身體是如何變老或生病的呢？
近年來科學界、醫療界、學術界對於細胞中抗老化的關鍵--端粒(Telomere)討論熱烈，端粒是位於染色體末端的特殊結構，由相同序列的DNA不斷重複組成，這些相同的序列在人類染色體上呈現 「TTAGGG」，並有3000次重複，最長可達15000個鹼基對，能夠讓細胞在不停分裂再生的過程中，保護染色體的結構完整，以及在細胞分裂複製時的正確性，端粒就樣一頂保護帽一樣，但隨著不斷的分裂複製，端粒的長度變得越來越短，最後無法保護DNA，導致DNA複製出問題，最後細胞無法分裂，造成老態、組織修復速度變慢……等等。(延伸閱讀：睡個好覺，就能變年輕！關鍵就在端粒的長度)
研究發現端粒越短，越容易罹病，例如罹患心血管疾病、糖尿病、癌症、失智症、免疫疾病的風險增加，死亡率也升高。然而每個人端粒縮短的速度不一樣，有些人相對慢，看起來也就比較健康，這是先天的基因導致，但後天造成的影響仍不可小覷，壓力大的人、晚睡的人、喜歡吃垃圾食物的人，端粒縮短的速度較一般人快，你也可以看的出來，這些人更容易顯老、疲憊、易生病。動物實驗發現，當小鼠受到壓力，小鼠的端粒長度居然會減少30%，但去除壓力的一個月後再次測量，端粒長度又恢復了。在照顧照顧失智症患者的人身上可以發現，這群每天承受高壓的人，端粒長度跟小鼠一樣也是會縮短的，但如果這些人每天透過靜思冥想，縮短的端粒的長度可以增加43%。喔。
不管是哪些後天因素，造成端粒縮短加速，如果去除這些因子，端粒的長度還是會恢復的，甚至你有良好的減壓習慣，例如泡澡、冥想，端粒的長度還能增加喔！(延伸閱讀：端粒與作息關係)
端粒的長度是如何維持的？
端粒對於細胞複製的重要性在於每次細胞分裂，染色體末端就會縮短25-200個鹼基，端粒的主要功用就是避免細胞裡的重要遺傳訊息在分裂中遺失，染色體末端有了端粒，就相當於縮短的鹼基會發生在端粒身上，所以才說隨著細胞分裂次數越多，端粒的長度會越來越短，最後端粒被切完，切到了重要遺傳訊息，就等於細胞無法複製出正常細胞，甚至無法再進行細胞分裂，最後就是走向細胞凋亡(apoptosis)。
一般來說，在我們的體細胞中，端粒縮短這個過程是不可逆的，端粒的縮短會造成細胞無法停止的朝衰老的方向前進。不過Greider在1984年發現了一種可延長端粒的酵素：端粒酶(telomerase) ，端粒酶是一種核糖核蛋白酶(ribonucleoprotein)，包括三種主要亞單位基因組成：TP1 ( human telomerase accociated protein 1 )、hTERT ( human telomerase reverse transcriptiase protein )、hTR ( human telomerase RNA component )。
端粒酶RNA(hTR)位於染色體3q21-q28的位置，具有445個核苷酸，會以其中11個核苷酸 ( 5'-CUAACCCUAAC-3' )做為模板來延長染色體末端端粒序列(TTAGGG )n，hTR基因在大部分的正常組織與腫瘤組織中都有表現。
端粒酶結合蛋白(TP1)基因位於染色體14q11.2的位置，在所有的人類細胞中都會表現，其功能是維持端粒的穩定及調節端粒長度。
端粒酶活性催化單位(hTERT)位於染色體5p15.33的位置，也被叫作hTRT、hEST2、hTCS1，所表現的蛋白質是由1132個氨基酸所組成的，hTERT的基因表現與端粒酵素活性有密切的關係。我們在正常細胞中幾乎測不到hTERT mRNA的表現，但於腫瘤組織中常可測到其表現，所以hTERT被認為是端粒酵素活性的催化次單位，在端粒酵素活化時扮演重要角色。
端粒酶多存於生殖細胞、胚胎幹細胞跟腫瘤細胞中，可以把「TTAGGG」序列添加回端粒，所以可以補回在細胞分裂中被切短的端粒，讓端粒的長度得以維持，甚至變得更長！端粒酶存在於生殖細胞跟胚胎細胞中，例如肝臟細胞、子宮內膜細胞、血球幹細胞，相較於體細胞，這類型的細胞可以有更多的分裂次數，例如生殖細胞在端粒酶的幫助之下，可以一直持續分裂，持續產生精子。
成體幹細胞中也有端粒酶，但是相對於生殖幹細胞跟胚胎幹細胞低很多，成體幹細胞存在於已成熟的個體，典型的代表包括骨髓幹細胞及脂肪幹細胞體，只是可能修補端粒的速度趕不上消耗的速度，端粒會逐漸縮短。所以即使帶有端粒酶，但成體幹細胞還是會衰老，只是速度比體細胞慢。
如何提升端粒酶的活性？
既然端粒酶對我們細胞的存活與老化息息相關，如何提升端粒酶的活性就顯得非常重要，許多跟端粒酶相關的研究都會提到，運動、健康飲食、良好的生活習慣都可以提升端粒酶的活性。
規律的有氧運動或間歇運動對於端粒酶的活性提升很有幫助(參考：運動釋放NRF的力量：要活化抗老基因就讓身體動起來 )，而且運動時當ATP耗盡，NRF1就會被活化，啟動端粒轉錄，生成TERRA，去與損害端粒的活性氧化物質(ROS)結合，來避免端粒受到傷害。藉此可以延緩老化，降低我們常見的一些慢性疾病發生的機率。舉例來說，每個禮拜三次適度的有氧耐力運動，半年後端粒酶活性將提高2倍；德國薩爾蘭大學醫學博士 Christian Werner指出，耐力運動和間歇運動對端粒長度的影響特別有效。
端粒酶活性也可以透過一些天然化合物的使用提升，例如地中海飲食、NRF超級食物、黃耆植物萃取物、積雪草萃取物、環黃耆醇 (CAG)、薑黃素、維生素 C、鋅和維生素 D3……等等，這些都可以激活端粒酶。我們看到傳統的地中海飲食中會優先使用初榨橄欖油、時令蔬菜、水果、豆類、堅果和種子、低紅肉攝取和適量魚類攝取，這些富含維生素、 ω-3 (Omega-3)脂肪酸和白藜蘆醇等抗氧化劑化合物，可以降低氧化壓力(Oxidative stress)和發炎的機率。有研究發現血中 ω-3脂肪酸濃度高的人，端粒的縮短程度會減少32%。
調控端粒酶活性的機制近年來成為抗衰老和抗腫瘤研究領域的熱點，反過來說，過多的端粒酶也可能使細胞過度活化，使細胞無限增生，反而有可能癌化，癌細胞的分化較正常細胞快速，壽命也較長。在癌細胞中可以發現，端粒酶的活性高，也就是因為這樣，雖然癌細胞的快速分裂會消耗端粒，但還是能持續補充，就好像開外掛一樣，癌細胞擁有無限分裂次數的能力，一直保持在最佳生理狀態。但也不是所有癌細胞都有這麼多的端粒酶，像是頭頸癌、結腸癌、食道癌和口腔癌的腫瘤細胞中的端粒很短，但大部分的腫瘤細胞都因為有高活性的端粒酶，其端粒可以保持在一定的長度。不過也因為這個原因，許多抗癌藥物的研發，尤其是標靶藥物，特別會去針對如何抑制端粒酶活性，使得腫瘤細胞不會一直無止盡的複製下去。
結論
身為反轉錄酶的端粒酶和端粒長度的調控機制密切有關，在幹細胞、生殖細胞、造血細胞這些會一直不斷複製分裂的細胞中，才會偵測到有活性的端粒酶。端粒酶對於維持端粒的長度、細胞的完整性非常重要，可以把複製過程中缺失的鹼基對給補上，不至於太快進入細胞凋亡的過程。
端粒酶的研究不僅是可以延緩老化，更可以用於研發抗癌藥物，增加治療癌症的武器。我們可以透過運動和健康飲食的攝取來提升端粒酶活性與減緩端粒縮短的速度，訂出你的抗老計畫，便可活出健康人生。
參考文獻
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