细胞衰老与死亡管倩楠

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1、第十八章细胞衰老与凋亡cellsenescenceandapoptosis细胞衰老与凋亡衰老是指年龄老化及其器官或细胞功能的衰退。它是生物的基本特征，是不以人的意志为转移的自然规律。时光流逝岁月不饶人青春永驻长命百岁现代人类面临的三种衰老：心理性衰老生理性衰老病理性衰老现代人类面临的三种衰老：生理性衰老病理性衰老现代人类面临的三种衰老：生理性衰老细胞衰老与凋亡衰老及其机制细胞凋亡机体和组织器官的衰老衰老的机制基因的调控作用细胞凋亡检测技术细胞凋亡与疾病第一节衰老及其机制概念：正常环境下发生的细胞的生理功能和增殖能力的减弱，以及细胞形态结构发生改变并趋向于死亡的现象，又称老化。后

2、果：机体衰老、老年病人体的代谢功能是由不同的组织细胞相互配合共同完成的。这种互补性造成了不同组织细胞相互依存的现象，某一组织细胞功能衰退将直接或间接影响到其他组织细胞功能。因此，对高等动物或人体来说，衰老发生在整体水平。第一节衰老及其机制细胞衰老的特征：细胞内多种酶的活性降低，细胞膜的通透性改变，物质运输的功能降低。（白发）细胞内色素增多，妨碍细胞内物质的交流和传递。（老年斑）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。（皱纹）一、机体和组织器官的衰老第一节衰老及其机制从细胞和分子水平阐述衰老的机制的学说已达300余种，目前比较盛行的是差错/损害学说、遗传程序学说、自由基学说。二、衰老

3、的机制(二)衰老的机制（一）差错/损害学说1963年Orgel提出“差错成灾”学说，认为在机体细胞合成蛋白质时，转录和翻译的过程中随时可发生差错，有个别氨基酸错误的掺入蛋白质（种类、位置），因而产生出差错的蛋白质或差错的聚合酶。如果差错出现在酶的活性中心，将引起酶活性或特异性聚合酶功能上的改变，继而产生有差错的DNA或RNA，在此基础上又继续产生新的差错。如此循环下去，在差错堆积成灾时则使机体代谢障碍，导致衰老。(二)衰老的机制根据中心法则的推断，认为在DNA复制，转录和翻译中随时可能发生差错，这种差错可以不断扩大，造成细胞衰老、死亡。如DNA转录mRNA的过程发生微小的差异，

4、带有该微小差异的mRNA会翻译出进一步偏离的蛋白质，该蛋白质如果属于DNA聚合酶会合成差异程度更大的DNA，这样的差错经过每一次信息传递都扩大一些，形成恶性循环，使细胞内积累许多差错分子造成灾难，细胞正常功能不能发挥，致使细胞衰老、死亡。(二)衰老的机制Smith提出交联假说认为，机体中蛋白质、核酸等大分子可以通过共价交叉结合，形成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，堆积在细胞内。随着增龄，在有害因子自由基的作用下，交联反应增多，又不能及时修复，损害细胞的正常功能，生物分子的理化性质就会发生改变，导致衰老。这种交联反应可发生于细胞核DNA链之间，也可以发生在DNA与蛋白质之间和胶原

5、纤维之间。交联学说在本质上并未超出“差错成灾”学说的范围，只不过是对其做了进一步的说明和解释。(二)衰老的机制实验表明，从Wistar系老年大鼠（18月龄）和年轻大鼠（5月龄）的研究中发现，取鼠肝提取DNA，测其溶解温度和增色效应，取鼠尾腱分别测定胶原纤维收缩起始温度、胶原蛋白含量及可溶性胶原含量，发现大鼠衰老后DNA交联损伤增加，胶原纤维交联损伤增加。实验结果对“差错成灾”的有力支持，但也有很多实验结果不支持此学说。随着分析方法的改进和分析技术的提高，目前认为衰老细胞中出现的DNA和蛋白质的改变，大部分是随细胞衰老出现的变化而不是细胞衰老的原因。(二)衰老的机制线粒体DNA（

6、mtDNA）与衰老和某些老年性疾病关系的研究，近期发展较快。研究认为，mtDNA突变造成线粒体氧化磷酸化功能障碍，能量产生不足与器官老化和多种老年性疾病有关。mtDNA是由碱基对构成的双股环状DNA，一条为轻链，一条为重链，均有编码功能，其编码的产物涉及氧化磷酸化所需的细胞色素b、细胞色素c，NADH脱氢酶亚单位等。mtDNA因不与组蛋白结合，所以易受活性氧等自由基侵害，造成氧化损伤，另外由于其内不含内含子，没有修复系统，所以任何形式的突变均可能影响线粒体的功能。(二)衰老的机制mtDNA突变有3种类型：点突变、缺失、重复突变。有人认为这3中突变方式都可能导致人和动物的衰老和疾

7、病的发生。大量研究表明，mtDNA缺失突变较为普遍，引起的后果较严重。有资料证明，人心脏和脑细胞中mtDNA多缺失5.0kb和7.4kb片段，且随年龄增加明显增加。35岁以前几乎检测不到mtDNA缺失，63~74岁缺失片段比35岁增长14倍，80岁又比63~74岁增高4倍。(二)衰老的机制mtDNA突变不仅与衰老有关，而且会导致多种老年病。有人认为mtDNA的结构特点使其容易受到自由基侵害，导致突变，引起细胞代谢出现异常，mtDNA损伤积累越来越多，正常细胞呼吸链被干扰，与呼吸有关的酶系统退