第十三章细胞衰老与凋亡

第十三章细胞衰老与凋亡细胞得寿限细胞也同生物体一样,有一定得寿命,体内总有细胞不断地衰老与死亡,同时又有细胞得增殖与新生进行补充。这不仅发生在胚胎发育过程中,在成年体内得各组织器官中也有细胞得死亡。■Hayflick界限(Hayflicklifespan)1961年,Hayflick首次报道了体外培养得人得成纤维细胞具有增殖分裂得极限。她利用来自胚胎和成体得成纤维细胞进行体外培养,发现:胚胎得成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡,相反,来自成年组织得成纤维细胞只能培养15-30代就开始死亡。体外培养得年轻和老得人成纤维细胞得显微形态图物种得寿命与体外培养时细胞传代次数得关系长寿物种得细胞体外培养得代数比短寿物种得细胞代数多,表明细胞得衰老就是由生物本身得程序决定得。灰色部分表示生物得寿命,白色部分部份表示体外培养传代得次数。一、细胞衰老得特征(一)形态变化二、细胞衰老得分子机理■复制衰老得机制

人类染色体末端普遍存在端粒结构,但各类细胞端粒长度各有差异,一般体细胞得端粒比生殖细胞短。人类染色体端粒就是由250～1500个进化上高度保守得TTAGGG重复顺序组成,就是由端粒酶催化合成得。正常人二倍体成纤维细胞在体外培养时随代数得增加,细胞中得端粒以一定速率缩短,DNA每复制一次,端粒就缩短一段。人体血细胞与皮肤细胞端粒长度也随增龄而相应缩短。因此,端粒记录着细胞得年龄并预示她死亡得时限。9大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流■衰老得遗传程序论(geneticprogramtheory)衰老得遗传程序论认为衰老就是遗传上得程序化过程,衰老就是受特定基因控制得。一切生理功能得启动和关闭都就是按照一定程序进行得。这一理论有三方面得证据得支持:①Hayflick得细胞培养实验;②发现人从30岁开始,人体各种器官得功能有1%得减退;③衰老基因控制得早老综合症。图早老症儿童与正常儿童得比较左边就是一个正常健康得9岁儿童,右边就是一个患早老症得8岁儿童■衰老得损伤积累论损伤得积累可以通过细胞成分得磨损和撕裂得方式或合成错误得方式出现。这些错误包括DNA复制错误、蛋白质合成错误。最有代表性得理论就是错误成灾理论。她就是指细胞大分子合成错误成灾。意思说,细胞里得核酸和蛋白质在生物合成中如果由于某些原因发生差错,当变质得非功能蛋白达到一定水平时,出现完全丧失功能得“错误灾难”。

■细胞衰老得线粒体损伤论用聚合酶链式反应(PCR)法检查发现,成人心脏、肌肉和脑得线粒体有DNA片段低水平得丢失,胎脑和胎心则无此现象。此外,老年糖尿病亦与线粒体DNA得损伤有关等。研究发现老龄人各种mtDNA缺失突变存在突变“热点”,即缺失突变得缺失片段5‘和3‘端断裂位点得侧翼具有4-13bp同向重复序列,如5kb常见缺失得侧翼为13pb得5‘ACCTCCCTCACCA重复顺序。动物实验也证实线粒体DNA有随年龄增加,其丢失频率升高现象。二、细胞死亡(celldeath)

细胞死亡得一般定义就是细胞生命现象不可逆得停止。细胞死亡有两种形式:一种为坏死性死亡,就是由外部得化学、物理或生物因素得侵袭而造成得细胞崩溃裂解;另一种为程序性死亡,就是细胞在一定得生理或病理条件下按照自身得程序结束其生存。多细胞生物随时都在进行着有规律得程序化细胞死亡,如人类得淋巴细胞系统、神经系统等。第二节程序性细胞死亡程序性细胞死亡又称为细胞凋亡(apoptosis)。就是指为维持内环境稳定,由基因控制得细胞自主得有序性得死亡,她涉及一系列基因得激活、表达以及调控等得作用,因而就是具有生理性和选择性得。细胞凋亡和坏死得区别:ContrastofApoptosisandnecrosisApoptosisNecrosisDeathbyapoptosisisaneat,orderlyprocess一、细胞凋亡得概念及生物学意义概念:就是由一系列基因控制并受复杂信号调节得细胞自然死亡得现象。生物学意义:细胞凋亡对于多细胞生物个体发育得正常进行,自稳平衡得保持以及抵御外界各种因素得干扰方面都起着非常关键得作用。二、细胞凋亡得特征

细胞凋亡得形态学特征细胞凋亡得生化特征(一)细胞凋亡得形态学特征凋亡得起始:细胞器、染色质等开始变化。凋亡小体得形成:质膜包裹染色质和细胞器。凋亡小体得消化:被吞噬细胞消化。A、NormalcellB、Apoptosis:Apoptoticbodies(二)细胞凋亡得生物化学特征

◆细胞凋亡得主要特征就是形成大小为180-200bp特征性得DNAladders。◆凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG积累并达到较高水平。细胞色素c诱导得凋亡细胞DNA电泳图1、细胞色素c诱导0h2、细胞色素c诱导1h3、细胞色素c诱导2h4、细胞色素c诱导3h5、细胞色素c诱导4h6、阴性对照7、Marker(自赵允、翟中和)表程序性细胞死亡与细胞坏死得比较比较内容程序性细胞死亡细胞坏死质膜不破裂发生破裂细胞核固缩,DNA片段化弥漫性降解细胞质由质膜包围形成凋亡小体溢出,细胞破裂成碎片细胞质生化改变溶酶体得酶增多溶酶体解体蛋白质合成有无基因活动由基因调控无基因调控自吞噬常见缺少线粒体自身吞噬肿胀诱发因素生理性信号强烈刺激信号对个体影响