【正文】 三、細(xì)胞衰老的分子機(jī)理 關(guān)于衰老的機(jī)理具有許多不同的學(xué)說，概括起來主要有 差錯學(xué)派（ Error theories） 和 遺傳學(xué)派（ Geic /Programmed theories） 兩大類，前者強(qiáng)調(diào)衰老是由于細(xì)胞中的各種錯誤積累引起的，后者強(qiáng)調(diào)衰老是遺傳決定的自然演進(jìn)過程。 主要包括：氧自由基（如羥自由基 人體內(nèi) 自由基的產(chǎn)生有兩方面 ： 一是環(huán)境中的高溫、輻射、光解、化學(xué)物質(zhì)等引起的外源性自由基 ； 二是體內(nèi)各種代謝反應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)源性自由基 。實(shí)驗(yàn)表明 DNA中OH8dG隨著年齡的增加而增加。 3. 線粒體 DNA突變（ mitochondrial DNA mutation） 在線粒體氧化磷酸化生成 ATP的過程中，大約有 14%氧轉(zhuǎn)化為氧自由基，也叫活性氧（ reactive oxygen species， ROS)，因此線粒體是自由基濃度最高的細(xì)胞器。 （二）遺傳學(xué)派 認(rèn)為衰老是遺傳決定的自然演進(jìn)過程，一切細(xì)胞均有內(nèi)在的預(yù)定程序決定其壽命，而細(xì)胞壽命又決定種屬壽命的差異，外部因素只能使細(xì)胞壽命在限定范圍內(nèi)變動 1．程序性衰老（ programmed senescence） 程序性衰老理論認(rèn)為， 生物的生長、發(fā)育、衰老和死亡都由基因程序控制的 ，衰老實(shí)際上是某些基因依次開啟或關(guān)閉的結(jié)果。 ? 癌細(xì)胞或培養(yǎng)的細(xì)胞系是不正常細(xì)胞，其染色體數(shù)目或形態(tài)已經(jīng)不同于原先的細(xì)胞 ? 細(xì)胞的增殖能力與供體年齡有關(guān) ? 物種壽命與培養(yǎng)細(xì)胞壽命之間存在著一定的關(guān)系 ? 二倍體細(xì)胞的衰老是由細(xì)胞本身決定的 ◆ 決定細(xì)胞衰老的因素在細(xì)胞內(nèi)部，不是外部的環(huán)境 ◆ 是細(xì)胞核而不是細(xì)胞質(zhì)決定了細(xì)胞衰老 Hayflick界限 (Hayflick Limitation） 細(xì)胞來源 人胚肺成纖 維細(xì)胞 中年人成 纖維細(xì)胞 老年人成 纖維細(xì)胞 可增殖 代數(shù) 4060 20 24 不同年齡來源的人成纖維細(xì)胞的增殖代數(shù) ? 子女的壽命與雙親的壽命有關(guān)； ? 各種動物都有相當(dāng)恒定的平均壽命和最高壽命； – 成人早衰癥 ：平均 39歲時出現(xiàn)衰老 ， 47歲生命結(jié)束； – 嬰幼兒早衰癥 ： 1歲時出現(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 。 對早老綜合癥的研究發(fā)現(xiàn)體內(nèi)解旋酶存在突變，該酶基因位于 8號染色體短臂，稱為 WRN基因。 ? 早期表現(xiàn)為細(xì)胞膜破裂 ， 線粒體腫脹 。 1972年， Kerr,Wylle和 Curry在許多正常組織中觀察到一種與經(jīng)典的細(xì)胞壞死形態(tài)特征不同的現(xiàn)象：細(xì)胞收縮、細(xì)胞碎片、散在不完整細(xì)胞等，據(jù)此，他們首次提出 apoptosis一詞。 ☆ 細(xì)胞凋亡的提出 ☆ 細(xì)胞凋亡研究的模式生物 Caenorhabditis elegans Drosophila melanogaster Arabidopsis thaliana 細(xì)胞凋亡的概念及其生物學(xué)意義 ● 概念： 細(xì)胞凋亡是一個主動的由基因決定的自動結(jié)束生命的過程，受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性控制，所以也常常被稱為細(xì)胞編程死亡（ programmed cell death, PCD）。 2 有利于清除無用細(xì)胞 形態(tài)發(fā)生時，一些遺跡隨發(fā)育而凋亡。細(xì)胞表面產(chǎn)生了許多 泡狀或芽狀 突起 ， 逐漸形成單個的凋亡小體 ◆ 凋亡小體逐漸為鄰近的細(xì)胞吞噬并消化 細(xì)胞凋亡的發(fā)生過程，在形態(tài)學(xué)上可分為三個階段： 在光鏡下表現(xiàn)為： 細(xì)胞凝縮，染色質(zhì)致密、邊緣化、核凝集，染色體斷裂形成核碎片。 細(xì)胞質(zhì) ： 密度增高，細(xì)胞骨架被破壞；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)大為泡狀。 ? 。 ? 。 細(xì)胞凋亡與壞死 (necrosis) ● 二者的主要區(qū)別 細(xì)胞凋亡過程中，細(xì)胞質(zhì)膜反折，包裹斷裂的染色質(zhì)片段或細(xì)胞器，然后逐漸分離，形成眾多的凋亡小體（ apoptotic bodies），凋亡小體則為鄰近的細(xì)胞所吞噬。 細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的主要區(qū)別 特征 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞壞死 細(xì)胞核 染色質(zhì)邊緣化 核濃縮 核凝集斷裂 核破碎 凋亡小體 核溶解 細(xì)胞質(zhì) 濃縮、胞質(zhì)氣泡 顯著膨脹 細(xì)胞器結(jié)構(gòu)保留 細(xì)胞器破壞 細(xì)胞膜 完整 破裂 DNA電泳 階梯狀條帶 彌散分布條帶 合成代謝 新 RNA蛋白質(zhì)合成 合成代謝終止 炎癥反應(yīng) 無 有 基因調(diào)節(jié) 由凋亡相關(guān)基因調(diào)控 與基因調(diào)控?zé)o關(guān) 發(fā)生條件 多為生理性 只為病理性 壞死細(xì)胞 凋亡細(xì)胞 三、細(xì)胞凋亡的檢測 1）、形態(tài)學(xué)檢測： 染色法結(jié)合普通光鏡，以及電子顯微鏡檢測 2）、 DNA電泳： 3）、 TUNEL測定法： 即 DNA斷裂的原位末端標(biāo)記法，用熒光素 耦連分子標(biāo)記 DNA3‘OH斷裂口 4）、彗星電泳法： 利用電泳技術(shù)檢測降解成片斷的 DNA。C .死后 15 h 大鼠死后脾細(xì)胞核 D N A 降解 四、細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理 一）、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的因子 ◆ 物理性因子 ， 包括射線 （ 紫外線 ， ? 射線等 ） ， 較溫和的溫度刺激 （ 如熱激 ， 冷激 ）