医学细胞生物学第十二章——细胞衰老及死亡.pptVIP

Medical cell biology yyswx@ 第十二章 细胞衰老和死亡 Cellular aging and death 第一节 细胞的衰老aging or senescence 细胞的基本生命活动之一。 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。 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。 主要包括：心肌、骨骼肌、骨、肾上腺髓质、肾髓质和神经细胞等。 （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 （五）体外培养细胞的寿命 1、Hayflik界限 体外培养的细胞也有一定的寿命。 1961年，Hayflick和Moorhead实验，培养的人二倍体细胞表现出明显的衰老、退化和死亡的过程。 将细胞数以1：2的比率连续进行传代，则平均只能传代40-60次，此后细胞就逐渐解体并死亡。 细胞，至少是培养的细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限—— “Hayflick界限”。 2、体外培养细胞的寿命与 供体物种寿命和供体个体年龄的关系 Hayflick比较了多种动物成纤维细胞在体外培养下的传代次数和寿命的关系 发现：体外培养细胞的寿命取决于 供体物种的寿命 供体个体的年龄。 生命越长寿，细胞传代的次数越多 体外培养细胞的增殖传代的能力也可反映出该种属细胞在体内的衰老状况。 4、决定细胞衰老的因素 Hayflik将取自老年男性细胞和年轻女性个体细胞(间期可见巴氏小体)进行单独或混合培养，结果混合培养中的两类细胞的倍增次数与各自单独培养时相同。 结果说明:巴氏小体的污染并没有影响细胞的衰老，决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不是外部的环境。 Wright和Hayflik实验 年轻的细胞质体与年老的完整细胞融合时，得到的杂种细胞不能分裂； 而年老的细胞质体与年轻的完整细胞融合时，杂种细胞的分裂能力与年轻细胞几乎相同。 结果说明:是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老的表现。 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，在光镜下呈黄褐色的圆形或椭圆形颗粒。脂褐素在胞浆中沉积随老年化过程而增加，如肝细胞、肌细胞和神经细胞中的积聚更为明显。 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：衰老的细胞膜发生脂质过氧化反应，流动性明显减弱，因而细胞的兴奋性降低。 （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：老年神经细胞内单氨氧化酶升高、SOD 下降，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。 人们已经认识到，细胞衰老是由体内多种因素引起的，人类的衰老还受到社会和环境等因素的影响,使得衰老机制更加复杂。 细胞衰老的机制 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