第十一节 细胞衰老与细胞死亡
细胞的衰老与细胞死亡-衰老死亡的细胞是什么细胞
机体衰老与细胞衰老之间有着密切的联系，机体
衰老以细胞总体的衰老为基础 。
Cell Senescence and Cell Death
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退 出
第十六章
细胞衰老与细胞死亡
(二)机体内各类细胞的寿命不同
根据细胞寿命情况将细胞分为三类： 细胞寿命接近于动物的整体寿命，如神经元、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。
Cell Senescence and Cell DБайду номын сангаасath
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第十六章
细胞衰老与细胞死亡
酶：活性中心被氧化，总的效应是酶失活；但β-半
乳糖苷酶（senescence-associated β- galactosidase ， SA-βgal）活性增强。
脂类：不饱和脂肪酸被氧化，膜的流动性降低。
人正常体细胞一般分裂次数平均为50次. （二）体外细胞 体外培养细胞可传代30～50次,停止分裂增殖后细胞多停 留于G0或G1期,此时细胞表现为:
形态变化大;DNA复制能力降低
蛋白质合成能力
第十六章
细胞衰老与细胞死亡
(一)细胞衰老与机体的衰老既有区别又有联系
机体衰老：指绝大多数生物性成熟以后，机体形 态结构和生理功能逐渐退化或老化的过程，是一
快速更新且寿命较短的细胞，如皮肤的表皮细胞、
红细胞和白细胞等。
Cell Senescence and Cell Death
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第十六章
细胞衰老与细胞死亡
(三)细胞在体外培养条件下的寿命
•离体细胞同在体细胞一样，也有一定的寿命 •细胞的寿命不是指培养天数的多少，而是指群体倍增次数。 •其寿命长短取决于培养细胞的平均代数，所取培养组织的年
医学细胞生物学细胞衰老和细胞死亡优质课件
细胞死亡
• 3.胞浆Ca2+、pH的变化 Ca2+能通过 两条途径 诱导细胞凋亡：①胞 内 Ca2+库 释放，胞外 Ca2+内流 使胞浆内 Ca2+持续升高，作为凋亡信 号启动凋亡；②Ca2+的释放打破了胞内结构的稳定，使细胞凋亡系统 的关键成分 与正常时不能接触的基质发生反应，从而触发凋亡
β-半乳糖苷酶在衰老细胞中表达增加→
细胞衰老
• ⑤脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间 交联， 膜的流动性降低
• 细胞衰老的学说与机制
• 有许多学说诠释细胞衰老过程
• 1.遗传决定学说认为衰老是遗传上的程序化 • 认为：衰老是 遗传上的程序化过程，其推动力和决定因素是遗传的基
因组；控制 生长发育和衰老的基因 都在特定时期 有序地 开启和关闭 • 早老衰综合症 Hutchinson-Gilford syndrome 婴幼儿期开始衰老，
• 也有细胞凋亡时，仅仅 核固缩、胞质浓缩 形成 致密结构→凋亡小体
细胞死亡 • 细胞凋亡时细胞生化改变的复杂性和多样性
• 1.DNA片段化 细胞凋亡时，胞内 内源性核酸内切酶 活化，将核小 体在 连接区 切断，形成180～200bp片段，电泳时可见 DNA梯状条 带 DNA ladder——细胞凋亡 最典型生化特征之一。细胞坏死时， DNA随意断裂，电泳呈 弥散状 smear
• 细胞坏死时， 细胞膜渗漏、内容物外流，导致炎症反应； 细胞凋亡 时，细胞膜反折包裹断裂的染色质片段或细胞器等，形成众多凋亡小 体，最终被巨噬细胞吞噬消化，不引起炎症反应
医学细胞生物学细胞衰老与死亡
“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
26
细胞坏死与凋亡的形态区别
h
27
细胞坏死
h 细胞凋亡
28
细胞凋亡的生化改变
① 核酸内切酶激活
Ca 2+ /Mg 2+ Zn 2+
② DNA片断化
③ caspase激活
灭活凋亡抑制物
水解活性蛋白
水解结构蛋白
h
29
细胞凋亡中的DNA的片段化
h
30
DNA断裂与“梯状条带”(1)
h
31
DNA断裂与“梯状条带”(2)
h
2
第一节 细胞的衰老
h
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
h
4
h
5
细胞衰老是客观存在的。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。
维持细胞钙稳态 h
53
Bax亚家族：它们的作用与Bcl-2亚家族的作用相 反，可促进细胞凋亡
成员：Bax、Bak、Bok
细胞的衰老和死亡ppt课件
A.被自由基攻击的机体细胞的死亡属于细胞坏死 B.自由基属于免疫活性物质，能特异性攻击病毒和机体细胞 C.自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老 D.服用自由基清除剂有助于减轻新冠肺炎伴随的器官损伤
产生 自由基 攻击
磷脂
DNA
蛋白质
生物膜损伤 基因突变 活性下降
细胞 衰老
（2）端粒学说 ➢ 端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体
3.细胞衰老与个体衰老的关系
➢ 单细胞生物
个体衰老与死亡 ＝ 细胞衰老与死亡
➢ 多细胞生物
＝ 个体衰老与死亡 细胞衰老与死亡
大肠杆菌 变形虫 酵母菌
细胞来源 增殖代数/细胞分裂次数
胎儿 50
1. 从实验1中你能得出什么结论？
中年人 20
老年人 2-4
随着年龄的增长 ，细胞继续分裂的次数会 减少 ， 即细胞会随分裂次数的增多而 衰老 。
实验2 将年轻人的体细胞去核后与老年人的细胞核融合；
将老年人的体细胞去核后与年轻人的细胞核融合。分别在体外培养。
1、细胞凋亡
与凋亡有关基因选择性表达
➢ 概念： 由 基因决定 的细胞自动结束生命的过程。 细胞凋亡受到严格的由遗___传__机__制__决定的程序性调控，也称 程序性死亡 。 ①生长发育中，细胞的 自_动__死__亡___；(胎儿尾巴消失)
②成熟生物体中，细胞的_自__然__更__新__；(清除衰老 的细胞) ➢ 类型： ③被 病原体感染 的细胞的清除；
个体衰老的过程是组成个体细胞 普遍衰老 的过程
新生婴儿体内没有衰老细胞，老年人体内没有新生的细胞（×）
老年人：造血干细胞； 年轻人：皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞，最后凋亡、脱落。
细胞生物学-细胞衰老与死亡
衰老细胞的结构变化
❖ 细胞核的变化 体积增大、核膜内折、染色质固缩化、端粒变短， DNA甲基化程度增加；
❖ 内质网的变化 内质网排列无序，膜腔膨胀，膜面上核糖体减少；
❖ 线粒体的变化 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。线粒体DNA的损伤程度增加，线粒 体DNA的转录产物减少；
外在信号
内在信号
Cell - extrinsic activation of caspase cascade
❖ 细胞表面具有死亡受体（death receptor） Fas，属于肿瘤坏死因子受体超家族； ❖ 三聚体的Fas与配体（FasL）结合； ❖ 募集接头蛋白FADD和 procaspase-8； ❖ 通过自身剪接，产生caspase-8 ，引起caspase cascade。
❖ 活化的caspase 再切割其他的 caspase，即为 caspase级联反 应（cas胞质蛋白质或 核纤层蛋白
caspase家族与细胞凋亡
❖ 目前认为细胞凋亡的起始者（caspase 2， 8，9和 10）和执行者（caspase 3，6和7） 之间存在着上下游关系，即起始者活化执 行者。
H2O
CuZn-SOD
H2O2 GSH-Px
H2O 细胞质
线粒体
细胞衰老与死亡
细胞衰老与死亡————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:第十一章细胞衰老死亡一、选择题（一）A型题1、细胞衰老与生物体衰老是A、一个概念Ｂ、两个概念C、因果关系D、没有关系E、主次关系2、自由基可以使质膜上的_＿____＿＿＿_＿＿＿氧化A、饱和脂肪酸B、不饱和脂肪酸C、水D、胆固醇Ｅ、葡萄糖3、自由基可以使蛋白质发生交联、变性、酶失活,这一影响是通过：A、将蛋白质中的巯基氧化B、改变蛋白质氨基酸组成C、改变氨基酸排列顺序D、减少二硫键数目E、改变钠钾离子浓度４、有机体的生命活动能够正常进行是由于:A、新细胞不断增殖B、衰老细胞不断死亡C、衰老细胞全部死亡Ｄ、新细胞无限增殖E、新老细胞不断交替5、在对程序性细胞死亡时降解的DNＡ断片进行琼脂糖凝胶电泳时,或进行氯化铯溴化乙锭超速离心时,可见：A、密度梯度Ｂ、梯形现象Ｃ、浮力密度D、层析柱E、免疫荧光现象6、包围染色质DNA片段的凋亡小体，可在荧光显微镜下清晰观察到,所用染色方法是:Ａ、中性红B、次甲基兰C、ＡO和溴化乙锭Ｄ、盐酸喹丫因(ＱＨ)Ｅ、吉姆萨7、程序性细胞死亡过程中：Ａ、不涉及基因的激活和表达B、没有蛋白质合成C、涉及一系列ＲNA和蛋白质的合成D、没有RNA参与E、DNA的分子量不变8、人类种族特异性的衰老生物学标志是：A、色素颗粒沉积B、线粒体数目减少C、端粒长度缩短D、血清中自由基数量增多E、免疫功能降低(二)Ｂ型题1－5题:Ａ、遗传程序论B、钙调蛋白论C、自由基理论D、错误成灾论E、神经免疫网络论1、衰老是受特定基因控制的，是遗传上的程序化过程2、细胞氧化过程中产生的一些高活性化合物能导致细胞结构和功能的改变3、神经系统和免疫系统结构、组成成分、功能执行的改变或失调4、随年龄增长钙调蛋白及受其调节的酶水平下降与神经系统功能减退有关５、细胞内大分子合成差错成灾，异常蛋白不断积累,DNA异常变化，经多次循环误差扩大成灾6-10题:A、促进细胞增殖基因和促进细胞存活基因Ｂ、细胞增殖抑制基因和促进细胞死亡基因C、生存基因和死亡基因D、细胞生长抑制基因E、促进细胞存活基因6、与细胞程序性死亡相关的基因大致分为两大类:7、生存基因包括：８、死亡基因包括：9、p5３基因是:１０、B细胞淋巴瘤/白血病-２（bcl－2）基因是：11－15题:A、c-myc基因B、RB基因Ｃ、bcl-２基因D、raｓ相关基因E、ICE基因１１、是一种原癌基因，促进细胞的增殖反应,也能诱导细胞死亡的基因12、与多种肿瘤的发生、发展有密切关系的促进细胞增殖的原癌基因１3、位于13ｑ14上,编码一个８１６个氨基酸残基组成的蛋白质分子，重要的抑癌基因１4、重要的细胞生存基因,通过阻断程序性细胞死亡信号的传递通道,抑制程序性细胞死１５、是一种蛋白质水解酶,有启动程序性细胞死亡的作用,被称为自杀基因16－２0题:Ａ、数年B、数月C、４-10天D、2-3天E、几小时16、肌细胞17、白细胞18、红细胞19、神经细胞20、小肠绒毛细胞2１-2３题:Ａ、内质网B、线粒体C、细胞核Ｄ、溶酶体E、细胞膜２1、细胞衰老过程中，增多的细胞器是:22、遗传程序论认为控制细胞衰老的关键物质在：２3、自由基的产生主要是在:（三）C型题A、自噬作用B、异噬作用C、两者都是Ｄ、两者都不是1、衰老细胞器的消失是溶酶体的2、蝌蚪尾巴的消失是溶酶体的3、饥饿时细胞消化自身物质作营养是溶酶体的4、细胞内吞噬泡的消化是溶酶体的A、中性红染色时呈红色B、台酚蓝染色呈蓝色C、两者都是D、两者都不是5、活细胞6、死细胞7-14题:A、增加B、减少C、两者都是D、两者都不是７、衰老细胞中线粒体的数目8、衰老细胞中细胞核内膜的内折9、衰老细胞中细胞膜上的受体10、衰老细胞中细胞色素颗粒的数目11、衰老细胞中细胞膜上微绒毛的数目12、衰老细胞中高尔基复合体的数目1３、衰老细胞中溶酶体的数目14、衰老细胞内水分15－16题:A、升高Ｂ、降低Ｃ、两者都是D、两者都不是１5、衰老细胞中蛋白质的合成16、衰老细胞中ｒＲNA和tRＮA的合成１7－20题：A、增大Ｂ、减小Ｃ、两者都是Ｄ、两者都不是1７、衰老细胞的细胞体积18、衰老细胞的细胞膜的流动性19、衰老细胞中线粒体的体积２0、衰老细胞中溶酶体的体积21－22题：A、线粒体数目减少B、线粒体嵴减少C、两者都是D、两者都不是２1、衰老细胞22、生理活动旺盛的细胞2３-2４题:A、促进细胞凋亡B、阻断细胞凋亡C、两者都是D、两者都不是23、野生型p53基因24、突变型p5３基因(四)Ｘ型题1、与细胞衰老有关的是细胞的：A、分裂能力的持续性B、分化程度C、种类D、大小E、体积2、能够产生自由基的条件有：A、正常代谢B、空气污染C、辐射D、病毒感染E、温度的变化3、自由基对ＤＮA可以造成的损伤包括：A、DNA断裂Ｂ、碱基羟基化C、碱基切除Ｄ、交联E、不能复制４、过多的自由基可以使质膜中的不饱和脂肪酸氧化,A、膜蛋白变性B、增加膜脆性Ｃ、破坏膜内酶活性Ｄ、改变膜结构E、膜的运输功能紊乱5、凋亡小体的形态学特征是:A、具有完整的膜结构B、胞膜表面微绒毛消失C、包含结构尚完整的细胞器D、包含染色质的片段E、大小与原细胞的大小直接相关6、程序性死亡细胞染色质DNＡ的降解特点是：Ａ、发生在细胞死亡的早期Ｂ、染色质断片大小是200ｂｐ的倍数C、大部分为单链断裂D、断裂部位多位于核小体间的连接部位E、DNA片段可以被细胞膜包围７、老年神经细胞的脂褐素A、颗粒显著增大B、颗粒数目增多C、呈空泡状D、可导致细胞质形成空泡Ｅ、形状不规则8、自由基理论认为细胞衰老是：A、自由基与质膜中的不饱和脂肪酸氧化，改变膜结构，破坏膜生理功能B、氧化蛋白质,造成蛋白质大分子发生交联、变性C、细胞内的自由基反应所导致的大分子交联形成脂褐素沉积D、自由基可以造成DNＡ损伤E、自由基数量随年龄而增多,脂褐素沉积随年龄而增加9、对染色体端粒的研究发现:A、正常人体细胞在分裂过程中,端粒ＤＮA不断丢失，端粒长度随衰老不断缩短B、当一个或多个染色体端粒缩短至一定长度时，细胞停止复制，细胞发生衰老和死亡C、每个端粒都是由多个TTAGGG重复顺序组成D、端粒酶是促进端粒合成的，正常体细胞无端粒酶活性或活性很低E、在绝大多数的癌细胞中端粒酶的活性很高二、填空1、细胞死亡分___＿＿____和_＿___＿_＿＿两类。
《细胞衰老与死亡》课件
抗衰老药物的新突破
如须海黄素、雷公藤、雷尼替尼 等，是治疗细胞衰老症状常用的 抗衰老药物。
肿瘤细胞干细胞研究
肿瘤细胞干细胞研究可以进一步 认识衰老和肿瘤的发生规律，开 展相关治疗。
总结
关系
细胞衰老和死亡又互为因果， 相互制约、联系密切，是生 命的一个不可分割的重要组 成。
意义
细胞衰老的研究有助于人们 认识身体变化，制定有效保 健方案。同时，对于延缓衰 老和解决相关疾病也起到了 极为重要的作用。
过程：端粒长度缩短
细胞的“时钟”——端粒，在每一 轮细胞分裂中会缩短，最终到达 极限，导致细胞失去再生能力。
细胞死亡的方式
细胞凋亡
程序性的，目的为清除一些 需要更新及应对疾病的细胞。
细胞坏死
是细胞非正常死亡，会释放 有害分子到周围环境中，引 发炎症反应。
自噬
是细胞内部的一种分解机制， 自我吞噬细胞内不再需要或 有害的物质，促进细胞再生 与更新。
细胞衰老的延缓方案
1
药物干预
2
维生素C、维生素E、多酚类、鱼油等营
养素对细胞衰老有一定的保护作用。
3
生活习惯的调整
合理饮食、适量运动、规律生活，有助 于减缓细胞衰老的进程。
基因治疗
通过靶向特定的基因，发挥扶持治疗的 效果，可以有效延缓细胞衰老的进程。
细胞衰老的未来展望
干细胞技术
干细胞具有自我增殖、分化成各 种类型细胞的潜力，是细胞衰老 治疗的重要方向。
待解决问题
细胞衰老和死亡的机理还有 很多未解之谜，相关的临床 治疗也有待进一步优化与完 善。
细胞衰老与疾病
原因 发展 解决
心血管疾病 血管内皮功能损害
导致血管硬化、心血 管疾病、缺血性中风
高中化学必修一《细胞的衰老和死亡》课件
细胞呼吸的原理和应用
细胞的衰老和死亡
1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有怎样的关系？
2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人的体内有没有 衰老的细胞？ 3.细胞衰老与个体衰老有什么关系？
1.描述个体衰老与细胞衰老的关系及细胞衰 老的特征； 2.理解细胞凋亡的含义及与细胞坏死的区别； 3.探讨细胞的衰老和死亡与人体健康的关系， 关注老年人的健康状况。
②溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→变绿→再变黄（根据其 变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少） （2）检测酒精：
酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色
实验探究过程
1.提出问题 ①酵母菌培养液的配制：
2.作出假设
3.设计并进 行实验
新鲜酵母菌分成两等份分别注入240mL 质量分数为5％的（煮沸冷却的）葡萄糖 溶液
谢谢
一、细胞呼吸的方式：
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化 分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸（cell respiration）。
“探究酵母菌细胞呼吸方式”
实验原理
1.酵母菌的生存特点 2.有氧呼吸和无氧呼吸的反应过程（反应式）。
3.产物检测： （1）检测CO2 ①使澄清石灰水变浑浊（多根少据）浑浊程度检测CO2产生的
（2）端粒学说
端粒：
是染色体末端的一种 特殊序列的DNA，在正常 人体细胞中，可随着细胞 分裂而逐渐缩短，端粒内 侧正常的基因DNA序列受 到损伤，使细胞活性渐趋 异常。
延缓衰老的方法
1.体育运动和心情 适宜的体育锻炼，乐观的生活态度；
2.温度环境：有人估算，如果人的体温能降低2~3度， 寿命可延长25~40年；这不能仅归因于代谢减慢，可能 还跟改善后半生免疫功能恶化有关；
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细胞坏死
非自主过程，质膜丧失完整性 和化学梯度，细胞质内容物外 泄引起细胞溶解死亡。 病理情况例如毒素、严重缺氧、 缺血和缺乏ATP。 肿胀，形态不规则。 溶解或通透性增加。 受损 染色质不规则转移 肿胀，破裂，ATP耗竭 随机断裂成大小不等片段
形态学 细胞膜 细胞器 细胞核 线粒体 生化特征
能量要求 组织分布
来自乌龟 可传代 90－125 次 特性有关）
◆ Hayflick界限
细胞、至少是培养的细胞，有一定寿命的。它 们的增殖能力不是无限的，而是有一定界限的。
物种寿命与培养细胞寿命之间存在着确定的相互关系
物种 成纤维细胞传代数 个体最长寿命（年） 龟 90－125 175 水貂 30－34 15 鸡 15－35 8 小鼠 14－28 3.5 人胚胎 40－60 120 出生至15岁 20－40 15岁以上 10－30 早老病患者 2－10 10－20
临界长度时，启动停止细胞分裂的信号，细胞退出细胞周期， 此时细胞不再分裂并出现老化，细胞开始死亡，此称为第一死 亡期(M1)或危险期。因而人们把端粒的长度作为细胞的有丝 分裂钟来对待。
端粒酶是一种反转录酶，由RNA和蛋白质组成
将人的端粒酶反转录酶亚基（hTRT）基因引入正常的人视网
膜色素上皮细胞，其端粒长度明显增加，分裂旺盛，作为细胞 衰老指标的ß —半乳糖苷酶活性则明显降低。同时，表达端粒 酶的细胞寿命比正常细胞至少长20代，且其核型正常。
聚集体变小，这种变化使细胞间代谢协作减少了。
膜脂相发生改变，胆固醇与磷脂之比增大，膜流动性下
降。
（三）内质网的变化
内质网排列变得无序，膜腔膨胀扩大甚至崩解，膜面 上核糖体数量减少。
（四）线粒体的变化
细胞中线粒体的数量随着年龄的增大而减少，而其体积 则增大。同时，线粒体的结构也发生变化，肿胀空泡化，内 部嵴大大减少。线粒体崩解是细胞衰老变化的重要标志。 因为线粒体的呼吸链是损伤性自由基的发源地。线粒体 DNA成为自由基的主要攻击目标。
对磷脂的氧化和对DNA造成损伤可能是主要的。
细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系 统和非酶系统。前者如超氧化物歧化酶 （ SOD），过氧化氢酶（ CAT）以及谷胱甘肽
过氧化物酶（GHS－PX）。后者如Ve和VC。 超表达Cu/Zn SOD和过氧化氢酶的转基因果蝇 寿命比野生型长34%；而将人SODI的基因转入 成年果蝇的运动神经元中，能使果蝇寿命延长 40%。
5’
3’ 5’ ...TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTTG ...AACCCCAACCCC AACCCCAAC 3’ 3’
5’
（二）错误累计——自由基学说
衰老起因于代谢过程中不断产生的自由基
自由基——瞬时形成的含不配对电子、原子团， 特殊状态的分子和离子。超氧阴离子自由基，过
凋亡与坏死的区别
染色质呈絮状 不规则移位 细胞器肿胀 细胞肿胀 自溶 内容物释放 引起炎症反应 染色质凝聚在核膜 下呈半月状 细胞器无明显变化 细胞体积固缩变小 细胞膜完整 凋亡小体形成 凋亡小体被邻 近细胞或巨噬 细胞吞噬 无炎症反应
细胞凋亡与坏死的主要特征比较
细胞凋亡
概 刺 念 激 基因控制的自主过程，表现为细胞缩 小，核内染色质浓缩，核质边缘化， 膜发泡，凋亡小体形成。 生理或病理情况。 细胞皱缩，与邻近细胞连接丧失。 完整，鼓泡，形成凋亡小体。 完整 固缩，染色质边缘化 肿胀，通透性增加，细胞色素c释放 核小体DNA断裂成185bp x n片段
组织反应 结 局
依赖ATP 单个或成群细胞
非炎症 吞噬细胞吞噬部分膜性结构
不依赖ATP 成片细胞
炎症 细胞内容物溶解释放
影响细胞凋亡的因素
（一）诱导因素
●物理性因子：包括射线（紫外线， 射线等） ●化学因子：包括活性氧基团和分子 ●生物因子：DNA和蛋白质合成的抑制剂，激素， 细胞生长因子，肿瘤坏死因子（TNF）等
2.线粒体自由基假说
细胞中许多自由基是由线粒体制造出来的, 当 自由基一旦形成，线粒体中合成ATP的组分和线 粒体DNA(比核DNA更易受氧化损伤)首当其冲。 自由基引起的线粒体损伤最终干扰了ATP产生的 效率并增加了自由基的输出。
细胞衰老与死亡
细胞衰老
？
细胞死亡
第二节 细胞死亡
一、细胞坏死(necrosis)
细胞凋亡的生物学意义
3、发挥积极的防御功能
细胞可通过凋亡的形式
清除—些病毒感染的细 胞、肿瘤细胞、衰老的 细胞以及受损伤的细胞。
细胞凋亡的主要变化
1. 形态变化 ◆ 凋亡的起始：
细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细胞间接 触的消失，但细胞膜依然完整； 细胞内脱水，细胞体积缩小，线粒体大体完整， 但核糖体逐渐从内质网上脱离，内质网囊腔膨 胀，并逐渐与质膜融合；
染色质固缩，形成新月形帽状结构等形态，沿 着核膜分布。
◆
凋亡小体的形成—凋亡执行期
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，为反折的细胞质膜 所包围。细胞表面产生了许多泡状或芽状突 起，逐渐形成单个的凋亡小体。
◆ 凋亡小体逐渐为邻近的细胞吞噬并消化 —凋亡消亡期
a 正常T细胞杂交瘤细胞
致。该基因编码DNA解旋酶和外切核酸酶，突变导致 该酶活性丧失，端粒丢失加快。
婴幼儿早衰症不足8岁就表现出早衰症状
2. 抗衰老相关基因
细胞中存在抗衰老相关基因，抗衰老相
关基因的表达产物，增强机体代谢能力 及应急能力。
3. 染色体端粒和衰老
端粒随着细胞分裂的不断进行而逐渐变短。当端粒缩短到一个
高等动物体内存在4种不同类型的细胞。 1、不断更新组织细胞：是快速更新的细胞。如上皮细胞、血 细胞。
2、稳定组织细胞：分化程度较高的细胞，正常情况下无明 显衰老现象，细胞分裂少见，但受损时，剩余细胞可重新 分裂，补充失去的细胞。如肝、肾细胞等。 3、恒久组织细胞：高度分化的细胞，这类细胞的寿命接近于 动物的整体寿命，如神经细胞和骨骼肌、心肌细胞等。在胚 胎发育终了时，这些细胞不再增加数量。它们随着个体衰老 而衰老，或者由于这些细胞的衰老、死亡引起个体死亡。但 可由干细胞增殖、分化以补充之。 4、可耗尽组织细胞：如人类的卵巢实质细胞。
细胞衰老
生物体形态结构和生理功能随年龄增加而显现 出的不可逆的衰退现象，这种衰退增加了有机体对 疾病和死亡的易感性，这种现象称为衰老。 个体的衰老是细胞的衰老引起的。
◆ 经典实验 体外培养成纤维细胞 来自胎儿 可传代 50 次 （与供体年龄有关）
来自成人 可传代 20 次
来自小鼠 可传代 14－28 次 （与供体物种
细胞分化——基因特异性（差别性）表达
细胞衰老与细胞死亡
细胞生物lular aging, cell senescence)
一名男子从 36 岁到 75 岁 味觉丧失 肾小球减少 肾小球过滤率减少 脊神经元减少 神经传导速度减慢 脑供血量减少 肺活量减少 64％ 44％ 31％ 37％ 10％ 20％ 44％
细胞凋亡的生物学意义
细胞凋亡是机体生存和发育的基础，它涉及生 命活动中的许多领域。
细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行， 自身平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰 方面都起着非常关键的作用。
细胞凋亡的生物学意义
1. 确保正常生长发育
在胚胎发育过程中，特定区域的细胞群会发生自
然凋亡，清除这些细胞有利于器官的形态发生。
氧化氢 损坏细胞膜结构，增加DNA突变，造成功能蛋白 质合成误差；促进核酸和蛋白质的分子内和分子 间逐步发生化学交联，使细胞不能发挥正常的功 能，最终死亡；维持体内适当水平的自由基清除 剂可以延长寿命，延缓衰老。
1.细胞自由基
自由基在细胞内的产生是有多种原因的，如生物 氧化、辐射、受污染物的侵害以及细胞内的酶促 反应等过程中都会释放自由基。 自由基一旦生成，它们就能不断扩增，发生级联 反应。
如果没有程序性死亡，机体的胚胎发育则不能正 常进行。
脊椎动物的神经系统在发育过程中通过细胞凋亡来调 节神经细胞的数量，使之与需要支配的靶细胞数量相 适应。
细胞凋亡的生物学意义
2、维持机体内环境稳定
凋亡在正常的细胞生存与死
亡的平衡中起调节作用，如 果该平衡出现问题则导致肿 瘤、阿尔兹海默病和类风湿 关节炎等疾病的发生。
细胞衰老的特征
（一）细胞核的变化
在细胞衰老变化中核膜内陷。神经细胞尤为明显，这种
内折随年龄增长而增加，最后可能导致核膜崩解。 染色质固缩化是另一个重要变化。在衰老细胞中，细胞 核固缩，还常常出现核内容物，核质染色加深，核的细 致结构逐渐消失，核仁也发生明显的变化.
（二）细胞膜的变化
细胞的间隙连接明显减少，组成间隙连接的膜内颗粒
（五）致密体的生成
溶酶体消化功能减退，脂褐质增加；老年斑
（六） 细胞骨架的改变
微丝数量减少，结构和成分发生改变，核骨架改变
（七）细胞内生化改变
蛋白质合成速率降低，细胞内酶含量和活性降低。
（八）细胞外基质改变
细胞外基质大分子交连增加。
（九）细胞内水分减少，体积减小
细胞衰老的分子机制
差错学派：强调衰老是由于细胞中的各种错误积累
细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生 命的过程，所以也常常被称为细胞编程死亡 （programmed cell death, PCD）。
●它是一个主动的、高度有序的、基因控制的、一 系列酶参与的过程。
●选用古希腊名词apoptosis（=dropping off）命名， 强调这是一自然的生理过程。
●极端的物理、化学或其他严重的病理性因素诱发 的细胞死亡，“病理性细胞死亡” ●细胞坏死时，细胞质膜发生渗漏，细胞内容物， 包括膨大和破碎的细胞器以及染色质片段，释放 到胞外，导致炎症反应 ●曾经：被动的、非自主过程（necrosis=make die) 目前： 程序性的，双刃剑