《细胞生物学》第三章 细胞基本特征 (2)
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胞间连接消失，但细胞膜仍保持完整，没有失去选择通透 性。细胞膜出现了一些生物大分子，如磷脂酰丝氨酸等， 这些分子可能与调亡细胞的清除有关。
凋亡小体的形成：凋亡细胞内细胞膜反折并包裹断裂的染色
质片段或细胞器等，随后逐渐分离而形成众多的凋亡小体， 最终将被邻近的细胞所吞噬破坏。凋亡小体的形成有三种方 式：1.发芽脱落机制；2.分隔机制；3.自噬体形成机制。
2. 生物化学特征
1. DNA片断化：细胞凋亡的主要特征是形成大小为 180～200bp特征性的DNA梯状条带（DNA ladders）。
细胞色素c诱导的凋亡细胞DNA电泳图
1．细胞色素c诱导0 h 2．细胞色素c诱导1 h 3．细胞色素c诱导2 h 4．细胞色素c诱导3 h 5．细胞色素c诱导4 h 6．阴性对照 7．Marker
第十章 细胞衰老与死亡
第一节、细胞衰老
细胞衰老（cellular aging, cell senescence） 是指细胞的形态结构、化学成分和生理功能逐渐 衰退的现象。细胞总体的衰老反映了机体的衰老， 而机体的衰老是以总体细胞的衰老为基础的。
（一）细胞衰老的概念和特点
衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合 表现。细胞总体的衰老反映了机体的衰老，而机体 的衰老是以总体细胞的衰老为基础的。
1、坏死：表现为细胞膜和细胞质中的细胞器发生破裂， 细胞质外溢，细胞解体并引起周围组织发生炎症反应。
2、细胞凋亡：凋亡时，细胞膜始终保持完整，胞膜内 陷将细胞内容物包被成一些囊状小泡，即凋亡小体，后 者被周围细胞吞噬，不引起炎症反应。
3、细胞自噬：通过降解细胞内的衰老或破碎的蛋白质 和细胞器，而产生氨基酸，以维持细胞在缺乏营养时的 生存。
Contrast of Apoptosis and Necrosis
Apoptosis
Necrosis
细胞凋亡与坏死的区别★
细胞坏死
细胞凋亡
1.性质
病理性，非特异性
wk.baidu.com
2.诱导因素 强烈刺激，随机发生
生理性或病理性，特异性 较弱刺激，非随机发生
3.生化特点 被动过程，无新蛋白合成， 主动过程，有新蛋白合成，
自由基理论认为，代谢产生的活性氧基团或分子 （reactive oxygen species，ROS）引发对细胞质膜、 核膜等的氧化损伤，最终导致细胞衰老。清除机体的 ROS，就可以延长寿命。
（3）端粒钟学说
端粒是染色体末端的一种特殊结构，其DNA由简单的串联重 复序列组成。该学说认为：端粒随细胞的分裂不断缩短；当 端粒长度缩短到一定阈值时，细胞就进入衰老过程。
体外培养细胞可传代次数与细胞来源个体的年龄 成反比。
人胚胎成纤维细胞可传40-60代； 成年人的成纤维细胞可传10-30代。
（三）细胞衰老的表现
1.细胞衰老的形态改变
（1）细胞核的变化：
核膜内折，染色质固缩化
（2）内质网和线粒体的变化
内质网的总量和线粒体的数量减少
（3）细胞内色素或蜡样物质沉积
老年斑形成
多莉： “披着小羊皮的老羊 ”
第二节、细胞死亡
细胞死亡：是指细胞生命现象的终结。
一、细胞死亡的原因 根据细胞死亡原因的不同，可以将细胞死亡分为正常死亡 和非正常死亡。非正常死亡主要指超过细胞可以承受的强 度和阈值的环境因子引起的死亡，以及由于机体病理状态 导致的细胞死亡。
二、细胞死亡的特征与形式
不依赖ATP
依赖ATP
4.形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、 胞膜及细胞器相对完整细
细胞肿胀
胞皱缩，核固缩
5.炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症 反应
溶酶体相对完整，局部无炎 症反应
6.DNA电泳 弥散性降解，电泳呈不规 则的带纹
DNA片段化（180-200bp）， 电泳呈“梯”状条带
7.凋亡小体
无
有
8—.基因—调—控 ———无——————————有———
（4）膜系统的变化
膜呈凝胶相或固相
2. 细胞衰老的分子水平变化
衰老细胞会出现脂类、蛋白质和DNA等细胞成分损伤，细胞 代谢能力降低，主要表现在： DNA:复制与转录受到抑制，个别基因异常激活，端粒DNA丢 失 RNA：mRNA和tRNA含量降低 蛋白质：含量下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、 脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性、可消化性 下降 酶分子：总的效应是酶失活 脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间 交联
（四）细胞衰老的发生机制
（1）遗传决定学说
该学说认为衰老是遗传上的程序化过程，其推动力 和决定因素是遗传的基因组； 控制生长发育和衰老的基因都在特定时期有序地开 启和关闭； 控制机体衰老的基因或许就是 “衰老基因”或称为 细胞停止分裂基因。
早衰综合征
（2）自由基学说
自由基是指外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基 团，可在机体代谢过程中产生。其与其他分子反应时， 由于力图得到电子而可能对细胞或组织产生氧化性损伤。
一、细胞凋亡的特征
（一） 形态学改变
细胞核的变化：核DNA在核小体连接处断裂成核小体片
断，染色质固缩，呈新月状、花瓣状等形态，染色质进一 步聚集使核膜在核孔处断裂，形成核碎片。
细胞质的变化：细胞质浓缩，线粒体增大，嵴增多，接
着出现空泡化。内质网增殖膨大。细胞骨架结构也变得致 密和紊乱。
细胞膜的变化：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细
（二）细胞的寿命与Hayflick界限
Hayflick界限：细胞（至少是培养的细胞）并 不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖 能力并不是无限的，而是有一定的界限。
Hayflick还发现：
动物体细胞在体外传代的次数和物种的寿命有关， 寿命愈长的动物，细胞可传代的次数愈多。
小鼠的寿命为3年，细胞可以传代12代； 龟的寿命为200年，细胞可以传代140代。
4、细胞胀亡：形态学表现为细胞器肿胀，空泡形成， 膜通透性增加，核溶解，内质网肿胀。
第三节、细胞凋亡
细胞凋亡（Apoptosis）：是细胞在一定的生理或病理
条件下，遵循自身的程序，自己结束其生命的过程。又称 细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）， 即在一定时间内细胞按照一定的程序发生死亡,这种细胞 死亡具有严格的基因时控性和选择性。
凋亡小体的形成：凋亡细胞内细胞膜反折并包裹断裂的染色
质片段或细胞器等，随后逐渐分离而形成众多的凋亡小体， 最终将被邻近的细胞所吞噬破坏。凋亡小体的形成有三种方 式：1.发芽脱落机制；2.分隔机制；3.自噬体形成机制。
2. 生物化学特征
1. DNA片断化：细胞凋亡的主要特征是形成大小为 180～200bp特征性的DNA梯状条带（DNA ladders）。
细胞色素c诱导的凋亡细胞DNA电泳图
1．细胞色素c诱导0 h 2．细胞色素c诱导1 h 3．细胞色素c诱导2 h 4．细胞色素c诱导3 h 5．细胞色素c诱导4 h 6．阴性对照 7．Marker
第十章 细胞衰老与死亡
第一节、细胞衰老
细胞衰老（cellular aging, cell senescence） 是指细胞的形态结构、化学成分和生理功能逐渐 衰退的现象。细胞总体的衰老反映了机体的衰老， 而机体的衰老是以总体细胞的衰老为基础的。
（一）细胞衰老的概念和特点
衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合 表现。细胞总体的衰老反映了机体的衰老，而机体 的衰老是以总体细胞的衰老为基础的。
1、坏死：表现为细胞膜和细胞质中的细胞器发生破裂， 细胞质外溢，细胞解体并引起周围组织发生炎症反应。
2、细胞凋亡：凋亡时，细胞膜始终保持完整，胞膜内 陷将细胞内容物包被成一些囊状小泡，即凋亡小体，后 者被周围细胞吞噬，不引起炎症反应。
3、细胞自噬：通过降解细胞内的衰老或破碎的蛋白质 和细胞器，而产生氨基酸，以维持细胞在缺乏营养时的 生存。
Contrast of Apoptosis and Necrosis
Apoptosis
Necrosis
细胞凋亡与坏死的区别★
细胞坏死
细胞凋亡
1.性质
病理性，非特异性
wk.baidu.com
2.诱导因素 强烈刺激，随机发生
生理性或病理性，特异性 较弱刺激，非随机发生
3.生化特点 被动过程，无新蛋白合成， 主动过程，有新蛋白合成，
自由基理论认为，代谢产生的活性氧基团或分子 （reactive oxygen species，ROS）引发对细胞质膜、 核膜等的氧化损伤，最终导致细胞衰老。清除机体的 ROS，就可以延长寿命。
（3）端粒钟学说
端粒是染色体末端的一种特殊结构，其DNA由简单的串联重 复序列组成。该学说认为：端粒随细胞的分裂不断缩短；当 端粒长度缩短到一定阈值时，细胞就进入衰老过程。
体外培养细胞可传代次数与细胞来源个体的年龄 成反比。
人胚胎成纤维细胞可传40-60代； 成年人的成纤维细胞可传10-30代。
（三）细胞衰老的表现
1.细胞衰老的形态改变
（1）细胞核的变化：
核膜内折，染色质固缩化
（2）内质网和线粒体的变化
内质网的总量和线粒体的数量减少
（3）细胞内色素或蜡样物质沉积
老年斑形成
多莉： “披着小羊皮的老羊 ”
第二节、细胞死亡
细胞死亡：是指细胞生命现象的终结。
一、细胞死亡的原因 根据细胞死亡原因的不同，可以将细胞死亡分为正常死亡 和非正常死亡。非正常死亡主要指超过细胞可以承受的强 度和阈值的环境因子引起的死亡，以及由于机体病理状态 导致的细胞死亡。
二、细胞死亡的特征与形式
不依赖ATP
依赖ATP
4.形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、 胞膜及细胞器相对完整细
细胞肿胀
胞皱缩，核固缩
5.炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症 反应
溶酶体相对完整，局部无炎 症反应
6.DNA电泳 弥散性降解，电泳呈不规 则的带纹
DNA片段化（180-200bp）， 电泳呈“梯”状条带
7.凋亡小体
无
有
8—.基因—调—控 ———无——————————有———
（4）膜系统的变化
膜呈凝胶相或固相
2. 细胞衰老的分子水平变化
衰老细胞会出现脂类、蛋白质和DNA等细胞成分损伤，细胞 代谢能力降低，主要表现在： DNA:复制与转录受到抑制，个别基因异常激活，端粒DNA丢 失 RNA：mRNA和tRNA含量降低 蛋白质：含量下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、 脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性、可消化性 下降 酶分子：总的效应是酶失活 脂类：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间 交联
（四）细胞衰老的发生机制
（1）遗传决定学说
该学说认为衰老是遗传上的程序化过程，其推动力 和决定因素是遗传的基因组； 控制生长发育和衰老的基因都在特定时期有序地开 启和关闭； 控制机体衰老的基因或许就是 “衰老基因”或称为 细胞停止分裂基因。
早衰综合征
（2）自由基学说
自由基是指外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基 团，可在机体代谢过程中产生。其与其他分子反应时， 由于力图得到电子而可能对细胞或组织产生氧化性损伤。
一、细胞凋亡的特征
（一） 形态学改变
细胞核的变化：核DNA在核小体连接处断裂成核小体片
断，染色质固缩，呈新月状、花瓣状等形态，染色质进一 步聚集使核膜在核孔处断裂，形成核碎片。
细胞质的变化：细胞质浓缩，线粒体增大，嵴增多，接
着出现空泡化。内质网增殖膨大。细胞骨架结构也变得致 密和紊乱。
细胞膜的变化：细胞表面的特化结构如微绒毛消失，细
（二）细胞的寿命与Hayflick界限
Hayflick界限：细胞（至少是培养的细胞）并 不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖 能力并不是无限的，而是有一定的界限。
Hayflick还发现：
动物体细胞在体外传代的次数和物种的寿命有关， 寿命愈长的动物，细胞可传代的次数愈多。
小鼠的寿命为3年，细胞可以传代12代； 龟的寿命为200年，细胞可以传代140代。
4、细胞胀亡：形态学表现为细胞器肿胀，空泡形成， 膜通透性增加，核溶解，内质网肿胀。
第三节、细胞凋亡
细胞凋亡（Apoptosis）：是细胞在一定的生理或病理
条件下，遵循自身的程序，自己结束其生命的过程。又称 细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）， 即在一定时间内细胞按照一定的程序发生死亡,这种细胞 死亡具有严格的基因时控性和选择性。