的電子。
電子是物質的微小構件,喜歡成對移動。自由基試圖為孤獨的電子尋找伴侶,透過從任何經過的分子中偷取電子。這可能導致不同後果,視被搶奪電子的分子種類而定。若脂肪被攻擊,細胞膜可能被破壞;若酶成為受害者,可能失活;若其他蛋白質受損,可能崩解並形成新結構,導致自身免疫系統將其視為外來物,引發自身免疫性炎症;當自由基從DNA中奪取電子,基因可能突變,DNA鏈甚至可能斷裂。幸運的是,我們的身體能以抗氧化劑防禦,抗氧化劑捐贈多餘電子,從而中和自由基而自身不受損害。
自由基過剩與抗氧化防禦不足之間的不平衡稱為氧化壓力。根據該理論,隨之而來的細胞損傷導致老化。年齡增長與疾病因此被理解為身體的氧化。你知道手背上的棕色老年斑嗎?那是皮膚下氧化的脂肪和蛋白質。據推測,氧化壓力是我們產生皺紋、記憶力減退及器官系統隨年齡退化的原因。總體而言,根據該理論,我們在生鏽。(生鏽是金屬的氧化。)這似乎是多吃抗氧化劑的理由,但這真的有效嗎?儘管已有超過2萬篇綜述涵蓋超過25萬篇抗氧化劑相關論文,該議題仍具爭議。讓我們先看看氧化與老化理論是否真實。
唯一解釋壽命差異的理論
關於老化已有超過300種理論。雖然無一被普遍接受,但線粒體理論因近半世紀來的持續支持而獲得重視。其起源甚至比斯塔特曼1970年代的假說更早,回溯至科學家注意到老化多種跡象與輻射損傷DNA的相似性。1956年提出自由基老化理論,認為老化是氧化組織損傷累積所致。當發現線粒體是細胞自由基主要來源後,該理論演變為線粒體理論。
任何成功的老化理論必須解決根本謎題:為何動物壽命差異如此巨大?在哺乳動物中,壽命差異約達200倍。有些鼩鼱只活一年,而格陵蘭鯨可活200年以上,且它們僅為第二長壽動物。北大西洋的海洋蛤蜊壽命超過500年。這比某些只能存活數天的無脊椎動物長數千倍。只有線粒體理論能整合已知參數解釋此範圍。
該理論認為,動物壽命越長,其線粒體產生的自由基越少。這並非代謝率問題。例如蝙蝠和鳥類代謝快,但壽命相對較長。長壽物種的線粒體似乎運作更有效率,電子流失較少,因而線粒體DNA氧化損傷較少。(線粒體擁有自己的小型DNA環,通常被認為只編碼13種蛋白質,且與細胞核中超過2萬個基因的DNA碼分開。)幸運的是,線粒體性能非不變常數。我們可透過運動或飲食技巧降低自由基產生:減少蛋氨酸攝取。
如何減少蛋氨酸攝取
組織中蛋氨酸含量與哺乳動物最大壽命密切相關。蛋氨酸越低,壽命越長。這支持線粒體理論,因為蛋氨酸是最易氧化的蛋白質成分。高蛋氨酸不僅使你對氧化壓力敏感,還會積極引發氧化壓力。這可在試管中證明:若將蛋氨酸滴在分離的線粒體上,它們會開始噴出更多自由基。研究人員檢視是否可透過飲食調控降低此現象。
在囓齒動物中,限制40%食物攝取可減少線粒體自由基產生並延長壽命。原因是蛋白質攝取減少。飲食不必全面限制,僅降低蛋白質攝取即可達成相同效果,而限制脂肪或碳水化合物則對自由基形成及壽命無影響。蛋白質限制對線粒體功能的正面影響,則基於降低蛋氨酸含量。限制除蛋氨酸外所有胺基酸無法影響線粒體自由基產生或DNA損傷,但單獨限制蛋氨酸則能達成兩者。由此得出結論,線粒體電子洩漏受飲食中蛋氨酸含量控制。

