体温更低,寿命更长:中国团队揭示长寿的关键因素

体温更低,寿命更长:中国团队揭示长寿的关键因素
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在我们的印象中 , 不少长寿的动物都有一个共性:慢 。 以最长寿的脊椎动物格陵兰睡鲨为例 , 这种能活400岁的鲨鱼终生在冰冷的海水中缓慢游动 , 体长一年仅仅增长1厘米 。 此外 , 从象龟到弓头鲸 , 很多长寿动物的新陈代谢都较为缓慢 。
不过 , 新陈代谢与寿命的关系并不总是如此清晰 。 例如 , 不少高代谢率的鸟类能活到50岁以上 。 相比之下 , 当我们聚焦在同一个物种的不同个体之间 , 新陈代谢与寿命之间的关系似乎更加清晰:已经有研究证明 , 一些降低新陈代谢的手段 , 例如限制能量摄入 , 确实能延长个体寿命 。
但这时 , 新的问题又出现了 。 新陈代谢往往与体温变化同步 , 例如限制小鼠的能量摄入时 , 新陈代谢变缓 , 同时小鼠体温也下降了 。 因此 , 这些动物的长寿究竟是因为新陈代谢更慢还是体温更低 , 以往的研究无法分辨 。
要更清晰地阐述新陈代谢与个体寿命的关系 , 首先需要区分不同因素的影响 。 在一项发表于《自然·代谢》杂志的最新研究中 , 来自中国科学院深圳先进技术研究院、温州大学、聊城大学、国外阿伯丁大学等单位的研究团队通过一个巧妙的设计 , 使得动物的代谢率与体温向着相反的方向变化 , 从而区分这两个因素的影响 。 这项研究指出 , 相较于降低代谢率 , 较低的体温对延长寿命的作用更加显著 。
体温更低,寿命更长:中国团队揭示长寿的关键因素
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在描述动物的生存环境时 , 有一个热中性区(thermoneutralzone)的概念 。 这个环境温度区间是代谢的稳定区 , 动物可以通过传导、对流、辐射和蒸发等散热途径 , 改变身体的热传导率 , 以维持体温 。
在这项研究中 , 作者分别将两种啮齿类动物(小鼠和黑线仓鼠)放置在其热中性带上限边缘 , 或略高于上限的环境中(32.5℃) 。 这时 , 由于热传导率降低 , 实验动物的体温升高 , 同时代谢率下降以减少产热 , 避免体温过高 。 因此 , 动物的体温和代谢率就呈现出相反的变化趋势 , 这使得研究团队可以进一步分别研究两者的影响 。
实验结果表明 , 相比于21℃的生存环境 , 32.5℃中的实验动物寿命明显下降 。 以黑线仓鼠为例 , 32.5℃中的雄性和雌性分别减寿41%和28% 。
体温更低,寿命更长:中国团队揭示长寿的关键因素
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▲分别在21℃、32.5℃和32.5℃+吹风的环境中 , 不同动物的寿命情况(图片来源:参考资料[1])
体温更低,寿命更长:中国团队揭示长寿的关键因素】“我们发现 , 暴露在这种条件下的啮齿动物寿命缩短了 。 这时 , 更低的代谢率没有延长它们的寿命 , 相反 , 更高的体温让它们寿命缩短 。 ”论文共同通讯作者 , 中科院深圳先进技术研究院的JohnR.Speakman教授说 。
随后 , 研究团队用小风扇给这些32.5℃下的啮齿类动物吹风 。 这时 , 小鼠和仓鼠的代谢率没有明显变化 , 但持续的微风增加了热传导率 , 因此它们的体温下降 。 在这种条件下 , 这两种动物的寿命都延长至与21℃时相近的水平 。 也就是说 , 随着体温下降 , 较高的环境温度对个体寿命的不利影响也被消除了 。
因此 , 这项研究成功区分出代谢率和体温各自对寿命的影响 。 这些实验结果共同说明 , 对于这些动物个体的寿命 , 体温的影响要比代谢率更加显著 。 因此 , 未来关于长寿的研究 , 或许需要考虑体温这个至关重要的影响因素 。
在这项研究的基础上 , 科学家将进一步揭开更加全面、具体的衰老影响机制 。 论文第一作者及共同通讯作者 , 温州大学的赵志军教授表示 , 目前动物衰老与自然去世的机制尚不清楚 , 接下来研究团队将在个体的不同年龄段测定体温与代谢率、在更多物种中研究这些因素的影响 。