《Journal of Avian Biology》：Age-related changes of oxidative status and immune function in a long-lived seabird
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本综述聚焦于衰老的生理机制，在长寿命物种——斯氏鹱中进行研究。研究发现，年长个体相较于年轻个体，具有更高的血抗氧化酶（SOD、GPx、CAT）活性、天然抗体（NAbs）水平和淋巴细胞数量，而DNA损伤和固有免疫细胞效应物水平无年龄差异。这为衰老氧化应激理论提供了支持，并挑战了传统免疫衰老（Immunosenescence）假说，揭示了长寿命物种在维持生理稳态方面的独特适应策略。
摘要
实验室模型研究表明，免疫系统随年龄衰退（免疫衰老）与大分子氧化损伤积累是推动衰老进程的两个关键因素。然而，在自然种群中，尤其是长寿命物种中，衰老的生理基础仍研究不足。本研究以长寿命海鸟——斯氏鹱（Calonectris diomedea）为模型，比较了年轻与年长繁殖个体在产卵期的氧化状态与免疫功能差异，旨在揭示潜在的衰老生理特征。
引言
在自然界，衰老研究长期集中于生存与繁殖的进化框架，其细胞与分子生理机制有待深入。其中，氧化应激与免疫衰老被认为是驱动生理衰老的核心机制。氧化应激源于活性氧（ROS）与抗氧化防御失衡，导致细胞成分损伤。根据衰老的氧化应激理论，氧化应激会随年龄增长而加剧。免疫衰老则指免疫功能随年龄衰退，常伴随低度慢性炎症（炎性衰老）。两者相互关联，构成复杂的衰老网络。长寿命物种因其缓慢的衰老速率，可能拥有独特的生理适应。现有研究在长寿命鸟类中发现了不一致的衰老相关生理变化模式。本研究在斯氏鹱产卵期（高能量需求阶段）进行，以期更清晰地捕捉衰老与性别差异信号。我们假设年长个体会表现出更高的DNA损伤和触珠蛋白（炎症标志物）水平，以及更低的抗氧化防御和免疫指标。
材料与方法
研究在意大利利诺萨岛的斯氏鹱种群中进行。于2024年5月产卵期，采集了20只雄性和23只雌性繁殖个体的血液样本。个体被分为年轻组（5-9岁，n=21）和年长组（17-36岁，n=22）。性别通过显著的体重性二型（雄性更重）判定。
氧化状态评估：测量了血溶质中三种抗氧化酶活性：超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和过氧化氢酶（CAT）。使用彗星实验测量了DNA一级损伤（单链断裂，μm）。
免疫功能评估：测量了血浆触珠蛋白浓度、免疫球蛋白Y（IgY）浓度、血凝（HA）效价，并通过血涂片计数了各类白细胞（淋巴细胞、异嗜细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞）数量，结果以每104个红细胞（RBC）的细胞数表示。
统计分析：使用广义线性模型检验年龄等级和性别对氧化与免疫标志物的影响，并检验了年龄与性别的交互作用。
结果
氧化状态：与年轻个体相比，年长个体的SOD、GPx和CAT活性均显著更高，而DNA损伤水平在年龄组间无差异。此外，雄性的SOD和CAT活性显著高于雌性，与年龄无关。
免疫功能：年长个体的血凝效价和淋巴细胞绝对数量显著高于年轻个体。而两年龄组在IgY、触珠蛋白水平以及其他白细胞（嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、异嗜细胞、单核细胞）计数上均无显著差异。性别对免疫指标无显著影响。
–1 of protein) (a), glutathione peroxidase (GPX, expressed in Units mg–1of protein) (b), catalase (expressed in Units mg–1of protein) (c), and quantification of DNA damage (expressed in μm) (d) in relation to the age class of shearwaters. Values are presented as estimated marginal means ± SE. Significant differences between younger and older individuals are indicated (* p < 0.05, ** p < 0.01).">
–1) (b), and IgY (expressed in μg ml–1) (c), and number of lymphocytes (d), monocytes (e), eosinophils (f), heterophils (g) and basophils (h) (all expressed in number of cells/104red blood cells), in relation to the age class of shearwaters. Values are presented as estimated marginal means ± SE. Significant differences between young and old individuals are indicated (* p < 0.05, p < 0.01,* p < 0.001). RBC = Red blood cells.">
讨论
本研究发现，与预期相反，年长斯氏鹱表现出更高的抗氧化酶水平和相似的DNA损伤。这可能反映了年长个体为应对更高的基础ROS产生而上调了抗氧化酶，符合衰老的氧化应激理论。另一种可能是，具有较低抗氧化保护的个体发生了选择性死亡，从而导致存活下来的年长鸟类表现出更高的抗氧化水平。此外，雄性更高的SOD和CAT活性可能与其在产卵和孵卵初期面临的特定生理挑战（如长时间守巢和禁食）有关。
在免疫功能方面，淋巴细胞数量随年龄增加的现象在野生鸟类中属首次报道，这可能意味着高效的抗原特异性记忆是长寿的关键，或仅免疫能力强的个体才能存活到高龄。天然抗体（通过血凝效价反映）随年龄增加，可能具有抗衰老或抗炎防御作用。而固有免疫细胞效应物（如异嗜细胞、单核细胞）数量无年龄差异，可能归因于其作为第一道防线的重要性及相对较低的维持成本。这些免疫模式总体上不支持经典的免疫衰老假说。
结论
研究表明，在长寿命的斯氏鹱中，无论性别，年长个体倾向于表现出更高的血液抗氧化酶活性、天然抗体水平和淋巴细胞数量，而DNA损伤和其他白细胞水平在年龄组间相似。维持高水平的抗氧化剂、天然抗体和淋巴细胞进入老年期，可能是实现更长寿命和可能更高繁殖成功率的关键，这有助于保护后代免受氧化损伤或病原体的跨代传递。本研究强调了同时考虑多种生理标志物对于理解衰老复杂性的重要性。由于是横断面研究，未来需要纵向数据来阐明长寿命物种衰老机制中个体内与个体间变化的相对贡献。
