医学细胞生物学资料整理

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第四节 细胞衰老与死亡

细胞衰老是个体衰老的基础

个体衰老是细胞衰老的表现形式

一、细胞衰老(senescence;aging)

----细胞在正常条件下发生的生理功能和增殖能力减弱、形态改变并趋向死亡的现象。

特征:1、形态结构的变化:细胞核的变化:核膜内陷、分叶,染色质凝集 细胞膜和细胞器的变化:细胞膜变厚,流动性降低,通透性下降;粗面内质网减少,

线粒体变大且数量减少,高尔基复合体和溶酶体体积增大、数量增加

色素沉积、细胞内水分减少

2、生物化学变化:DNA:复制与转录受阻,端粒DNA逐渐丢失。甲基化程度降低;DNA氧化、断裂、缺失

和交联。

RNA:含量降低。

蛋白质:含成下降,发生修饰、交联。

酶分子:活性中心被氧化,金属离子丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生

改变,酶失活。

脂类:不饱和脂肪酸被氧化。

细胞衰老的机制:1、遗传学说---由遗传因素决定的主动有序过程,在一定阶段,由一些基因依次启动表达所致 (早老症、Werner综合症 ) 2、染色体端粒学说---端粒是染色体末端特殊的结构,由重复上千次的TTAGGG序列所组成 3、自由基学说---自由基是具有不成对电子或原子基团的高度活化的分子 (引起核酸、蛋白质、脂类等物质氧化受损) 4、代谢废物积累学说---细胞内代谢物的累积至一定量后,会引起细胞衰老

二、细胞死亡(cell death)

----是细胞衰老的结果,是细胞生命现象不可逆的终止及细胞生命的结束

(一)细胞坏死 cell necrosis ---被动的,病理性死亡 ---外界因素影响造成细胞的急速死亡,意外性或病理性死亡 细胞坏死常表现为成群细胞的丢失或破坏 形态学特征:通透性增加,细胞胀大。 细胞核与线粒体肿胀,溶酶体破裂释放酶,细胞器被破坏。 细胞膜和细胞器破裂溶解,细胞内容物释放,引起周围组织出现炎症反应

(二)细胞凋亡 cell apoptosis ---主动的,生理性死亡(程序性细胞死亡) ---体内细胞发生的主动的、由基因控制的自我消亡方式

涉及一系列基因的激活、表达以及调控作用,是机体为适应环境而主动采取的生理性死亡 主要发生在胚胎发育中过程中 形态学特征:分为3个阶段:1、凋亡的起始:①细胞表面特化结构消失;

②细胞间接触消失; ③细胞质膜依然完整;

2、凋亡小体的形成:被反折的细胞质膜包围,形成凋亡小体

(apoptotic bodies);

3、凋亡小体被临近吞噬细胞吞噬。

整个过程中细胞质膜始终保持完整,细胞内含物不泄漏,不引发炎症反应。 受严格调控的细胞主动性自杀过程,消耗能量

生物化学特征:1、DNA片段化,形成梯状条带 2、RNA和蛋白质合成增加

3、Ca2+离子浓度升高 4、多种蛋白酶的参与

★细胞坏死与细胞凋亡的区别:

形态学 细胞膜 细胞器 细胞核 凋亡小体 DNA 机制 炎症反应 特征 细胞坏死 肿胀 破裂 肿胀,破裂 No No 降解 非调控,被动 Yes 破坏性,病理性死亡 细胞凋亡 皱缩 完好 形态基本完整 染色质凝集,断裂 Yes 梯状带 多基因调控,主动 No 必须的,生理性死亡

细胞凋亡的生物学意义:

1、细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡是细胞生命活动中三个同等重要的事件; 2、维持组织、器官细胞数目的相对平衡,保证个体正常发育

3、清除体内多余、受损或危险的细胞而不对周围细胞或组织产生损害 08级17班 龙嘉敏 整理

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