中医药延缓细胞衰老研究进展

李 洋,胡光凤,陈 可,查江沙,钱来旺,张 慧,渠景连*

(1.贵州中医药大学,贵州 贵阳 550025;2.广州中医药大学东莞医院,广东 东莞 523000)

细胞衰老(Cellular senescence)是人体生长发育不可或缺的部分,涉及细胞多个结构和功能退化的生物途径。一般而言,正常的细胞衰老对人体是有益的,少量的细胞衰老有助于消除受损细胞,促进组织重塑,可以在抑制肿瘤、伤口愈合和防止组织纤维化方面发挥重要作用[1]。然而,衰老发生在许多细胞类型中,如角质形成细胞、黑素细胞、内皮细胞、上皮细胞、神经胶质细胞、肾上腺皮质细胞、T淋巴细胞,甚至组织干细胞等[2],越来越多的研究表明,器官组织中的细胞衰老随机体衰老而相应增加,细胞总体水平的衰老通常被认为是机体衰老的基础,细胞基本不可逆性丧失增生能力,出现生长停滞,衰老细胞的积累就会导致组织重塑、机体老化和结构变异[3]。由于老年人口的增加和预期寿命的增加,探究衰老过程和细胞衰老的潜在机制,探讨中医药调节在与年龄相关的疾病中的作用变得尤为重要,这些研究涉及心、肺、脑、眼表、骨科、肾病等多个领域,与人们的身体健康密切相关[4]。因此,研究细胞衰老机制有助于进一步明确中医药的发展方向,应用中医药延缓衰老并开展衰老相关疾病的治疗研究具有较高的临床应用价值。

1 细胞衰老概述

1.1 现代医学对细胞衰老的认识

目前较多学者认为,细胞衰老分为复制性衰老和应激诱导性早衰两大类。端粒是由与蛋白质相关的DNA重复组成的结构,位于染色体的末端,其长度是细胞停滞的限制因素[5]。其中,复制性衰老是细胞经过有限分裂次数后染色体末端的端粒逐渐缩短,由此出现细胞增殖停滞和分化能力丧失等衰老特征,从而导致DNA损伤[6]。而应激诱导性早衰可由各种内在和外在压力因素诱导,如响应于各种细胞的应激源(端粒侵蚀、DNA损伤、氧化应激、致癌激活、线粒体功能障碍、p53/p21和(或)p16/视网膜母细胞瘤相关的蛋白信号通路),引起细胞形态、基因表达、新陈代谢、表观遗传学等方面的一系列复杂变化,对于早期出现的不可逆性生长停滞有非常重要的作用[7]。另一方面,衰老细胞停止分裂但仍保持活力、代谢活跃,衰老相关的分泌表型(Senescence-associated secretory phenotype,SASP)能够分泌大量的促炎因子、生长因子、趋化因子和细胞外基质降解蛋白等生物活性因子,以自分泌和旁分泌的方式介导衰老细胞和邻近细胞之间的相互作用,被认为已经进化为衰老细胞与免疫系统交流的一种方式(可以促进它们自身的清除)[8],但也作为一种细胞外信号通过刺激附近的细胞来促进组织再生,诱导相邻年轻细胞衰老,导致组织功能障碍,显示出许多衰老的特征,例如尺寸增大、粒度增加、衰老相关因子β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)表达水平显著升高,且细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂和p53、p21、p16等细胞周期抑制蛋白增加,以及出现DNA损伤,上皮-间质转化等[9]。虽然目前尚未完全阐明细胞如何发生衰老,以及通过哪些途径导致细胞功能障碍,但不可否认的是,阻止细胞组织损伤和结构改变、抑制相关细胞信号传导是目前需要解决的主要问题。

1.2 中医学对细胞衰老的认识

中医药是我国历史文化瑰宝,强调整体论治,尽管西医所言之细胞衰老无相对应的中医病名,但历代医家多将其归于机体衰老范畴,通过对各脏腑、气血等之间病变形成的内在联系进行综合分析[10],历代中医认为,衰老是人类正常生命活动的自然规律,人类的机体在生长发育完成之后,便逐渐进入衰老的过程,正如王充在《论衡·气寿篇》中所言:“强寿弱夭,谓禀气渥薄也……夫禀气渥则其体强,体强则寿命长;气薄则其体弱,体弱则命短,命短则多病寿短;先天责在父母”,就是说先天禀赋强则身体壮盛,精力充沛,不易变老。反之,先天禀赋弱则身体憔悴、精神萎靡,衰老就会提前或加速。可见衰老程度因人而异,顺应天道伦理而为,皆因禀赋而就[11]。但是由于机体内在环境改变或受外在因素影响,如饮食、起居、情志、劳逸等,导致人体发生病理性变化,使衰老现象提前发生,这种衰老又称为早衰,相当于中医的亚健康状态。《素问·上古天真论》曰:“以妄为常……故半百而衰也。”《吕氏春秋》云:“年寿得长者,非短而缓之也,毕其数也。毕数在乎去害。何谓去害?大喜、大恐、大忧、大怒、大衰,五者损神则生害矣。”认为不顺应人类正常生命活动的自然规律,导致内外气机失衡导致衰老。《素问·阴阳应象大论》中就明确指出人的衰老与阴阳失调有关,即“能知七损八益,则二者可调,不知用此,则早衰之节也”“年四十,而阴气自半也,起居衰矣”,提出阴阳的盛衰是决定寿命长短的关键,保持阴阳运动平衡状态是延年益寿的根本,素体经年五脏气血亏虚,精气匮乏,加之受到各种致病因素的侵袭,阴阳失调,痰瘀阻络,复又气血失养,疾病丛生,从而加速衰老[12]。中医自古以来,以延年益寿为养生保健的追求,在抗衰老方面具有丰富经验。中医名家张涛等[13]认为人以肾为先天,应以补肝脾肾以固本,延缓机体、细胞的早期衰老,调养气血以治标,针对外邪入侵、劳累失荣、气机失调等各种原因综合治疗,濡养机体以阻止功能衰退。肾气亏虚之内因、气滞血瘀之外因,这是导致衰老的两个重要方面,而中医药在阻止衰老方面具有积极的调控作用。对此,侯美琪等[14]对衰老具有独到的见解,认为脾为后天之本,能够运化水谷精微、促进气血运行,若脾气亏虚不能运化水谷,机体失去精微物质的滋养濡润,则会导致机体元气亏虚。元气是由先天之精气与后天之水谷精微构成,元气是维持生命活动的根本能量,是生命的根本所在,与衰老密切相关。可见,通过濡养气血、补充脾肾之不足、益气活血等中医辨证治疗,能一定程度延缓细胞衰老,维持正常的生命活动。

2 抗细胞衰老常用中药及复方

2.1 补气类

中医学认为“气者,人之根本也,根绝则茎叶枯矣”,此气为“生气之原”,即原气,亦即真气、元气、脏腑之气,气运行不息,推动和调控着人体内的新陈代谢,维系着人体的生命进程,是人体生命活动最必须的基础物质之一,气的运动停止,则意味着生命衰老的开始和进行性的生命终止[15]。既往研究指出,中药党参、红芪在补气抗衰方面发挥着主要作用。胡怡然等[16]研究发现,党参多糖能通过减少衰老细胞的数量以及下调衰老细胞相关蛋白(P16、P21)表达,从而延缓细胞衰老。叶文斌等[17]研究发现,纹党多糖和红芪多糖能明显提高衰老小鼠血清中的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和还原型谷胱甘肽酶(Reduced glutathione-Px,GSH-Px),且均高于模型对照组,血清中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量均低于模型对照组,对衰老小鼠有较好的抗氧化、抗衰老能力,能明显缓解体质量下降。此外,梁华等[18]将自然衰老的老龄雄性大鼠作为研究对象,分别观察四君子汤、地黄汤组、肾气汤和阳性对照的维生素组、对照组之间延缓衰老的能力差异,结果发现,传统中药复方四君子汤补气、增强体内生化气的能力,比其他各组更能延缓衰老,整体效果最佳。由此可见,元气亏虚是衰老的关键,但仍需要结合脏腑病变与致病因素进行综合治疗,使机体虚实同调,气血温煦,达到延缓衰老的作用,正如张景岳所言:“五脏之阴气非此不能滋,五脏之阳气非此不能发。”

2.2 补脾类

《黄帝内经》中最早出现关于中医衰老的学说,注重先后天脏腑的充养,认为脏腑亏虚则人衰而脉竭。《素问·上古天真论》曰:“五七,阳明脉衰,面始焦,发始堕……七七任脉虚,太冲脉衰少,天癸竭,地道不通,故形坏而无子也。”其中,脾胃为水谷之海,气血化生之源,故人吃五谷而饱腹,依赖脾胃的正常运行以濡养形骸,补之于脾,益之于胃,使之有序化生水谷之精微,达到气血充沛,营养五脏六腑,滋养四肢百骸。正如《素问·经脉别论》所言:“饮食入胃,游溢精气,上输于脾,脾气散精,上归于肺,通调水道,下输膀胱,水精四布,五经并行,四季脾旺不受邪。”反之,脾胃功能衰退,运化失健,将会影响人体各系统的功能[19]。在现代研究中,王毅等[20]将雌性初老模型大鼠(相类于绝经前期),分别列入益胃汤组、六味地黄丸组,与模型对照组进行比较,结果表明,益胃汤可增加卵巢的血液供应,增加卵巢的供血供氧,起到延缓卵巢机能衰老的作用。由此可见,补益阳明津气、健运脾胃气血,有利于延缓生殖轴机能的衰老。王海丹等[21]在健脾基础上加入补肾药,重视肾脾之间的先后天充养,创制了补肾健脾方,与模型组(同等体积的蒸馏水)、正常组比较,结果表明补肾健脾方组自然衰老小鼠E2水平、端粒酶活性及端粒相对长度显著升高,卵巢颗粒细胞凋亡率显著降低,卵巢中的生长卵泡和成熟卵泡数量最多,表明脾肾先天与后天相互资生,脾主运化,依赖命火的温煦,肾主藏精,需脾精来补充,进而共同抑制小鼠卵巢衰老。

2.3 滋阴类

“阴阳”是中医学中最基本、最核心的概念[22],《黄帝内经·素问·阴阳应象大论》言:“天地者,万物之上下也;阴阳者,气血之男女也;左右者,阴阳之道路也;水火者,阴阳之征兆也;阴阳者,万物之能始也。”《黄帝内经·素问·生气通天论》中岐伯曰:“阴者,藏精而起亟也。”《灵枢·决气》言:“两神相搏,合而成形,常先身生,是谓精……腠理发泄,汗出溱溱,是谓津……谷入气满,淖泽注于骨,骨属屈伸,泄泽补益脑髓,皮肤润泽,是谓液……中焦受气,取汁变化而赤,是谓血。”明确指出了阴之精、血、津液是构成人体和维系人体正常生命活动的基本物质。就阴阳学说中“阴”的含义来说,“阴”原本就代表着功能衰减,《素问·五常政大论》云:“阴精所奉其人寿。”《灵枢·本神》曰:“五脏主藏精者也,不可伤,伤则失守而阴虚,阴虚则无气,无气则死矣。”故而临床上应尤其重视滋阴药的使用。汪群红等[23]研究发现,铁皮石斛能改善小鼠学习和记忆能力、空间搜索能力、空间辨别能力,并且肝脏指数呈显著下降趋势,免疫器官胸腺与脾脏指数显著提高,血清和肝组织中SOD、GSH-Px、CAT活力显著提升,MDA浓度显著降低,可能与其通过滋阴清热、生津益胃等增强机体免疫功能、提高抗氧化能力等发挥延缓衰老相关。赵芷含等[24]深入研究发现,五味子及其不同炮制品善于滋阴补肾,对衰老小鼠也有明显影响,生、酒、醋五味子组衰老小鼠体质量、抓力大小及脏器系数高于模型组、对照组,均能提高血清中CAT、SOD、GSH、总抗氧化能力(Total antioxidant capacity,T-AOC)水平,提高脑组织匀浆中SOD、D-乳酸(D-lactace,D-LA)水平,降低乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AchE)、MDA、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)水平,即通过提高机体内各抗氧化防御系统机能,减轻各组织和器官的氧化损伤,阻止组织及器官甚至机体的衰老。

2.4 补肾类

中医认为,肾之根本为命门,肾脏为先天之本,化生脏腑精气,较其他脏器更容易亏虚,随着年龄的增长更易显现。“天癸竭,精少,肾藏衰,形体皆极”是衰老的首要决定因素,《素问·上古天真论》载:“女子七岁,肾气盛,齿更发长……七七,形坏而无子。丈夫八岁,肾气实……八八,则齿发去。”肾中精气充盛与否对寿命的长短起主导作用,此为历代医家所公认,贯穿于人类生命演变进程的各个阶段,故而十分重视补肾药在延缓衰老中的作用[25]。熟地黄味甘,性微温,入肝肾,能补血滋阴、益精填髓。周艳等[26]研究发现,鲜地黄、干地黄、熟地黄中提取的多糖均能延缓衰老模型大鼠生命,其中,熟地黄多糖组大鼠脾和肾指数,血清和脑、肝、肾组织中T-AOC、SOD、CAT活力均升高,并且均显著高于鲜地黄组、干地黄组、阳性对照组,显示了更强的抗氧化、抗衰老能力,这与鲜地黄炮制成熟地黄后其补血益精填髓的功能有所增加密切相关。与此类似,刘俐等[27]研究发现,有传统滋养肝肾阴津功效的龟甲胶能增强阴虚状态下机体抗氧化能力,提高SOD活力、降低MDA含量,同时下调Bax并上调Bcl-2等衰老相关因子的蛋白表达,从而延缓机体的衰老。肾阴为元阴、真阴之所在,传统补肾方剂左归饮也可通过抗氧化作用,改善大鼠肾功能的Cr、BUN水平,延缓肾阴虚大鼠衰老[28]。因此,肾虚与衰老密切相关,肾中阴阳相互制约、相互依存,才能维持人体生理的动态平衡。

2.5 活血类

随着“血瘀证与活血化瘀理论”研究的不断深入,“瘀血致衰”理论不断受到重视,《丹溪治法心要》曰:“气血冲和,万病不生,一有怫郁,诸病生焉。人身万病皆生于郁。”活血药有促进机体生长发育、发挥脏腑功能、推动血液运行的作用。于兆霞等[29]指出,桃仁乙醇提取物具有延缓大鼠衰老的功效,与阳性模型组比较,其各剂量组学习记忆能力均有所提高,脑组织AchE活性降低,同时增加胸腺、脾脏质量,可见活血药具有一定延缓衰老的作用。与此类似,邓胜国等[30]研究发现,大花红景天多糖各剂量组均能增加衰老模型小鼠脾脏及胸腺指数,提高血清、肝组织、脑组织中SOD活性、小鼠脑神经元数,下调小鼠血清、肝组织和脑组织中MDA含量,且随剂量抗衰老作用增强。可见,气血的运化亦关系着五脏六腑的濡养水平,各组织、器官的正常生理功能有赖于血液的正常运行。

3 中医药抗细胞衰老机制

3.1 减轻氧化应激损伤

氧化应激是活性氧(ROS)产生超过细胞抗氧化防御系统形成的不平衡状态,与年龄相关性疾病,如细胞衰老、骨质疏松症等密切相关[31]。在细胞中,主要的保护系统以抗氧化酶为代表,如SOD、GPX、CAT、谷氧还蛋白和硫氧还蛋白,以及非酶抗氧化因子,如维生素E等,氧化应激通过膜(例如质膜和线粒体膜)的脂质过氧化,或结构和酶促蛋白质的氧化导致蛋白质三级结构和功能的不可逆修饰以及核酸的损伤,最终导致器官、组织的老化和死亡[32]。武铮等[33]研究发现,当归多糖通过调节c-Jun氨基末端激酶(JNK)/转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)/抗氧化反应元件(ARE)(JNK/Nrf2/ARE)信号通路的信号转导,可显著抑制氧化应激损伤,与阳性模型组相比,低、高剂量实验组小鼠脑组织T-AOC、SOD、GSH-Px活性显著升高,MDA、SA-β-Gal表达含量显著降低,能延缓D-半乳糖致衰老模型小鼠组织衰老。李明慧等[34]进行细胞研究证实,玉竹多糖可使D-半乳糖诱导的A7r5细胞中ROS、SA-β-Gal水平明显降低,从而抑制氧化应激、抑制线粒体膜电位下降,使线粒体膜电位稳定,促进细胞增殖和存活,从而阻止细胞衰老。此外,刘瑾等[35]发现人参皂苷能发挥抗氧化作用,延长线虫健康寿命,与空白对照组相比,实验组降低了脂褐素荧光水平,降低了氧化应激后升高的ROS,增强了SOD表达。脂褐质是一种富含衰老神经元、肌肉和皮肤的自发荧光脂色素,一定程度上与其上调SOD,清除累积的ROS相关。因此,应用中医药干预氧化应激损伤,可能是预防和治疗衰老的重要方向。

3.2 调节免疫功能

中医认为人体蕴藏着抵御疾病的能力——正气,相当于现代医学的免疫功能。《内经》云:“正气存内,邪不可干;邪之所凑,其气必虚。”可见正气是维系人体正常生命活动、抗御外邪及防治疾病的基本物质。从这个意义上说,中医学的正气包括了现代医学的人体免疫功能,老化的免疫系统(免疫衰老)与老年人发病率和死亡率的增加有关,并预示着不良的临床结果,而且免疫衰老与年龄相关疾病之间存在相互作用[36]。白术苦、甘、温,归脾、胃经,具有显著的健脾益气功效,黄启迪等[37]研究发现,白术水提物3个剂量组在一定程度上可明显降低自然衰老小鼠的衰老表现评分、自主活动次数和避暗穿梭次数,升高腹温和抓力,提高全血白细胞(WBC)、红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)、淋巴细胞(LYMPH)、网织红细胞(RET)数量,降低血小板(PLT)数量,升高外周血T细胞及初始性Th细胞水平,改善自然衰老小鼠免疫低下、造血不足和记忆衰减等衰老相关功能减退,具有明显的治疗优势。与此同时,张丽芬等[38]在显微镜下发现,衰老组大鼠胸腺皮质中上皮细胞和淋巴细胞明显减少,细胞结构破坏明显,细胞核皱缩变形,胞质内线粒体和内质网等细胞器明显减少,溶酶体增多,而化痰除湿组胸腺皮质中上皮细胞和淋巴细胞较衰老组显著增多,细胞结构较衰老组明显改善,T-AOC水平升高,血清LDH、脂质过氧化物(LPO)水平显著下降,因此认为化痰除湿汤可提高机体抗氧化力,减轻氧化损伤及减少氧化产物,提高免疫作用。由此可知,增强免疫功能,一定程度上可提高抗衰老能力。

4 结语

衰老是人体正常的生理现象,代表着一个人生长、衰亡的阶段和过程,但提前出现的细胞衰老会使人体逐渐丧失生理完整性和功能正常性,产生各种不适症状,这种不良发展带来的危害巨大,可能导致许多疾病的发生,包括癌症、心脑血管疾病及退行性病变等。现代社会中人们生活节奏快、生活压力大,导致了不规律的饮食习惯,还可能催生其他加速衰老发生发展的诱发因素,使得衰老成为不可忽视的全球性健康问题。与现代医学相比,中医药在延缓衰老方面起步更早、经验更为丰富,中医结合患者体质状况,通过补气、补脾、补肾、滋阴、活血等方式,减轻氧化应激损伤、调节免疫功能等,使机体气血充盈、血脉和调,恢复阴阳平衡的状态。但是目前中医药在抗细胞衰老方面的基础研究尚有不足,仍需增加临床和基础实验验证,不断积累经验,以期能为中医药抗细胞衰老研究提供新方向。