體溫更低,壽命更長:中國團隊揭示長壽的關鍵因素

體溫更低,壽命更長:中國團隊揭示長壽的關鍵因素
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在我們的印象中 , 不少長壽的動物都有一個共性:慢 。 以最長壽的脊椎動物格陵蘭睡鯊為例 , 這種能活400歲的鯊魚終生在冰冷的海水中緩慢游動 , 體長一年僅僅增長1厘米 。 此外 , 從象龜到弓頭鯨 , 很多長壽動物的新陳代謝都較為緩慢 。
不過 , 新陳代謝與壽命的關系并不總是如此清晰 。 例如 , 不少高代謝率的鳥類能活到50歲以上 。 相比之下 , 當我們聚焦在同一個物種的不同個體之間 , 新陳代謝與壽命之間的關系似乎更加清晰:已經有研究證明 , 一些降低新陳代謝的手段 , 例如限制能量攝入 , 確實能延長個體壽命 。
但這時 , 新的問題又出現了 。 新陳代謝往往與體溫變化同步 , 例如限制小鼠的能量攝入時 , 新陳代謝變緩 , 同時小鼠體溫也下降了 。 因此 , 這些動物的長壽究竟是因為新陳代謝更慢還是體溫更低 , 以往的研究無法分辨 。
要更清晰地闡述新陳代謝與個體壽命的關系 , 首先需要區分不同因素的影響 。 在一項發表于《自然·代謝》雜志的最新研究中 , 來自中國科學院深圳先進技術研究院、溫州大學、聊城大學、國外阿伯丁大學等單位的研究團隊通過一個巧妙的設計 , 使得動物的代謝率與體溫向著相反的方向變化 , 從而區分這兩個因素的影響 。 這項研究指出 , 相較于降低代謝率 , 較低的體溫對延長壽命的作用更加顯著 。
體溫更低,壽命更長:中國團隊揭示長壽的關鍵因素
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在描述動物的生存環境時 , 有一個熱中性區(thermoneutralzone)的概念 。 這個環境溫度區間是代謝的穩定區 , 動物可以通過傳導、對流、輻射和蒸發等散熱途徑 , 改變身體的熱傳導率 , 以維持體溫 。
在這項研究中 , 作者分別將兩種嚙齒類動物(小鼠和黑線倉鼠)放置在其熱中性帶上限邊緣 , 或略高于上限的環境中(32.5℃) 。 這時 , 由于熱傳導率降低 , 實驗動物的體溫升高 , 同時代謝率下降以減少產熱 , 避免體溫過高 。 因此 , 動物的體溫和代謝率就呈現出相反的變化趨勢 , 這使得研究團隊可以進一步分別研究兩者的影響 。
實驗結果表明 , 相比于21℃的生存環境 , 32.5℃中的實驗動物壽命明顯下降 。 以黑線倉鼠為例 , 32.5℃中的雄性和雌性分別減壽41%和28% 。
體溫更低,壽命更長:中國團隊揭示長壽的關鍵因素
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▲分別在21℃、32.5℃和32.5℃+吹風的環境中 , 不同動物的壽命情況(圖片來源:參考資料[1])
體溫更低,壽命更長:中國團隊揭示長壽的關鍵因素】“我們發現 , 暴露在這種條件下的嚙齒動物壽命縮短了 。 這時 , 更低的代謝率沒有延長它們的壽命 , 相反 , 更高的體溫讓它們壽命縮短 。 ”論文共同通訊作者 , 中科院深圳先進技術研究院的JohnR.Speakman教授說 。
隨后 , 研究團隊用小風扇給這些32.5℃下的嚙齒類動物吹風 。 這時 , 小鼠和倉鼠的代謝率沒有明顯變化 , 但持續的微風增加了熱傳導率 , 因此它們的體溫下降 。 在這種條件下 , 這兩種動物的壽命都延長至與21℃時相近的水平 。 也就是說 , 隨著體溫下降 , 較高的環境溫度對個體壽命的不利影響也被消除了 。
因此 , 這項研究成功區分出代謝率和體溫各自對壽命的影響 。 這些實驗結果共同說明 , 對于這些動物個體的壽命 , 體溫的影響要比代謝率更加顯著 。 因此 , 未來關于長壽的研究 , 或許需要考慮體溫這個至關重要的影響因素 。
在這項研究的基礎上 , 科學家將進一步揭開更加全面、具體的衰老影響機制 。 論文第一作者及共同通訊作者 , 溫州大學的趙志軍教授表示 , 目前動物衰老與自然去世的機制尚不清楚 , 接下來研究團隊將在個體的不同年齡段測定體溫與代謝率、在更多物種中研究這些因素的影響 。