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1、细胞的衰老和凋亡,问题探讨,衰老是生物界的普遍现象。衰老的人体通常表现出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓等特征。 1.人体的衰老还表现出那些特征？,3.人体衰老和细胞衰老有什么关系？,白发、皱纹、老年斑、耳聋、眼花等。,有，精原细胞产生精子；有，角质层细胞。,两者并不是一回事。人体的细胞总是不断更新，总有一部分细胞处在衰老或走向死亡，个体衰老过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。,2.老年人体内有没有幼嫩的细胞？年轻人体内有没有衰老的细胞？,一、早期的细胞衰老研究,二、Hayflick界限,100多年前，魏斯曼曾提出种质不死而体质会衰老和死亡的学说。后来，Carrel和Ebeling认为细胞本
2、身不会衰老,衰老是由于环境的影响造成的。特别是20世纪40-50年代，由于L系小鼠细胞和Hela细胞系的建立，又使细胞不死性的观点更加巩固。直到20世纪60年代初，Hayflick等人的出色工作对细胞不死的观点彻底动摇了。,1.Hayflick界限：细胞，至少是培养的细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限。,2.实验证明：,（1）Hayflick等以12的比率连续进行传代，则平均只能传代4060次，此后细胞就逐渐解体并死亡。,（2）Hayflick等从胎儿肺得到的成纤维细胞可在体外条件下传代次，而从成人肺得到的成纤维细胞只能传代次，可见细胞的增殖能力与供
3、体年龄有关。,体外培养的年轻和老的人成纤维细胞的显微形态,左边是只分裂了几代的年轻成纤维细胞，呈现薄层、细长的形态；右边是分离了50次的老的成纤维细胞，开始衰退，并很快死亡。,（）Goldstein选用了早老症（Hayflick-Guilford综合症）及Werner氏综合症患者的成纤维细胞进行培养，从患者身上得到的成纤维细胞在体外只能传次，其DNA合成亦较少，且细胞表面不具有正常成纤维细胞所具有的HLA抗原标记。,（）Hayflick还比较了取自寿命长度不同的生物的胚成纤维细胞在体外培养条件下的传代数和寿命，发现物种寿命与培养细胞寿命之间存在着确定的相关关系，例如，Galapagos龟平均最
4、高寿命最长，达岁，其培养细胞的传代数亦最多，达次；小鼠平均最高寿命为3.5年，其培养细胞的传代数亦少，仅次。,单细胞生物,一、个体衰老与细胞衰老的关系,个体衰老与死亡细胞衰老与死亡,多细胞生物,个体衰老与死亡细胞衰老与死亡,细胞在不断更新,二、细胞衰老的特征,1.细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积减小,新陈代谢速率减慢。,2.细胞内多中酶活性降低。,e.g.老年人的白发,3.细胞内的色素逐渐积累。,e.g.老年斑,4.细胞内的呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩.染色加深。,5.细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。,为什么老年人皮肤上会长“老年斑“？,由于细胞内的色素随细胞衰老而
5、逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。,决定细胞衰老的因素,为了确定培养的人二倍体细胞的衰老是细胞本身决定的还是由于培养环境的恶化，Hayflick设计了巧妙的实验：取老年男性个体的细胞（间期无巴氏小体）和年轻女性个体的细胞（间期有巴氏小体）进行单独或混合培养，并统计其倍增次数。结果发现，混合培养中的两类细胞的倍增次数与各自单独培养时相同，即在同一培养液，当年轻细胞旺盛增殖的同时，年老细胞就停止生长了 。 这一结果有力地说明，决定细胞衰老的因素在细胞内部，而不在外部环境。,年轻细胞的胞质体与年老的完整细胞融合时，得到的杂种细胞不能分裂； 年老细胞的胞质体与年轻的完整细胞融
6、合时，杂种细胞的分裂能力几乎与年轻细胞相同。充分说明决定细胞的衰老是细胞核，而不是细胞质。,可能的原因：,细胞衰老可能是多种内因和外因共同作用的结果。,1.环境因素： 2.遗传因素： 3.心理因素：,积极的情绪和良好健康的心理状态是保持生理健康的重要因素,我国人口老龄化的历史,1950年以前 高出生、高死亡、低增长，年龄结构年轻 1950年以后 从年轻型经过成年型，向老年型人口结构过渡 计划生育 三峰三谷 统计数据来源：五次全国人口普查,三、细胞的凋亡,是一种自然的生理过程,由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡;也称细胞编程性死亡。,胸腺细胞,正常,凋亡,细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。,2002年10月7日英国人悉尼布雷诺尔、美国人罗伯特霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，因在细胞编程性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。,Sydney Brenner,H. Robert Horvitz,John E. Sulston,知识总结： 细胞的凋亡和坏死,再 见,