1、机体衰老机体衰老 机体的衰老表现为有一定的寿命。机体的衰老表现为有一定的寿命。因为因为“生生-老老-死死”是生命是生命(shngmng)(shngmng)活动的必然规活动的必然规律。律。第十五章第十五章 细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)的衰老与死亡的衰老与死亡第一节 细胞的衰老机体衰老机体衰老细胞衰老细胞衰老 细胞衰老是机体衰老的基础细胞衰老是机体衰老的基础(jch)(jch)；机体衰老是细胞衰老的结果。机体衰老是细胞衰老的结果。一、一、细胞衰老的概念和特征细胞衰老的概念和特征第一页，共四十二页。细胞衰老也表现为有一定细胞衰老也表现为有一定(ydng)(ydng)(ydng)(
2、ydng)的寿命的寿命机体内总有细胞在不断地衰老与死亡，同时又有细胞机体内总有细胞在不断地衰老与死亡，同时又有细胞增殖产生新生细胞进行补偿，不同类型增殖产生新生细胞进行补偿，不同类型(lixng)(lixng)细胞细胞寿命不同，如：寿命不同，如：l神经元、胃酶原细胞、脂肪细胞、骨细胞等为缓慢更神经元、胃酶原细胞、脂肪细胞、骨细胞等为缓慢更新细胞（与机体几乎等寿）。新细胞（与机体几乎等寿）。l肝细胞等寿命长于天，为短于机体寿命的细肝细胞等寿命长于天，为短于机体寿命的细胞。胞。l皮肤表皮细胞、角膜上皮细胞、血细胞等为快速皮肤表皮细胞、角膜上皮细胞、血细胞等为快速更新的细胞，寿命短于天。更新的细胞，
3、寿命短于天。第二页，共四十二页。体外培养细胞的传代数与来源体外培养细胞的传代数与来源(liyun)(liyun)(liyun)(liyun)物种的寿命呈正比关系物种的寿命呈正比关系如：体外培养不同物种的胚胎成纤维细胞：如：体外培养不同物种的胚胎成纤维细胞：l小鼠细胞可传小鼠细胞可传(k chun)(k chun)1212代，而其个体寿命约代，而其个体寿命约3 3年；年；l小鸡细胞可传小鸡细胞可传2525代，其个体寿命近代，其个体寿命近3030年；年；l龟细胞可传龟细胞可传140140代，其个体寿命约代，其个体寿命约200200年。年。第三页，共四十二页。体外培养细胞的传代数体外培养细胞的传代数
4、与其与其(yq)(yq)(yq)(yq)来源个体的年龄成反比关系来源个体的年龄成反比关系l如：体外培养人胚胎的成纤维细胞可传如：体外培养人胚胎的成纤维细胞可传(k chun)(k chun)40-6040-60代；代；l出生至出生至1515岁以下的成纤维细胞可传岁以下的成纤维细胞可传20-4020-40代；代；l1515岁以上者的成纤维细胞可传岁以上者的成纤维细胞可传10-3010-30代。代。第四页，共四十二页。衰老细胞(xbo)(xbo)与“青年期”细胞(xbo)(xbo)的比较生长生长(shngzhng)旺盛旺盛细胞富有微绒毛细胞富有微绒毛衰老细胞缺乏衰老细胞缺乏(quf)微微绒毛，体积
5、缩小，呈绒毛，体积缩小，呈园球形。园球形。第五页，共四十二页。（一）细胞（一）细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)衰老的概念衰老的概念 细胞衰老：细胞衰老：指细胞维持其内环境恒指细胞维持其内环境恒定的能力及对内外定的能力及对内外(niwi)(niwi)环境环境变化变化适应能力降低的总现象。适应能力降低的总现象。即，细胞的结构即，细胞的结构(jigu)老化，功能衰退。老化，功能衰退。第六页，共四十二页。（二）细胞（二）细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)衰老的特征衰老的特征形态特征形态特征1 1、细胞内原生质水分、细胞内原生质水分(shufn)(shufn)减少减少2 2、老年色
6、素等、老年色素等“垃圾垃圾”的积的积累累3 3、细胞核固缩、细胞核固缩4 4、细胞尼氏小体含量下降、细胞尼氏小体含量下降 生化反应改变生化反应改变1.1.氨基酸、蛋白质合成速率下降氨基酸、蛋白质合成速率下降2.2.不溶性蛋白质增多不溶性蛋白质增多(zn du)(zn du)3.3.衰老细胞内酶的活性下降。衰老细胞内酶的活性下降。4.4.细胞增殖周期延长细胞增殖周期延长第七页，共四十二页。二、细胞衰老二、细胞衰老(shuilo)(shuilo)(shuilo)(shuilo)的机理的机理 与细胞衰老有关与细胞衰老有关(yugun)(yugun)的因素多而且复杂，的因素多而且复杂，关于细胞衰老的学
7、说也很多，现已提出关于细胞衰老的学说也很多，现已提出300300多个，它们之间有的部分相互补充，有的部多个，它们之间有的部分相互补充，有的部分相互重叠。大致可归纳为以下个方面：分相互重叠。大致可归纳为以下个方面：（1 1）衰老因子的积累）衰老因子的积累(jli)(jli)引起细胞衰老引起细胞衰老（2 2）细胞遗传程序的表达引起衰老）细胞遗传程序的表达引起衰老第八页，共四十二页。（一）衰老（一）衰老(shuilo)(shuilo)(shuilo)(shuilo)因子积累说因子积累说衰老因子：细胞代谢衰老因子：细胞代谢(dixi)(dixi)过程中积累的一些过程中积累的一些 代谢废物（如脂褐质、残
8、余体）代谢废物（如脂褐质、残余体）代谢差错（如代谢差错（如DNADNA突变、蛋白质交联）突变、蛋白质交联）有害的中间代谢产物（自由基）等。有害的中间代谢产物（自由基）等。第九页，共四十二页。随着细胞年龄的增长，在细胞内常发生核酸、随着细胞年龄的增长，在细胞内常发生核酸、蛋白质、酶等大分子合成差错、有害中间产蛋白质、酶等大分子合成差错、有害中间产物及代谢废物等衰老因子的不断积累，当这物及代谢废物等衰老因子的不断积累，当这些衰老因子少的时候可以修复，当衰老因子些衰老因子少的时候可以修复，当衰老因子积累过多或修复系统出现差错不能有效积累过多或修复系统出现差错不能有效(yuxio)(yuxio)修复的
9、时候，就会造成细胞内的代谢修复的时候，就会造成细胞内的代谢障碍，引起细胞衰老。障碍，引起细胞衰老。“衰老因子衰老因子(ynz)(ynz)(ynz)(ynz)积累说积累说”内内容：容：第十页，共四十二页。脂褐质、老年色素、类蜡体、残余体等的积脂褐质、老年色素、类蜡体、残余体等的积累占据细胞内有限的空间累占据细胞内有限的空间(kngjin)(kngjin)，阻碍细胞，阻碍细胞生命活动的进行，使细胞工作效率下降，引生命活动的进行，使细胞工作效率下降，引起衰老。起衰老。代谢废物代谢废物(fiw)(fiw)(fiw)(fiw)的影响：的影响：第十一页，共四十二页。在环境因素的作用下，在环境因素的作用下，
10、DNADNA突变是突变是经常发生的，一般情况下可被修复经常发生的，一般情况下可被修复(xif)(xif)，但修复，但修复(xif)(xif)系统也可能受致修复系统也可能受致修复(xif)(xif)功功能下降，导致功能蛋白不能合成或合成能下降，导致功能蛋白不能合成或合成废品蛋白，使细胞功能受阻而走向衰老。废品蛋白，使细胞功能受阻而走向衰老。代谢代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)差错的影响：差错的影响：第十二页，共四十二页。、自由基及其产生、自由基及其产生 自由基自由基是细胞进行生物氧化过程中或是细胞进行生物氧化过程中或受电离辐射时产生的一些高反应活性的受电离辐射时产生的一些高反
11、应活性的化合物，它们是外层轨道上具有不成对化合物，它们是外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基团的总称。如电子的分子或原子基团的总称。如.O.O2 2-、.H.H、.OH.OH、L.L.、LOO.,LOO.,它们的化学性质活它们的化学性质活跃跃(huyu)(huyu)，在细胞中经常产生，广泛存在。，在细胞中经常产生，广泛存在。自由基的影响自由基的影响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxing)第十三页，共四十二页。自由基自由基生物膜中的不饱和脂肪酸生物膜中的不饱和脂肪酸 过氧化脂质过氧化脂质 (膜通透性膜通透性、流动性、流动性）、自由基的危害、自由基的危害(wihi
12、)(wihi)(wihi)(wihi)自由基自由基 断裂、交联、碱基羟基化，碱基切断裂、交联、碱基羟基化，碱基切除等，使损伤。除等，使损伤。自由基自由基蛋白质蛋白质 蛋白质交联、变性蛋白质交联、变性 即巯基即巯基（）（）二硫键二硫键（）（）过氧化脂质过氧化脂质+蛋白质蛋白质 脂褐素脂褐素第十四页，共四十二页。机体对细胞中产生的自由基有一定的清除机制：机体对细胞中产生的自由基有一定的清除机制：保护性的酶：主要有超氧化物歧化酶（保护性的酶：主要有超氧化物歧化酶（SODSOD）和过氧化氢）和过氧化氢酶酶(CAT)(CAT)等。等。2H2H+O+O2 2-.+O.+O2 2-.O.O2 2+H+H2
13、2O O2 2(催化催化)H H2 2O O2 2+H H2 2O O2 2 2H 2H2 2O+OO+O2 2(过氧化氢酶催化过氧化氢酶催化)抗氧化物分子抗氧化物分子,如维生素和维生素，都是终止自由基如维生素和维生素，都是终止自由基反应的有效物质。反应的有效物质。细胞内部自身隔离化，如许多氧化物的代谢细胞内部自身隔离化，如许多氧化物的代谢(dixi)(dixi)主要在线粒主要在线粒体内进行。体内进行。、自由基的清除、自由基的清除(qngch)第十五页，共四十二页。随着随着(su zhe)(su zhe)细胞生命活动时间的延细胞生命活动时间的延长，自由基过量产生以及清除能力的长，自由基过量产生
14、以及清除能力的下降，导致自由基破坏细胞中多种物下降，导致自由基破坏细胞中多种物质，引起衰老。质，引起衰老。第十六页，共四十二页。（二）细胞遗传程序（二）细胞遗传程序(chngx)(chngx)(chngx)(chngx)学说学说1.1.细胞内衰老钟的程序表达细胞内衰老钟的程序表达、内容、内容:生物体内有衰老相关基因，这些基因将在细生物体内有衰老相关基因，这些基因将在细胞生活到一定程度时开启并表达，而导致衰老。胞生活到一定程度时开启并表达，而导致衰老。即衰老本身是一个遗传过程，在正常情况下控制生即衰老本身是一个遗传过程，在正常情况下控制生长发育的基因在各个发育时期有序地开启和关闭长发育的基因在各
15、个发育时期有序地开启和关闭(gunb)(gunb)，如同计算机的程序，故名。如同计算机的程序，故名。有些在生命后期才开启的基因控制着机体的衰老过程，有些在生命后期才开启的基因控制着机体的衰老过程，称为称为“衰老相关基因衰老相关基因”。、细胞衰老钟、细胞衰老钟(cellular aging clock)(cellular aging clock)学说：学说：如图示：如图示：第十七页，共四十二页。(促进促进(cjn)(cjn)细胞分裂细胞分裂)抑制抑制(yzh)蛋白蛋白抑制抑制(yzh)(yzh)DNADNA复制的蛋白质复制的蛋白质增殖基因增殖基因衰老相关基因衰老相关基因抑制衰老基因抑制衰老基因图
16、图1第十八页，共四十二页。分裂分裂(fnli)终止终止抑制抑制(yzh)细胞细胞(xbo)衰老衰老增殖基因增殖基因衰老相关基因衰老相关基因抑制衰老基因抑制衰老基因抑制抑制DNA复制的蛋白质复制的蛋白质抑制蛋白抑制蛋白图2 第十九页，共四十二页。支持支持(zhch)(zhch)(zhch)(zhch)的根据：的根据：衰老细胞中衰老细胞中DNADNA含量减少，可能是由于阻碣基因丢失含量减少，可能是由于阻碣基因丢失(dis)(dis)。体外培养细胞都有一定的寿命（无论如何优化条件）体外培养细胞都有一定的寿命（无论如何优化条件）。年青细胞与年老细胞融合，前者年青细胞与年老细胞融合，前者DNADNA合成受抑制，说合成受抑制，说明老年细胞中产生有明老年细胞中产生有DNADNA合成的抑制剂。合成的抑制剂。青春期总是在一定年龄到来，这时有一些基因表达，青春期总是在一定年龄到来，这时有一些基因表达，形成第二性征，好象基因程序运行到这时才表达。形成第二性征，好象基因程序运行到这时才表达。第二十页，共四十二页。2 2、衰老、衰老(shuilo)(shuilo)(shuilo)(shuilo)基因学说基因学说
