细胞衰老与细胞凋亡课件
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第十一章细胞衰老与细胞凋亡ppt课件
• 损伤DNA、生物膜、重要的结构蛋白和功能蛋 白，从而引起衰老各种现象的发生。
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20
• 主要包括：氧自由基（如羟自由 基·OH）、氢自由基（·H）、碳自由基、 脂自由基等，其中·OH的化学性质最活 泼。
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21
人体内自由基的产生有两方面：
• 一是环境中的高温、辐射、光解、化学物质等 引起的外源性自由基；
核膜内陷形成皱襞,染色质呈异固缩,DNA受到 损害,转录活性降低,核质比例减小.
细胞收缩,原生质脱水,体积缩小. 数目减少、体积肿胀、嵴退化,并出现空泡 mtDNA突变或丢失
囊泡肿胀,分泌功能、运输功能退化
内质网
rER减少
包含物
糖原减少、脂肪积聚
溶酶体
功能低下,不能将摄入的大分子全部分解为可
溶性成分,也编辑不版p能ppt 及时排除
第十一章 细胞衰老与凋亡
编辑版pppt
1
第一节 细胞衰老
（aging，senescence， senility）
编辑版pppt
2
细胞衰老（cell senescence)
• 人体的自然寿命约120岁 • 细胞衰老是细胞内部结构的衰变，细胞生理功
能的衰退或丧失。
编辑版pppt
3
• 正常的动物细胞无论是在体内生长还是 在体外培养，其分裂次数总存在一个 “极限值”。
death，PCD）。
编辑版pppt
28
• PCD和细胞凋亡常被做为同义词使用， 但两者实质上是有差异的。
• 凋亡是一个形态学概念，指与细胞坏死 不同
• PCD是一个功能性概念，描述在一个多 细胞生物体中，某些细胞的死亡是个体 发育中一个预定的，并受到严格控制的 正常组成部分，
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20
• 主要包括：氧自由基（如羟自由 基·OH）、氢自由基（·H）、碳自由基、 脂自由基等，其中·OH的化学性质最活 泼。
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21
人体内自由基的产生有两方面：
• 一是环境中的高温、辐射、光解、化学物质等 引起的外源性自由基；
核膜内陷形成皱襞,染色质呈异固缩,DNA受到 损害,转录活性降低,核质比例减小.
细胞收缩,原生质脱水,体积缩小. 数目减少、体积肿胀、嵴退化,并出现空泡 mtDNA突变或丢失
囊泡肿胀,分泌功能、运输功能退化
内质网
rER减少
包含物
糖原减少、脂肪积聚
溶酶体
功能低下,不能将摄入的大分子全部分解为可
溶性成分,也编辑不版p能ppt 及时排除
第十一章 细胞衰老与凋亡
编辑版pppt
1
第一节 细胞衰老
（aging，senescence， senility）
编辑版pppt
2
细胞衰老（cell senescence)
• 人体的自然寿命约120岁 • 细胞衰老是细胞内部结构的衰变，细胞生理功
能的衰退或丧失。
编辑版pppt
3
• 正常的动物细胞无论是在体内生长还是 在体外培养，其分裂次数总存在一个 “极限值”。
death，PCD）。
编辑版pppt
28
• PCD和细胞凋亡常被做为同义词使用， 但两者实质上是有差异的。
• 凋亡是一个形态学概念，指与细胞坏死 不同
• PCD是一个功能性概念，描述在一个多 细胞生物体中，某些细胞的死亡是个体 发育中一个预定的，并受到严格控制的 正常组成部分，
第十三章细胞衰老及凋亡ppt课件
细胞凋亡的概念及其生物学意义
●概念：
细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的 过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性控制，所以也 常常被称为细胞编程死亡（programmed cell death, PCD）。
●生物学意义：
细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平 衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作 用。
荧光法:
FDA:双醋酸荧光素
➢ 2.细胞凋亡（细胞主动性死亡）
美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI（Science Citation Index）收录及引用论文检索，全世界自然科学研究中论文发表 最集中的三个领域分别是：
细胞信号转导（signal transduction）；
细胞凋亡（cell apoptosis）；
定的 寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界 限，这就 是 Hayflick界限。 • 癌细胞或培养的细胞系是不正常细胞，其染色体数目或形 态已经不同于原先的细胞 • 细胞的增殖能力与供体年龄有关 • 物种寿命与培养细胞寿命之间存在着一定的关系 • 二倍体细胞的衰老是由细胞本身决定的 ◆决定细胞衰老的因素在细胞内部，不是外部的环境 ◆是细胞核而不是细胞质决定了细胞衰老
综合表现，是不可逆的生命过程。衰老是客观 存在的，是细胞生命活动的客观规律。机体的 衰老与细胞的衰老是相关联的。 • 衰老有三种表现形式： 生理性衰老、病理性衰老、心理性衰老
三、细胞衰老的分子机理
关于衰老的机理具有许多不同的学说，概括起来主要有差错学派（Error theories）和遗传学派（Genetic /Programmed theories）两大类，前 者强调衰老是由于细胞中的各种错误积累引起的，后者强调衰老是遗传决 定的自然演进过程。其实，现在看来两者是相互统一的
细胞衰老与凋亡优秀课件
细胞里的核酸和蛋白质在生物合成中如果由于某些原因发生差错, 当变 质的非功能蛋白达到一定水平时，出现完全丧失功能的“错误灾难”。
❖ 1963年，Orgel 提出差误理论认为，在信息转移的各个步骤(如转录和 翻译)中发生的差误，可以造成有缺陷蛋白的积累。当误差的产生超过某 一阈值时，引起机能失常，出现衰老和死亡。
限的（60~70代）。 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。Harley等发现人体内成纤维细
胞端粒每年约缩短14～18bp，而外周血淋巴细胞则每年缩短33bp。
2、重复基因失活学说：哺乳动物rRNA基因数随年龄而减少。
3、衰老基因学说
❖ 子女的寿命与双亲的寿命有关； ❖ 各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命；
Hayflick等发现，动物体细胞在体外可传代的次数，与 物种的寿命有关。
物种 小鼠 鸡 龟
表 细胞的寿命与物种的寿命的关系
寿命（年） 培养细胞传代次数
3200
140
物种的寿命与体外培养时细胞传代次数的关系
二、细胞衰老的特征----形态和生理生化
1. 细胞水分的减少 , 导致细胞脱水收缩，体积变小。
➢ 细胞，至少是培养的细胞，不 是不死的，而是有一定的寿命 的；它们的增殖能力不是无限 的，而是有一定的界限，这就 是著名的Hayflick界限。
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次的衰老的成纤维细胞，开 始衰退，并很快死亡。
成人早衰症：平均39岁时出现衰老，47岁生命结束； 婴幼儿早衰症：1岁时出现明显的衰老，12~18岁生命结束， 早衰症患者体内解旋酶发生突变 。 Caenrhabditis elegans的平均寿命仅3.5天，该虫age-1单基因突变，
❖ 1963年，Orgel 提出差误理论认为，在信息转移的各个步骤(如转录和 翻译)中发生的差误，可以造成有缺陷蛋白的积累。当误差的产生超过某 一阈值时，引起机能失常，出现衰老和死亡。
限的（60~70代）。 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。Harley等发现人体内成纤维细
胞端粒每年约缩短14～18bp，而外周血淋巴细胞则每年缩短33bp。
2、重复基因失活学说：哺乳动物rRNA基因数随年龄而减少。
3、衰老基因学说
❖ 子女的寿命与双亲的寿命有关； ❖ 各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命；
Hayflick等发现，动物体细胞在体外可传代的次数，与 物种的寿命有关。
物种 小鼠 鸡 龟
表 细胞的寿命与物种的寿命的关系
寿命（年） 培养细胞传代次数
3200
140
物种的寿命与体外培养时细胞传代次数的关系
二、细胞衰老的特征----形态和生理生化
1. 细胞水分的减少 , 导致细胞脱水收缩，体积变小。
➢ 细胞，至少是培养的细胞，不 是不死的，而是有一定的寿命 的；它们的增殖能力不是无限 的，而是有一定的界限，这就 是著名的Hayflick界限。
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次的衰老的成纤维细胞，开 始衰退，并很快死亡。
成人早衰症：平均39岁时出现衰老，47岁生命结束； 婴幼儿早衰症：1岁时出现明显的衰老，12~18岁生命结束， 早衰症患者体内解旋酶发生突变 。 Caenrhabditis elegans的平均寿命仅3.5天，该虫age-1单基因突变，
细胞的衰老和凋亡ppt课件
细胞的衰老和凋亡ppt课件
目
CONTENCT
录
• 细胞衰老 • 细胞凋亡 • 细胞衰老与凋亡的相互关系 • 抗衰老与抗凋亡的策略 • 研究展望
01
细胞衰老
定义与特征
定义
细胞衰老是指细胞在生理和形态上随年龄增长而发生退行性变化 的现象。
特征
细胞体积减小、细胞核增大、染色质固缩、细胞器数量减少等。
03
细胞衰老与凋亡的相互关系
细胞衰老与凋亡的关联
细胞衰老和凋亡是细胞生命周期中的两个重要过程 ，它们之间存在密切的关联。
细胞衰老通常是指细胞停止分裂并进入一种特殊的 状态，而凋亡则是指细胞主动地自我消亡的过程。
细胞衰老可以诱导细胞凋亡，而凋亡也可以促进细 胞衰老。
细胞衰老与凋亡的调控
02
01
03
细胞衰老和凋亡的调控涉及多个复杂的信号通路和分 子机制。
基因、环境因素和应激条件等都可以影响细胞衰老和 凋亡的过程。
调控细胞衰老和凋亡对于维持细胞稳态和组织功能具 有重要意义。
细胞衰老与凋亡在疾病中的作用
细胞衰老和凋亡在多种疾病的 发生和发展过程中发挥重要作 用。
细胞衰老可以促进肿瘤的发生 和发展，而凋亡则可以清除异 常细胞，防止肿瘤的形成。
药物治疗
药物治疗是通过药物干预来调节细胞衰老和凋亡的过程。一 些药物可以延缓细胞衰老或抑制细胞凋亡，从而延长细胞寿 命并保持细胞功能。
药物治疗的策略包括使用抗衰老药物、抗炎药物、抗氧化剂 等。这些药物可以通过不同的机制来发挥作用，如抑制自由 基的产生、调节细胞信号转导通路等。
生活方式调整
生活方式调整是通过改变日常行为和生活习惯来抗衰老和 抗凋亡。一些健康的生活方式可以延缓细胞衰老或抑制细 胞凋亡，从而延长细胞寿命并保持细胞功能。
目
CONTENCT
录
• 细胞衰老 • 细胞凋亡 • 细胞衰老与凋亡的相互关系 • 抗衰老与抗凋亡的策略 • 研究展望
01
细胞衰老
定义与特征
定义
细胞衰老是指细胞在生理和形态上随年龄增长而发生退行性变化 的现象。
特征
细胞体积减小、细胞核增大、染色质固缩、细胞器数量减少等。
03
细胞衰老与凋亡的相互关系
细胞衰老与凋亡的关联
细胞衰老和凋亡是细胞生命周期中的两个重要过程 ，它们之间存在密切的关联。
细胞衰老通常是指细胞停止分裂并进入一种特殊的 状态，而凋亡则是指细胞主动地自我消亡的过程。
细胞衰老可以诱导细胞凋亡，而凋亡也可以促进细 胞衰老。
细胞衰老与凋亡的调控
02
01
03
细胞衰老和凋亡的调控涉及多个复杂的信号通路和分 子机制。
基因、环境因素和应激条件等都可以影响细胞衰老和 凋亡的过程。
调控细胞衰老和凋亡对于维持细胞稳态和组织功能具 有重要意义。
细胞衰老与凋亡在疾病中的作用
细胞衰老和凋亡在多种疾病的 发生和发展过程中发挥重要作 用。
细胞衰老可以促进肿瘤的发生 和发展，而凋亡则可以清除异 常细胞，防止肿瘤的形成。
药物治疗
药物治疗是通过药物干预来调节细胞衰老和凋亡的过程。一 些药物可以延缓细胞衰老或抑制细胞凋亡，从而延长细胞寿 命并保持细胞功能。
药物治疗的策略包括使用抗衰老药物、抗炎药物、抗氧化剂 等。这些药物可以通过不同的机制来发挥作用，如抑制自由 基的产生、调节细胞信号转导通路等。
生活方式调整
生活方式调整是通过改变日常行为和生活习惯来抗衰老和 抗凋亡。一些健康的生活方式可以延缓细胞衰老或抑制细 胞凋亡，从而延长细胞寿命并保持细胞功能。
细胞的衰老和凋亡_完整ppt课件
4
讨论回答：
1、人体衰老都有什么特征？
白发，皱纹，老年斑，耳聋，眼花，行动 迟缓，记忆力减退等现象。
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？
有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能产生精子细胞，
造血干细胞分化出各种血细胞；有衰老的细胞，
如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞,最后凋亡，
红细胞和白细胞的衰老。
四、细胞凋亡
概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
意义：多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳
定，以及抵御外界各种因素的干扰起关键作用。
细胞凋亡与细胞坏死的区ppt课别件完整
19
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请3
四、细胞的凋亡
Apoptosis,源自古希腊语， 意为花瓣或树叶的脱落、凋零。
细胞凋亡是一种自然的生理 过程。
ppt课件完整
14
胎儿手的发育
ppt课件完整
15
蝌蚪尾的消失
生长过程中 尾巴消失
2021/3/31
ppt课件完整
1616
概念：
由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫 细胞凋亡，是细胞内遗传信息程序性调控的结果， 又叫细胞编程性死亡。
细胞凋亡 细胞坏死
根本原因 基因决定 外界因素
过程 不可逆转 可逆转
ppt课件完整
特点 生理性 病理性
18
小结：
一、个体衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物 个体衰老或死亡=细胞衰老或死亡
多细胞生物 个体衰老或死亡≠细胞衰老或死亡 二、细胞衰老的特征
细胞衰老的特征:“一大一小一多两低”
三、细胞衰老的原因 自由基学说和端粒学说
第六章 细胞的生命历程
讨论回答：
1、人体衰老都有什么特征？
白发，皱纹，老年斑，耳聋，眼花，行动 迟缓，记忆力减退等现象。
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？
有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能产生精子细胞，
造血干细胞分化出各种血细胞；有衰老的细胞，
如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞,最后凋亡，
红细胞和白细胞的衰老。
四、细胞凋亡
概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。
意义：多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳
定，以及抵御外界各种因素的干扰起关键作用。
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19
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四、细胞的凋亡
Apoptosis,源自古希腊语， 意为花瓣或树叶的脱落、凋零。
细胞凋亡是一种自然的生理 过程。
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14
胎儿手的发育
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15
蝌蚪尾的消失
生长过程中 尾巴消失
2021/3/31
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1616
概念：
由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫 细胞凋亡，是细胞内遗传信息程序性调控的结果， 又叫细胞编程性死亡。
细胞凋亡 细胞坏死
根本原因 基因决定 外界因素
过程 不可逆转 可逆转
ppt课件完整
特点 生理性 病理性
18
小结：
一、个体衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物 个体衰老或死亡=细胞衰老或死亡
多细胞生物 个体衰老或死亡≠细胞衰老或死亡 二、细胞衰老的特征
细胞衰老的特征:“一大一小一多两低”
三、细胞衰老的原因 自由基学说和端粒学说
第六章 细胞的生命历程
细胞凋亡与细胞衰老课件
2 Caspase依赖性细胞凋亡
Caspase的发现和秀丽隐杆线虫程序性细胞死亡研究 有关。 秀丽隐杆线虫是研究PCD的理想材料（1mm长，透 明，3.5天即可有合子发育成熟，细胞总共产生1090个 细胞，其中131个凋亡）。 控制线虫PCD的基因有：Ced-3、Ced-4和Ced-9等。 哺乳动物中线虫相关基因（蛋白）研究发现10多种 Caspase。 – Ced-3和Ced-4诱发凋亡； – Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用。 其中Caspase1与线虫Ced-3同源。负责白介素活化， 调节免疫，亦有促使细胞凋亡功能。
Bcl-2基因家族（B-cell lymphoma gene 2 family)
含有1-4个Bcl-2同源结构域（Bcl-2 homology）（BH14）。分两类：抗凋亡蛋白（anti-apoptotic protein)和 促凋亡蛋白（pro-apoptotic protein)。 • 促凋亡蛋白能引起线粒体外膜通透性改变，导致cyt c释放，引起凋亡。 • Bcl-2相当于线虫的ced9。主要定位于线粒体膜、也 存在于ER和外核膜，拮抗促凋亡蛋白的功能。
Fas诱导的细胞凋亡外源途径 （细胞表面死亡受体介导的细胞凋亡通路）
① 死亡信号（肿瘤坏死因子）与死亡受体结合（TNF的受体 Fas）三聚化； ② 死亡受体结合胞内的DD区（Death domain）与接头蛋白 FADD的DD区结合 ③ FADD N端通过DED区（death effector domain）与原Caspase8蛋白结合，促进Caspase-8 聚集形成死亡信号诱导复合体。 ④ Caspase-8自剪切活化，激活Caspase-3、Caspase-7；Caspase3激活Caspase-6。 ⑤ Caspase切割降解关键性蛋白，包括结构蛋白、蛋白激酶、 转录调控蛋白和周期蛋白、核纤层蛋白等等）。Caspase还可降 解Dnase 的抑制蛋白，释放Dnase，降解DNA。 ⑥ 细胞凋亡
高中生物必修一第六章第三节细胞的衰老和凋亡课件
03
细胞衰老与凋亡的比较
区别
发生机制
细胞衰老主要是由于细胞内的代 谢废物积累和能量供应不足导致 的，而细胞凋亡则是由基因编程
控制的细胞自杀过程。
外观变化
细胞衰老时，细胞体积减小，细 胞核变大，染色质变得致密，而 细胞凋亡时，细胞膜会内陷并分 割成多个小囊泡，最终形成多个
凋亡小体。
生物学意义
细胞衰老具有维持内环境稳态的 作用，而细胞凋亡则有助于个体 的正常发育和维持组织器官的完
高中生物必修一第六章第三老 • 细胞凋亡 • 细胞衰老与凋亡的比较 • 细胞衰老和凋亡的意义 • 实例分析
01
细胞衰老
细胞衰老的定义
细胞衰老是指细胞随着时间的推移，逐渐失去其功能和活性，最终走向死亡的过程 。
细胞衰老是一种自然现象，是机体衰老的基础。
细胞衰老与细胞周期的停止、细胞形态和结构的改变以及细胞物质代谢的改变等有 关。
与细胞坏死的区别
细胞凋亡的生理意义
细胞凋亡对于维持生物体内部环境的 稳定具有重要意义，能够清除不再需 要的或异常的细胞，维持组织器官的 正常功能。
细胞坏死是因外界不利因素导致的细 胞死亡，而细胞凋亡则是细胞主动、 有序的死亡过程。
细胞凋亡的过程
启动阶段
在细胞凋亡过程中，首先会通过 不同的信号转导途径激活凋亡酶
细胞衰老的特征
01
02
03
04
细胞膜通透性降低
细胞膜的透性改变，导致物质 运输功能下降。
细胞形态改变
细胞体积减小，出现扁平化、 萎缩等现象。
细胞内色素积累
色素颗粒沉积，影响细胞的代 谢和功能。
细胞周期停滞
细胞分裂增殖能力下降，无法 进行正常的生长和修复。
第十三章 细胞衰老与凋亡(共31张PPT)
6．阴性对照
7．Marker （ 自赵允、翟中和）
比较内容
程序性细胞死亡
细胞坏死
质膜
不破裂
发生破裂
细胞核
固缩，DNA片段化
弥漫性降解
细胞质
由质膜包围形成凋亡小体 溢出，细胞破裂成碎片
细胞质生化改变
溶酶体的酶增多
溶酶体解体
蛋白质合成
有
无
基因活动
由基因调控
无基因调控
自吞噬
常见
缺少
线粒体
自身吞噬
肿胀
诱发因素
照一定程序进行的。
✓ ①Hayflick的细胞培养实验； ✓ ②发现人从30岁开始，人体各种器官的功能有1%的减
退；
✓ ③衰老基因控制的早老综合症。
图 早老症儿童与正常儿童的比较
左边是一个正常健康的9岁儿童，右边是一个患早老症的8岁 儿童
➢损伤的积累可以通过细胞成分的磨损和撕裂的方式或合成错
误的方式出现。这些错误包括DNA复制错误、蛋白质合成错
最有代表性的理论是错误成灾理论。
因此，端粒记录着细胞的年龄并预示它死亡的时限。
凋亡的起始：细胞器、染色质等开始变化。
最有代表性的理论是错误成灾理论。
■③细衰胞老衰基老因A的控、线制粒的N体早o损老r伤综m论合a症l。cell
B、Apoptosis: Apoptotic bodies
最有代表性的理论是错误成灾理论。
细胞凋亡的形态学特征
Death by apoptosis is a neat, orderly process
◆细胞凋亡的主要特征是形成大小为180- 200bp特征性的 ◆凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG 积累并达到较高水平。
细胞色素c诱导的凋亡细胞DNA电泳图
7．Marker （ 自赵允、翟中和）
比较内容
程序性细胞死亡
细胞坏死
质膜
不破裂
发生破裂
细胞核
固缩，DNA片段化
弥漫性降解
细胞质
由质膜包围形成凋亡小体 溢出，细胞破裂成碎片
细胞质生化改变
溶酶体的酶增多
溶酶体解体
蛋白质合成
有
无
基因活动
由基因调控
无基因调控
自吞噬
常见
缺少
线粒体
自身吞噬
肿胀
诱发因素
照一定程序进行的。
✓ ①Hayflick的细胞培养实验； ✓ ②发现人从30岁开始，人体各种器官的功能有1%的减
退；
✓ ③衰老基因控制的早老综合症。
图 早老症儿童与正常儿童的比较
左边是一个正常健康的9岁儿童，右边是一个患早老症的8岁 儿童
➢损伤的积累可以通过细胞成分的磨损和撕裂的方式或合成错
误的方式出现。这些错误包括DNA复制错误、蛋白质合成错
最有代表性的理论是错误成灾理论。
因此，端粒记录着细胞的年龄并预示它死亡的时限。
凋亡的起始：细胞器、染色质等开始变化。
最有代表性的理论是错误成灾理论。
■③细衰胞老衰基老因A的控、线制粒的N体早o损老r伤综m论合a症l。cell
B、Apoptosis: Apoptotic bodies
最有代表性的理论是错误成灾理论。
细胞凋亡的形态学特征
Death by apoptosis is a neat, orderly process
◆细胞凋亡的主要特征是形成大小为180- 200bp特征性的 ◆凋亡细胞组织转谷氨酰胺酶tTG 积累并达到较高水平。
细胞色素c诱导的凋亡细胞DNA电泳图
相关主题
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衰老 • 如：哺乳动物脂褐质(又称致密体、残质）的沉
积 • 脂褐质是一些长寿命的蛋白质和DNA、脂类共
价缩合形成的巨交联物
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
18
• 次级溶酶体是形成脂褐质的场所
• 由于脂褐质结构致密，不能被彻底水解， 又不能排出细胞，结果在细胞内沉积增 多，阻碍细胞的物质交流和信号传递， 最后导致细胞衰老，
第十一章 细胞衰老与凋亡
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
1
第一节 细胞衰老
（aging，senescence， senility）
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件ence)
• 人体的自然寿命约120岁 • 细胞衰老是细胞内部结构的衰变，细胞生理功
能的衰退或丧失。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
囊泡肿胀,分泌功能、运输功能退化
内质网
rER减少
包含物
糖原减少、脂肪积聚
溶酶体
功能低下,不能将摄入的大分子全部分解为可
溶性第十成一分章细,也胞衰不老与能细胞及凋时亡课排件 除
8
二、细胞衰老的机理
• 主 要 有 遗 传 学 派 （ Genetic /Programmed theories）和差错学派（Error theories）
• 非酶系统如：维生素E
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
23
3．线粒体DNA突变 （mitochondrial DNA mutation）
• mtDNA最容易发生突变。
• 在线粒体氧化磷酸化生成ATP的过程中， 大约有1-4%氧转化为氧自由基，因此线 粒体是自由基浓度最高的细胞器。
反比
.
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
5
体外培养的细胞分裂能力逐渐降低
• 组织培养细胞的分裂次数的限制（Hayflick limitation）：50代左右
• 人的成纤维细胞：
–胎 儿：80代 –成年人：40代 –老年人：20代
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
6
分裂次数
不同物种的 最长寿命
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
• 二是体内各种代谢反应产生的内源性自由基。
• 主要途径有：
• ①由线粒体呼吸链电子泄漏产生；
• ②由过氧化物酶体的多功能氧化酶（MFO） 等催化底物羟化产生。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
22
清除自由基的防御系统
• 在正常细胞内存在，包括酶系统和非酶 系统
• 前者如：超氧化物歧化酶（SOD），过 氧化氢酶（CAT）
• 遗传学派强调衰老是遗传决定的自然演进过程 • 差错学派强调衰老是由于细胞中的各种错误积
累引起的，
• 两者是相互统一的。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
9
（一）遗传学派
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
10
1．程序性衰老 （programmed senescence）
• 程序性衰老理论认为，生物的生长、发 育、衰老和死亡都由基因程序控制的
• 衰老实际上是某些基因依次开启或关闭 的结果。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
11
2.复制性细胞衰老 (replicative cell senescence):
• 认为是端粒不断变短所致， • 一般体细胞中端粒酶是没有活性的。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
12
• 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。体细胞染 色体的端粒DNA会随细胞分裂次数增加而不断 缩短。
7
一、衰老细胞的形态变化
质膜
粘度增加、流动性降低
核
细胞内水分减 少
线粒体
高尔基体
脂褐色素沉积,酶的活性发生变化如头发变灰白，由于 头发基部的黑色素细胞失去了酪氨酸酶的活性所致。
核膜内陷形成皱襞,染色质呈异固缩,DNA受到 损害,转录活性降低,核质比例减小.
细胞收缩,原生质脱水,体积缩小. 数目减少、体积肿胀、嵴退化,并出现空泡 mtDNA突变或丢失
3
• 正常的动物细胞无论是在体内生长还是 在体外培养，其分裂次数总存在一个 “极限值”。
• 此值被称为“Hayflick”极限，亦称最大 分裂次数。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
4
Hayflick界限(Hayflick limitation)
细胞体外传代次数与物种的寿命有关 细胞体外传代次数与来源个体的年龄成
• 损伤DNA、生物膜、重要的结构蛋白和功能蛋 白，从而引起衰老各种现象的发生。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
20
• 主要包括：氧自由基（如羟自由 基·OH）、氢自由基（·H）、碳自由基、 脂自由基等，其中·OH的化学性质最活 泼。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
21
人体内自由基的产生有两方面：
• 一是环境中的高温、辐射、光解、化学物质等 引起的外源性自由基；
• 可见染色体的端粒有细胞分裂计数器的 功能，能记忆细胞分裂的次数。
• 引进端粒酶可以增加培养细胞的传代次 数
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
14
3．长寿基因（longevity genes）
• 统计学资料表明，子女的寿命与双亲的 寿命有关，各种动物都有相当恒定的平 均寿命和最高寿命
• 物种的寿命主要取决于遗传物质，DNA 链上可能存在一些“长寿基因”或“衰 老基因”来决定个体的寿限。
• 如老年性痴呆（AD）就是由β-淀粉样蛋 白沉积引起的。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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2.自由基学说（free radical theories）
• 自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子 或功能基团
• 自由基含有未配对电子，具有高度反应活性， 可引发链式自由基反应
• 引起DNA、蛋白质和脂类等大分子物质变性和 交联
• 细胞DNA每复制一次端粒就缩短一段，当缩短 到一定程度至Hayflick点时，
• 可能会启动DNA损伤检测点（DNA damage checkpoint），激活p53，引起p21表达，导 致不可逆地退出细胞周期，走向衰亡。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
13
• 人的成纤维细胞端粒每年缩短14-18bp，
• 当细胞衰老时，一些衰老相关基因 （SAG）表达特别活跃
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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一个37第岁十一的章成细胞人衰老早与细衰胞症凋亡患课件者
16
正常儿童（第十左一章）细胞和衰婴老与幼细胞儿凋早亡课衰件 症患者（右） 17
（二）差错学派
1.代谢废物积累（waste product accumulation） • 细胞代谢产物积累至一定量后会危害细胞，引起
积 • 脂褐质是一些长寿命的蛋白质和DNA、脂类共
价缩合形成的巨交联物
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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• 次级溶酶体是形成脂褐质的场所
• 由于脂褐质结构致密，不能被彻底水解， 又不能排出细胞，结果在细胞内沉积增 多，阻碍细胞的物质交流和信号传递， 最后导致细胞衰老，
第十一章 细胞衰老与凋亡
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
1
第一节 细胞衰老
（aging，senescence， senility）
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件ence)
• 人体的自然寿命约120岁 • 细胞衰老是细胞内部结构的衰变，细胞生理功
能的衰退或丧失。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
囊泡肿胀,分泌功能、运输功能退化
内质网
rER减少
包含物
糖原减少、脂肪积聚
溶酶体
功能低下,不能将摄入的大分子全部分解为可
溶性第十成一分章细,也胞衰不老与能细胞及凋时亡课排件 除
8
二、细胞衰老的机理
• 主 要 有 遗 传 学 派 （ Genetic /Programmed theories）和差错学派（Error theories）
• 非酶系统如：维生素E
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
23
3．线粒体DNA突变 （mitochondrial DNA mutation）
• mtDNA最容易发生突变。
• 在线粒体氧化磷酸化生成ATP的过程中， 大约有1-4%氧转化为氧自由基，因此线 粒体是自由基浓度最高的细胞器。
反比
.
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
5
体外培养的细胞分裂能力逐渐降低
• 组织培养细胞的分裂次数的限制（Hayflick limitation）：50代左右
• 人的成纤维细胞：
–胎 儿：80代 –成年人：40代 –老年人：20代
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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分裂次数
不同物种的 最长寿命
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
• 二是体内各种代谢反应产生的内源性自由基。
• 主要途径有：
• ①由线粒体呼吸链电子泄漏产生；
• ②由过氧化物酶体的多功能氧化酶（MFO） 等催化底物羟化产生。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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清除自由基的防御系统
• 在正常细胞内存在，包括酶系统和非酶 系统
• 前者如：超氧化物歧化酶（SOD），过 氧化氢酶（CAT）
• 遗传学派强调衰老是遗传决定的自然演进过程 • 差错学派强调衰老是由于细胞中的各种错误积
累引起的，
• 两者是相互统一的。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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（一）遗传学派
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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1．程序性衰老 （programmed senescence）
• 程序性衰老理论认为，生物的生长、发 育、衰老和死亡都由基因程序控制的
• 衰老实际上是某些基因依次开启或关闭 的结果。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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2.复制性细胞衰老 (replicative cell senescence):
• 认为是端粒不断变短所致， • 一般体细胞中端粒酶是没有活性的。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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• 细胞增殖次数与端粒DNA长度有关。体细胞染 色体的端粒DNA会随细胞分裂次数增加而不断 缩短。
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一、衰老细胞的形态变化
质膜
粘度增加、流动性降低
核
细胞内水分减 少
线粒体
高尔基体
脂褐色素沉积,酶的活性发生变化如头发变灰白，由于 头发基部的黑色素细胞失去了酪氨酸酶的活性所致。
核膜内陷形成皱襞,染色质呈异固缩,DNA受到 损害,转录活性降低,核质比例减小.
细胞收缩,原生质脱水,体积缩小. 数目减少、体积肿胀、嵴退化,并出现空泡 mtDNA突变或丢失
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• 正常的动物细胞无论是在体内生长还是 在体外培养，其分裂次数总存在一个 “极限值”。
• 此值被称为“Hayflick”极限，亦称最大 分裂次数。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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Hayflick界限(Hayflick limitation)
细胞体外传代次数与物种的寿命有关 细胞体外传代次数与来源个体的年龄成
• 损伤DNA、生物膜、重要的结构蛋白和功能蛋 白，从而引起衰老各种现象的发生。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
20
• 主要包括：氧自由基（如羟自由 基·OH）、氢自由基（·H）、碳自由基、 脂自由基等，其中·OH的化学性质最活 泼。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
21
人体内自由基的产生有两方面：
• 一是环境中的高温、辐射、光解、化学物质等 引起的外源性自由基；
• 可见染色体的端粒有细胞分裂计数器的 功能，能记忆细胞分裂的次数。
• 引进端粒酶可以增加培养细胞的传代次 数
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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3．长寿基因（longevity genes）
• 统计学资料表明，子女的寿命与双亲的 寿命有关，各种动物都有相当恒定的平 均寿命和最高寿命
• 物种的寿命主要取决于遗传物质，DNA 链上可能存在一些“长寿基因”或“衰 老基因”来决定个体的寿限。
• 如老年性痴呆（AD）就是由β-淀粉样蛋 白沉积引起的。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
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2.自由基学说（free radical theories）
• 自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子 或功能基团
• 自由基含有未配对电子，具有高度反应活性， 可引发链式自由基反应
• 引起DNA、蛋白质和脂类等大分子物质变性和 交联
• 细胞DNA每复制一次端粒就缩短一段，当缩短 到一定程度至Hayflick点时，
• 可能会启动DNA损伤检测点（DNA damage checkpoint），激活p53，引起p21表达，导 致不可逆地退出细胞周期，走向衰亡。
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
13
• 人的成纤维细胞端粒每年缩短14-18bp，
• 当细胞衰老时，一些衰老相关基因 （SAG）表达特别活跃
第十一章细胞衰老与细胞凋亡课件
15
一个37第岁十一的章成细胞人衰老早与细衰胞症凋亡患课件者
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正常儿童（第十左一章）细胞和衰婴老与幼细胞儿凋早亡课衰件 症患者（右） 17
（二）差错学派
1.代谢废物积累（waste product accumulation） • 细胞代谢产物积累至一定量后会危害细胞，引起