医学细胞生物学细胞的衰老与细胞死亡.
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（一）形态学特征 1.细胞核的变化
染色质凝集、分块，呈新月状、花瓣状位于核膜下。
最后核膜断裂。
2.细胞质的变化
细胞质明显浓缩，线粒体（体积增大、嵴增多，出 现空泡）和内质网（腔增殖膨大），细胞骨架变得致密 和紊乱。
左图：哺乳类乳 腺细胞的凋亡
右图：哺乳类正 常的乳腺细胞
3.细胞膜的变化
原有的特化结构逐渐消失；细胞膜起泡，但结构完 整；外层细胞膜新出现了磷脂酰丝氨酸等生物大分子。
（二）体内各类细胞的寿命不同
1.与机体寿命接近的细胞
如神经元、脂肪细胞、骨骼细胞和心肌细胞。
2.缓慢更新的细胞
如肝脏、肾脏细胞和胃壁细胞。
3.快速更新的组织细胞
如上皮细胞、血细胞。
（三）细胞在体外培养条件下的寿命
动物
培养细胞传代 寿命（年）
小Βιβλιοθήκη Baidu（成纤维细胞）
14-28
3.5
鸡（成纤维细胞）
25
30
４. 产生凋亡小体 ※凋亡小体(apoptotic body)：细胞凋亡时，形成的一
些大小不等的、有完整胞膜的、内含胞质、细胞器及染色 质片断的球形结构。 凋亡小体的命运：被邻近细胞吞噬消化
在凋亡过程中，由于没有膜的破裂，所以没有内容物 的释放，故不会引起周围组织发生炎症。
（二）细胞凋亡的生物化学特征
发育过程131细胞凋亡，成 虫只有959个细胞组成。
在细胞凋亡的实施阶段起作用的基因主要有3个： Ced-3、Ced-4和Ced-9，其中Ced-3和 Ced-4的作用是诱发凋 亡， Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用，使凋亡不能发生。
凋亡过程可大致分成4个阶段
• 凋亡信号转导 • 凋亡基因激活 • 凋亡的执行 • 凋亡细胞的清除
龟（成纤维细胞） 人（胚胎成纤维细胞） 人（新生儿成纤维细胞） 人（青年成纤维细胞）
90-125 50~60 30~40 20~30
175 100~
人（成年成纤维细胞）
10~30
Hayflick界限：正常细胞增殖能力是有一定界限 的，细胞最大的分裂次数即Hayflick界限。
二、细胞衰老的表现
（一）形态学的变化
遗传程序论：衰老是遗传因素决定的程序化过
程，是受特定基因控制的。
成 人 早 衰 症
婴 幼 儿 早 衰 症
12岁的男孩塞斯·库克
9岁的波恩
自由基学说：
通过氧化损伤不饱和脂肪酸、蛋白质和破坏 DNA，而引发对细胞膜、核膜、蛋白质等的氧化性 损伤，最终导致衰老。
自由基：是一类瞬间形成的含不成对电子的原 子或分子基团。
第二节 细胞死亡
细胞死亡的形式有两种： 细胞坏死(necrosis) ：是细胞受到物理、化
学和生物因素等损伤后而引起细胞被动死亡的 现象。亦称病理性死亡。
※细胞凋亡(apoptosis) ：是由基因控制的细
胞有序性的主动死亡现象。又称生理性死亡。
细胞坏死与细胞凋亡
Necrosis vs Apoptosis
7.凋亡小体 无
8.基因调控 无
凋亡
生理性或病理性 较弱刺激（生理/病理因素）
主动过程，有新蛋白合成， 耗能量ATP
胞膜及细胞器相对完整 细胞皱缩，核固缩 DNA片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带 溶酶体相对完整，无炎症反应 有 有
秀丽隐杆线虫（C. elegans）： 最初有1030个体细胞，
第三节 细胞凋亡
初期：
凋亡时细胞的形态学改变
中期：
细胞变圆 微绒毛消失 胞质浓缩 空泡化
胞膜内陷 出芽
后期：
核染色质高度浓缩 凝集在核周边,边集 细胞体积缩小
浓缩核裂解 膜自行分割
凋亡小体
邻近的上皮细胞、MΦ、 瘤细胞等吞噬凋亡小体
apoptosis
致死前期 可逆期
致死期 不可逆期
一、细胞凋亡的特征
二、诱导细胞凋亡的因素
1.物理因素：如射线、高温； 2.化学性因素：如强酸、强碱；细胞因子（肿瘤坏
死因子）、激素（糖皮质激素），抗癌药物等; ３.病毒（如HIV、EB病毒）；细菌；毒素；DNA损伤，
（2）RNA： mRNA和rRNA的含量降低。 （3）蛋白质：含量下降，胞内蛋白发生糖基化、氨甲酰
化、脱氨基等反应。
（4）酶分子：活性中心被氧化，金属离子Ca2+、Zn2+、
Mg2+、Fe2+等丢失，导致酶失活。
（5）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，膜的流动性降低。
三、细胞衰老的学说
自由基的来源： １.体外：空气污染、高温、辐射等 ２.体内：代谢产生；线粒体呼吸链电子泄漏
产生；过氧化物酶体催化底物羟化产生。
端粒钟学说：
端粒长度随着分裂次数增加而缩短，当缩 短到一定程度的时候细胞就不复制，细胞进入 衰老的过程。
人类的端粒： TTAGGG/CCCTAA的重复序列
端粒酶的结构
pH值先急剧增高（碱性），之后又缓慢降低 （酸性）。
细胞凋亡与坏死的区别★
坏死
1.性质
病理性
2.诱导因素 强烈的刺激（极端环境）
3.生化特点 被动过程，无蛋白合成，
不耗能ATP
4.形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、
细胞肿胀
5.DNA电泳 随机降解，电泳呈均一
DNA片状
6.炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症反应
1.DNA片段化
凋亡细胞中核酸 内切酶活化，特异性地 切割核小体，形成 180～200bp 整数倍的 DNA片段。 琼脂糖凝胶电泳显示梯 状条带。
800bp 600bp 400bp
200bp
2.产生与细胞凋亡有关的酶
如，Caspase家族等蛋白酶被活化。
3. 细胞质中Ca2+浓度和pH值
细胞内Ca2+库释放，使细胞质内Ca2+浓度增高。 Ca2+作为凋亡信号，诱导细胞凋亡。
第十五章 细胞的衰老与细胞死亡
第一节 细胞衰老
一、 细胞衰老的概念
细胞衰老：是指正常细胞的形态结构、化学成 分和生理功能和增殖能力逐渐减弱衰退的现象。
（一） 细胞衰老与机体衰老的关系
细胞衰老与人体衰老既有联系又有区别： 1.区别：细胞衰老与人体衰老是两个不同的概念。
2.联系：机体衰老以细胞总体的衰老为基础，细 胞总体的衰老反应了机体的衰老。
（1）细胞核的变化
核膜内折、核质固缩。
（2）内质网和线粒体的变化
内质网弥散分布，尼克体含量减少； 线粒体数量减少。
（3）细胞内色素或腊样物质沉积 （4）膜系统的变化
膜的流动性降低，脆性增加
（二）生化方面的改变
（1）DNA：复制与转录受到抑制，端粒DNA丢失，线粒体
DNA特异性缺失，DNA氧化、断裂、交联等。
染色质凝集、分块，呈新月状、花瓣状位于核膜下。
最后核膜断裂。
2.细胞质的变化
细胞质明显浓缩，线粒体（体积增大、嵴增多，出 现空泡）和内质网（腔增殖膨大），细胞骨架变得致密 和紊乱。
左图：哺乳类乳 腺细胞的凋亡
右图：哺乳类正 常的乳腺细胞
3.细胞膜的变化
原有的特化结构逐渐消失；细胞膜起泡，但结构完 整；外层细胞膜新出现了磷脂酰丝氨酸等生物大分子。
（二）体内各类细胞的寿命不同
1.与机体寿命接近的细胞
如神经元、脂肪细胞、骨骼细胞和心肌细胞。
2.缓慢更新的细胞
如肝脏、肾脏细胞和胃壁细胞。
3.快速更新的组织细胞
如上皮细胞、血细胞。
（三）细胞在体外培养条件下的寿命
动物
培养细胞传代 寿命（年）
小Βιβλιοθήκη Baidu（成纤维细胞）
14-28
3.5
鸡（成纤维细胞）
25
30
４. 产生凋亡小体 ※凋亡小体(apoptotic body)：细胞凋亡时，形成的一
些大小不等的、有完整胞膜的、内含胞质、细胞器及染色 质片断的球形结构。 凋亡小体的命运：被邻近细胞吞噬消化
在凋亡过程中，由于没有膜的破裂，所以没有内容物 的释放，故不会引起周围组织发生炎症。
（二）细胞凋亡的生物化学特征
发育过程131细胞凋亡，成 虫只有959个细胞组成。
在细胞凋亡的实施阶段起作用的基因主要有3个： Ced-3、Ced-4和Ced-9，其中Ced-3和 Ced-4的作用是诱发凋 亡， Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用，使凋亡不能发生。
凋亡过程可大致分成4个阶段
• 凋亡信号转导 • 凋亡基因激活 • 凋亡的执行 • 凋亡细胞的清除
龟（成纤维细胞） 人（胚胎成纤维细胞） 人（新生儿成纤维细胞） 人（青年成纤维细胞）
90-125 50~60 30~40 20~30
175 100~
人（成年成纤维细胞）
10~30
Hayflick界限：正常细胞增殖能力是有一定界限 的，细胞最大的分裂次数即Hayflick界限。
二、细胞衰老的表现
（一）形态学的变化
遗传程序论：衰老是遗传因素决定的程序化过
程，是受特定基因控制的。
成 人 早 衰 症
婴 幼 儿 早 衰 症
12岁的男孩塞斯·库克
9岁的波恩
自由基学说：
通过氧化损伤不饱和脂肪酸、蛋白质和破坏 DNA，而引发对细胞膜、核膜、蛋白质等的氧化性 损伤，最终导致衰老。
自由基：是一类瞬间形成的含不成对电子的原 子或分子基团。
第二节 细胞死亡
细胞死亡的形式有两种： 细胞坏死(necrosis) ：是细胞受到物理、化
学和生物因素等损伤后而引起细胞被动死亡的 现象。亦称病理性死亡。
※细胞凋亡(apoptosis) ：是由基因控制的细
胞有序性的主动死亡现象。又称生理性死亡。
细胞坏死与细胞凋亡
Necrosis vs Apoptosis
7.凋亡小体 无
8.基因调控 无
凋亡
生理性或病理性 较弱刺激（生理/病理因素）
主动过程，有新蛋白合成， 耗能量ATP
胞膜及细胞器相对完整 细胞皱缩，核固缩 DNA片段化（180-200bp） 电泳呈“梯”状条带 溶酶体相对完整，无炎症反应 有 有
秀丽隐杆线虫（C. elegans）： 最初有1030个体细胞，
第三节 细胞凋亡
初期：
凋亡时细胞的形态学改变
中期：
细胞变圆 微绒毛消失 胞质浓缩 空泡化
胞膜内陷 出芽
后期：
核染色质高度浓缩 凝集在核周边,边集 细胞体积缩小
浓缩核裂解 膜自行分割
凋亡小体
邻近的上皮细胞、MΦ、 瘤细胞等吞噬凋亡小体
apoptosis
致死前期 可逆期
致死期 不可逆期
一、细胞凋亡的特征
二、诱导细胞凋亡的因素
1.物理因素：如射线、高温； 2.化学性因素：如强酸、强碱；细胞因子（肿瘤坏
死因子）、激素（糖皮质激素），抗癌药物等; ３.病毒（如HIV、EB病毒）；细菌；毒素；DNA损伤，
（2）RNA： mRNA和rRNA的含量降低。 （3）蛋白质：含量下降，胞内蛋白发生糖基化、氨甲酰
化、脱氨基等反应。
（4）酶分子：活性中心被氧化，金属离子Ca2+、Zn2+、
Mg2+、Fe2+等丢失，导致酶失活。
（5）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，膜的流动性降低。
三、细胞衰老的学说
自由基的来源： １.体外：空气污染、高温、辐射等 ２.体内：代谢产生；线粒体呼吸链电子泄漏
产生；过氧化物酶体催化底物羟化产生。
端粒钟学说：
端粒长度随着分裂次数增加而缩短，当缩 短到一定程度的时候细胞就不复制，细胞进入 衰老的过程。
人类的端粒： TTAGGG/CCCTAA的重复序列
端粒酶的结构
pH值先急剧增高（碱性），之后又缓慢降低 （酸性）。
细胞凋亡与坏死的区别★
坏死
1.性质
病理性
2.诱导因素 强烈的刺激（极端环境）
3.生化特点 被动过程，无蛋白合成，
不耗能ATP
4.形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、
细胞肿胀
5.DNA电泳 随机降解，电泳呈均一
DNA片状
6.炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症反应
1.DNA片段化
凋亡细胞中核酸 内切酶活化，特异性地 切割核小体，形成 180～200bp 整数倍的 DNA片段。 琼脂糖凝胶电泳显示梯 状条带。
800bp 600bp 400bp
200bp
2.产生与细胞凋亡有关的酶
如，Caspase家族等蛋白酶被活化。
3. 细胞质中Ca2+浓度和pH值
细胞内Ca2+库释放，使细胞质内Ca2+浓度增高。 Ca2+作为凋亡信号，诱导细胞凋亡。
第十五章 细胞的衰老与细胞死亡
第一节 细胞衰老
一、 细胞衰老的概念
细胞衰老：是指正常细胞的形态结构、化学成 分和生理功能和增殖能力逐渐减弱衰退的现象。
（一） 细胞衰老与机体衰老的关系
细胞衰老与人体衰老既有联系又有区别： 1.区别：细胞衰老与人体衰老是两个不同的概念。
2.联系：机体衰老以细胞总体的衰老为基础，细 胞总体的衰老反应了机体的衰老。
（1）细胞核的变化
核膜内折、核质固缩。
（2）内质网和线粒体的变化
内质网弥散分布，尼克体含量减少； 线粒体数量减少。
（3）细胞内色素或腊样物质沉积 （4）膜系统的变化
膜的流动性降低，脆性增加
（二）生化方面的改变
（1）DNA：复制与转录受到抑制，端粒DNA丢失，线粒体
DNA特异性缺失，DNA氧化、断裂、交联等。