細胞的更新毋庸置疑，但是從邏輯上來說，這就出現(xiàn)了一個問題——既然差不多每7年我們每個人都煥然一新，那為什么人還會衰老呢？既然人體老舊的細胞都會被新的細胞來代替，那么邏輯上來說人似乎更應(yīng)該永生不老才對，就像一輛更換了所有部件的舊車，或者換掉最后一塊木板的“忒修斯之船”。關(guān)于這個問題就涉及到細胞的復(fù)制與分裂的“海夫利克極限”問題了。
細胞的更新大體上是一個逐漸衰老，然后凋亡，再由吞噬細胞吞噬排除體外，最后由有絲分裂產(chǎn)生新的這樣一個過程。人體每天有許多細胞在衰老、死亡，如一個體重70千克的成人，每天衰老、死亡的細胞約為2×1011個，這些細胞就需要適時更新。1965年美國微生物學(xué)家海夫利克發(fā)現(xiàn)人體細胞的不能無限分裂，它有一個極限，通過實驗她認為是“56”次。換言之，似乎在細胞內(nèi)部有一部時鐘，由它來決定細胞何時停止分裂，從而使機體進入衰老，這個極限就叫做“海夫利克極限”。醫(yī)學(xué)界認為這個極限很可能就是導(dǎo)致我們身體衰老、死亡的原因，而“56”次也就是人體細胞自行分裂，維系身體新陳代謝周期的極限。
那么這個極限又是如何產(chǎn)生的呢？答案是端粒。1975年美國人伊麗莎白·布萊克本發(fā)現(xiàn)染色體的末端的DNA結(jié)構(gòu)，似乎像帽子一樣保護著染色體的兩頭。它的主要任務(wù)是保持染色體的完整性，它的長短影響著細胞分裂周期，她把它叫做端粒。每次染色體分裂端粒都會損失一小段記作TTAGGG的DNA，沒復(fù)制一次端粒就縮短一點，直至損失殆盡，細胞就衰亡。換句話說，端粒消耗殆盡，染色體末端失去保護，細胞停止分裂，達到了“海夫利克極限”，這就是“末端復(fù)制難題”。
如果來說，人體的衰老是因為細胞分裂更新達到極限，細胞分裂更新之所以有個極限是因為端粒磨損殆盡，那么端粒磨損就是人體衰老的原因了。既然如此，如果我們有辦法修復(fù)磨損的端粒，是不是就可以避免人體衰老呢？答案是可以，不但可以，而且自然界本身就存在這樣的設(shè)計。
1984年一種被命名為端粒酶的蛋白質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，這種蛋白質(zhì)負責(zé)參與合成新的TTAGGG片段，把DNA復(fù)制損失的端粒填補起來，藉由把端粒修復(fù)延長，可以讓端粒不會因細胞分裂而有所損耗，使得細胞分裂的次數(shù)增加。那么如果人類生產(chǎn)使用這種端粒酶是不是就可以長生不老了呢？事情恐怕還沒那么簡單。
一般來說人體細胞中是沒有活性的端粒酶的，只有在造血細胞、干細胞和生殖細胞這些必須不斷分裂的細胞之中，才可以偵測到具有活性的端粒酶，看起來人體似乎對這種酶的控制使用相當(dāng)謹慎，即使有細胞分裂極限導(dǎo)致衰老死亡的情況，也并不沒有進化出使用端粒酶來修復(fù)端粒的功能，現(xiàn)實來看這種謹慎似乎是很有必要的，因為有一種細胞正是因為利用端粒酶的活性而不受“海夫利克極限”的制約，那就是癌細胞。癌細胞正是通過反復(fù)激活端粒酶的活性，讓自己無休無止的分裂，最終形成惡性腫瘤。
目前關(guān)于端粒和端粒酶的研究正是生物及醫(yī)學(xué)研究的最前沿，它們是用以攻克癌癥及揭開人類衰老之謎的鑰匙，研究證明端粒丟失似乎一些心血管病、動脈粥樣硬化等疾病有關(guān)系，也有研究認為抑制端粒酶的活性也許是治療癌癥的新方法。人體有1億億個細胞，這些細胞分為幾百種不同的類型，有線狀的神經(jīng)細胞、盤狀的血紅細胞、桿狀的視覺細胞等等，為了控制這些細胞運作，我們身體內(nèi)活躍著至少20萬種不同類型的蛋白質(zhì)，而我們?nèi)祟悓λ鼈兊牧私夂苌佟苍S不超過2%——如果用數(shù)量來形容，我們?nèi)祟愖约旱纳眢w很大程度上對我們來說還是一個謎。
