衰老學說

衰老學說的綜述

衰老學說
衰老理論和衰老學說無論是英漢詞典還是漢英詞典，“理論”和“學說”的英文釋義都是“Theory”，這說明理論和學說在英文語境中沒有明顯的差異。與英文不同，中文語境中理論等同於真理；學說則相等於假設。因此，用中文評價衰老說，就應當區分理論和學說兩種類型。本文嘗試以理論和學說為兩極，理性分析現在流行的各種衰老學說，希望能折射它們在這一直線座標系的相對位置及其到達理論頂點的“距離”。
衰老學說概述
自19世紀末套用實驗方法研究衰老以來，先後提出的學說不下數十種，有些學說已被否定（如大腸中毒說），近年來比較流行的有代表性的學說大致有：程式衰老說、密碼子限制說、DNA修復缺陷說、生物分子自然交聯學說、免疫機能退化說、大分子交聯說、神經內分泌學說、體細胞突變學說、自由基學說、交聯學說、生物鐘學說、基因調節學說（細胞分裂速度逐漸減慢最終停止說）、剩餘信息學說、衰老的免疫學說、端粒學說、基因阻遏平衡論等十幾種。
毫無疑問，這些學說的許多觀點是正確的，由於生命過程太過繁雜，研究者的觀察角度不同、位置不同以及研究方法的不同，得出的結果就會不同，準確程度也就不同。就象飲水思源，長江的源頭在哪裡？雖然模糊了幾千年，直到1978年才得出至今仍存爭議的沱沱河，即使沱沱河就是長江源頭，那么匯聚成沱沱河源頭的山澗哪一條最長？離長江出口最遠的一股泉水出自長江上游的哪一條山溝！至此，我想傳統意義的飲水思源到此可以為止了；如果要尋找更深層次的源頭，應該還可以追溯到某個山頂的某一顆樹，那么這樹上的水又是哪裡來的呢？於是會追溯到某一團雲彩，會追溯到生成這一團雲彩的是某某水，會追溯到水的物理循環、水的理化性質。這許多因素中對我們飲水思源最重要的是什麼呢？從社會層面說我們應該飲水不忘挖井人，從更深層次我們應該感謝自然界賦予水的自然屬性，是水的理化性質和自然環境以及地形地貌、萬有引力等多種因素的相互作用，才得以形成清澈的山泉，匯聚成奔騰的長江，周而復始，永不枯竭。雖然我們不希望把衰老的原因描述成一個哲學問題，但是讓我們帶著哲學的思維方式來探討這個問題是必須的，在飲水思源的例子中，長江之水永不枯竭的原因有多種，但最核心的原因還是水的自然屬性，正所謂外因通過內因起作用。生物的衰老也是如此，有很多種衰老的原因：有內在的原因、也有外在的原因。因此，一切有意義的衰老學說所證明的原因應該也不會超出內因和外因這樣兩種類型，內因是本質性的是由生物分子的自然屬性所致，外因是環境因素包括一些有關的自然規律。只有內在的衰老原因才能說明生命的全過程併合理地解釋所有正確的衰老學說。水在地球的自然環境和萬有引力定律的作用下形成奔騰不息的河流，鐵和銅等其他物質卻不能！可以充分說明內因的重要性和關鍵性。因此，儘管衰老原因或者衰老學說有很多種，我們應該研究它是否內因性和是否關鍵性！是否能把其它原因和正確的衰老學說合理地“串”起來。以下對幾個重要的學說進行分析。
衰老學說研究
根據以上觀點可以將衰老學說分為內因驅動和非內因驅動兩種類型，這種劃分實際上可以將兩種類型作為一條直線座標的兩極，各種衰老學說將依據其內因所占的比重分布在這一直線座標的相應位置。毫無疑問，內因是深層次的原因，越是“內因”的越有可能接近衰老原因的本質和核心，也就是說，在直線座標系中，越接近內因極點的衰老學說越可能接近衰老的本來面目。
我們認為，生物分子自然交聯學說、交聯說和大分子交聯說是比較典型的內因驅動型衰老學說；自由基學說則是比較典型的非內因驅動型學說，它把環境的因素作為衰老的主要動力；程式衰老說及免疫機能退化說等也可以劃入非內因驅動一類，它們大多把衰老過程的一些現象或衰老的中間環節作為衰老的原因提出來並加以論證。在上述的內因驅動型的三個學說中，都強調分子交聯是生物衰老的主要原因，從各方面看，其中比較完善的是生物分子自然交聯學說，在生物分子自然交聯學說的相關論文中是這樣描述的，生物分子的自然交聯是一種自然運動，它與其它的物質運動具有相同的一面。在自然界，各種無機物總是以相對穩定的形式存在，這種穩定形式就象天體運動一樣，是遵循一定的自然規律經過漫長的相互作用和演化達成某種平衡而穩定的一種狀態。這種狀態和現象的普遍性說明各種物質都具有使自身與環境達成平衡而穩定的一種趨勢，生物分子的自然交聯就是這一趨勢在有機生物界的反映。
顯而易見，生物分子自然交聯學說用生物的衰老運動引證了生物分子的自然運動，用生物分子的自然運動提出並引證了自然界的萬有趨衡規律，所謂萬有趨衡規律，就是首次出現在生物分子自然交聯學說有關論文中的一種思想，即：在任一體系（包括自然的和人為的）中，各種物質都具有使自身與所處環境達成平衡而穩定的一種趨勢，當一個平衡被打破即意味一個新的平衡又開始，當一個小體系的平衡被打破即意味一個大體系的趨衡又開始。我們觀察自然界的任何事物，無一不遵循這樣一種萬有趨衡規律，如：化學反應總是向生成較穩定的物質或達成平衡的方向進行；天體運動也是在各種力量逐漸平衡後才形成現有的相對穩定的體系。地球的地殼運動、地震是地球應力趨衡的一種表現，從地球形成到現在，由大陸的劇烈漂移到現在的偶發地震，是一個逐漸平衡逐漸穩定的過程，人類對地球應力破壞的積累，也許是地球地震頻發的原因。也許可以毫不誇張地說，萬有趨衡規律是最基本的自然規律之一，自然界的一切行為和一切現象也許就是無數種各自趨衡、反覆趨衡和整體趨衡的外在表現。溫度在介質中的傳遞直至達成平衡，也可映證這樣一種思想。因此，體系是否達成平衡可以從溫度、力學、相對化學活性、生物學因素等幾個對平衡有著重大影響的主要方面加以衡量。
生物體作為一個相對獨立的體系，各種生物分子是這一體系中的主要物質，從物質層面來說生物分子上的活潑基團的化學活性具有與其他活潑基團反應使雙方活性趨零而平衡的一種趨勢。因此，活潑基團之間的反應隨著時間推移使生物分子間鍵能增加，即進行性自然交聯，逐漸高分子化，生物分子上的活潑基團也相應減少直至喪失。這種變化使生物分子的生物學活性逐漸減低直至消失。生物分子保持一定的生物活性是各種生命體維持生命活力的分子基礎，所以生物分子萬有趨衡作用的最終結果是生物分子漸進性失去生物學活性使生物體衰老死亡，死亡生物體的相對獨立體系被打破，其物質進入一個較大體系進行新的趨衡作用。這種衰老學說的主要外因是萬有趨衡規律，內因是生物分子在外因作用下的進行性自然交聯，因而稱為生物分子自然交聯學說，是由我國學者張先凡先生於一九九七年提出的。
自然交聯學說及其對經典生命難題的解釋
生物分子自然交聯學說是一個闡述生物生長、發育、衰老及其分子機理和相互關係的學說。由我國科技工作者張先凡先生提出，其闡述這一學說的主要論文“試論生物表型變化與分子交聯”發表於《生物科學進展》1997年第一卷第一期，此後曾參加1998年第十八屆國際遺傳學大會。
衰老的“生物分子自然交聯學說”認為：生物衰老的根本原因是各種生物大分子中化學活潑基團相互作用而導致的進行性分子交聯。該學說在論證生物體衰老的分子機制時指出：生物體是一個不穩定的化學體系，屬於耗散結構。體系中各種生物分子具有大量的活潑基團，它們必然相互作用發生化學反應使生物分子緩慢交聯以趨向化學活性的穩定。而隨著時間的推移，交聯程度不斷增加，生物分子的活潑基團不斷消耗減少，原有的分子結構逐漸改變，這些變化的積累會使生物組織逐漸出現衰老現象。基因DNA的這些變化一方面可能會表達出不同活性甚至作用徹底改變的基因產物，另一方面還會影響ＲＮＡ聚合酶的識別結合，從而影響轉錄活性，表現出基因的轉錄活性有次序地逐漸喪失，促使細胞、組織發生進行性和規律性的表型變化乃至衰老死亡。生物分子自然交聯說論證生物衰老的分子機制的基本論點可歸納如下：其一，各種生物分子不是一成不變的，而是隨著時間推移按一定自然模式發生進行性自然交聯。其二，進行性自然交聯使生物分子緩慢聯結，分子間鍵能不斷增加，逐漸高分子化，溶解度和膨潤能力逐漸降低和喪失，其表型特徵是細胞和組織出現老態。其三，進行性自然交聯導致基因的有序失活，使細胞按特定模式生長分化，使生物體表現出程式化和模式化生長、發育、衰老以至死亡的動態變化歷程。
1細胞分化和腫瘤起源
前面談到由於分子交聯，基因會逐漸失活。根據有機化學可知，分子交聯速度決定於各分子的化學活性、架構以及環境化學的影響，不同DNA分子化學活性的差異，使基因失活具有了特定的先後次序，這種次序在一定條件下還會受環境化學影響而改變成另外一種或幾種失活次序。基因按不同次序失活的細胞，各階段活性基因的組合不同，這就是細胞分化。細胞按一定方向和一定種類分化是基因與生物體環境相互作用按一定次序交聯失活的結果。當細胞在自身遺傳因素或其他如化學藥物、病毒、大劑量高能幅射的作用下，基因原有的失活次序會受到干擾而改變，如果這種改變使某些必需基因提前失活便會產生對機體有害的影響而發生疾病，如愛滋病和許多分子病都可以用這種觀點來解釋。我們認為腫瘤的起源是抑制細胞增殖的基因比促進細胞增殖的基因先失活的結果，認為這兩類基因是高等生物基因的正常組分。在正常的自然交聯模式中，總是促進細胞增殖的基因比抑制細胞增殖的基因先失活，這種正常次序使細胞在分化的同時表現出分裂增殖逐漸減慢直至停止的效應。如果這種次序倒過來，則促進增殖的基因失去應有拮抗使相應細胞呈現出過度的生長和增殖，過度的生長和增殖破壞了細胞的發育模式和正常的形態特徵，出現腫瘤的表型產生致癌作用。根據這種見解，抗癌基因的缺失或喪失原有功能的突變具有相同的生物學效應，這是致癌因素多元化的內在原因。
2生物的衰老和不老的生物
在高等生物中，細胞內基因DNA按不同次序交聯失活，是為細胞分化，這樣循序漸進，失活分子必然全部取代活性分子並發生相應的表型變化，是為細胞衰老，衰老導致死亡。這是分子交聯與細胞分化、衰老死亡的內在聯繫。在自然界，高等生物細胞都會逐漸地衰老和死亡;而大多數單細胞原核生物具有無止盡地分裂和增殖的無限生命力，可謂“不老的生物”。這兩種不同的生命現象用過去的理論是難以解釋的。根據交聯說的原理，生物細胞的壽命與其分裂增殖的速度可能有一定的關聯，因為在一定的自然環境中每種生物分子的交聯速度是一定的，如果細胞不分裂或者分裂緩慢，那么交聯失活的分子就不能有效地分散和稀釋而在細胞中積累使其比值逐漸增高，結果使細胞分化，衰老和死亡。當細胞分裂增殖的速度快過分子交聯失活的積累速度時，交聯失活的分子被細胞分裂有效地分散在各子細胞中，失活分子的比值就永遠不會增加，細胞也就永遠保持原有的生命活力而不衰老。自然界的大多數單細胞原核生物具有高速分裂增殖的特性，這是它們不具備有性生殖能力仍能永遠延續的必要條件。就高等真核細胞而言，因生物分子含量高，單位時間內交聯失活的生物分子很多，只有在一定的條件下，當真核細胞的分裂速度達到一定高度使細胞內失活分子的比例始終保持在某一限度以下時，細胞生命才能表現出無限地延長的特徵，例如幾種永久性瘤細胞株（HeLa，Land-Schutz及Jijoye）已經繁殖了許多年而沒有生命延緩的證據［4］。遺憾的是這種高速分裂雖然延長了細胞生命，但它損害了真核細胞中生物分子的交在線上制及其自然模式，阻斷了細胞的分化和成熟，反而會導致嚴重問題使生物體壽命縮短。分化是趨向衰老和死亡的過程，“分化”和“永恆”是一對不可調和的矛盾，它揭示了具有高度細胞分化的生物個體是不可能永久地存活的。種的延續必須由特殊的過程（生殖）來完成。
生物分子自然交聯學說與其他衰老學說
1生物分子自然交聯學說與自由基學說
可以肯定，自由基是衰老的一個原因，但自由基學說片面地把自由基定義為衰老的根本原因，於是同許多的生命現象發生了矛盾；而生物分子自然交聯學說認為自由基是衰老的一個輔助原因，它能夠加速生物分子的自然交聯參與衰老過程是衰老的一個重要的外因。
2生物分子自然交聯學說與程式衰老學說
衰老過程具有程式化特徵，程式衰老說把衰老過程中表現出來的這種程式化現象作為一種衰老的原因提出來；而生物分子自然交聯學說認為衰老的程式化現象是生物衰老過程中生物分子自然交聯的有序推進的外在表現。
３　生物分子自然交聯學說與生物鐘學說
生物鐘學說認為衰老是由遺傳程式控制的，但是該學說並沒有證明這種遺傳程式是什麼！其實這種遺傳程式就是生物分子自然交聯學說所證明的生物分子隨著時間推移進行性自然交聯表現出來的程式化衰老現象。
４　生物分子自然交聯學說與差誤成災學說
差誤成災學說最核心的觀點是生物分子差誤的積累隨著時間推移不斷增多，這種分子差誤是什麼呢？用生物分子自然交聯學說的進行性自然交聯來解釋是很適合的。
５　生物分子自然交聯聯學說與神經內分泌學說
神經內分泌學說認為衰老是由於激素缺乏或靶細胞受體缺陷而導致衰老，而導致激素缺乏或靶細胞受體缺陷的原因是什麼？這不正是生物分子自然交聯學說論證的生物分子進行性自然交聯的必然結果嗎？
6生物分子自然交聯學說與免疫機能退化說
免疫機能退化說認為衰老是由於機體免疫力衰退所引起；生物分子自然交聯學說則可以闡釋為生物分子的進行性自然交聯導致機體免疫力衰退、免疫細胞減少，進行性自然交聯還可以導致機體產生異常蛋白髮生自身免疫疾病。
７　DNA修復缺陷說
DNA修復缺陷說認為基因的損傷不能及時有效地修復，從而導致衰老，這種DNA損傷自然不能排除生物分子進行性自然交聯導致的DNA活性喪失。隨著年齡增長不斷增多的失活DNA即使再好的修復機制也是無能為力的。無疑是生物體必然衰老的一個原因。
8生物分子自然交聯學說與密碼子限制說
密碼子限制說認為衰老是DNA控制的蛋白質合成受到破壞或組蛋白對基因的抑制所致；組蛋白與基因DNA的進行性自然交聯，可以導致基因的抑制，也可以使DNA控制的蛋白質合成收到破壞。可見所謂的密碼子限制也是生物分子自然交聯的一個側面。
9生物分子自然交聯學說與基因調節學說（細胞分裂速度逐漸減慢最終停止說）
基因調節學說認為衰老是由於生物體分化生長過程中某些基因發生了順序的激活和阻遏，使細胞分裂速度逐漸減慢最終停止。細胞分裂速度為什麼會逐漸減慢最終停止，表面上看是基因按次序激活和阻遏，其實最基本的原因還應當歸結到在生物分子DNA上發生的進行性自然交聯。
10生物分子自然交聯學說與剩餘信息學說
剩餘信息學說認為生物基因可供失活的拷貝數越多，壽命越長。這個學說的核心還是基因失活，失活的分子機制是什麼呢，還是應當歸結到生物分子自然交聯學說的生物分子進行性自然交聯，只是結構基因與調節基因同樣是必然會失活的：就單個常態細胞而言，結構基因完全失活時，細胞的結構已經構建完成，就生殖分生組織而言特殊的分裂方式就象生物分子自然交聯學說中生物的衰老和不老的生物所描述的一樣，這些組織的細胞才得以保持足夠的活性基因。
11生物分子自然交聯學說與衰老的免疫學說
衰老的免疫學說可以分為兩種觀點：第一，免疫功能的衰老是造成機體衰老的原因；第二，自身免疫學說認為自身免疫在導致衰老的過程中起著決定性的作用。
其實，自身免疫隨著年齡的增長而增強，也是一種衰老的表現。這裡把它歸結成衰老的原因。那么，自身免疫隨著年齡增長而增強的原因是什麼！引起免疫功能衰老的原因又是什麼！只有把它們歸結到生物分子的自然交聯，生物分子自然交聯可以導致機體衰老包括免疫功能的衰老，同時自然交聯導致的生物分子高分子化還會引起自身免疫疾病增加或者免疫功能的異常。
12生物分子自然交聯學說與端粒學說
端粒學說認為細胞在每次分裂過程中都會由於DNA聚合酶功能障礙而不能完全複製它們的染色體，因此最後複製DNA序列可能會丟失，最終造成細胞衰老死亡。
但是許多問題用端粒學說不能解釋。例如，端粒長度由端粒酶控制，那何種因素控制端粒酶呢？生殖細胞內端粒酶活性較高，為什麼體細胞中沒有較高的端粒酶活性？生物分子自然交聯學說可以解釋這些問題：生物分子自然交聯不僅可以引起DNA的可複製性下降，還可以引起DNA聚合酶的進行性功能障礙。而生殖細胞內端粒酶活性較高的原因在生物分子自然交聯學說之生物的衰老和不老的生物一節中已經有很好的解釋，這裡不再重複。
13生物分子自然交聯學說與基因阻遏平衡論
基因阻遏平衡論認為：上級基因啟動下級基因，然後上級基因失活，一環扣一環直到全部基因失活。就象在寂靜池水中丟入石子激起的波，一波推動一波，最後達到寂靜和平衡，就是衰老。這是個美好的學說，如果把生物分子進行性自然交聯作為其進行性基因失活的分子機制就更有說服力了。
14生物分子自然交聯學說與其他交聯學說
交聯說和大分子交聯說與生物分子自然交聯學說的基本論點是一致的，這說明“英雄”所見略同。但生物分子自然交聯學說在分子交聯的動力、分子交聯的自然機制、對各種生命疑難問題的解釋以及學說的完整性和科學性所達到的高度是其他學說難以達到的。
其他衰老學說簡介
程式衰老說認為動物種屬最高壽限是由某種遺傳程式規定的，機體衰老現象也是按這種程式先後表現出來的，即在同一種屬內不同個體的壽限在一定程度上也由遺傳程式決定，因此可通過育種建立有一定壽限的品系。前述培養細胞傳代次數有限，且年輕供體的細胞培養代數多於來自年老供體者，這類事實支持了程式衰老說。此外，老幼不同代培養細胞以核或質互換後雜交細胞壽限與供核細胞的壽限一致，證明控制代齡極限的因素（可稱之為“衰老鍾”），位於胞核內，至於胞核如何控制衰老又有各種推測，例如密碼子限制說、DNA修復缺陷說、錯誤災難說等。
密碼子限制說認為衰老時DNA控制的蛋白質合成受到破壞，可能由於轉移核糖核酸（tRNA）的功能受到干擾，使密碼無法進行轉譯，干擾的來源在於tRNA合成酶的改變，或組蛋白對基因的抑制。
DNA修復缺陷說認為基因的損傷不能及時有效地修復，會導致衰老。根據實驗得知哺乳類中長壽動物的DNA修復系統確實比短壽動物的DNA修復系統更為有效。這也反映了壽命的進化。
大分子交聯說隨年齡增長，對生命重要的大分子有交聯增多傾向，或在同種分子間或在不同分子間都可能產生交聯鍵從而改變了分子理化特性，使之不能正常發揮功能。細胞外的膠原蛋白進行交聯已如前述，此說則構想胞內大分子如核酸、蛋白質也會進行交聯，但迄今在體內還未見證實。把交聯視為衰老的原發性因素也只是一種推測，然而這畢竟是研究衰老中值得探索的一個途徑。
免疫機能退化說認為免疫機能退化是導致衰老的重要因素。如老年人T淋巴細胞數比年輕人少，B淋巴細胞製造抗體能力下降，胸腺激素分泌也減少，其綜合效應便是使老年人對疾病的感染率上升，特別是自身抗體的產生引起各種自體免疫病，如類風濕關節炎，紅斑狼瘡等，表明免疫識別功能的紊亂，目前雖不能確知免疫與全身性衰老過程的內在聯繫，但有些事實，如以細胞移植使老年動物免疫能力加強，且延長壽命，表明免疫學在衰老研究中也是一個不容忽視的領域。
神經內分泌學說認為激發各種生理功能的信息在衰老中有重要作用。信息來源不外內分泌與神經，早在19世紀就有一種理論強調衰老源於性激素的缺乏，性腺移植成為風靡一時的復壯手術。其實衰老未必源於激素的缺乏，而可能是各種激素的平衡失調所致，維持激素平衡有賴於神經內分泌的反饋機理，衰老個體對反饋的敏感性下降，有人認為反饋的中心在下丘腦，這裡接受反饋信息，然後轉為激素反應，觸發機體的生長、成熟和衰老。因此認為在下丘腦有所謂“衰老鍾”，實驗證明給老年性周期停止的雌鼠注射刺激下丘腦神經分泌的化學物質——左旋多巴則可恢復生殖周期，反映了老年下丘腦神經遞質兒茶酚胺的缺陷。
另一方面也有人認為不是激素本身而是靶細胞上的受體缺陷導致衰老，例如有些激素調控細胞對營養物的吸收與代謝，它們的受體在衰老時顯著減少以致老年人對營養的利用能力下降。
神經內分泌說涉及激素與神經遞質作用的許多方面，現代的實驗根據還是有限的。
自由基學說衰老的自由基學說是DenhamHarman在1956年提出的，認為衰老過程中的退行性變化是由於細胞正常代謝過程中產生的自由基的有害作用造成的。生物體的衰老過程是機體的組織細胞不斷產生的自由基積累結果，自由基可以引起DNA損傷從而導致突變，誘發腫瘤形成。自由基是正常代謝的中間產物，其反應能力很強，可使細胞中的多種物質發生氧化，損害生物膜。還能夠使蛋白質、核酸等大分子交聯，影響其正常功能。
支持該學說的證據主要來自一些體內和體外實驗。包括種間比較、飲食限制、與年齡相關的氧化壓力現象測定、給予動物抗氧化飲食和藥物處理；體外實驗主要包括對體外二倍體成纖維細胞氧壓力與代謝作用的觀察、氧壓力與倍增能力及抗氧化劑對細胞壽命的影響等。該學說的觀點可以對一些實驗現象加以解釋如：自由基抑制劑及抗氧化劑可以延長細胞和動物的壽命。體內自由基防禦能力隨年齡的增長而減弱。脊椎動物壽命長的，體內的氧自由基產率低。但是，自由基學說尚未提出自由基氧化反應及其產物是引發衰老直接原因的實驗依據，也沒有說明什麼因子導致老年人自由基清除能力下降，為什麼轉化細胞可以不衰老，生殖細胞何以能世代相傳維持種系存在這些問題。而且，自由基是新陳代謝的次級產物，不大可能是衰老的原發性原因。
交聯學說該學說由Bjorksten於1963年提出的，後經Verzar加以發展。其主要論點是：機體中蛋白質，核酸等大分子可以通過共價交叉結合，形成巨大分子。這些巨大分子難以酶解，堆積在細胞內，干擾細胞的正常功能。這種交聯反應可發生於細胞核DNA上，也可以發生在細胞外的蛋白膠原纖維中。目前有一些證據支持交聯學說。皮膚膠原的可提取性以及膠原酶對其消化作用隨增齡降低，而其熱穩定性和抗張強度則隨年齡的增高而增強了；大鼠尾腱上的條紋數目及所具備的熱收縮力隨年齡的增高而增加，溶解度卻隨年齡增高而降低。這些結果表明，在年老時膠原的多肽鏈發生了交聯，並日益增多。該學說與自由基學說有類似之處，亦不能說明衰老發生的根本機制。
差誤成災學說差誤成災學說是由Orgel明確提出的，認為在DNA複製，轉錄和翻譯中發生誤差，這種誤差可以不斷擴大，造成細胞衰老、死亡。如DNA轉錄mRNA的過程發生微小的差異，帶有該微小差異的mRNA會翻譯出進一步偏離的蛋白質，該蛋白質如果屬於DNA聚合酶會合成差異程度更大的DNA，這樣的差錯經過每一次信息傳遞都擴大一些，形成惡性循環，使細胞內積累許多差錯分子造成災難，細胞正常功能不能發揮，致使細胞衰老、死亡。
對於這種假說，已有大量的研究和報導，各抒己見，褒貶不一。Lewis和Tarrant發表了他們認為支持該學說的資料：合成生物大分子所需的酶存在年齡依賴性變化，如小鼠肝DNA多聚酶、人體成纖維細胞DNA多聚酶合成的正確性都隨著年齡的增加而降低；同時DNA的修復速度也下降。
然而，與之不符的結果有在亞致死濃度的胺基酸類似物中生長的二倍體細胞壽命並不縮短。假如衰老是因為蛋白質合成時的差錯引起的，那么在上述不利的情況下，能夠加快這一過程的因素將會縮短培養細胞的壽命，事實卻並非如此。Gupta發現誘變劑連續處理幾個周期並不會縮短體外培養的成纖維細胞的壽命；另外，腫瘤細胞系可以無限制的傳代而保存下來，似乎也與差誤假說不符。
學者們包括Hayflick也對差誤學說提出了疑問，JohnHolland和Hayflick比較了幼年和老年培養細胞中的病毒產生，在病毒致病性、病毒蛋白質組成等方面未觀察到差別，病毒是利用細胞機器來合成蛋白質，這個結果就意味著老年細胞中仍然可以維持這一機器的精確性；另外也未發現老年人和動物體內蛋白質的胺基酸組成與其年輕時有明顯區別。
生物鐘學說又稱為遺傳程式學說，該學說認為衰老是生命周期中已經安排好的程式，它只不過是整個生長與分化過程中的一個方面，每一物種都有一份遺傳上的“時間計畫”，即靠生物鐘或類似的機制按照在大自然進化中生存的利害得失發生。特定的遺傳信息按時激活退變過程，退變過程逐漸展開，最終導致衰老和死亡。
一些學者認為，遺傳程式導致衰老是進化的需要。當個體生存到一定期限而又沒有進化上的益處時，就會開始失去進化力的控制而走向衰老。已有一些細胞學和分子生物學的證據，在生物壽命統計方面也得到了初步驗證。
生物鐘現象在生命的早期表現很明顯，如尾的退化等。在生命的早期退化掉一定的器官和細胞是形體發生的需要。衰老不應該被看作是機體一生中的某個孤立的時期，分化、發育和衰老是同一事件的不同側面。如果衰老發生僅是由於失去進化力的控制，那必然要出現遺傳的多形性，即不衰老的變種，事實上尚未發現有這樣的變種。可以推論的是衰老不是基因控制的主動事件，也可以說不存在程式控制的衰老基因。另外生物鐘學說在分子基礎方面的解釋也不夠。
基因調節學說（細胞分裂速度逐漸減慢最終停止說）　基因調節學說解釋衰老的兩個重要特徵：生物體對環境的適應能力逐漸減退；壽命有種的特徵。該學說認為，衰老是由於在生物體分化生長過程中某些基因發生了有順序的激活和阻遏：負責分化生長期的基因其產物刺激負責生殖期的基因，而生殖期的某些基因產物轉而阻遏分化生長所需的某些基因。連續生殖又可使某些因子耗盡引起某些基因關閉，最終導致功能減退；物種的發育期、生殖期及衰老期的長短取決於被順序地激活和阻遏的若干套特殊的基因，這些時期的持續時間在一定限度內可以改變，並可受內在因素及一些外在因素如營養等影響，於是形成了同一物種不同個體間壽命不盡相同。
分化、發育及生殖、衰老原本是整個生命事件不可分割的階段，將基因孤立劃分為分化生長期和生殖期基因，未必恰當。這些基因各自負責一定時期的功能，兩者的基因產物又互相影響，並影響壽命的長短，這一點解釋不了許多新生期表達的基因在老年時仍然在表達。生殖細胞的不老性也難用該學說來解釋。
剩餘信息學說Medvedev是該學說的主要發起人。在發育成熟的體細胞中，DNA分子中所含遺傳信息僅0.2-0.4%發揮作用，其餘部分則被阻遏。一些確定的基因、作用因子以及DNA分子上的其它區域有著選擇性的重複，表現為剩餘的信息。一個基因的一個拷貝缺陷或失活，其餘拷貝則被激活，直到最後一份拷貝用盡，這時由於缺失某些基因產物，細胞的正常功能就不能很好發揮，導致細胞衰老。Medvedev認為不同物種的壽命有可能是基因順序重複程度的函式。長壽物種應該比短壽物種有更多的剩餘信息。
對不同物種DNA以及rRNA、tRNA研究表明，哺乳動物壽命與基因的重複順序之間並沒有特定的聯繫。但是，少數比較重要的只有幾個拷貝數的基因，如血紅蛋白基因和組蛋白基因，在壽命長短方面應可能起著決定性的作用。為研究這種可能性，有人用DNA•RNA的相關分析率分析不同的哺乳動物的壽命和mRNA重複序列的聯繫，結果顯示它們之間有肯定的聯繫，但由於在分析這組數據中用到的假設太多，結論尚無高度可信性。如果基因的失活只發生於調節基因，而不是結構基因，應說明為何結構基因不易失活。如發生在結構基因則細胞的同種異型標誌則可能隨年齡而發生轉換。但實際上同種異型標誌往往持續終生。另外染色體的多少，每個細胞的DNA含量與動物壽命無明確的關係。如蝗蟲DNA含量可達19uug/核，而人僅為7.3uug/核，然而人的壽命比蝗蟲長得多。
衰老的免疫學說衰老的免疫學說可以分為兩種觀點：第一，免疫功能的衰老是造成機體衰老的原因；第二，自身免疫學說，認為與自身抗體有關的自身免疫在導致衰老的過程中起著決定性的作用。衰老並非是細胞死亡和脫落的被動過程，而是最為積極地自身破壞過程。
從衰老的免疫學說可以看出免疫功能的強弱似乎與個體的壽命息息相關，迄今的研究表明機體在衰老的過程中確實伴有免疫功能的重要改變：
1、個體水平伴隨衰老免疫功能改變的特點是對外源性抗原的免疫應答降低，而對自身抗原免疫應答增強。據Whittingham報告，用抗原免疫後，老年人抗體效價比年輕人呈現有意義下降。此外隨衰老自身抗體的檢出率升高。細胞免疫也隨增齡而降低。
2、器官、組織水平人類的胸腺出生後隨著年齡的增長逐漸變大，13-14歲時達到頂峰，之後開始萎縮，功能退化，25歲以後明顯縮小。新生動物切除胸腺後即喪失免疫功能，年輕動物切除胸腺後，免疫功能逐漸衰退，抗體形成及移植物抗宿主反應下降。
3、細胞、分子水平老年動物和人的T細胞功能下降，數量也減少。隨年齡的增長，機體對有絲分裂原刀豆蛋白A（conA）、植物血凝素（PHA）及抗CD3抗體的增殖反應能力下降。這是衰老的免疫學特徵之一。伴隨老化，細胞因子的分泌有明顯的改變。在T細胞的增殖中IL-2的產生和IL-2受體的出現是很重要的，老年人IL-2產生減少，IL-2受體，特別是高親和性受體的出現亦減少。
自身免疫觀點認為免疫系統任何水平上的失控都可以導致自身免疫反應的過高表達，也從而表現出許多衰老加速的證據。
免疫系統控制衰老也有許多相反的證據。小鼠中有一種長命的近交品系—C57BL/6，它的抗核抗體的比例及胸腺細胞毒抗體的含量相對較高，但未顯示較高程度的免疫病理損傷。裸鼠是一種先天性無胸腺無毛綜合症的小鼠，其T細胞免疫功能極度缺乏，以至於可以接受同種異體甚至異種移植物，這種小鼠如果飼養在普通條件下可致早期死亡，但是在無菌條件下飼養其壽命不低於正常鼠。如果在通常的飼養條件下切除新生小鼠的胸腺，死於3月齡左右，若將其置於無菌的環境中，大多數可以活得更長久。可見免疫系統雖然對生存期可以產生影響，但並非決定因素。免疫學說將免疫系統說成是衰老的領步者及根本原因所在，然而至今尚無明顯的理由說明免疫系統隨齡退化的原因，免疫系統的增齡改變也均是衰老導致的多種效應的表現，應該視為整體衰老的一部分，而不是衰老的始動原因。
端粒學說端粒學說由Olovnikov提出，認為細胞在每次分裂過程中都會由於DNA聚合酶功能障礙而不能完全複製它們的染色體，因此最後複製DNA序列可能會丟失，最終造成細胞衰老死亡。
端粒是真核生物染色體末端由許多簡單重複序列和相關蛋白組成的複合結構，具有維持染色體結構完整性和解決其末端複製難題的作用。端粒酶是一種逆轉錄酶，由RNA和蛋白質組成，是以自身RNA為模板，合成端粒重複序列，加到新合成DNA鏈末端。在人體內端粒酶出現在大多數的胚胎組織、生殖細胞、炎性細胞、更新組織的增生細胞以及腫瘤細胞中。正因如此，細胞每有絲分裂一次，就有一段端粒序列丟失，當端粒長度縮短到一定程度，會使細胞停止分裂，導致衰老與死亡。
大量實驗說明端粒、端粒酶活性與細胞衰老及永生有著一定的聯繫。第一個提供衰老細胞中端粒縮短的直接證據是來自對體外培養成纖維細胞的觀察，通過對不同年齡供體成纖維細胞端粒長度與年齡及有絲分裂能力的關係觀察到隨著增齡，端粒的長度逐漸變短，有絲分裂的能力明顯漸漸變弱；Hastie發現結腸端粒限制性片段的長度隨供體年齡增加逐漸縮短，平均每年丟失33bp的重複序列；植物中不完整的染色體在受精作用中得以修復，而不能在已經分化的組織中修復，這在較為高等的真核生物中也證實了體細胞中端粒酶的活性受抑制；精子的端粒要比體細胞長，體細胞缺失端粒酶活性就會逐漸衰老，而生殖細胞系的端粒卻可以維持其長度；轉化細胞能夠通過端粒酶的活性完全複製端粒以得永生。
但是許多問題用端粒學說還不能解釋。體細胞端粒長度與有絲分裂能力呈正比，這一點實驗已經證實了，而不同的體細胞其有絲分裂能力是不盡相同的，胃腸黏膜細胞的分裂增殖速度就比較快，神經細胞分裂的速度就比較慢。曾有人就不同年齡供體角膜內皮細胞的端粒長度進行研究發現角膜內皮細胞內端粒長度長期維持在一個較高的水平，而端粒酶卻不表達。另外，Kippling發現，鼠的端粒比人類長近5-10倍，壽命卻比人類短的多。這些都提示體細胞端粒長度與個體的壽命及不同組織器官的預期壽命並非一致。生殖細胞的端粒酶活性長期維持較高的水平卻不會象腫瘤那樣無限制分裂繁殖；端粒長度由端粒酶控制，那何種因素控制端粒酶呢？生殖細胞內端粒酶活性較高，為什麼體細胞中沒有較高的端粒酶活性。看來端粒的長度縮短是衰老的原因還是結果尚需進一步研究。
基因阻遏平衡論　基因阻遏平衡論認為，生命的過程就象在寂靜池水中丟入石子激起的波，一波推動一波，但是最後都要在寂靜的狀態達到平衡。用最簡單的語句表示基因阻遏平衡論就是：上級基因啟動下級基因，然後上級基因失活，這種過程是多細胞生物衰老和分化的本質。
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開放分類：
科學，生物，衰老