2022年03月15日 10:36
【科學快訊】
如何拯救衰老？衰老的秘密是什麼？在這些問題上，科學家們不遺餘力地探索答案。有假說指出，限食條件下許多動物的代謝率降低，而限食會顯著延長動物壽命，暗示衰老和壽命可能與代謝率有關。
然而，代謝率的變化通常伴隨著體溫的變化，所以很難區分兩者單獨對壽命的影響。
北京時間2022年3月15日淩晨，深圳理工大學（籌）藥學院講席教授、中國科學院深圳先進技術研究院約翰·羅傑·斯彼克曼（John Roger Speakman）團隊聯合溫州大學趙志軍教授團隊、聊城大學、英國阿伯丁大學等單位，在《自然—代謝》發表研究論文。
該研究成果厘清了代謝率與體溫對壽命的影響，揭示了在特定條件下，體溫對壽命的影響更大。
衰老問題上，代謝與體溫孰輕孰重？
衰老是一個複雜的生命過程，影響衰老和壽命的因素有很多。
許多自然現象表明，代謝率低的動物比代謝率高的動物壽命更長。以小鼠為例，其組織水平的代謝率大約是大象的 30 倍，小鼠的壽命大約3年，而大象的壽命大約80年。
盡管不同物種之間的比較存在較大差異性，但同類物種中的研究也發現，低代謝率的動物，壽命更長。
代謝與體溫有著密切關系。如運動狀態下，代謝率升高的同時體溫也會升高。也有研究表明，限食條件下，低代謝率的動物，體溫也低。
「代謝率和體溫都可能是影響壽命的重要因素之一。此前有研究表明，限食會顯著延長小鼠壽命，而限食既會降低動物體溫，又會降低其代謝率，因此無法區分體溫的影響究竟是直接作用於壽命，還是通過影響代謝率介導其對壽命的影響。」論文第一作者、共同通訊作者趙志軍表示。
代謝與體溫對壽命的影響，孰輕孰重？對此，研究團隊利用了一種不同尋常的實驗條件，來嘗試解決這一問題。
他們將黑線倉鼠和實驗小鼠長期暴露於高溫環境，即將兩種動物長期處在熱中性區上臨界溫度（upper critical temperatures， UCT）的環境中，當小型哺乳類動物處於該環境中時，熱傳導率的降低會使它們的體溫趨於升高，但代謝率持續維持在較低水平以減少產熱，又可以避免體溫過高。
研究結果發現，兩種動物的代謝率降低，而體溫升高，壽命均顯著縮短，低代謝率並沒有延長它們的壽命，但高體溫使它們的壽命變短。這表明，對壽命來說，在一定溫度範圍內體溫似乎是比代謝更重要的影響因素。
活得「涼爽」，壽命變長
為了進一步區分代謝率與體溫對壽命的影響，研究者對上述處於高溫環境的兩種動物進行吹風散熱（風馴化），這種方法並未改變高溫暴露對動物代謝的影響，但通過增加熱傳導率，促進機體散熱阻止了動物體溫的升高，結果卻逆轉了高溫暴露對動物壽命的不利影響，這可能暗示在熱的環境中，吹風讓動物感覺更愜意、活得更長久，即活得「涼爽」，壽命變長。
既然低體溫使壽命變長，是否生活在溫度更高地區的動物則壽命更短？
「許多環境因素的變化，特別是溫度的變化對體溫有一定的影響，生活在溫度更高地區或低地區的動物，其壽命的比較應在一定界定範圍和條件內，不宜泛泛而談。」趙志軍解釋道。
該研究厘清了體溫與代謝率對壽命的影響，表明在一定條件下體溫調節對壽命的影響更大，降低體溫利於延緩衰老、延長壽命。
「從上世紀90年代後期，我們就開展了一系列研究探索代謝率與衰老之間的關系。我們通過對這些實驗進行合作研究，試圖闡明代謝和體溫的作用，明確了體溫的作用可能為盡快探究對壽命的潛在影響因素打開一扇門。」論文共同通訊作者Speakman表示。
趙志軍表示，動物的衰老和自然死亡的原因機制尚不明確，研究團隊將進一步在體溫與代謝率在不同年齡段的測定、UCT環境和風馴化對不同物種之間的影響等方面進一步展開合作研究。
相關論文信息：DOI：10.1038/s42255-022-00545-5
