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神經系統與壽命
人體的神經系統,不只是接收外界資訊,提供下一步行動的規劃方案,與壽命長短、老化狀況也有所關聯。在實驗室裡,針對線蟲、果蠅和小鼠所做的研究,都顯示出破壞某些感官神經元,會影響胰島素調控,進而影響壽命。一起來認識神經系統少為人知的功能。
 
 
美國研究人員發現,只要破壞果蠅的一個氣味受體基因的功能,就會改變新陳代謝模式,進而延長其壽命。
▲美國研究人員發現,只要破壞果蠅的一個氣味受體基因的功能,就會改變新陳代謝模式,進而延長其壽命。
 
我們對於神經系統的功能,有一刻板印象,那就是:神經系統接收環境資訊,提供動物規劃行動方案。但是最近十多年,科學家發現越來越多證據:感官接收到的資訊還有更多用途,例如改變身體的生理平衡、調控老化機制,結果會影響壽命。

例如雌雄同體的線蟲,全身一共有302個神經元。頭部有一對化感器(鼻孔),每一個有12個神經元,其中11個專門偵測化學分子(味覺、嗅覺)另一個對溫度非常敏感。2004年,美國加州大學舊金山校區的研究團隊以雷射破壞線蟲的化感器,就可延長壽命1∕3以上。進一步分析,破壞某些味覺神經元,會減壽;其他則延壽,其機制與胰島素調控有關。破壞嗅覺神經元也會影響壽命,但是涉及另一個機制,與生殖系統有關。他們的結論是:線蟲壽命受神經元偵測到的環境因子的調控。

2007年,美國德州休士頓貝勒醫學院的研究團隊發表果蠅的實驗結果。由於科學家早就發現減少果蠅每日攝取的熱量,可以延壽,貝勒團隊比較實驗組(減熱量組)與對照組的基因組,發現氣味受體基因(推測有62個)受年齡與營養的影響非常大。於是他們想知道食物的氣味(活酵母菌的氣味)對壽命的影響。實驗結果顯示:因限制熱量而延壽的果蠅,要是能聞到活酵母菌的氣味,就會減壽(平均10 %)。要是讓那些果蠅吃酵母菌泥,壽命會進一步縮短。要是破壞氣味受體基因Or83b的功能,即使不限制每日攝取熱量,雌性果蠅的壽命都會延長56 %。雄性延壽的效果較小。總之,破壞這個基因的功能,會改變新陳代謝模式,結果提升抗壓力、延長壽命。

最近,美國密西根大學的團隊研究果蠅的味覺對生理的影響,研究標的是一個偵測水的受體:ppk28。他們發現缺乏這一受體的果蠅,新陳代謝模式會改變,體內累積較多脂肪與水,活得健康、壽命延長。同時,這種果蠅的一個相關的神經內分泌路徑也發生變化,要是直接操縱這一路徑,也能得到健康、長壽的結果。

另一個研究是以小鼠做的。過去學者就發現,小鼠若缺乏偵測辣椒素的痛覺受體TRPV1,即使餵食脂肪含量11 % 的食料,體重比較輕,體脂肪也比較少。現在美國加州大學柏克萊校區講座教授狄林(Andrew Dillin)的研究團隊發現,缺乏TRPV1的小鼠壽命較長,年老後身體的生理指標仍維持年輕時的水準。此外,那些小鼠體內的胰島素調控機制也發生變化,結果是胰島的胰島素分泌不再受神經抑制。(老化的徵狀之一就是胰島素分泌量減少,因而血糖上升。)

參考資料
  1. Waterson, M.J. et al. (2014) Water sensor ppk28 modulates Drosophila lifespan and physiology through AKH signaling. PNAS, 111, 8137 - 8142.
  2. Steculorum, S.M. and J.C. Brüning (2014) Die another day : A painless path to longevity, Cell, 157, 1004 - 1006.
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