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1、细胞衰老与凋亡,cellular aging and Apoptosis,中山医学院生物化学教研室 陶 莎,细胞是组成机体的基本单位，其生命过程包括增殖、分化和凋亡。 分裂：增加细胞的数量 分化：形成在形态和功能上各异的细胞,组成不同的组织和器官 凋亡：确保胚胎正常发育和内环境稳定。 细胞增殖、分化和凋亡都是主动而有序的生命过程，任何一个环节发生变化均可引起疾病。,细胞衰老（cell senescence ；aging ） 细胞在正常环境条件下发生的生理功能和增殖能力的减弱以及细胞形态发生改变，趋向死亡的现象。 老年学（gerontology)：细胞生物学、分子生物学、分子遗传学、免疫学等学科
2、的渗透，衰老的研究已形成一门独立的学科。,第一节 细 胞 的 衰 老,一、体内细胞和体外细胞衰老的特点 衰老过程的长短随组织以及细胞种类的差异而有所区别。 （一）体内细胞衰老特点 保持分裂能力细胞：分裂周期变长;分裂能力下降 人正常体细胞一般分裂次数平均为50次. （二）体外细胞 体外培养细胞可传代3050次,停止分裂增殖后细胞多停留于G0或G1期,此时细胞表现为: 形态变大;DNA复制能力降低 蛋白质合成能力,Hayflick界限: Hayflick Limitation 细胞(至少是培养细胞) 增殖能力不是无限的,而是 有一定的界限。 细胞传代次数与物种的寿命有关 传代次数与机体年龄有关,
3、肿瘤细胞 失去接触抑制， 不受Hayflick Limitation制约 永生化,二 、细胞衰老的理论 （一）基因转录或翻译差错、代谢废物积累 1. 基因转录或翻译差错说（错误成灾说） 机体内外环境因素引起DNA损伤和突变，蛋白质转录翻译过程障碍，是导致衰老的主要原因。 2.代谢废物积累说 细胞衰老与细胞内代谢产物的积累至一定量后，会引起细胞衰老。,（二） 活性氧基团导致细胞损伤和衰老 （氧化损伤学说，自由基理论） 自由基(free radical):不成对电子或原子基团构成 的高度活化分子 O2超氧自由基；OH 羟自由基； 自由基与其他分子反应时产生的活性氧基团（ROS）导致细胞发生氧化性损
4、伤。,ROS引发脂质、蛋白质和核酸分子的氧化性损伤； 细胞能量生成障碍； 蛋白质合成受阻； 细胞膜、染色体、细胞器结构损伤破坏。,清除自由基的防御系统 酶系统：SOD、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶。 抗氧化剂：维A,C,E、硒、半胱氨酸。,（三）染色体端粒缩短与细胞衰老 端粒端 粒 钟 学 说（telomere clock theory) 端粒（telomere)是染色体末端特殊结构。 人类端粒（TTAGGG)n n=250-1500 端粒长度取决于端粒酶的活性。,stop,端 粒 长 度,（四）衰老基因与抗衰老基因 衰老基因 人类：载脂蛋白E4基因、淀粉样蛋白基因 p16, p53 p21
5、RB基因 2. 抗衰老基因 WRN bcl-2,Werners syndrome,图片引自http:/www.nejm.org on,Hutchinson-Gilford syndrome,（一）形态变化,三、 细胞衰老的特征,（二）细胞衰老的生化变化 DNA复制、转录、修复能力 端粒长度 DNA甲基化 DNA / chromosome 损伤 2. mRNA与核糖体结合能力 蛋白质合成能力 3.蛋白质合成速度 蛋白质分子损伤，功能 酶活性,四、人类细胞衰老引起老化老年性疾病 器官老化 胸腺萎缩，T细胞减少，免疫功能 促激素、激素分泌减少加速老化 老年性疾病 动脉粥样硬化 高血压 糖尿病 老年性痴呆 帕金森症 骨质疏松 * 预防老年性疾病、老年人保健,
