细胞生物学：第二十四章细胞衰老与死亡

第二十四章细胞衰老与死亡12第一节细胞的衰老一、哺乳类动物的细胞寿命各类细胞的差异很大。细胞衰老：细胞衰老是指细胞内部结构发生衰变和细胞生理功能产生衰退，细胞趋向死亡的不可逆的现象。3二、细胞衰老的特征1.细胞内水分减少是细胞衰老最明显的变化2.致密体的形成：脂褐质、脂色素、血褐脂、残体等3.细胞核的变化：最明显的变化是核膜内陷、分叶

（一）细胞衰老的形态结构改变44.细胞膜的改变磷脂含量下降，流动性降低，导致细胞膜转导跨膜信号和物质转运的功能大大降低。5.细胞质的变化多种细胞器的形态功能发生改变，如细胞核、线粒体、溶酶体等。5酶活性降低水分减少色素积累通透性改变呼吸速度减慢人体衰老症状与原因分析细胞衰老的主要特征充满皱纹头发变白老人斑无力吸收能力下降牙齿脱落6（二）细胞衰老的生物化学改变1.核酸的改变。DNA复制、转录和修复能力降低，染色质端粒DNA逐渐丢失，DNA甲基化程度逐渐降低。2.蛋白质的变化。蛋白质的合成速率降低，其功能降低或丧失。3.酶的改变。酶的含量降低或失活。7早老症儿童（9岁和8岁）8三、细胞衰老机制（一）细胞内程序衰老学说9衰老本身为遗传过程，是“衰老基因”作用的结果。好像“生物种”支配生命现象。10（二）自由基与生物膜学说

衰老的自由基学说是DenhamHarman在1956年提出的，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。自由基是正常代谢的中间产物，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发肿瘤形成。

11端粒是位于染色体两端的重复DNA序列，细胞分裂时，部分端粒丢失，被细胞感知为DNA损伤。端粒酶可补充丢失的端粒。端粒的长度决定细胞的寿命，端粒的缩短导致细胞的衰老和死亡。（三）端粒与端粒酶学说12伊丽莎白·布莱克本卡萝尔·格雷德杰克·绍斯塔克“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”

2009年度诺贝尔生理学或医学奖13第二节细胞死亡细胞死亡有两种形式：细胞凋亡和细胞坏死（一）细胞凋亡(apoptosis)的概念是多细胞生物在发生、发展过程中，为调控机体发育，维护内环境稳定出现的主动死亡过程，又称程序性细胞死亡，是细胞发育过程中的必然步骤。细胞凋亡一般由生理或病理性因素引起。一、细胞死亡的概念与特征细胞死亡：细胞生命现象不可逆的停止。14

SydneyBrenner1/3oftheprizeUnitedKingdomTheMolecularSciencesInstitute

Berkeley,CA,USAb.1927

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

Cambridge,MA,USAb.1947JohnE.SulstonUnitedKingdomTheWellcomeTrustSangerInstitute

Cambridge,UnitedKingdomb.1942

THE2002NOBELPRIZEWINNER15

卡罗林斯卡医学院诺贝尔评奖委员会在发表的新闻公报中说，程序化细胞死亡是细胞一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”。这些细胞死得有规律，似乎是按编好了的“程序”进行的，犹如秋天片片树叶的凋落，所以这种细胞死亡又称为“细胞凋亡”。细胞凋亡的过程令人伤感。首先，细胞收缩。然后，多处细胞外膜突出。不久，细胞染色体的DNA片片碎开。最后，细胞爆裂，其碎片迅速被邻居吞没。细胞身后无痕，恰如镜花水月、一枕黄粱。

16（二）细胞坏死(necrosis):外来致病因素作用下使得细胞正常代谢活动被强行中断而引起的“意外”的、被动性死亡过程；只见于病理情况下。

细胞坏死细胞凋亡17细胞凋亡细胞坏死诱导因素细胞数量膜完整性细胞质细胞核染色质基因组DNA基因活动大分子合成代谢反应结局意义体内生理性信号单个细胞丢失完整由质膜包围形成凋亡小体固缩沿核膜凝缩成半月形团状有规律降解，呈梯形电泳带由基因调控一般需要有蛋白酶参与的级联反应不引起炎症反应，个体存活需要生理死亡方式

强烈刺激成群细胞死亡破碎溢出，细胞破裂成碎片断裂，核被膜破裂稀疏成网状随机降解无基因调控不需要无有序的代谢反应引起炎症反应，有破坏作用病理死亡方式细胞凋亡与细胞坏死的区别18坏死凋亡19程序性细胞死亡（PCD）：是一种多细胞生物中的细胞按照预定的程序集体自杀的行为。它包括细胞凋亡和自噬两类。细胞凋亡是形态学的概念，程序性细胞死亡是功能上的概念。20

（一）参与发育过程的调节在个体发育过程中的细胞凋亡是保证个体正常发育所需的。如在发育过程中，手或足的形成、蝌蚪尾的消失等。（二）参与免疫细胞活化过程的调节各种杀手免疫细胞对靶细胞的攻击并引起其死亡。二、细胞凋亡的生物学意义2122（三）参与衰老、受损细胞的清除通过凋亡可及时清除衰老细胞，降低机体癌变的危险。当DNA损伤不可逆转时，可通过细胞凋亡清除损伤细胞。23（一）细胞凋亡的形态学特征1.细胞核的变化染色质边集，核DNA出现核小体片段，常染色质减少，异染色质丰富。三、细胞凋亡的特征to242.细胞器的变化线粒体首先改变，空泡化，体积增大、嵴增多，细胞色素C漏出。3.细胞膜的变化细胞体积缩小，膜皱缩内陷，膜流动性降低。4.凋亡小体的形成与清除

凋亡小体的出现是细胞凋亡最明显的特征。凋亡小体形成方式：⑴芽胞脱落；⑵胞质分隔；⑶自噬体形成。25

细胞凋亡（科普诗）似秋叶的凋零，告别生命之辉煌；那难以计数的攻击、诱导，轻启着道道程序，逼细胞步步走向生命的末端；啊，活性氧处处肆虐，钙波涛惊石裂岸，线粒体把生命之光一点一点拧淡;26危难中的细胞啊，你沉稳不乱，DNA片片切割，化云梯直通天堂；细胞体分团相聚，把生命的凝重浓集在小体上；分别了朝夕相处的伙伴，再见了快乐美好的时光；这一切的一切又融入临近的胞体