細(xì)胞衰老與凋亡

機(jī)體衰老

機(jī)體的衰老表現(xiàn)為有一定的壽命。因?yàn)椤吧?老-死”是生命(shēngmìng)活動(dòng)的必然規(guī)律。第十五章細(xì)胞(xìbāo)的衰老與死亡

第一節(jié)細(xì)胞的衰老機(jī)體衰老≠細(xì)胞衰老細(xì)胞衰老是機(jī)體衰老的基礎(chǔ)(jīchǔ)；機(jī)體衰老是細(xì)胞衰老的結(jié)果。一、細(xì)胞衰老的概念和特征第一頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt細(xì)胞衰老也表現(xiàn)為有一定(yīdìng)的壽命機(jī)體內(nèi)總有細(xì)胞在不斷地衰老與死亡，同時(shí)又有細(xì)胞增殖產(chǎn)生新生細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)償，不同類(lèi)型(lèixíng)細(xì)胞壽命不同，如：神經(jīng)元、胃酶原細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、骨細(xì)胞等為緩慢更新細(xì)胞（與機(jī)體幾乎等壽）。肝細(xì)胞等壽命長(zhǎng)于３０天，為短于機(jī)體壽命的細(xì)胞。皮膚表皮細(xì)胞、角膜上皮細(xì)胞、血細(xì)胞等為快速更新的細(xì)胞，壽命短于３０天。第二頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt體外培養(yǎng)細(xì)胞的傳代數(shù)與來(lái)源(láiyuán)物種的壽命呈正比關(guān)系如：體外培養(yǎng)不同物種的胚胎成纖維細(xì)胞：小鼠細(xì)胞可傳(kěchuán)12代，而其個(gè)體壽命約3年；小雞細(xì)胞可傳25代，其個(gè)體壽命近30年；龜細(xì)胞可傳140代，其個(gè)體壽命約200年。第三頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt體外培養(yǎng)細(xì)胞的傳代數(shù)

與其(yǔqí)來(lái)源個(gè)體的年齡成反比關(guān)系如：體外培養(yǎng)人胚胎的成纖維細(xì)胞可傳(kěchuán)40-60代；出生至15歲以下的成纖維細(xì)胞可傳20-40代；15歲以上者的成纖維細(xì)胞可傳10-30代。第四頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt衰老細(xì)胞(xìbāo)與“青年期”細(xì)胞(xìbāo)的比較生長(zhǎng)(shēngzhǎng)旺盛細(xì)胞富有微絨毛衰老細(xì)胞缺乏(quēfá)微絨毛，體積縮小，呈園球形。第五頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt（一）細(xì)胞(xìbāo)衰老的概念細(xì)胞衰老：指細(xì)胞維持其內(nèi)環(huán)境恒定的能力及對(duì)內(nèi)外(nèiwài)環(huán)境變化適應(yīng)能力降低的總現(xiàn)象。即，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(jiégòu)老化，功能衰退。第六頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt（二）細(xì)胞(xìbāo)衰老的特征形態(tài)特征1、細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)水分(shuǐfèn)減少2、老年色素等“垃圾”的積累3、細(xì)胞核固縮4、細(xì)胞尼氏小體含量下降

生化反應(yīng)改變1.氨基酸、蛋白質(zhì)合成速率下降2.不溶性蛋白質(zhì)增多(zēnɡduō)3.衰老細(xì)胞內(nèi)酶的活性下降。4..細(xì)胞增殖周期延長(zhǎng)第七頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt二、細(xì)胞衰老(shuāilǎo)的機(jī)理與細(xì)胞衰老有關(guān)(yǒuguān)的因素多而且復(fù)雜，關(guān)于細(xì)胞衰老的學(xué)說(shuō)也很多，現(xiàn)已提出300多個(gè)，它們之間有的部分相互補(bǔ)充，有的部分相互重疊。大致可歸納為以下２個(gè)方面：（1）衰老因子的積累(jīlěi)引起細(xì)胞衰老（2）細(xì)胞遺傳程序的表達(dá)引起衰老第八頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt（一）衰老(shuāilǎo)因子積累說(shuō)衰老因子：細(xì)胞代謝(dàixiè)過(guò)程中積累的一些代謝廢物（如脂褐質(zhì)、殘余體）代謝差錯(cuò)（如DNA突變、蛋白質(zhì)交聯(lián)）有害的中間代謝產(chǎn)物（自由基）等。第九頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt

隨著細(xì)胞年齡的增長(zhǎng)，在細(xì)胞內(nèi)常發(fā)生核酸、蛋白質(zhì)、酶等大分子合成差錯(cuò)、有害中間產(chǎn)物及代謝廢物等衰老因子的不斷積累，當(dāng)這些衰老因子少的時(shí)候可以修復(fù)，當(dāng)衰老因子積累過(guò)多或修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)差錯(cuò)不能有效(yǒuxiào)修復(fù)的時(shí)候，就會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)的代謝障礙，引起細(xì)胞衰老?！八ダ弦蜃?yīnzǐ)積累說(shuō)”內(nèi)容：第十頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt脂褐質(zhì)、老年色素、類(lèi)蠟體、殘余體等的積累占據(jù)細(xì)胞內(nèi)有限的空間(kōngjiān)，阻礙細(xì)胞生命活動(dòng)的進(jìn)行，使細(xì)胞工作效率下降，引起衰老。代謝廢物(fèiwù)的影響：第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt在環(huán)境因素的作用下，DNA突變是經(jīng)常發(fā)生的，一般情況下可被修復(fù)(xiūfù)，但修復(fù)(xiūfù)系統(tǒng)也可能受致修復(fù)(xiūfù)功能下降，導(dǎo)致功能蛋白不能合成或合成廢品蛋白，使細(xì)胞功能受阻而走向衰老。代謝(dàixiè)差錯(cuò)的影響：第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選pptⅠ、自由基及其產(chǎn)生自由基是細(xì)胞進(jìn)行生物氧化過(guò)程中或受電離輻射時(shí)產(chǎn)生的一些高反應(yīng)活性的化合物，它們是外層軌道上具有不成對(duì)電子的分子或原子基團(tuán)的總稱(chēng)。如.O2-、.H、.OH、L.、LOO.,它們的化學(xué)性質(zhì)活躍(huóyuè)，在細(xì)胞中經(jīng)常產(chǎn)生，廣泛存在。自由基的影響(yǐngxiǎng)第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt自由基生物膜中的不飽和脂肪酸過(guò)氧化脂質(zhì)(膜通透性、流動(dòng)性）Ⅱ、自由基的危害(wēihài)自由基ＤＮＡ斷裂、交聯(lián)、堿基羥基化，堿基切除等，使ＤＮＡ損傷。自由基蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)交聯(lián)、變性即巰基（－ＳＨ＋－ＳＨ）二硫鍵（－Ｓ－Ｓ－）過(guò)氧化脂質(zhì)+蛋白質(zhì)脂褐素第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt機(jī)體對(duì)細(xì)胞中產(chǎn)生的自由基有一定的清除機(jī)制：保護(hù)性的酶：主要有超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶(CAT)等。

2H++O2-.+O2-.O2+H2O2(ＳＯＤ催化)H2O2+

H2O22H2O+O2(過(guò)氧化氫酶催化)抗氧化物分子,如維生素Ｅ和維生素Ｃ，都是終止自由基反應(yīng)的有效物質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)部自身隔離化，如許多氧化物的代謝(dàixiè)主要在線(xiàn)粒體內(nèi)進(jìn)行。Ш、自由基的清除(qīngchú)第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt隨著(suízhe)細(xì)胞生命活動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，自由基過(guò)量產(chǎn)生以及清除能力的下降，導(dǎo)致自由基破壞細(xì)胞中多種物質(zhì)，引起衰老。第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt（二）細(xì)胞遺傳程序(chéngxù)學(xué)說(shuō)1.細(xì)胞內(nèi)衰老鐘的程序表達(dá)Ⅰ、內(nèi)容:生物體內(nèi)有衰老相關(guān)基因，這些基因?qū)⒃诩?xì)胞生活到一定程度時(shí)開(kāi)啟并表達(dá)，而導(dǎo)致衰老。即衰老本身是一個(gè)遺傳過(guò)程，在正常情況下控制生長(zhǎng)發(fā)育的基因在各個(gè)發(fā)育時(shí)期有序地開(kāi)啟和關(guān)閉(guānbì)，如同計(jì)算機(jī)的程序，故名。有些在生命后期才開(kāi)啟的基因控制著機(jī)體的衰老過(guò)程，稱(chēng)為“衰老相關(guān)基因”。Ⅱ、細(xì)胞衰老鐘(cellularagingclock)學(xué)說(shuō)：如圖示：第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt(促進(jìn)(cùjìn)細(xì)胞分裂)抑制(yìzhì)蛋白抑制(yìzhì)DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)增殖基因衰老相關(guān)基因抑制衰老基因圖1第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt分裂(fēnliè)終止抑制(yìzhì)細(xì)胞(xìbāo)衰老增殖基因衰老相關(guān)基因抑制衰老基因抑制DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)抑制蛋白圖2

第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt支持(zhīchí)的根據(jù)：衰老細(xì)胞中DNA含量減少，可能是由于阻碣基因丟失(diūsī)。體外培養(yǎng)細(xì)胞都有一定的壽命（無(wú)論如何優(yōu)化條件）。年青細(xì)胞與年老細(xì)胞融合，前者DNA合成受抑制，說(shuō)明老年細(xì)胞中產(chǎn)生有DNA合成的抑制劑。青春期總是在一定年齡到來(lái)，這時(shí)有一些基因表達(dá)，形成第二性征，好象基因程序運(yùn)行到這時(shí)才表達(dá)。第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt2、衰老(shuāilǎo)基因?qū)W說(shuō)子女的壽命與雙親的壽命有關(guān)；各種(ɡèzhǒnɡ)動(dòng)物都有相當(dāng)恒定的平均壽命和最高壽命；成人早衰癥：平均39歲時(shí)出現(xiàn)衰老，47歲生命結(jié)束；嬰幼兒早衰癥：1歲時(shí)出現(xiàn)明顯的衰老，12~18歲生命結(jié)束，早衰癥患者體內(nèi)解旋酶發(fā)生突變。第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt左-健康(jiànkāng)9歲兒童，右-患早老癥8歲兒童

第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt3.細(xì)胞(xìbāo)衰老的端粒假說(shuō)

人類(lèi)染色體端粒是由250～1500個(gè)進(jìn)化上高度保守的TTAGGG重復(fù)順序組成，是由端粒酶催化合成的。Harley等發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)成纖維細(xì)胞端粒每年約縮短14～18bp，而外周血淋巴細(xì)胞則每年縮短33bp。正常人二倍體成纖維細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)隨代數(shù)的增加，細(xì)胞中的端粒以一定速率縮短，DNA每復(fù)制一次，端粒就縮短一段。人體血細(xì)胞與皮膚細(xì)胞端粒長(zhǎng)度也隨增齡而相應(yīng)縮短。因此，端粒記錄著細(xì)胞的年齡并預(yù)示(yùshì)它死亡的時(shí)限。

第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt不符合甚至(shènzhì)反對(duì)遺傳程序論的例子

蜂王可活6年之長(zhǎng)，而工蜂(gōngfēng)只能活3～6個(gè)月。它們的基因組是相同的。壽命不同是因?yàn)樵谟紫x(chóng)期是否喂食蜂王漿，蜂王漿可使蜜蜂的壽限提高大約20倍。第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt第二節(jié)細(xì)胞(xìbāo)的死亡

1、壞死性死亡(necrosis)：由于某些外界因素（如局部缺血、高熱及物理化學(xué)損傷和微生物的侵襲等造成細(xì)胞急速死亡。2、自然凋亡(apoptosis）：又稱(chēng)程序化細(xì)胞死亡（programmedcelldeath，ＰＣＤ），指活組織中，單個(gè)細(xì)胞由于外來(lái)因素促使內(nèi)在編程基因表達(dá)，通過(guò)主動(dòng)的生理(shēnglǐ)生化過(guò)程，而自殺死亡的現(xiàn)象。一、細(xì)胞死亡(sǐwáng)的類(lèi)型第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選pptＡ、細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞外形變得不規(guī)則。Ｂ、細(xì)胞核及線(xiàn)粒體腫脹，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，溶酶體破裂，最終細(xì)胞膜破壞，胞漿外溢，細(xì)胞解體(jiětǐ)，引起炎癥反應(yīng)。

壞死是病理性死亡。壞死(huàisǐ)的特征：第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt凋亡(diāowánɡ)細(xì)胞的形態(tài)變化第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt胸腺細(xì)胞(xìbāo)正常(zhèngcháng)凋亡(diāowánɡ)第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt胸腺細(xì)胞(xìbāo)正常(zhèngcháng)凋亡(diāowánɡ)第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt2.細(xì)胞(xìbāo)凋亡的過(guò)程第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt細(xì)胞凋亡的生化(shēnɡhuà)特征◆細(xì)胞凋亡的主要特征(tèzhēng)是形成大小為180～200bp特征性的DNAladders

細(xì)胞色素(sèsù)c誘導(dǎo)的凋亡細(xì)胞DNA電泳圖1．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)0h2．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)1h3．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)2h4．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)3h5．細(xì)胞色素c誘導(dǎo)4h6．陰性對(duì)照7．Marker

第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt凋亡(diāowánɡ)的特征：Ａ、細(xì)胞首先變圓，與鄰近細(xì)胞脫離。Ｂ、染色質(zhì)固縮，常聚集于核膜呈境界分明顆粒，塊狀、或新月形小體，胞漿濃縮。Ｃ、ＤＮＡ在核小體連接區(qū)被激活的核酸內(nèi)切酶降解為180--200bp或其倍數(shù)的片段。Ｄ、細(xì)胞膜突出形成質(zhì)膜小泡（即細(xì)胞“出泡”現(xiàn)象(xiànxiàng)）脫落后形成凋亡小體或細(xì)胞固縮形成凋亡小體，其內(nèi)可保留完整的細(xì)胞器和致密的染色質(zhì)。Ｅ、凋亡小體被周?chē)?xì)胞吞噬，無(wú)細(xì)胞內(nèi)容物外泄，故無(wú)炎癥反應(yīng)。第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt二、壞死(huàisǐ)與凋亡的區(qū)別

凋亡壞死

胞體變小變大胞膜皺縮腫脹胞核濃縮,溶解,染色質(zhì)固縮形成染色質(zhì)裂解塊狀小體,為顆粒狀,位于膜下散在分布胞質(zhì)濃縮腫脹結(jié)果(jiēguǒ)形成凋亡小體細(xì)胞崩解無(wú)炎癥反應(yīng)引起炎癥反應(yīng)只影響散在單個(gè)細(xì)胞涉及周邊大量細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)不被破壞組織結(jié)構(gòu)被破壞

形態(tài)上第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt凋亡壞死生DNA由內(nèi)切酶切為不規(guī)則斷裂180bp或其倍數(shù)的片段片段大小不一化電泳結(jié)果(jiēguǒ)“梯狀”條帶“彌散”條帶酶核酸內(nèi)切酶等的激活無(wú)酶的激活上大分子RNA和蛋白質(zhì)的合成無(wú)合成第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt三、細(xì)胞凋亡的基因(jīyīn)調(diào)控生存基因促進(jìn)細(xì)胞增殖的基因(c-myc、c-abl、ras)促進(jìn)細(xì)胞存活(cúnhuó)的基因(bcl-2、EIB、c-kit)死亡基因細(xì)胞增殖的抑制基因(p53、RB、WT-1)促進(jìn)細(xì)胞死亡的基因(Bax、ICE、TRPM/SGP-2)第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。精選ppt細(xì)胞凋亡的意義：Ａ、細(xì)胞調(diào)亡是維持個(gè)體正常生理過(guò)程(guòchéng)所必需的。如在生理?xiàng)l件下，許多退化過(guò)程(guòchéng)都與之相關(guān)，象斷奶后乳房恢復(fù)靜息狀態(tài)，許多昆蟲(chóng)，兩棲類(lèi)動(dòng)物發(fā)育過(guò)程(guòchéng)中的變態(tài)現(xiàn)象等。Ｂ、已衰老或病變的細(xì)胞發(fā)生凋亡而被清除，這對(duì)于維持體內(nèi)細(xì)胞的新陳代