第三節(jié) 細胞的衰老和凋亡

1、 細胞的衰細胞的衰 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，是細胞生命活動的客觀規(guī)律。機體的衰老與細胞的衰老是相關聯(lián)的。 衰老有三種表現(xiàn)形式：生理性衰老、病理性衰老、心理性衰老細胞的歷程：細胞的歷程：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)象細胞的衰老細胞的衰老一一. .個體衰老與細胞衰老的關系個體衰老與細胞衰老的關系個體衰老與死亡細胞衰老與死亡個體衰老與死亡細胞衰老與死亡單細胞生物單細胞生物細胞的衰老細胞的衰老一

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

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

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

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

6、傳遞，影響細胞正常的生理功能細胞正常的生理功能；細胞內(nèi)呼吸速率減慢，細胞核體積增大，細胞內(nèi)呼吸速率減慢，細胞核體積增大，染色質(zhì)固縮，染色加深；染色質(zhì)固縮，染色加深；細胞膜通透性功能改變，物質(zhì)運輸功能細胞膜通透性功能改變，物質(zhì)運輸功能降低。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胞內(nèi)水分減少，體積變小細胞內(nèi)水分減少，體積變小細胞內(nèi)的酶活性降低細胞內(nèi)的酶活性降低細胞內(nèi)色素細胞內(nèi)色素( (脂褐素脂褐素) )的積累的積累細胞膜通透性功能改變細胞膜通透性功能改變行動遲緩行動遲緩無力無力

7、細胞內(nèi)呼吸速率減慢細胞內(nèi)呼吸速率減慢細胞的衰老細胞的衰老細胞衰老的原因 古代的衰老學說古代的衰老學說 （1 1）溫熱說：這種學說認為生命活動靠）溫熱說：這種學說認為生命活動靠的是的是“溫溫”和和“熱熱”在體內(nèi)的流動，當在體內(nèi)的流動，當“溫、溫、熱熱”減少時，生命也就衰老了，還有人認為減少時，生命也就衰老了，還有人認為當機體的當機體的“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”的學說：這種學說認為火是的學說：這種學說認為火是萬物之源，

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，當呼吸停止時就引起了死亡。當呼吸停止時就引起了死亡。 （3 3）“燈油耗竭說燈油耗竭說”勞倫斯認為生命是勞倫斯認為生命是油燈的火焰，當燈油減少終至耗盡，人也就油燈的火焰，當燈油減少終至耗盡，人也就衰老而死亡。衰老而死亡。細胞的衰老細胞的衰老 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胞衰老的原因。目還沒有一種假說能夠完全提示細胞衰老的原因。目前的科研工作表明，細胞衰老可能是多種內(nèi)因和外前的科研工作表明，細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： 體細胞突變體細胞突變 DNA損傷論損傷論 自由基理論自由基理論 端粒學說端粒學說 細胞程序性死亡理論細胞程序性死亡理論 自由基學說：自由基學說：異常活潑的帶電分子或基團，稱為自由基。異?；顫姷膸щ姺肿踊蚧鶊F，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，使細胞變；攻擊蛋白質(zhì)，使其活性下降，使細胞衰老。）衰老。）細胞的衰老細胞的衰老 2）自由基學說：）自由基學說： 正常代謝反應的中間產(chǎn)物含自由基，正常代謝反應的中間產(chǎn)物含自由基，對細胞會造成不可逆的損傷，如脂類的過對細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，抗氧化劑還有加強機體免疫反應，抑制腫瘤及自體免有加強機體免疫反應，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驗結(jié)果。接的證據(jù)，然而也有一些反面的實驗結(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)。對人體不斷地補充體不斷地補充 SODSOD具有抗衰老的特殊效果。具有抗衰老的特殊效果。 端粒學說端粒學說 研究發(fā)現(xiàn)，細胞的染色體頂端研究發(fā)現(xiàn)，細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，細胞小帽子戴在染色體的頭頂上，細胞每分裂一次，端粒就縮短一點。人每分裂一次，端粒就縮短一點。人的正常體細胞一般分裂次數(shù)平均是的正常體細胞一般分裂次數(shù)平均是50次，當端粒最

12、后短到無法再縮短次，當端粒最后短到無法再縮短時，細胞的壽命也就到頭了。但是時，細胞的壽命也就到頭了。但是癌細胞卻沒有壽限，可以不停地分癌細胞卻沒有壽限，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(細胞編程性死亡細胞編程性死亡) 細胞中的基因可按一定順序細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；動物都有相當恒子女的壽命與雙親的壽命有關；動物都有相當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，衰老相關基因（衰老時，衰老相關基因（SAG）活躍表達，如）活躍表達，如senescent cell derived inhibition of DNA synthesis 。 哺乳類動物的壽命應該是其生長期的7倍。 人的生長期是最后一顆牙齒長出來的時間(20-25歲)。 因此人的壽命應該為100-175歲，正常應該是120歲。一一種種自自然然的的生生理理過過程程細胞的凋亡細胞的凋亡細

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

15、造細胞的凋亡細胞的凋亡在種種不利因素影響下在種種不利因素影響下, ,由于細胞正常代謝活動由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡受損或中斷引起的細胞損傷和死亡, ,叫叫細胞壞死細胞壞死。細胞的凋亡細胞的凋亡細胞死亡自動死亡自動死亡被動死亡被動死亡( (細胞凋亡細胞凋亡) )( (細胞壞死細胞壞死) )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：細胞凋亡與細胞壞死有何區(qū)別？思考：細胞凋亡與細胞壞死有何區(qū)別？細胞的凋亡細胞的凋亡細胞凋亡和細胞壞死有何區(qū)別？細胞凋亡和細胞壞死有何區(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，它是細胞的一種病理性死

16、亡。它是細胞的一種病理性死亡。根本原因根本原因過程過程特點特點細胞凋亡細胞凋亡細胞壞死細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胞的凋亡細胞的凋亡細胞凋亡細胞凋亡與與細胞壞死細胞壞死比較比較項目項目細胞的凋亡細胞的凋亡細胞的壞死細胞的壞死與基因的關與基因的關系系細胞膜的變細胞膜的變化化形態(tài)變化形態(tài)變化影響因素影響因素對機體的影對機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)陷破裂破裂細胞變圓與周細胞變圓與周圍細胞脫離圍細胞脫離細胞外型不規(guī)則變化細胞外型不規(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，機電、熱、冷，機械傷害

17、性刺激械傷害性刺激對機體有利對機體有利對機體有害對機體有害區(qū)別：壞死是極區(qū)別：壞死是極端的物理、化學端的物理、化學因素或嚴重的病因素或嚴重的病理性刺激引起的理性刺激引起的細胞損傷和死亡。細胞損傷和死亡。細胞膜發(fā)生滲漏，細胞膜發(fā)生滲漏，細胞內(nèi)容物釋放細胞內(nèi)容物釋放到胞外，導致炎到胞外，導致炎癥反應。癥反應。細胞凋亡時細胞細胞凋亡時細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。癥反應。 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、細胞內(nèi)水分減少，細胞萎縮；、細胞內(nèi)水分減少，細胞萎縮；B B、細胞核體積增大，染色體固縮，染色加深；、細胞

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