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在我们的印象中，不少长寿的动物都有一个共性：慢。以最长寿的脊椎动物格陵兰睡鲨为例，这种能活400岁的鲨鱼终生在冰冷的海水中缓慢游动，体长一年仅仅增长1厘米。此外，从象龟到弓头鲸，很多长寿动物的新陈代谢都较为缓慢。不过，新陈代谢与寿命的关系并不总是如此清晰。例如，不少高代谢率的鸟类能活到50岁以上。相比之下，当我们聚焦在同一个物种的不同个体之间，新陈代谢与寿命之间的关系似乎更加清晰：已经有研究证明，一些降低新陈代谢的手段，例如限制能量摄入，确实能延长个体寿命。但这时，新的问题又出现了。新陈代谢往往与体温变化同步，例如限制小鼠的能量摄入时，新陈代谢变缓，同时小鼠体温也下降了。因此，这些动物的长寿究竟是因为新陈代谢更慢还是体温更低，以往的研究无法分辨。要更清晰地阐述新陈代谢与个体寿命的关系，首先需要区分不同因素的影响。在一项发表于《自然·代谢》杂志的最新研究中，来自中国科学院深圳先进技术研究院、温州大学、聊城大学、英国阿伯丁大学等单位的研究团队通过一个巧妙的设计，使得动物的代谢率与体温向着相反的方向变化，从而区分这两个因素的影响。这项研究指出，相较于降低代谢率，较低的体温对延长寿命的作用更加显著。
在描述动物的生存环境时，有一个热中性区（thermoneutralzone）的概念。这个环境温度区间是代谢的稳定区，动物可以通过传导、对流、辐射和蒸发等散热途径，改变身体的热传导率，以维持体温。在这项研究中，作者分别将两种啮齿类动物（小鼠和黑线仓鼠）放置在其热中性带上限边缘，或略高于上限的环境中（32.5℃）。这时，由于热传导率降低，实验动物的体温升高，同时代谢率下降以减少产热，避免体温过高。因此，动物的体温和代谢率就呈现出相反的变化趋势，这使得研究团队可以进一步分别研究两者的影响。实验结果表明，相比于21℃的生存环境，32.5℃中的实验动物寿命明显下降。以黑线仓鼠为例，32.5℃中的雄性和雌性分别减寿41%和28%。
▲分别在21℃、32.5℃和32.5℃+吹风的环境中，不同动物的寿命情况（图片来源：参考资料[1]）
“我们发现，暴露在这种条件下的啮齿动物寿命缩短了。这时，更低的代谢率没有延长它们的寿命，相反，更高的体温让它们寿命缩短。”论文共同通讯作者，中科院深圳先进技术研究院的John R. Speakman教授说。随后，研究团队用小风扇给这些32.5℃下的啮齿类动物吹风。这时，小鼠和仓鼠的代谢率没有明显变化，但持续的微风增加了热传导率，因此它们的体温下降。在这种条件下，这两种动物的寿命都延长至与21℃时相近的水平。也就是说，随着体温下降，较高的环境温度对个体寿命的不利影响也被消除了。因此，这项研究成功区分出代谢率和体温各自对寿命的影响。这些实验结果共同说明，对于这些动物个体的寿命，体温的影响要比代谢率更加显著。因此，未来关于长寿的研究，或许需要考虑体温这个至关重要的影响因素。在这项研究的基础上，科学家将进一步揭开更加全面、具体的衰老影响机制。论文第一作者及共同通讯作者，温州大学的赵志军教授表示，目前动物衰老与自然死亡的机制尚不清楚，接下来研究团队将在个体的不同年龄段测定体温与代谢率、在更多物种中研究这些因素的影响。封面图来源：123RF
参考资料：
[1] Zhao, Z., Cao, J., Niu, C. et al. Body temperature is a more important modulator of lifespan than metabolic rate in two small mammals. Nat Metab (2022). https://doi.org/10.1038/s42255-022-00545-5
[2] Live fast, die young? or live cold, die old?. Retrieved Mar 14th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/946262
[3] 我校生环学院赵志军课题组在Nature子刊《自然-代谢》发表学术论文. Retrieved Mar 15th, 2022 from http://www.wzu.edu.cn/info/1237/37750.htm
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