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Medical cell biology yyswx@tijmu.edu.cn 第十二章 细胞衰老和死亡 Cellular aging and death [目的要求] 了解细胞衰老和死亡的概念及生物学意义 初步掌握细胞衰老的特征 了解衰老机制 掌握细胞凋亡概念和特点 第一节 细胞的衰老cellular aging 大多数细胞都要经历增殖、分化、衰老直至死亡的过程。 细胞衰老：细胞对环境变化的适应能力减弱和维持细胞内环境的稳定能力降低,同时发生的形态结构的改变。　 一、细胞的寿命 与增殖能力和分化程度密切相关 机体细胞分4类（细胞的寿命的角度） （一）恒久组织细胞　 在机体出生后便永久失去了分裂能力, 但高度分化的专业工作细胞。 主要包括：心肌、骨骼肌、骨、肾上腺髓质、肾髓质和神经细胞等。 衰老变化的特点是细胞的数量减少和细胞内结构发生变化。 （二）稳定组织细胞 在机体出生后便停止分裂、但终生保留分裂能力、具有较高分化程度的专业工作细胞。 主要包括皮肤结缔组织、呼吸道上皮、肾上腺皮质、肾皮质、唾腺细胞、胰腺及胰岛、胃壁和肝细胞。 这类细胞在正常情况下没有明显的衰老死亡，但最终也将发生衰老和死亡。 （三）更新组织细胞 有一定寿命的专业工作细胞。 主要包括皮肤的表皮、角膜、毛囊、口腔黏膜上皮、胃肠道上皮、精原细胞和造血细胞。 不同组织的更新速度不同,如小肠绒毛上皮的生命周期为2～5天,表皮细胞约1～2月。这类细胞寿命短，因而不发生衰老变化。 （四）可耗尽组织细胞 是一种专业工作细胞,在机体一生的某一阶段逐渐减少,但得不到补充,最后消耗殆尽。 如卵巢实质细胞 二、细胞衰老的特征  1．细胞内水分减少，致使细胞脱水收缩，体积变小。 2．细胞色素颗粒沉积增多 ，如脂褐素也称老年色素， 细胞衰老的特征 3．细胞器的衰老变化： （1）细胞膜的流动性降低 （2）线粒体的数量随着年龄的增大而减少，而其体积则随着年龄的增大而增大。 （3）高尔基复合体的分泌功能与囊泡运输功能下降；溶酶体酶活性降低；内质网数量减少。 （4）细胞核的变化：染色质固化，核膜内折。 细胞衰老的特征 4．化学组成与生化反应的改变 (1)蛋白质合成的速度下降； (2)细胞内酶的活性与含量改变 如老年神经细胞内单氨氧化酶升高，硫胺素焦磷酸酶的活性减弱。 三、细胞衰老的机制　 关于细胞衰老的机制，曾先后提出过多种学说，但至今尚无统一的认识。 1．自由基理论  自由基是在外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团，与其他物质反应夺取电子，引起一些极重要的生物分子失活，导致对细胞的结构和功能产生有害的生物学效应。 机体清除自由基的能力随龄的增加而下降，导致衰老。  2、遗传程序论 细胞的衰老是按照各自特定的程序和时间进行的；认为细胞的退化和衰老是由基因控制的，如退化基因(deg)和机械传感基因(mec)是控制神经细胞衰老的遗传因子。 衰老是遗传上的程序化过程，受特定基因控制。 遗传基因的变异对衰老的发生影响极大，例如人类常染色体隐性遗传病早老症　 端粒与衰老 近年来，提出端粒 DNA序列的缩短可能是细胞衰老的重要原因，人体细胞端粒长度随年龄增加而缩短。 发现端粒长度、端粒酶活性与衰老有着密切的关系，提出细胞衰老的“端粒钟”或“有丝分裂钟”学说 细胞衰老其它学说 如神经免疫网络说、 错误成灾说、 钙调蛋白学说等。 第二节 细胞凋亡 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。 人红细胞寿命120天，白细胞寿命只一天 细胞死亡的鉴别 常用细胞活体染色方法进行鉴别，死亡细胞被台盼蓝染成蓝色 活细胞不着色 原因：细胞死亡时，细胞膜通透性发生改变，丧失原有功能及增殖能力 一、细胞死亡的方式 ①细胞坏死 necrosis ②细胞凋亡 cell apoptosis 也称细胞程序性死亡 （programmed cell death） （一）细胞坏死（necrosis）： ——是由于某些外界因素，如局部缺血、物理、化学和生物因子的作用而产生的急性损伤所致，故称为病理性死亡。 被动 （一）细胞坏死 necrosis 特征 细胞坏死 诱导因素 强烈刺激 受累范围 成群细胞死亡 膜完整性 早期即丧失 细胞体积 增大肿胀 染色质