衰老长期以来被认为与一系列生物学过程有关，包括DNA损伤、端粒缩短和线粒体功能障碍。然而，这些理论框架通常描述的是下游后果，而非单一的根本原因。尽管经过数十年的研究，一个核心问题仍然悬而未决：究竟是什么最终决定了不同物种的寿命？越来越多的研究开始关注细胞能量代谢——特别是负责快速生成ATP的通路——并将其视为潜在的关键驱动因素。理解这些代谢变化如何随时间推移而发生，以及它们如何影响生存、再生和疾病，仍然是衰老生物学领域的一项重大挑战。
《美国衰老》第 18 卷发表的一项新的研究观点引入了衰老生物学中的一个统一概念，题为“糖酵解 ATP 产量的下降是限制寿命的基本机制；随着时间的推移，具有最佳下降速率的物种得以生存”。
该研究由第一作者兼通讯作者田口明彦和共同作者冲中由香领导，他们均来自日本兵库县神户市生物医学研究与创新基金会再生医学研究部，并与德国汉堡弗劳恩霍夫转化医学与药理学研究所的卡斯滕·克劳森和谢拉兹·古尔合作完成。
衰老生物学中的一个新概念
作者认为，衰老并非仅仅是累积损伤的结果，而是糖酵解途径ATP生成量的逐渐下降才是物种衰老的核心机制。糖酵解在满足快速能量需求、细胞分裂、DNA修复和线粒体维持方面发挥着至关重要的作用。因此，随着时间的推移，该途径的减弱可能直接导致许多与衰老相关的机能衰退。
从进化角度看寿命
作者提出了一个简单但令人信服的假设：糖酵解 ATP 产量下降速率达到最优的物种更有可能通过自然选择而生存下来。
在食物资源有限的环境中，通过转向氧化代谢来提高能量效率，可能带来生存优势。虽然这种适应可能对整个物种有利，但随着时间的推移，也可能导致细胞修复能力和再生潜力的下降。
将代谢与衰老表型联系起来
糖酵解产生的ATP速度比氧化磷酸化快约100倍，对高需求细胞过程至关重要。随着年龄增长，糖酵解活性下降与组织修复受损、细胞更新减慢以及对压力的敏感性增加有关。相反，维持高糖酵解活性的细胞——例如癌细胞——表现出持续增殖和延长存活期，这凸显了代谢在决定细胞寿命方面的核心作用。
解释不同物种寿命差异的原因
综上所述，这一框架或许有助于解释一些长期存在的现象，包括物种间寿命的巨大差异、大多数生物体并不具备生物学意义上的永生，以及某些物种（例如裸鼹鼠）的超长寿命。作者认为，糖酵解衰退速率的差异可能是造成这些生物学差异的根本原因。
对衰老和疾病的影响
作者还指出，糖酵解活性降低与多种年龄相关疾病有关，包括神经退行性疾病、慢性肾病和肌肉减少症。实验和临床研究的证据表明，增强糖酵解可能有助于维持细胞功能并延缓疾病进展，这支持了该代谢框架的重要性。
未来方向
尽管这项研究主要停留在概念层面，但它为衰老和长寿的研究开辟了新的方向。通过代谢、遗传或细胞层面的方法靶向糖酵解途径，可能是一种促进健康老龄化的有效策略。未来还需要开展更多研究，以确定如何将这些发现转化为安全有效的治疗干预措施。