十四章細胞衰老與死亡課件

1、十四章細胞衰老與死亡 第十一章 細胞衰老與死亡第一節(jié) 細胞的衰老第二節(jié) 細胞死亡與凋亡第十一章 細胞衰老與死亡普遍規(guī)律第一節(jié) 細胞的衰老關(guān)鍵點細胞衰老與機體衰老是有一定聯(lián)系的兩個概念細胞在體外的增殖能力和壽命是有限的體內(nèi)細胞的衰老與增殖能力及分化程度有關(guān)細胞衰老最終反映在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能代謝的改變細胞衰老機制涉及環(huán)境因素和體內(nèi)因素第十一章 細胞衰老與死亡指在正常環(huán)境條件下細胞發(fā)生的生理功能和增殖能力減弱以及細胞形態(tài)的改變，并趨向死亡的現(xiàn)象細胞的衰老 機體的衰老 生物體在其生命過程中，生長發(fā)育到成熟后，隨著年齡的增長在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能方面出現(xiàn)的一系列慢性、進行性、退化性的變化 細胞衰老與機體衰老

2、是有一定聯(lián)系的兩個概念關(guān)鍵點一第十一章 細胞衰老與死亡機體的衰老并不等于所有細胞的衰老 因為在機體的不同階段，總是有新的細胞形成 細胞的衰老不意味著機體的衰老 細胞的衰老每時每刻都在進行機體的衰老與細胞的衰老又是密切相關(guān)的 機體的衰老是以總體細胞的衰老為基礎(chǔ)的第十一章 細胞衰老與死亡細胞在體外的增殖能力和壽命是有限的Hayflick界限實驗一1961年，L.Hayflick 體外培養(yǎng)人成纖維細胞細胞的增殖能力是有限的體外培養(yǎng)的人二倍體細胞經(jīng)過40-60次傳代后，表現(xiàn)出明顯的衰老、退化和死亡的過程關(guān)鍵點二第十一章 細胞衰老與死亡細胞的分裂能力與供體的年齡有關(guān)（成反比）第十一章 細胞衰老與死亡動物

3、體細胞在體外可傳代的次數(shù)，與物種的壽命有關(guān)（成正比）第十一章 細胞衰老與死亡決定細胞衰老的因素在細胞內(nèi)部老年男性間期體細胞年輕女性間期體細胞細胞松弛素B、去核年輕細胞年老細胞雜交細胞與年輕細胞分裂能力相同細胞核決定了細胞衰老的表達年老年輕實驗二雜交細胞不能分裂第十一章 細胞衰老與死亡體內(nèi)細胞的衰老及增殖能力與分化程度有關(guān)關(guān)鍵點三第十一章 細胞衰老與死亡人體內(nèi)的細胞根據(jù)其增殖能力、分換程度、生存時間劃分第十一章 細胞衰老與死亡細胞衰老最終反映在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能代謝的改變 細胞膜、質(zhì)、核的變化 致密體的形成（脂褐質(zhì)、老年色素等）形態(tài)結(jié)構(gòu)改變 細胞內(nèi)水分減少，細胞因脫水而收縮變小細胞衰老是增殖能力和生

4、理功能逐漸下降的變化過程關(guān)鍵點四第十一章 細胞衰老與死亡核膜內(nèi)折，核增大、染色質(zhì)凝集、核碎裂、核小體DNA變短，核內(nèi)包含物形成膜處于凝膠狀，流動性減弱，選擇性通透性降低，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、膜的修復(fù)能力等發(fā)生障礙rER有序排列消失，且含量減少，蛋白質(zhì)合成能力下降；線粒體數(shù)量減少；高爾基體分泌、運輸功能減退第十一章 細胞衰老與死亡生物化學(xué)改變第十一章 細胞衰老與死亡細胞衰老機制涉及環(huán)境因素和體內(nèi)因素 1、自由基理論 2、遺傳程序輪 3、端粒、端粒酶學(xué)說 細胞衰老是一個復(fù)雜的生理過程關(guān)鍵點五第十一章 細胞衰老與死亡 1、自由基理論 是指由具有不成對電子的分子或原子集團組成的一類高度活化分子，普遍存

5、在于生物系統(tǒng)中（ free radical ）如：-O2、 -OH、 -OOH、 -H 等 衰老是由于自由基對細胞的傷害學(xué)說認為自然環(huán)境機體正常代謝的產(chǎn)物自由基的產(chǎn)生第十一章 細胞衰老與死亡組織、細胞的損傷DNA鏈斷裂、堿基羥基化或切除蛋白質(zhì)肽鏈斷裂、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞線粒體損傷，導(dǎo)致能量代謝障礙溶酶體膜損傷，膜通透性改變，使細胞解體脂質(zhì)過氧化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體解聚，抑制蛋白質(zhì)合成細胞骨架受到損傷第十一章 細胞衰老與死亡清除自由基的防御系統(tǒng) 酶系統(tǒng)（抗氧化酶）如：超氧化物歧化酶（SOD）、 非酶系統(tǒng)（抗氧化劑）如：VA、VC、VE 、硒、半光氨酸等過氧化氫酶（CAT）等體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)維持著自由

6、基的動態(tài)平衡第十一章 細胞衰老與死亡2、遺傳程序論衰老是遺傳上的程序化過程，衰老是受特定基因的控制生物的生長、發(fā)育、衰老和死亡實際上是某些基因有序開啟或關(guān)閉的結(jié)果 衰老基因（促進衰老過程 ）抗衰老基因（長壽基因，抑制衰老的基因）衰老是遺傳控制的程序性過程學(xué)說認為第十一章 細胞衰老與死亡衰老基因淀粉樣蛋白基因、E4基因、p21基因、p53基因、p16基因、RB基因等一個37歲的成人早衰癥患者 成人早衰癥：39歲出現(xiàn)衰老，47歲生命結(jié)束；第十一章 細胞衰老與死亡正常兒童（左）和嬰幼兒早衰癥患者（右） 嬰幼兒早衰癥：1歲時衰老，壽命1218歲，患者DNA解旋酶發(fā)生突變第十一章 細胞衰老與死亡長沙市老

7、年醫(yī)學(xué)研究所一項歷時40年的專題研究壽命與遺傳有關(guān)遺傳因素生存環(huán)境生活習(xí)慣第十一章 細胞衰老與死亡3、端粒、端粒酶學(xué)說細胞染色體的端粒DNA會隨細胞分裂次數(shù)增加而不斷縮短，當(dāng)端?？s短到一定閾值時，可能觸發(fā)某種信號，使細胞停止在M期，不再繼續(xù)分裂，而呈現(xiàn)衰老現(xiàn)象 Herley （1990年）認為染色體端粒與衰老有關(guān)衰老源于染色體端粒的縮短學(xué)說認為第十一章 細胞衰老與死亡 一種自身攜帶模板的逆轉(zhuǎn)錄酶，由RNA和蛋白質(zhì)組成，RNA組分中含有一段短的模板序列與端粒DNA的重復(fù)序列互補，而其蛋白質(zhì)組分具有逆轉(zhuǎn)錄酶活性，以RNA為模板催化端粒DNA的合成，將其加到端粒的3端，以維持端粒長度及功能。端粒酶結(jié)

8、構(gòu)示意圖RNA（淺褐色）DNA（紫褐色）蛋白質(zhì)（綠色）研究證實（1998年）：端粒酶基因持續(xù)表達，可保證端粒不斷重建第十一章 細胞衰老與死亡細胞衰老與人類疾病老年人易患感染性疾病，易發(fā)生腫瘤 動脈粥樣硬化高血壓糖尿病老年癡呆帕金森病老年性白內(nèi)障骨質(zhì)疏松第十一章 細胞衰老與死亡第二節(jié) 細胞死亡 細胞死亡 細胞生命現(xiàn)象不可逆的停止 第十一章 細胞衰老與死亡單細胞生物 細胞死亡意味著個體死亡多細胞生物 機體死亡并非細胞立即死亡 活的機體并非沒有死亡細胞 人心臟停止跳動后氣管上皮細胞絨毛還在擺動皮膚表皮細胞可持續(xù)存活120h以上 人體每天有51011血細胞是通過細胞凋亡途徑清除的上皮或表皮細胞的再生和

9、脫落也是一種細胞生成和細胞凋亡第十一章 細胞衰老與死亡一、細胞死亡的標(biāo)志判斷細胞是否死亡 細胞形態(tài)學(xué)的改變作為標(biāo)志細胞功能及繁殖能力活細胞有形成集落的能力死細胞不能形成集落第十一章 細胞衰老與死亡二、細胞死亡的類型細胞凋亡（apoptosis） 程序性細胞死亡（programmed cell death, PCD）細胞主動死亡，正常死亡細胞壞死（cell necrosis）細胞被動死亡，是指受環(huán)境因素影響，導(dǎo)致細胞死亡的過程，非正常死亡細胞衰老的結(jié)果是死亡但細胞死亡并非都由衰老引起第十一章 細胞衰老與死亡程序性細胞死亡細胞凋亡與程序性細胞死亡是功能性概念強調(diào)細胞死亡是一個預(yù)訂的、受基因調(diào)控的、

10、有序的過程細胞凋亡為形態(tài)學(xué)概念強調(diào)細胞死亡的形態(tài)學(xué)改變程序性細胞死亡僅存在于發(fā)育過程中某些細胞細胞凋亡既存在于發(fā)育過程中細胞，也存在于成體細胞程序性細胞死亡大多呈現(xiàn)細胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征第十一章 細胞衰老與死亡是指體內(nèi)細胞發(fā)生主動的、有基因控制的自我消亡方式細胞凋亡普遍存在于人類及動植物中，是多細胞生物個體生長發(fā)育、組織更新、衰老死亡等生命活動中不可缺少的組成部分 細胞凋亡概念第十一章 細胞衰老與死亡細胞凋亡的生物學(xué)意義第十一章 細胞衰老與死亡細胞凋亡的特征形態(tài)結(jié)構(gòu)改變核質(zhì)濃縮、染色質(zhì)濃縮并聚集成塊凋亡小體形成（細胞凋亡的標(biāo)志） 多數(shù)細胞器保持完整，隨后結(jié)構(gòu)發(fā)生改變細胞膜表面微絨毛和細胞間連接消

11、失 細胞膜皺縮內(nèi)陷，細胞體積縮小，細胞質(zhì)濃縮第十一章 細胞衰老與死亡染色質(zhì)固縮染色質(zhì)呈塊，聚集在核膜下第十一章 細胞衰老與死亡生化特征 RNA和蛋白質(zhì)合成增加Ca2 濃度升高 多種蛋白酶參與，逐級調(diào)控 胞漿pH值降低通過線粒體信號途徑引導(dǎo)細胞凋亡DNA片段化形成梯狀條帶（生化指標(biāo)） 第十一章 細胞衰老與死亡細胞壞死概念細胞被動死亡，是指受環(huán)境因素影響，導(dǎo)致細胞突發(fā)性病理性死亡的過程，屬于非正常死亡第十一章 細胞衰老與死亡細胞壞死的特征成群的細胞丟失或破壞細胞膜破損，大量水、電解質(zhì)進入細胞細胞器破壞溶解（線粒體腫脹）細胞破裂、死亡產(chǎn)生炎癥反應(yīng)第十一章 細胞衰老與死亡細胞壞死時核的變化模式圖 核濃縮:由于核脫水使染色質(zhì)濃縮，染色變深，核體積縮小核碎裂:核染色質(zhì)崩解為小碎片，核膜破裂，染色質(zhì)碎片分散在胞漿中核溶解:在脫氧核糖核酸酶的作用下，染色質(zhì)的DNA分解，核乃失去對堿性染料的親和力，因而染色質(zhì)變淡，甚至只能見到核的輪廓。往后染色質(zhì)中殘余的蛋白質(zhì)被溶蛋白酶所溶解，核便完全消失 第十一章 細胞衰老與死亡線粒體腫漲，呈球狀，輕度脫嵴 36000正常線粒體第十一章 細胞衰老與死亡三、細胞凋亡與細胞壞死的比較第十一章 細胞衰老與死亡 比較內(nèi)容 細胞凋亡 細胞壞死第十一章 細胞衰老與死亡 比較內(nèi)容 細胞凋亡 細胞壞死第十一章 細胞衰老與死亡第十