课件：第九章胚后发育.ppt

三、动物衰老及机制假说 人体细胞每天的更新率为1%-2%.也就是说，每100个细胞当中，每天有1-2个细胞更新。其中肝细胞寿命为18个月，皮肤细胞的寿命为十多天，消化道内壁细胞寿命只有几十个小时。 每天都有细胞衰老，同时也伴有新细胞的生成 现在抗衰老，延年益寿成为当今社会的人们话题 人为何会衰老呢？ 个体的衰老是组成个体的细胞普遍趋于衰老的过程 1、衰老的概念 生物体的形态、结构和生理功能逐渐衰退的总现象。 两层含义：一是其增殖分化的停止。 二是其同时能够维持细胞的基本功能。 成年小鼠各类细胞的寿命 接近或等于自 身寿命的细胞 神经元、肾髓质、肌细胞 脂肪、胃酶原细胞 骨、肾上腺髓质细胞 缓慢更新的细 胞(长于30天) 呼吸道上皮、肾上腺皮质细胞 肾皮质、皮肤结缔组织、肝细胞 胰脏腺泡及胰岛、唾液腺细胞 快速更新的细 胞(少于30天) 皮肤表皮、角膜上皮细胞 口腔和胃肠道上皮细胞 红细胞、白细胞 细胞总体的衰老可以反映机体的衰老，而机体的衰老是以总体细胞的衰老为基础的。根据细胞衰老速度不同将其分为三类： 体外培养细胞寿命与机体寿命成正比。细胞的增值能力与供体年龄有关。 不同物种的寿命不同：遗传控制 不同物种细胞体外培养也有不同的寿命 细胞核的体积 增大，核膜内 折，染色质收 缩、颜色加深 2、细胞的 衰老特征 细胞内多种酶的 活性降低 细胞内呼吸速 率减慢 细胞内的色素 逐渐积累 细胞膜通透性 改变，使物质 运输功能降低 细胞内水分减 少，使细胞萎 缩，体积变小， 新陈代谢减慢 衰老的动物细胞 成熟的动物细胞 健康的红细胞 衰老病变的红细胞 3、衰老机制假说 个体衰老 显著特征是死亡概率增高 损伤积累？ 遗传决定？ 1、细胞磨损学说 错误成灾学说，认为在DNA复制，转录和翻译中发生误差，这种误差可以不断扩大，造成细胞衰老、死亡。 自由基学说，代谢反应产物生自由基，对细胞造成不可逆的损伤。虽然无直接证据，但以抗氧化剂或自由基净化剂饲喂小鼠可延长寿命，或抑制脂褐质的形成。此外，抗氧化剂还有加强机体免疫反应，抑制肿瘤及自体免疫疾病等作用，，然而也有一些反面的实验结果。 2、衰老基因学说 Sugawara等人用正常细胞和永生仓鼠细胞融合后，出现衰老表现。将人1号染色体导入永生仓鼠细胞则细胞出现衰老迹象，认为1号染色体上携有仓鼠永生细胞系的衰老基因。正常细胞和肿瘤细胞杂交后，杂交细胞表现衰老，说明了正常细胞能够弥补肿瘤细胞在衰老程序中的缺陷。 人们发现使细胞衰老的染色体似乎也有特异性，如对于同一种细胞导入2号染色体，细胞出现衰老表现，导入3、6、7、9、11或12号染色体细胞仍能继续生长，也没有形态的改变。? ? 影响衰老的基因 食物摄取量影响寿命：处于最低营养水平的大鼠的寿命比高摄食量的大鼠长40％，可能是因为食物分解中产生的自由基对DNA和蛋白质起破坏作用。 线虫的daf-2基因：刚孵化的线虫在宽爽的空间、丰富的食物条件下存活2周，但在拥挤、缺食条件下进入不摄食、不生长的dauer larval state, 可长达数月。Daf-2基因突变的线虫即使在有丰富的食物时仍进入dauer state，寿命比正常线虫长2倍。 线虫的clk-1基因：该基因突变个体的细胞周期变长，寿命比正常胚胎长70％。Daf-2、clk-1及另外2个clk基因都突变的个体的寿命延长5倍。 人的Werner Syndrome: 患者青春期生长缓慢，20余岁白发、易患心脏病，绝大多数死于50岁前。其成纤维细胞在体外培养只能分裂几次就死亡。突变基因编码的蛋白与 DNA解螺旋有关，而DNA解螺旋是DNA复制、修复、基因表达所必需的。 3、端粒学说 端粒学说由Olovnikov提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，并造成细胞衰老死亡。 端粒是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关蛋白组成的复合结构，具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用。 端粒酶是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质组成，是以自身RNA为模板，合成端粒重复序列，加到新合成DNA链末端。在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中，细胞每分裂一次，就丢失一段端粒序列，当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。 但是许多问题用端粒学说还不能解释。曾有人就不同年龄供体角膜内皮细胞的端粒长度进行研究发现角膜内皮细胞内端粒长度长期维持在一个较高的水平，而端粒酶却不表达。 另外，Kippling发现，鼠的端粒比人类长近5-10倍，寿命却比人类短的多。这些都提示体细胞端粒长度与个体的寿命及不同组织器官的