第三節(jié) 細(xì)胞的衰老和凋亡

1、 細(xì)胞的衰細(xì)胞的衰 老和凋亡老和凋亡第三節(jié)第三節(jié) “衰”是指功能或體力的減退。 “老”是指年齡超過某一界限。 衰老是機(jī)體在退化時期生理功能下降和紊亂的綜合表現(xiàn)，是不可逆的生命過程。衰老是客觀存在的，是細(xì)胞生命活動的客觀規(guī)律。機(jī)體的衰老與細(xì)胞的衰老是相關(guān)聯(lián)的。 衰老有三種表現(xiàn)形式：生理性衰老、病理性衰老、心理性衰老細(xì)胞的歷程：細(xì)胞的歷程：未分化未分化分化分化衰老衰老死亡死亡 衰老是一種正常的生命現(xiàn)象衰老是一種正常的生命現(xiàn)象細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老一一. .個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系個體衰老與死亡細(xì)胞衰老與死亡個體衰老與死亡細(xì)胞衰老與死亡單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老一

2、一. .個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系：個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系：多細(xì)胞生物：多細(xì)胞生物：個體衰老與死亡細(xì)胞衰老與死亡個體衰老與死亡細(xì)胞衰老與死亡 從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。從總體上看，個體衰老的過程也是組成個體的細(xì)胞普遍衰老的過程。細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老年輕個體中也有衰老的、走向死亡的細(xì)年輕個體中也有衰老的、走向死亡的細(xì)胞，胞，如：皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞，最后細(xì)胞凋亡、脫落如：皮膚表皮細(xì)胞衰老成角質(zhì)層細(xì)胞，最后細(xì)胞凋亡、脫落老年個體中也有新生的細(xì)胞，老年個體中也有新生的細(xì)胞，如：造血干細(xì)胞如：造血干細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的血細(xì)胞一生都能增殖產(chǎn)生各種類型的

3、血細(xì)胞成成年年小小鼠鼠各各類類細(xì)細(xì)胞胞的的壽壽命命接近或等于接近或等于自自身壽命身壽命的細(xì)胞的細(xì)胞神經(jīng)元、腎髓質(zhì)、肌細(xì)胞神經(jīng)元、腎髓質(zhì)、肌細(xì)胞脂肪、胃酶原細(xì)胞脂肪、胃酶原細(xì)胞骨、腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞骨、腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞緩慢緩慢更新的細(xì)更新的細(xì)胞胞(長于長于30天天)呼吸道上皮、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞呼吸道上皮、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞腎皮質(zhì)、皮膚結(jié)締組織、肝細(xì)胞腎皮質(zhì)、皮膚結(jié)締組織、肝細(xì)胞胰臟腺泡及胰島、唾液腺細(xì)胞胰臟腺泡及胰島、唾液腺細(xì)胞快速快速更新的細(xì)更新的細(xì)胞胞(少于少于30天天)皮膚表皮、角膜上皮細(xì)胞皮膚表皮、角膜上皮細(xì)胞口腔和胃腸道上皮細(xì)胞口腔和胃腸道上皮細(xì)胞紅細(xì)胞、白細(xì)胞紅細(xì)胞、白細(xì)胞根據(jù)細(xì)胞衰老速度不同將

4、其分為三類：根據(jù)細(xì)胞衰老速度不同將其分為三類： 動物培養(yǎng)細(xì)胞傳代 壽命（年）小鼠123雞2530龜140200人（胚胎成纖維細(xì)胞）5060100人（新生兒成纖維細(xì)胞）3040人（青年成纖維細(xì)胞）2030人（成年成纖維細(xì)胞）1030 體外培養(yǎng)細(xì)胞壽命與機(jī)體壽命成正比。體外培養(yǎng)細(xì)胞壽命與機(jī)體壽命成正比。一一. .個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系多細(xì)胞生物多細(xì)胞生物細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老例如：例如：老年人骨折后愈合得慢，與成骨細(xì)胞老年人骨折后愈合得慢，與成骨細(xì)胞的衰老有關(guān)；老年人記憶力減退，與神經(jīng)的衰老有關(guān)；老年人記憶力減退，與神經(jīng)細(xì)胞的衰老有關(guān)。細(xì)胞的衰老有關(guān)。二二. .細(xì)胞衰老的概

5、念和特征細(xì)胞衰老的概念和特征細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老 細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞的生細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。生變化。 細(xì)胞內(nèi)水分減少，結(jié)果使細(xì)胞萎縮，細(xì)胞內(nèi)水分減少，結(jié)果使細(xì)胞萎縮，體積變小，細(xì)胞新陳代謝的速率減慢；體積變小，細(xì)胞新陳代謝的速率減慢；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低； 細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累，細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累，它們會妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞，影響它們會妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和

6、傳遞，影響細(xì)胞正常的生理功能細(xì)胞正常的生理功能；細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢，細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)固縮，染色加深；染色質(zhì)固縮，染色加深；細(xì)胞膜通透性功能改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能細(xì)胞膜通透性功能改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。降低。衰老癥狀與原因分析衰老癥狀與原因分析 衰老癥狀衰老癥狀 原因分析原因分析皮膚干燥、皺紋皮膚干燥、皺紋頭發(fā)變白頭發(fā)變白老年斑老年斑吸收能力下降吸收能力下降細(xì)胞內(nèi)水分減少，體積變小細(xì)胞內(nèi)水分減少，體積變小細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低細(xì)胞內(nèi)的酶活性降低細(xì)胞內(nèi)色素細(xì)胞內(nèi)色素( (脂褐素脂褐素) )的積累的積累細(xì)胞膜通透性功能改變細(xì)胞膜通透性功能改變行動遲緩行動遲緩無力無力

7、細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老細(xì)胞衰老的原因 古代的衰老學(xué)說古代的衰老學(xué)說 （1 1）溫?zé)嵴f：這種學(xué)說認(rèn)為生命活動靠）溫?zé)嵴f：這種學(xué)說認(rèn)為生命活動靠的是的是“溫溫”和和“熱熱”在體內(nèi)的流動，當(dāng)在體內(nèi)的流動，當(dāng)“溫、溫、熱熱”減少時，生命也就衰老了，還有人認(rèn)為減少時，生命也就衰老了，還有人認(rèn)為當(dāng)機(jī)體的當(dāng)機(jī)體的“溫、熱溫、熱”逐漸減少時，體內(nèi)的逐漸減少時，體內(nèi)的“濕濕”也隨之逐漸減少，相反，也隨之逐漸減少，相反，“冷冷”和和“干干”則逐漸增加，從而引起衰老和死亡。則逐漸增加，從而引起衰老和死亡。 （2 2）“火火”的學(xué)說：這種學(xué)說認(rèn)為火是的學(xué)說：這種學(xué)說認(rèn)為火是萬物之源，

8、生命的火是由呼吸產(chǎn)生的燃燒，萬物之源，生命的火是由呼吸產(chǎn)生的燃燒，當(dāng)呼吸停止時就引起了死亡。當(dāng)呼吸停止時就引起了死亡。 （3 3）“燈油耗竭說燈油耗竭說”勞倫斯認(rèn)為生命是勞倫斯認(rèn)為生命是油燈的火焰，當(dāng)燈油減少終至耗盡，人也就油燈的火焰，當(dāng)燈油減少終至耗盡，人也就衰老而死亡。衰老而死亡。細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老 近幾年來，先后提出過多種假說，但是，至今近幾年來，先后提出過多種假說，但是，至今還沒有一種假說能夠完全提示細(xì)胞衰老的原因。目還沒有一種假說能夠完全提示細(xì)胞衰老的原因。目前的科研工作表明，細(xì)胞衰老可能是多種內(nèi)因和外前的科研工作表明，細(xì)胞衰老可能是多種內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果。已經(jīng)提出的假說有：

9、因共同作用的結(jié)果。已經(jīng)提出的假說有： 體細(xì)胞突變體細(xì)胞突變 DNA損傷論損傷論 自由基理論自由基理論 端粒學(xué)說端粒學(xué)說 細(xì)胞程序性死亡理論細(xì)胞程序性死亡理論 自由基學(xué)說：自由基學(xué)說：異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F(tuán)，稱為自由基。異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F(tuán)，稱為自由基。（如自由基會攻擊（如自由基會攻擊DNA，可能引起基因突，可能引起基因突變；攻擊蛋白質(zhì)，使其活性下降，使細(xì)胞變；攻擊蛋白質(zhì)，使其活性下降，使細(xì)胞衰老。）衰老。）細(xì)胞的衰老細(xì)胞的衰老 2）自由基學(xué)說：）自由基學(xué)說： 正常代謝反應(yīng)的中間產(chǎn)物含自由基，正常代謝反應(yīng)的中間產(chǎn)物含自由基，對細(xì)胞會造成不可逆的損傷，如脂類的過對細(xì)胞會造成不可逆的損傷，如脂

10、類的過氧化與大分子的交聯(lián)，其后果是使胞內(nèi)酶氧化與大分子的交聯(lián)，其后果是使胞內(nèi)酶失活，以及象脂褐質(zhì)一類的惰性物質(zhì)在胞失活，以及象脂褐質(zhì)一類的惰性物質(zhì)在胞內(nèi)沉積。此說雖然無直接證據(jù)，但以抗氧內(nèi)沉積。此說雖然無直接證據(jù)，但以抗氧化劑或自由基凈化劑飼喂小鼠可延長壽命，化劑或自由基凈化劑飼喂小鼠可延長壽命，或抑制脂褐質(zhì)的形成。此外，抗氧化劑還或抑制脂褐質(zhì)的形成。此外，抗氧化劑還有加強(qiáng)機(jī)體免疫反應(yīng)，抑制腫瘤及自體免有加強(qiáng)機(jī)體免疫反應(yīng)，抑制腫瘤及自體免疫疾病等作用，都從側(cè)面為此說提供了間疫疾病等作用，都從側(cè)面為此說提供了間接的證據(jù)，然而也有一些反面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。接的證據(jù)，然而也有一些反面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。SODSO

11、D（超氧化物歧化酶）是一種源于生命體的活性物質(zhì)，（超氧化物歧化酶）是一種源于生命體的活性物質(zhì)，能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)。對人能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)。對人體不斷地補(bǔ)充體不斷地補(bǔ)充 SODSOD具有抗衰老的特殊效果。具有抗衰老的特殊效果。 端粒學(xué)說端粒學(xué)說 研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的染色體頂端研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的染色體頂端有一種物質(zhì)叫做端粒，它如同一頂有一種物質(zhì)叫做端粒，它如同一頂小帽子戴在染色體的頭頂上，細(xì)胞小帽子戴在染色體的頭頂上，細(xì)胞每分裂一次，端粒就縮短一點(diǎn)。人每分裂一次，端粒就縮短一點(diǎn)。人的正常體細(xì)胞一般分裂次數(shù)平均是的正常體細(xì)胞一般分裂次數(shù)平均是50次，當(dāng)端粒最

12、后短到無法再縮短次，當(dāng)端粒最后短到無法再縮短時，細(xì)胞的壽命也就到頭了。但是時，細(xì)胞的壽命也就到頭了。但是癌細(xì)胞卻沒有壽限，可以不停地分癌細(xì)胞卻沒有壽限，可以不停地分裂下去，原因在于它們的端粒不會裂下去，原因在于它們的端粒不會縮短：縮短：越分裂越衰老越分裂越衰老程序死亡理論程序死亡理論(細(xì)胞編程性死亡細(xì)胞編程性死亡) 細(xì)胞中的基因可按一定順序細(xì)胞中的基因可按一定順序調(diào)節(jié)代謝活動，使代謝減慢或終調(diào)節(jié)代謝活動，使代謝減慢或終止。止。4. 衰老基因?qū)W說衰老基因?qū)W說 子女的壽命與雙親的壽命有關(guān)；動物都有相當(dāng)恒子女的壽命與雙親的壽命有關(guān)；動物都有相當(dāng)恒定的平均和最高壽命；定的平均和最高壽命； 成人早衰癥：

13、約成人早衰癥：約39歲衰老，歲衰老，47歲生命結(jié)束；嬰幼歲生命結(jié)束；嬰幼兒早衰癥：兒早衰癥：1歲衰老，歲衰老，1218歲生命結(jié)束；歲生命結(jié)束； 早衰癥患者體內(nèi)解旋酶發(fā)生突變早衰癥患者體內(nèi)解旋酶發(fā)生突變 。 衰老時，衰老相關(guān)基因（衰老時，衰老相關(guān)基因（SAG）活躍表達(dá)，如）活躍表達(dá)，如senescent cell derived inhibition of DNA synthesis 。 哺乳類動物的壽命應(yīng)該是其生長期的7倍。 人的生長期是最后一顆牙齒長出來的時間(20-25歲)。 因此人的壽命應(yīng)該為100-175歲，正常應(yīng)該是120歲。一一種種自自然然的的生生理理過過程程細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡細(xì)

14、胞的凋亡細(xì)胞的凋亡 (是一種自然的生理過程是一種自然的生理過程)概念：由概念：由_所決定的細(xì)胞所決定的細(xì)胞_生命生命的過程，就叫細(xì)胞凋亡。也常常被稱為的過程，就叫細(xì)胞凋亡。也常常被稱為_。基因基因自動結(jié)束自動結(jié)束細(xì)胞編程性死亡細(xì)胞編程性死亡人和人和蝌蚪蝌蚪尾的尾的消失消失細(xì)胞凋亡的類型及細(xì)胞凋亡的意義細(xì)胞凋亡的類型及細(xì)胞凋亡的意義:細(xì)胞凋亡對于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育、維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，細(xì)胞凋亡對于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育、維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾等都起著非常關(guān)鍵的作用。以及抵御外界各種因素的干擾等都起著非常關(guān)鍵的作用。細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡組織與器官的塑造組織與器官的塑

15、造細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡在種種不利因素影響下在種種不利因素影響下, ,由于細(xì)胞正常代謝活動由于細(xì)胞正常代謝活動受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡, ,叫叫細(xì)胞壞死細(xì)胞壞死。細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡細(xì)胞死亡自動死亡自動死亡被動死亡被動死亡( (細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡) )( (細(xì)胞壞死細(xì)胞壞死) )舉例P124 意義遺傳物質(zhì)控制遺傳物質(zhì)控制外界因素引起外界因素引起小結(jié)思考：細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死有何區(qū)別？思考：細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死有何區(qū)別？細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死有何區(qū)別？細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死有何區(qū)別？是指在種種是指在種種不利因素不利因素影響下，影響下，它是細(xì)胞的一種病理性死

16、亡。它是細(xì)胞的一種病理性死亡。根本原因根本原因過程過程特點(diǎn)特點(diǎn)細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死細(xì)胞壞死基因基因不可逆轉(zhuǎn)不可逆轉(zhuǎn)可逆轉(zhuǎn)可逆轉(zhuǎn)外界因素外界因素生理性生理性病理性病理性細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡與與細(xì)胞壞死細(xì)胞壞死比較比較項(xiàng)目項(xiàng)目細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的凋亡細(xì)胞的壞死細(xì)胞的壞死與基因的關(guān)與基因的關(guān)系系細(xì)胞膜的變細(xì)胞膜的變化化形態(tài)變化形態(tài)變化影響因素影響因素對機(jī)體的影對機(jī)體的影響響受基因控制受基因控制不受基因控制不受基因控制內(nèi)陷內(nèi)陷破裂破裂細(xì)胞變圓與周細(xì)胞變圓與周圍細(xì)胞脫離圍細(xì)胞脫離細(xì)胞外型不規(guī)則變化細(xì)胞外型不規(guī)則變化溫和的刺激溫和的刺激或藥物引起或藥物引起電、熱、冷，機(jī)電、熱、冷，機(jī)械傷害

17、性刺激械傷害性刺激對機(jī)體有利對機(jī)體有利對機(jī)體有害對機(jī)體有害區(qū)別：壞死是極區(qū)別：壞死是極端的物理、化學(xué)端的物理、化學(xué)因素或嚴(yán)重的病因素或嚴(yán)重的病理性刺激引起的理性刺激引起的細(xì)胞損傷和死亡。細(xì)胞損傷和死亡。細(xì)胞膜發(fā)生滲漏，細(xì)胞膜發(fā)生滲漏，細(xì)胞內(nèi)容物釋放細(xì)胞內(nèi)容物釋放到胞外，導(dǎo)致炎到胞外，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。癥反應(yīng)。細(xì)胞凋亡時細(xì)胞細(xì)胞凋亡時細(xì)胞膜的整合性保持膜的整合性保持良好，良好，不引發(fā)炎不引發(fā)炎癥反應(yīng)。癥反應(yīng)。 1 1、老年人有老年斑，對此最合理的解釋是、老年人有老年斑，對此最合理的解釋是A A、細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮；、細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮；B B、細(xì)胞核體積增大，染色體固縮，染色加深；、細(xì)胞

18、核體積增大，染色體固縮，染色加深；C C、細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低、細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低；D D、細(xì)胞內(nèi)脂褐素占有的面積增大。、細(xì)胞內(nèi)脂褐素占有的面積增大。2 2、下列關(guān)于細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的敘述中，錯誤的是、下列關(guān)于細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的敘述中，錯誤的是A A、細(xì)胞凋亡是一種自然的生理過程；、細(xì)胞凋亡是一種自然的生理過程；B B、細(xì)胞壞死是一種病理性變化；、細(xì)胞壞死是一種病理性變化；C C、蝌蚪尾的消失，是有基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程；、蝌蚪尾的消失，是有基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程；D D、被病原體感染的細(xì)胞，因?yàn)榧?xì)胞壞死而被清除。、被病原體感染的細(xì)胞，因?yàn)榧?xì)胞壞死而被清除。3 3、關(guān)于個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系，下列說法正確、關(guān)于個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系，下列說法正確的是（的是（ ）A A、細(xì)胞的衰老就是個體的衰老、細(xì)胞的衰老就是個體的衰老B B、衰老的生物體內(nèi)，細(xì)胞都處于衰老狀態(tài)、衰老的生物體內(nèi)，細(xì)胞都處于