新研究发现,极端高温会加速衰老

热量会让你心烦意乱。经过漫长而炎热的一天后,我们感到疲惫和脾气暴躁。

但持续的高温作用远不止于此——它们会让我们衰老得更快。累积热应力会改变我们的表观遗传学– 我们的细胞如何响应环境压力打开或关闭基因开关。

现在最新研究》探讨了极端高温如何影响人类这一紧迫问题。调查结果令人担忧。参与者忍受酷热的日子越多,他们的衰老速度就越快。较长时间的极端高温会使老年人的衰老加速两年多。

随着气候变暖,人类将暴露在越来越多的热量中——我们的身体会通过更快的衰老来应对这些压力。这些发现与澳大利亚尤其相关,那里的热浪是预期的在更温暖的世界中变得更加频繁和强烈。

高温究竟是如何使我们衰老的?

衰老是自然的。但衰老的速度因人而异。在我们一生中,我们的身体会受到压力和冲击的影响。例如,如果我们长时间睡眠不足,我们会衰老更快.

虽然高温会直接使我们生病或死亡,但它也有一条长尾巴。持续发热给我们的身体带来压力并使他们在完成维持生命所需的许多工作时的效率降低。这就是我们所说的加速生物衰老的意思。这种恶化是可能先于疾病和残疾的后期发展。

在基因层面上是什么样子的?你可能认为你的基因在你的一生中不会改变,这大多是真的(除了随机突变)。

但真正改变的是你的基因是如何表达的。也就是说,虽然你的 DNA 保持不变,但你的细胞可以响应压力来关闭或打开它数千个基因中的一些。在任何时候,任何细胞中只有一小部分基因被打开——这意味着它们正忙于制造蛋白质。

这称为表观遗传学.这里最常见和最容易理解的途径称为DNA 甲基化(DNAm) 的 DNA 中。这里的甲基化是指我们的细胞可以用来阻止 DNA 序列激活和产生具有各种功能的蛋白质的一种化学物质。

DNAm 的细胞变化会导致蛋白质或多或少地产生,而蛋白质又可以继续影响生理功能和我们的健康状况。这既可以是坏的,也可以是好的。

热应激可以更改模式其中哪些基因被关闭或打开,这反过来又会影响我们的衰老速度。

严重的热应激可以在细胞中被记住,导致它们随着时间的推移改变其 DNAm 模式。在实验室测试中,效果在豚鼠和老鼠。

迄今为止,许多关于热量如何影响表观遗传学的研究都集中在动物和植物上。在这里,证据很明确——即使是一次极端高温也确实如此已展示对小鼠产生持久的影响。

但只有几项涉及人类的研究,而且研究有限。这就是这项新研究旨在帮助填补的空白。

持续的热量会改变我们的细胞表达基因的方式——加速衰老。(贝里特K/Canva)

研究发现了什么?

南加州大学研究人员的这项研究涉及近 3,700 人,平均年龄为 68 岁。

高温对老年人的影响大于年轻人。随着年龄的增长,我们控制体温的能力会下降,我们对外部压力和冲击的适应能力也会降低。我们还知道极端高温的时期触发一波疾病和死亡浪潮,尤其是在老年人中。

该研究旨在更好地了解人体在短期、中期和长期内暴露于高温下时在生物学水平上会发生什么。

为此,研究人员采集了血液样本并进行了测量表观遗传变化在基因组的数千个位点中,用于计算测量生物年龄的三个时钟,分别是 PcPhenoAge、PCGrimAge 和 DunedinPACE。

衰老是自然的,但衰老的速度可能会发生变化。(巴西工作室/Canva)

然后,他们研究了每个参与者在过去六年(即 2010-16 年)在其地理区域内暴露的热量水平。他们使用美国高温指数来评估高温,包括谨慎(高达 32°C 的天数)、极度小心(32-39°C)和危险(39-51°C)。他们使用回归模型来了解人们的衰老速度比正常衰老速度快多少。

热的影响在三个生物钟中很明显。根据 PCPhenoAge 的数据,在研究的六年期间,长期暴露在高温下使生物年龄增加了 2.48 岁,根据 PCGrimAge 的数据增加了 1.09 岁,根据 DunedinPACE 的数据增加了 0.05 岁。

在研究期间,效果比正常衰老快 2.48 年,正常衰老 1 个日历年等于 1 个生物衰老年。也就是说,他们的身体在六年期间的衰老相当于六年,而是高温可能使他们的身体老化长达 8.48 年。

重要的是,生物钟差异很大,我们还不知道为什么。作者认为,PCPhenoAge 时钟可能捕捉到更广泛的生物衰老,涵盖短期和长期热应激,而其他两种可能对长期热暴露更敏感。

这些研究人员进行研究的方式让我们对他们的发现充满信心——研究样本很大且具有代表性,并且使用热指数而不是空气温度比以前的研究有所改进。

然而,这些发现并没有说明参与者是否在家中装有空调或是否在户外度过了很长时间。

我们需要了解更多。

也许令人惊讶的是,迄今为止,关于高温对人类表观遗传学有什么影响的研究很少。

2020 年,我们进行了系统评价环境如何影响人类表观遗传学的科学。我们只发现了 7 项研究,其中大多数集中在冷而不是热的影响上。

现在我们有这项新的研究,它揭示了高温使我们衰老的程度。

当我们面对更温暖的未来时,我们的表观遗传学将随之改变。要了解如何适应这些变化,或者如果可以的话,在世界某些地区,还有很多工作要做。

徐荣斌,健康与表观遗传学研究员,莫纳什大学李帅, 遗传流行病学副教授,墨尔本大学

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