医学细胞生物学细胞衰老与死亡

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1、第十一章细胞衰老与死亡1“生、老、病、死”是生命的四重奏。人类自出生均要经过生长、发育、成熟、衰老直至死亡的几个阶段，这是生命的必然规律。生命是物质的，人体是由细胞组织起来的。组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤，致使人体内某些细胞不断地衰老与死亡。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象2第一节细胞的衰老3衰老:是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程。人的衰老与细胞的衰老相关联现代人类面临着3种衰老：◆生理性衰老◆病理性衰老◆心理性衰老45细胞衰老是客观存在的

2、。同新陈代谢一样,细胞衰老是细胞生命活动的客观规律。对多细胞生物而言,细胞的衰老和死亡与机体的衰老和死亡是两个不同的概念,机体的衰老并不等于所有细胞的衰老,但是细胞的衰老又是同机体的衰老紧密相关的。6个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物：多细胞生物：细胞衰老=个体衰老细胞衰老≠个体衰老每时每刻都在更新7细胞的寿限细胞也同生物体一样，有一定的寿命，体内总有细胞不断地衰老与死亡,同时又有细胞的增殖与新生进行补充。这不仅发生在胚胎发育过程中，在成年体内的各组织器官中也有细胞的死亡。各类细胞本身的寿命很不一样,一般

3、说来,能够保持持续分裂能力的细胞是不容易衰老的。分化程度高又不分裂的细胞寿命却是有限的。8根据细胞寿命情况将细胞分为三类：寿命接近于动物的整体寿命:如神经细胞，脂肪细胞，肌细胞等。缓慢更新的细胞，其寿命比机体的寿命短:如肝细胞，胃壁细胞等。快速更新的细胞:如皮肤的表皮细胞，红细胞和白细胞等，它们在正常情况下终生保持分裂能力。9Hayflick界限1961年，LeonardHayflick首次报道了体外培养的人的成纤维细胞(humanfibroblasts)具有增殖分裂的极限。利用来自胚胎和成体的成纤维细胞

4、进行体外培养发现：胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡，相反，来自成年组织的成纤维细胞只能培养15～30代就开始死亡。10Hayflick等发现，动物体细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关。例如，龟的最高寿命是175岁，它的细胞在体外培养时能分裂100多次。而小鼠的寿命只有几年，所以从小鼠分离的细胞在体外分裂的次数不超过30次。11体外培养的年轻人和老年人的成纤维细胞的显微形态12细胞衰老的特征细胞内水分减少◆色素生成和色素颗粒沉积细胞膜的变化：膜的流动性下降、刚性增强◆细胞质的变化：内质网

5、排列的有序性降低、内质网数量减少、线粒体数量减少◆细胞核的变化：核膜内折、染色质固缩、核小体DNA变短◆细胞化学组成的变化：蛋白质合成能力下降、高尔基体的分泌与运输功能下降13第二节细胞的死亡14一、细胞死亡的方式细胞坏死细胞凋亡细胞程序性死亡正常的组织中，经常发生“正常”的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。细胞死亡的方式有三种：15早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀溶酶体破裂,细胞内容物流出,引起炎症（一）细胞坏死(necrosis)细胞坏死(necrosis)：细胞受到化学因素（如强酸、强碱、有

6、毒物质）、物理因素（如热、辐射）和生物因素（如病原体）等环境因素的伤害，引起细胞死亡的现象。16细胞坏死的形态特征细胞坏死初期，胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解，结构脂滴游离、空泡化，蛋白质颗粒增多，核发生固缩或断裂。随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂，以及嗜碱性核蛋白的降解，细胞质呈现强嗜酸性，故坏死组织或细胞在苏木精/伊红染色切片中，胞质呈均一的深伊红色，原有的微细结构消失。在含水量高的细胞，可因胞质内水泡不断增大，并发生溶解，导致细胞结构完全消失，最后细胞膜和细胞器破裂，DNA降解，细胞内容物流出,引起周

7、围组织炎症反应。17引起坏死细胞形态改变的因素：酶性消化蛋白变性若酶来源于死亡细胞本身的溶酶体，则称为细胞自溶（autolysis）若酶来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体，则为细胞异溶（heterolysis）18细胞凋亡的概念：由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程细胞凋亡的特点：①细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；②凋亡小体内有结构完整的细胞器；③溶酶体活性不增加④内切酶活化，DNA片断化，凝胶电泳图谱呈梯状（二）细胞凋亡(apoptosis)19凋亡的起始，微绒毛的消失，细胞间接触

8、的消失，与周围的细胞脱离，细胞质中，线粒体大体完整，染色质固缩。细胞质密度增加，线粒体膜电位消失，通透性改变，释放细胞色素C到胞浆，膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到膜表面。凋亡小体的形成。核膜核仁破碎，核染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线粒体一起聚集，为反折的细胞膜所包围。凋亡小体逐渐被周围专职或非专职吞噬细胞吞噬。凋亡细胞形态特征2021正常胸腺细胞凋亡胸腺细胞22扫描电子显微镜下的凋亡小体2324细胞程序性死亡（prog