长生不老是人类长久以来的梦想。早在远古时期人们就开始追求。秦始皇、汉武帝以及许多皇帝都花费了大量的人力物力寻求“不老药”，可到头来还不是空欢喜一场。
“神龟虽寿，犹有竟时，腾蛇乘雾，终为土灰。”这是三国时代著名军事家兼文学家曹操的不朽诗句。意思是说，神龟、飞龙之类动物，虽然寿命很长，但终也有衰老、死亡的一天。的确，衰老作为生物发育的自然规律，是任何个体都逃脱不了的。以人为例，据学者研究，即使引起死亡的所有疾病因素都完全消除了，寿命的极限也只有100多岁。那么，衰老——这位不受欢迎的“客人”，为什么竟会如此顽固地降临到每一个有生之灵呢？
1.衰老的秘密
现代科学对于它难道就束手无策吗？为了解开这一疑团，科学家曾经进行了不倦的探索。
人体软组织的结构细胞，叫做成纤维细胞，如果把它放置在玻璃器皿中培养，那么它将不断生长和分裂，直至细胞群达到汇合状态为止。即在整个培养物的表面覆盖一层有一个细胞那样厚度的细胞群时，才由于“接触抑制”而停止分裂。这时如果把细胞从“母培养瓶”中取出来，分成均等的两半，倒入两只装着新鲜营养基的培养瓶中，那么它们将继续分裂，一直到重新汇合为止。很明显，这时细胞总数又增加了将近一倍。如果继续分裂、培养，这幕戏还将继续演下去。
那么，如果我们不断及时地调节细胞密度，更换培养基，使细胞永远处于最适宜的环境中，它是不是会生生不息，永远分裂下去呢？
过去人们曾以为细胞分裂就是一种更新过程，新的子细胞充满了青春活力，于是“常分（裂）常新”，在分裂过程中，细胞将可能绵延永存。但是实验事实却推翻了这种天真的想法，这项实验是在美国加利福尼亚州的一个医学中心进行的。科学家发现，在培养中，不管照料得多么细致，人类正常成纤维细胞的分裂能力总有一个固定的限度，即在7～9个月时间内，胚胎细胞只能进行50次左右的增殖，而不可能更长久地分裂下去。当细胞分裂到接近50次的极限时，它将会出现许多典型的衰老征象，例如到达汇合状态所需的时间大大延长了。接着，不管培养物更换多么频繁，或者培养得多么长久，都不可能再度达到汇合状态。最后，那个无情的时刻终于不可避免地降临了——细胞经过各种各样的退化，将无法阻拦地逐渐死亡。为了证明这种趋势是细胞本身内在性质引起的，学者们又设计了一项非常聪明的实验。
妇女的性染色体是XX型，男人是XY型。在显微镜下，3种细胞是可以区别开来的。现在科学家将已经分裂过10代的雌性细胞，与同等数量已经分裂过40代的雄性细胞混合在一起，以单独培养的雌性细胞（也是已分裂过10代）和雄性细胞（已分裂40代）作为对照。这样3种细胞，都用常规的方法进行培养，经过20代以后，再拿来仔细检查。结果发现，混合培养皿中，所有雄性细胞都死亡消失了，剩下的是清一色雌性细胞。对照组（单独培养）的情况也完全一样，那瓶雌性细胞还在继续分裂，而雄性细胞则早已全部死亡。这个结果很能说明问题，它告诉我们：雄性细胞之所以“全军覆灭”，是由于自身先天特性所引起的。因为它的增殖世代已大大超过50代（40 20），累积起来的衰老伤痕，使它必然地趋于死亡。而从雌性细胞能够继续分裂的事实中看出，培养技术是并不存在什么失误的，因为这样的话，雌性细胞也会同样遭殃。由此可见，成纤维细胞分裂的代数确实有一定限度，这个限度是由细胞本身某种先天因素所决定的，至少目前还无法用人为方法进行补救。
有人做过一次试验，把分裂了20次的成纤维细胞冷冻起来，融化之后，发现它只能再分裂30次。据说有一株细胞标本，在液态氮中保藏了13年，竟仍然记住自己的身世，解冻之后还是在原有基数上继续分裂。这一事实似乎暗示我们，细胞内有着一个神秘的生物钟，它在非常认真地记载着自己的分裂里程。其实对不同物种寿命作一番比较，也可以看出同样的趋势来。例如，学者发现，那些长寿动物，成纤维细胞的分裂世代数往往比较多，而短寿动物成纤维细胞的分裂代数则相应较少。例如，老鼠的成体纤维细胞只能分裂18次，成体寿命只有3年；鸡的成纤维细胞能分裂25次，最高寿命是30年；人类的成纤维细胞可分裂50次，最高寿命为100年；龟的成纤维细胞可能分裂110次，最高寿命则长达170年，如此等等。这些事实都在明确地告诉人们，个体寿命和细胞寿命是密切相关的。不过这种联系也并不总是那么死板。
据科学家研究，人体中的细胞有两种类型，一类是像成纤维细胞那样快速重复增殖的组织，如皮肤、造血组织和肠内皮细胞等；另一类是专门化的组织，像神经细胞、内分泌细胞、肌细胞、感觉细胞等，它们在成熟之后很少再度分裂。根据老年学者的意见，最重要的衰老变化，往往不是发生在快速分裂的细胞内，而是发生在高度专门化的细胞内。在成纤维细胞和其他分裂细胞还没有达到分裂终点之前，就可能由于专门化细胞的老朽而导致生命整体的衰老和死亡。
当然，不管专门化细胞也好，分裂细胞也好，随着时间的行进，它们都必然地趋向衰老，而且衰老的本质也是基本相同的。学者观察到，成纤维细胞在分裂过程中，其生理形态常常会发生微妙变化，像食物利用效率、遗传物质的修复能力、酶的活性、胞器的形态等，都会和上一代有所不同。这种逐渐积累的变异，也许就是所谓衰老的表现吧！那么是不是有办法“制止衰老”或者实现“返老还童”呢？
虽然这是一个带有幻想的问题，可是自然界中确实存在着这样的典型。临床表明，有两种动物细胞增殖的后裔是能够逃避衰老和死亡的，这就是癌细胞和生殖细胞。
大家知道，通过卵子和精子结合，产生结合子，犹如开始了一轮新的循环那样，一切都从头开始，于是完全恢复了原始活力。人们设想，精卵融合时，可能通过遗传信息的重新组合，使细胞生物钟的程序拨回到生命的零点上来，于是整个发育步伐就焕然一新了。
2.细胞衰老的特征
（1）形态变化
衰老细胞的形态变化主要表现在细胞皱缩，膜通透性、脆性增加，核膜内折，细胞器数量特别是线粒体数量减少，胞内出现脂褐素等异常物质沉积，最终出现细胞凋亡或坏死。总体来说，老化细胞的各种结构呈退行性变化。
（2）分子水平的变化
衰老细胞会出现脂类、蛋白质和DNA等细胞成分损伤，细胞代谢能力降低，主要表现在以下方面：
①DNA：复制与转录受到抑制，但也有个别基因会异常激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异性缺失，DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。
②蛋白质：含成下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性，可消化性下降，自由基使蛋白质肽断裂，交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋。
③酶分子：活性中心被氧化，金属离子Ca2 、Zn2 、Mg2 、Fe2 等丢失，酶分子的二级结构，溶解度，等电点发生改变，总的效应是酶失活。
④脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，膜的流动性降低。
3.细胞凋亡
细胞凋亡是借用古希腊语，表示细胞像秋天的树叶一样凋落的死亡方式。1972年Kerr最先提出这一概念，他发现结扎大鼠肝的左、中叶门静脉后，其周围细胞发生缺血性坏死，但由肝动脉供应区的实质细胞仍存活，只是范围逐渐缩小，其间一些细胞不断转变成细胞质小块，不伴有炎症，后在正常鼠肝中也偶然见到这一现象。
凋亡细胞的主要特征是：①染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质凝缩，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；②凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色体，可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有内溶物释放，故不会引起炎症；③凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质，但是在坏死细胞中ATP和蛋白质合成受阻或终止；④核酸内切酶活化，导致染色质DNA在核小体连接部位断裂，形成约200bp整数倍的核酸片段，凝胶电泳图谱呈梯状；⑤凋亡通常是生理性变化，而细胞坏死是病理性变化。
在细胞凋亡一词出现之前，胚胎学家已观察到动物发育过程中存在着细胞程序性死亡现象，它是胚胎正常发育所必需的。近年来PCD和细胞凋亡常被作为同义词使用，但两者实质上是有差异的。首先，PCD是一个功能性概念，描述在一个多细胞生物体中，某些细胞的死亡是个体发育中一个预定的，并受到严格控制的正常组成部分，而凋亡是一个形态学概念，指与细胞坏死不同的受到基因控制的细胞死亡形式；其次，PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都是程序化的。
