細(xì)胞的衰老和死亡多媒體課件

機(jī)體衰老

機(jī)體的衰老表現(xiàn)為有一定的壽命。因?yàn)椤吧?老-死”是生命活動(dòng)的必然規(guī)律。第一節(jié)細(xì)胞的衰老機(jī)體衰老≠細(xì)胞衰老細(xì)胞衰老是機(jī)體衰老的基礎(chǔ)；機(jī)體衰老是細(xì)胞衰老的結(jié)果。一、細(xì)胞衰老的概念和特征細(xì)胞衰老也表現(xiàn)為有一定的壽命機(jī)體內(nèi)總有細(xì)胞在不斷地衰老與死亡，同時(shí)又有細(xì)胞增殖產(chǎn)生新生細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)償，不同類型細(xì)胞壽命不同，如：神經(jīng)元、胃酶原細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、骨細(xì)胞等為緩慢更新細(xì)胞（與機(jī)體幾乎等壽）。肝細(xì)胞等為壽命長于３０天而短于機(jī)體壽命的細(xì)胞。皮膚表皮細(xì)胞、角膜上皮細(xì)胞、血細(xì)胞等為快速更新的細(xì)胞，壽命短于３０天。體外培養(yǎng)細(xì)胞的傳代數(shù)與來源物種的

壽命呈正比關(guān)系如：體外培養(yǎng)不同物種的胚胎成纖維細(xì)胞，可見：小鼠細(xì)胞可傳12代，而其個(gè)體壽命約3年；小雞細(xì)胞可傳25代，其個(gè)體壽命近30年；龜細(xì)胞可傳140代，其個(gè)體壽命約200年。體外培養(yǎng)細(xì)胞的傳代數(shù)與其來源個(gè)體的

年齡成反比關(guān)系如：體外培養(yǎng)人胚胎的成纖維細(xì)胞可傳40-60代；出生至15歲以下的成纖維細(xì)胞可傳20-40代；15歲以上者的成纖維細(xì)胞可傳10-30代。衰老細(xì)胞與“青年期”細(xì)胞的比較生長旺盛細(xì)胞富有微絨毛衰老細(xì)胞缺乏微絨毛，體積縮小，呈園球形。（一）細(xì)胞衰老的概念

細(xì)胞衰老：指細(xì)胞維持其內(nèi)環(huán)境恒定的能力及對(duì)內(nèi)外環(huán)境變化適應(yīng)能力降低的總現(xiàn)象。即，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)老化，功能衰退。（二）細(xì)胞衰老的特征1、細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)水分減少2、老年色素等“垃圾”的積累3、細(xì)胞核固縮4、細(xì)胞膜功能下降5、其它

二、細(xì)胞衰老的機(jī)理

與細(xì)胞衰老有關(guān)的因素多而且復(fù)雜，關(guān)于細(xì)胞衰老的學(xué)說也很多，現(xiàn)已提出300多個(gè)，它們之間有的部分相互補(bǔ)充，有的部分相互重疊。大致可歸納為以下２個(gè)方面：（1）衰老因子的積累引起細(xì)胞衰老（2）細(xì)胞內(nèi)衰老鐘的程序表達(dá)引起衰老（一）衰老因子積累說衰老因子：細(xì)胞代謝過程中積累的一些代謝廢物（如脂褐質(zhì)、殘余體）代謝差錯(cuò)（如DNA突變、蛋白質(zhì)交聯(lián)）有害的中間代謝產(chǎn)物（自由基）等。

隨著細(xì)胞年齡的增長，在細(xì)胞內(nèi)常發(fā)生核酸、蛋白質(zhì)、酶等大分子合成差錯(cuò)、有害中間產(chǎn)物及代謝廢物等衰老因子的不斷積累，當(dāng)這些衰老因子少的時(shí)候可以修復(fù)，當(dāng)衰老因子積累過多或修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)差錯(cuò)不能有效修復(fù)的時(shí)候，就會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)的代謝障礙，引起細(xì)胞衰老?！八ダ弦蜃臃e累說”內(nèi)容：脂褐質(zhì)、老年色素、類蠟體、殘余體等的積累占據(jù)細(xì)胞內(nèi)有限的空間，阻礙細(xì)胞生命活動(dòng)的進(jìn)行，使細(xì)胞工作效率下降，引起衰老。代謝廢物的影響：在環(huán)境因素的作用下，DNA突變是經(jīng)常發(fā)生的，一般情況下可被修復(fù)，但修復(fù)系統(tǒng)也可能受到損傷發(fā)生差錯(cuò)使修復(fù)功能下降，導(dǎo)致功能蛋白不能合成或合成廢品蛋白，使細(xì)胞功能受阻而走向衰老。代謝差錯(cuò)的影響：Ⅰ、自由基及其產(chǎn)生自由基是細(xì)胞進(jìn)行生物氧化過程中或受電離輻射時(shí)產(chǎn)生的一些高反應(yīng)活性的化合物，它們是外層軌道上具有不成對(duì)電子的分子或原子基團(tuán)的總稱。如.O2-、.H、.OH、L.、LOO.,它們的化學(xué)性質(zhì)活躍，在細(xì)胞中經(jīng)常產(chǎn)生，廣泛存在。自由基的影響自由基生物膜中的不飽和脂肪酸過氧化脂質(zhì)(膜通透性

、流動(dòng)性

）過氧化脂質(zhì)+蛋白質(zhì)脂褐素自由基蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)交聯(lián)、變性即巰基（－ＳＨ＋－ＳＨ）二硫鍵（－Ｓ－Ｓ－）自由基ＤＮＡ斷裂、交聯(lián)、堿基羥基化，堿基切除等，使ＤＮＡ損傷。Ⅱ、自由基的危害機(jī)體對(duì)細(xì)胞中產(chǎn)生的自由基有一定的清除能力，清除機(jī)制：

保護(hù)性的酶：主要有超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶(CAT)等。2H++O2-.+O2-.O2+H2O2(ＳＯＤ催化)H2O2+

H2O22H2O+O2(過氧化氫酶催化)

抗氧化物分子,如維生素Ｅ和維生素Ｃ，都是終止自由基反應(yīng)的有效物質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)部自身隔離化，如許多氧化物的代謝主要在線粒體內(nèi)進(jìn)行。Ш、自由基的清除

隨著細(xì)胞生命活動(dòng)時(shí)間的延長，自由基過量產(chǎn)生以及清除能力的下降，導(dǎo)致自由基破壞細(xì)胞中多種物質(zhì)，引起衰老。（二）細(xì)胞內(nèi)衰老鐘的程序表達(dá)Ⅰ、內(nèi)容:生物體內(nèi)有衰老相關(guān)基因，這些基因?qū)⒃诩?xì)胞生活到一定程度時(shí)開啟并表達(dá)，而導(dǎo)致衰老。即衰老本身是一個(gè)遺傳過程，在正常情況下控制生長發(fā)育的基因在各個(gè)發(fā)育時(shí)期有序地開啟和關(guān)閉，如同計(jì)算機(jī)的程序，故名。有些在生命后期才開啟的基因控制著機(jī)體的衰老過程，稱為“衰老相關(guān)基因”。Ⅱ、細(xì)胞衰老鐘(cellularagingclock)學(xué)說：如圖示：(促進(jìn)細(xì)胞分裂)抑制蛋白抑制DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)增殖基因衰老相關(guān)基因抑制衰老基因圖1分裂終止抑制細(xì)胞衰老增殖基因衰老相關(guān)基因抑制衰老基因抑制DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)抑制蛋白圖2

支持的根據(jù)：

衰老細(xì)胞中DNA含量減少，可能是由于阻碣基因丟失。

體外培養(yǎng)細(xì)胞都有一定的壽命（無論如何優(yōu)化條件）。

年青細(xì)胞與年老細(xì)胞融合，前者DNA合成受抑制，說明老年細(xì)胞中產(chǎn)生有DNA合成的抑制劑。

表春期總是在一定年齡到來，這時(shí)有一些基因表達(dá)，形成第二性征，好象基因程序運(yùn)行到這時(shí)才表達(dá)。第二節(jié)細(xì)胞的死亡

1、壞死性死亡(necrosis)：由于某些外界因素（如局部缺血、高熱及物理化學(xué)損傷和微生物的侵襲等造成細(xì)胞急速死亡。

2、自然凋亡(apoptosis）：又稱程序化細(xì)胞死亡（programmedcelldeath，ＰＣＤ），指活組織中，單個(gè)細(xì)胞由于外來因素促使內(nèi)在編程基因表達(dá)，通過主動(dòng)的生理生化過程，而自殺死亡的現(xiàn)象。一、細(xì)胞死亡的類型Ａ、細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞外形變得不規(guī)則。Ｂ、細(xì)胞核及線粒體腫脹，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，溶酶體破裂，最終細(xì)胞膜破壞，胞漿外溢，細(xì)胞解體，引起炎癥反應(yīng)。

壞死是病理性死亡。壞死的特征：壞死細(xì)胞的形態(tài)變化ＰＣＤ的特征：Ａ、細(xì)胞首先變圓，與鄰近細(xì)胞脫離。Ｂ、染色質(zhì)固縮，常聚集于核膜呈境界分明顆粒，塊狀、或新月形小體，胞漿濃縮。Ｃ、ＤＮＡ在核小體連接區(qū)被激活的核酸內(nèi)切酶降解為180--200bp或其倍數(shù)的片段。Ｄ、細(xì)胞膜突出形成質(zhì)膜小泡（即細(xì)胞“出泡”現(xiàn)象）脫落后形成凋亡小體或細(xì)胞固縮形成凋亡小體，其內(nèi)可保留完整的細(xì)胞器和致密的染色質(zhì)。Ｅ、凋亡小體被周圍細(xì)胞吞噬，無細(xì)胞內(nèi)容物外泄，故無炎癥反應(yīng)。凋亡細(xì)胞的形態(tài)變化二、壞死與凋亡的區(qū)別

凋亡壞死

胞體變小變大胞膜皺縮腫脹胞核濃縮,溶解,染色質(zhì)固縮形成染色質(zhì)裂解塊狀小體,為顆粒狀,位于膜下散在分布胞質(zhì)濃縮腫脹結(jié)果形成凋亡小體細(xì)胞崩解無炎癥反應(yīng)引起炎癥反應(yīng)只影響散在單個(gè)細(xì)胞涉及周邊大量細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)不被破壞組織結(jié)構(gòu)被破壞

形態(tài)上凋亡壞死生DNA由內(nèi)切酶切為不規(guī)則斷裂180bp或其倍數(shù)的片段片段大小不一化電泳結(jié)果“梯狀”條帶“彌散”條帶酶核酸內(nèi)切酶等的激活無酶的激活上大分子RNA和蛋白質(zhì)的合成無合成三、細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控生存基因促進(jìn)細(xì)胞增殖的基因(c-myc、c-abl、ras)促進(jìn)細(xì)胞存活的基因(bcl-2、EIB、c-kit)死亡基因細(xì)胞增殖的抑制基因(p53、RB、WT-1)促進(jìn)細(xì)胞死亡的基因(Bax、ICE、TRPM/SGP-2)細(xì)胞凋亡的判斷方法1、形態(tài)上判斷（顯微鏡觀察）熒光素染色法；有無凋亡小體；有無炎癥反應(yīng)；核周邊有無半