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作为全球最顶尖的科研期刊之一,《自然》(Nature)曾发表文章指出,人类健康期(healthspan,指寿命中不受重大疾病困扰的时间)的提升速度明显滞后于最大寿命的增长,导致大量中老年人被慢性疾病缠身,身体机能和生活质量受到严重影响[1]。于是,人们不再盲目追求最大寿命的延长,而是开始将更多的目光集中在了健康地老去和没有疾病的晚年。这一认知的改变,让如何延长健康期成为了社会和科学界关注的新议题。

图1 抗衰老研究的目的从期望寿命的延长逐渐转化成健康期和寿命的延长

近期,美国医学院十强之一的贝勒医学院(Baylor College of Medicine)开展了一项临床研究,由Rajagopal V.Sekhar教授及其同事在16名志愿者上测试了GlyNAC(甘氨酸和N-乙酰半胱氨酸复合物)对老年人的影响,并将临床试验结果发表在了临床权威期刊《临床和转化医学》(Clinical and Translational Medicine)[2]上。他们发现谷胱甘肽前体GlyNAC是一种安全有效的营养补剂,它能有效提高人体内谷胱甘肽的水平,减少细胞应激,显著改善老年人的身体功能和认知。Sekhar教授及其团队的这一发现,也为寻找抗衰老物质,延长人类健康期提供了新的证据。

图2 就职于美国休斯顿贝勒医学院的Rajagopal V.Sekhar教授,其主要研究方向是衰老抑制、糖尿病和HIV

细胞衰老的原因

谈及老龄化疾病的背后机制,不得不先了解人体细胞的衰老机制。目前主流的几种细胞衰老机制包括:复制衰老(如端粒酶的不可延长不可再生)、压力致过早衰老(如含氧物毒物造成氧化应激)、发育性程序性衰老(基因发育编程的衰老)等。尽管对于其衰老原因和机制目前还没有定论,抗衰手段也在不断尝试中,但含氧物堆积导致的压力致过早衰老仍是学术界研究细胞衰老的重点。

该类型衰老的原因是,长期有害含氧分子的集聚和体内抗氧化物质的缺乏,导致了细胞线粒体功能障碍。而线粒体作为细胞活力的“马达”,“动力”受损也进一步加速了衰老甚至是程序性死亡。因此,科学家们也一直在积极寻找阻断氧化应激的衰老抑制方法,期望能实现预防老龄化疾病、延长健康期的目标。

何为谷胱甘肽前体GlyNAC?

Sekhar教授等人的研究中所使用的GlyNAC是由甘氨酸和N-乙酰半胱氨酸组成的复合物,两者均为谷胱甘肽前体物质。细胞可以利用GlyNAC合成谷胱甘肽,而谷胱甘肽则是人体细胞产生的最丰富的抗氧化剂。在此前的研究中,GlyNAC被发现能增强老年小鼠的线粒体功能并改善其新陈代谢[3]

正是基于这些临床前的动物实验结果,促使Sekhar教授及其同事招募志愿者开展相关临床试验,试图进一步探索此前的结果是否能在人体上得到验证。

补充GlyNAC有什么用?

研究人员招募了8名老年人和8名年轻人,分成老年人和年轻人两组进行了36周的临床试验。其中,老年人组(5名女性,3名男性,年龄在71-80岁)每天口服补充了一定量的GlyNAC(1.33 mmol/kg/day的甘氨酸和0.81 mmol/kg/day的N-乙酰半胱氨酸),持续服用24周,然后停止口服,再继续观察到36周。

从试验开始前的数据可以看到,老年人红细胞中的谷胱甘肽水平远低于年轻人,而氧化应激水平远高于年轻人。这也和氧化应激导致的细胞衰老原理是一致的。

结果显示,在为期24周的GlyNAC补充后,老年人组红细胞中的谷胱甘肽水平翻了一番,不仅如此,血浆中细胞应激的测量值下降了约75%。而当停止补充GlyNAC之后,数据便发生了逆转。这也进一步说明人体确实是通过补充GlyNAC,提高了细胞中的谷胱甘肽水平并减少氧化应激。

图3  GlyNAC可提高细胞中的谷胱甘肽水平并减少氧化应激 注:左图显示,与年轻人相比,老年人的谷胱甘肽(glutathione, GSH)处于较低水平,但在24周内补充GlyNAC前体会大大增加谷胱甘肽水平。右图,血浆中硫代巴比妥酸(一种细胞应激的衡量标记物)在老年人中显著升高,并且补充GlyNAC后可显着减少其存在。但在24周停止补充GlyNAC后谷胱甘肽和硫代巴比妥酸水平均出现回调(图源:Kumar et al.,2021 |临床和转化医学)

GlyNAC显著提高了老年人的行走速度

为了深入了解细胞谷胱甘肽水平升高和氧化应激减少对机体的影响,研究人员还考察了老年人的步行速度和握力。结果发现,口服GlyNAC显著提高了老年人的行走速度,甚至能使之和年轻人的表现相当。同时,GlyNAC还提高了老年人的手部握力和力量训练能力。然而,和细胞水平趋势一致的是,在24周停止GlyNAC补充后,老年人身体的各项运动指标均出现了减弱的情况。

老年人的认知退化同样是研究人员的关注重点之一。他们发现,试验开始前老年人组对比年轻人组,老年人组的认知功能的得分相当低。然而,口服GlyNAC 24周后,老年人组的认知功能评分被大幅改善,认知障碍也减轻了,表明GlyNAC能改善老年人的认知能力。

图4  GlyNAC可改善老年人认知能力 注:TMT-B(Trail making test B,执行功能连线测试)是常见的阿尔兹海默症的诊断心理工具之一,耗时越长越可能有痴呆倾向。左图显示,老年人耗时明显较年轻人组长,但服用GlyNAC后耗时得以改善。右图,血浆中的BDNF(一种认知标记物,认知障碍越严重越低)在补充GlyNAC后明显上升,但同其他认知指标类似,24周停止服用后均有所回调。(图源:Kumar et al., 2021 |临床和转化医学)

在人口老龄化压力愈发加剧的今天,这项研究成果为GlyNAC的应用提供了临床依据,也提供了一种安全有效、切实可行的抗衰老新策略。研究人员也计划下一步收纳更多的临床志愿者,开展更大规模的GlyNAC临床试验。这也给所有老年人留下了一扇畅想未来的窗口,拥有高质量晚年的愿望或将很快实现。

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