細(xì)胞生物學(xué)：第二十四章細(xì)胞衰老與死亡

第二十四章細(xì)胞衰老與死亡12第一節(jié)細(xì)胞的衰老一、哺乳類動物的細(xì)胞壽命各類細(xì)胞的差異很大。細(xì)胞衰老：細(xì)胞衰老是指細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生衰變和細(xì)胞生理功能產(chǎn)生衰退，細(xì)胞趨向死亡的不可逆的現(xiàn)象。3二、細(xì)胞衰老的特征1.細(xì)胞內(nèi)水分減少是細(xì)胞衰老最明顯的變化2.致密體的形成：脂褐質(zhì)、脂色素、血褐脂、殘?bào)w等3.細(xì)胞核的變化：最明顯的變化是核膜內(nèi)陷、分葉

（一）細(xì)胞衰老的形態(tài)結(jié)構(gòu)改變44.細(xì)胞膜的改變磷脂含量下降，流動性降低，導(dǎo)致細(xì)胞膜轉(zhuǎn)導(dǎo)跨膜信號和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的功能大大降低。5.細(xì)胞質(zhì)的變化多種細(xì)胞器的形態(tài)功能發(fā)生改變，如細(xì)胞核、線粒體、溶酶體等。5酶活性降低水分減少色素積累通透性改變呼吸速度減慢人體衰老癥狀與原因分析細(xì)胞衰老的主要特征充滿皺紋頭發(fā)變白老人斑無力吸收能力下降牙齒脫落6（二）細(xì)胞衰老的生物化學(xué)改變1.核酸的改變。DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和修復(fù)能力降低，染色質(zhì)端粒DNA逐漸丟失，DNA甲基化程度逐漸降低。2.蛋白質(zhì)的變化。蛋白質(zhì)的合成速率降低，其功能降低或喪失。3.酶的改變。酶的含量降低或失活。7早老癥兒童（9歲和8歲）8三、細(xì)胞衰老機(jī)制（一）細(xì)胞內(nèi)程序衰老學(xué)說9衰老本身為遺傳過程，是“衰老基因”作用的結(jié)果。好像“生物種”支配生命現(xiàn)象。10（二）自由基與生物膜學(xué)說

衰老的自由基學(xué)說是DenhamHarman在1956年提出的，認(rèn)為衰老過程中的退行性變化是由于細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生的自由基的有害作用造成的。自由基是正常代謝的中間產(chǎn)物，其反應(yīng)能力很強(qiáng)，可使細(xì)胞中的多種物質(zhì)發(fā)生氧化，損害生物膜。還能夠使蛋白質(zhì)、核酸等大分子交聯(lián)，影響其正常功能。自由基可以引起DNA損傷從而導(dǎo)致突變，誘發(fā)腫瘤形成。

11端粒是位于染色體兩端的重復(fù)DNA序列，細(xì)胞分裂時(shí)，部分端粒丟失，被細(xì)胞感知為DNA損傷。端粒酶可補(bǔ)充丟失的端粒。端粒的長度決定細(xì)胞的壽命，端粒的縮短導(dǎo)致細(xì)胞的衰老和死亡。（三）端粒與端粒酶學(xué)說12伊麗莎白·布萊克本卡蘿爾·格雷德杰克·紹斯塔克“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”

2009年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)13第二節(jié)細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡有兩種形式：細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死（一）細(xì)胞凋亡(apoptosis)的概念是多細(xì)胞生物在發(fā)生、發(fā)展過程中，為調(diào)控機(jī)體發(fā)育，維護(hù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定出現(xiàn)的主動死亡過程，又稱程序性細(xì)胞死亡，是細(xì)胞發(fā)育過程中的必然步驟。細(xì)胞凋亡一般由生理或病理性因素引起。一、細(xì)胞死亡的概念與特征細(xì)胞死亡：細(xì)胞生命現(xiàn)象不可逆的停止。14

SydneyBrenner1/3oftheprizeUnitedKingdomTheMolecularSciencesInstitute

Berkeley,CA,USAb.1927

(inUnionofSouthAfrica)H.RobertHorvit1/3oftheprizeUSAMassachusettsInstituteofTechnology(MIT)

Cambridge,MA,USAb.1947JohnE.SulstonUnitedKingdomTheWellcomeTrustSangerInstitute

Cambridge,UnitedKingdomb.1942

THE2002NOBELPRIZEWINNER15

卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院諾貝爾評獎(jiǎng)委員會在發(fā)表的新聞公報(bào)中說，程序化細(xì)胞死亡是細(xì)胞一種生理性、主動性的“自覺自殺行為”。這些細(xì)胞死得有規(guī)律，似乎是按編好了的“程序”進(jìn)行的，猶如秋天片片樹葉的凋落，所以這種細(xì)胞死亡又稱為“細(xì)胞凋亡”。細(xì)胞凋亡的過程令人傷感。首先，細(xì)胞收縮。然后，多處細(xì)胞外膜突出。不久，細(xì)胞染色體的DNA片片碎開。最后，細(xì)胞爆裂，其碎片迅速被鄰居吞沒。細(xì)胞身后無痕，恰如鏡花水月、一枕黃粱。

16（二）細(xì)胞壞死(necrosis):外來致病因素作用下使得細(xì)胞正常代謝活動被強(qiáng)行中斷而引起的“意外”的、被動性死亡過程；只見于病理情況下。

細(xì)胞壞死細(xì)胞凋亡17細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死誘導(dǎo)因素細(xì)胞數(shù)量膜完整性細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核染色質(zhì)基因組DNA基因活動大分子合成代謝反應(yīng)結(jié)局意義體內(nèi)生理性信號單個(gè)細(xì)胞丟失完整由質(zhì)膜包圍形成凋亡小體固縮沿核膜凝縮成半月形團(tuán)狀有規(guī)律降解，呈梯形電泳帶由基因調(diào)控一般需要有蛋白酶參與的級聯(lián)反應(yīng)不引起炎癥反應(yīng)，個(gè)體存活需要生理死亡方式

強(qiáng)烈刺激成群細(xì)胞死亡破碎溢出，細(xì)胞破裂成碎片斷裂，核被膜破裂稀疏成網(wǎng)狀隨機(jī)降解無基因調(diào)控不需要無有序的代謝反應(yīng)引起炎癥反應(yīng)，有破壞作用病理死亡方式細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別18壞死凋亡19程序性細(xì)胞死亡（PCD）：是一種多細(xì)胞生物中的細(xì)胞按照預(yù)定的程序集體自殺的行為。它包括細(xì)胞凋亡和自噬兩類。細(xì)胞凋亡是形態(tài)學(xué)的概念，程序性細(xì)胞死亡是功能上的概念。20

（一）參與發(fā)育過程的調(diào)節(jié)在個(gè)體發(fā)育過程中的細(xì)胞凋亡是保證個(gè)體正常發(fā)育所需的。如在發(fā)育過程中，手或足的形成、蝌蚪尾的消失等。（二）參與免疫細(xì)胞活化過程的調(diào)節(jié)各種殺手免疫細(xì)胞對靶細(xì)胞的攻擊并引起其死亡。二、細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義2122（三）參與衰老、受損細(xì)胞的清除通過凋亡可及時(shí)清除衰老細(xì)胞，降低機(jī)體癌變的危險(xiǎn)。當(dāng)DNA損傷不可逆轉(zhuǎn)時(shí)，可通過細(xì)胞凋亡清除損傷細(xì)胞。23（一）細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征1.細(xì)胞核的變化染色質(zhì)邊集，核DNA出現(xiàn)核小體片段，常染色質(zhì)減少，異染色質(zhì)豐富。三、細(xì)胞凋亡的特征to242.細(xì)胞器的變化線粒體首先改變，空泡化，體積增大、嵴增多，細(xì)胞色素C漏出。3.細(xì)胞膜的變化細(xì)胞體積縮小，膜皺縮內(nèi)陷，膜流動性降低。4.凋亡小體的形成與清除

凋亡小體的出現(xiàn)是細(xì)胞凋亡最明顯的特征。凋亡小體形成方式：⑴芽胞脫落；⑵胞質(zhì)分隔；⑶自噬體形成。25

細(xì)胞凋亡（科普詩）似秋葉的凋零，告別生命之輝煌；那難以計(jì)數(shù)的攻擊、誘導(dǎo)，輕啟著道道程序，逼細(xì)胞步步走向生命的末端；啊，活性氧處處肆虐，鈣波濤驚石裂岸，線粒體把生命之光一點(diǎn)一點(diǎn)擰淡;26危難中的細(xì)胞啊，你沉穩(wěn)不亂，DNA片片切割，化云梯直通天堂；細(xì)胞體分團(tuán)相聚，把生命的凝重濃集在小體上；分別了朝夕相處的伙伴，再見了快樂美好的時(shí)光；這一切的一切又融入臨近的胞體