细胞的寿命

“神龟虽寿，犹有竟时，腾蛇乘雾，终为土灰。”这是三国时代著名军事家兼文学家曹操的不朽诗句，意思是说，神龟、飞龙之类动物，虽然寿命很长，但是毕竟也有衰老、死亡的一天。确实，衰老作为生物发育的自然规律，是任何个体都逃脱不了的。以人为例，据学者研究，即使引起死亡的所有疾病因素都完全消除了，寿命的极限也只有100多岁，而决不可能无限期地延长。

那么，衰老——这位不受欢迎的“客人”，为什么竟会如此顽固地降临到每一个有生之灵呢?现代科学对于它难道就束手无策吗?为了解开这一疑团，科学家曾经进行了不倦的探索。

人体软组织的结构细胞，叫做成纤维细胞，如果把它放置在玻璃器皿中培养，那么它将不断生长和分裂，直至细胞群达到汇合状态为止。即在整个培养物的表面覆盖一层有一个细胞那样厚度的细胞群时，才由于“接触抑制”而停止分裂。这时如果把细胞从“母培养瓶”中取出来，分成均等的两半，倒入两只装着新鲜营养基的培养瓶中，那么它们将继续分裂，一直到重新汇合为止。很明显，这时细胞总数又增加了将近一倍。如果继续分裂、培养，这幕戏还将继续演下去。

那么，如果我们不断及时地调节细胞密度，更换培养基，使细胞永远处于最适宜的环境中，它是不是会生生不息，永远分裂下去呢?

过去人们曾以为细胞分裂就是一种更新过程，新的子细胞充满了青春活力，于是“常分(裂)常新”，在分裂过程中，细胞将可能绵延永存。但是实验事实却推翻了这种天真的想法。

这项实验是在美国加利福尼亚州的一个医学中心进行的。科学家发现，在培养中，不管照料得多么细致，人类正常成纤维细胞的分裂能力总有一个固定的限度，即在7～9个月时间内，胚胎细胞只能进行50次左右的增殖，而不可能更长久地分裂下去。

当细胞分裂到接近50次的极限时，它将会出现许多典型的衰老征象，例如到达汇合状态所需的时间大大延长了，接着，不管培养物更换多么频繁，或者培养得多么长久，都不可能再度达到汇合状态。最后，那个无情的时刻终于不可避免地降临了——细胞经过各种各样的退化，将无法阻拦地逐渐死亡。为了证明这种趋势是细胞本身内在性质引起，学者们又设计了一项非常聪明的实验。

大家知道，妇女的性染色体是XX型，男人是XY型，在显微镜下，3种细胞是可以区别开来的。现在科学家将已经分裂过10代的雌性细胞，与同等数量已经分裂过40代的雄性细胞混和在一起，以单独培养的雌性细胞(也是已分裂过10代)和雄性细胞(已分裂40代)作为对照。这样3种细胞，都用常规的方法进行培养，经过20代以后，再拿来仔细检查。结果发现，混合培养皿中，所有雄性细胞都死亡消失了，剩下的是清一色雌性细胞。对照组(单独培养)的情况也完全一样，那瓶雌性细胞还在继续分裂，而雄性细胞则早已全部死亡。(www.daowen.com)

这个结果很能说明问题，它告诉我们:雄性细胞所以“全军覆灭”，是由于自身先天特性所引起的，因为它的增殖世代已大大超过50代(40+20)，累积起来的衰老伤痕，使它必然地趋于死亡。而从雌性细胞能够继续分裂的事实中看出，培养技术是并不存在什么失误的，因为否则的话，雌性细胞也会同样遭殃。由此可见，成纤维细胞分裂的代数确实有一定限度，这个限度是由细胞本身某种先天因素所决定的，至少目前还无法用人为方法进行补救。

有人试验，把分裂了20次的成纤维细胞冷冻起来，融化之后，发现它只能再分裂30次。据说有一株细胞标本，在液态氮中保藏了13年，竟仍然记住自己的身世，解冻之后还是在原有基数上继续分裂。这一事实似乎暗示我们，细胞内有着一个神秘的生物钟，它在非常认真地记载着自己的分裂里程!

其实对不同物种寿命作一番比较，也可以看出同样的趋势来。例如，学者发现，那些长寿动物，成纤维细胞的分裂世代数往往比较多，而短寿动物成纤维细胞的分裂代数则相应较少。例如，老鼠的成纤维细胞只能分裂18次，成体寿命只有3年;鸡成纤维细胞能分裂25次，最高寿命是30年;人类成纤维细胞可分裂50次，最高寿命为100年;龟成纤维细胞可能分裂110次，最高寿命则长达170年，如此等等。这些事实都在明确地告诉人们，个体寿命和细胞寿命是密切相关的。

不过这种联系也并不总是那么死板。据科学家研究，人体中的细胞有两种类型，一类是像成纤维细胞那样快速重复增殖的组织，如皮肤、造血组织和肠内皮细胞等;另一类是专门化的组织，像神经细胞、内分泌细胞、肌细胞、感觉细胞等，它们在成熟之后很少再度分裂。根据老年学者的意见，最重要的衰老变化，往往不是发生在快速分裂的细胞内，而是发生在高度专门化的细胞内。在成纤维细胞和其他分裂细胞还没有达到分裂终点之前，就可能由于专门化细胞的老朽而导致生命整体的衰老和死亡。

当然，不管专门化细胞也好，分裂细胞也好，随着时间的行进，它们都必然地趋向衰老，而且衰老的本质也是基本相同的。学者观察到，成纤维细胞在分裂过程中，其生理形态常常会发生微妙变化，像食物利用效率、遗传物质的修复能力、酶的活性、胞器的形态等，都会和上一代有所不同。这种逐渐积累的变异，也许就是所谓衰老的表现吧!那么是不是有办法“制止衰老”或者实现“返老还童”呢?

虽然这是一个带有幻想的问题，可是自然界中确实存在着这样的典型。现在知道，有两种动物细胞增殖的后裔是能够逃避衰老和死亡的，这就是癌细胞和生殖细胞。

大家知道，通过卵子和精子结合，产生结合子，犹如开始了一轮新的循环那样，一切都从头开始，于是完全恢复了原始活力。人们设想，精卵融合时，可能通过遗传信息的重新组合，使细胞生物钟的程序拨回到生命的零点上来，于是整个发育步伐就焕然一新了。

至于癌细胞为什么会永远分裂而不致衰老，至今可还是一个难解之谜。有人猜测，它也许是通过和生殖细胞相似的机理来避免衰老的。譬如，当致癌病毒和动物细胞之间交换DNA时，可能与精卵相互融合时遗传密码的重新改组方式相类似，这一微妙过程终于导致了生物钟程序的重新调拨。至于上述看法是否正确，或者正确到什么程度，那可不得而知，于是我们这篇文章也只能暂且告一段落了。