细胞凋亡论文

《细胞凋亡的生物学意义》

姓名：杨宇萌

学号：2012013119

摘要：细胞凋亡对于生命体具有非常重要的作用，已经成为当今生命科学中的研究热点。本文从动物，植物，微生物三大方面具体阐述了细胞凋亡在生命现象中的多种生物学意义。

关键词：细胞凋亡生物学意义动物植物微生物Abstract: Apoptosis plays a very important role,recently it has become the hot topic in the life sciences. In this paper, I will elaboratebiologicalsignificanceofapoptosisfrom animals, plants, microorganisms three aspects.

Keywords:apoptosis biology significance

animalsplants microorganisms

引言：细胞凋亡一词，即apoptosis，源于古希腊语，意指花瓣或树叶的脱落，凋零。其生物学意义在于强调这种细胞的死亡方式是自然的生理学过程，是受基因调控的主动生理性细胞自杀行为。这种现象最早是在1965年被科尔发现的。正是由于发现了细胞凋亡的规律,三位科学家获得了2002年的诺贝尔医学或生理学奖。他们是英国的西德尼·布伦纳(Sydney Brenner)、美国的H·罗伯特·霍维茨(H.Robert- Horvitz)和英国的约翰·E·苏尔斯顿(John E.Sulston)。

事实上，在发育和成年动物组织中发生凋亡的量是惊人的。例如，在健康成人体中，每小时会有数以亿计的细胞在骨髓和肠中死去。看上去这么多的细胞死亡似乎是很大的浪费，尤其是大部分细胞在自杀时还是非常健康。这么大量细胞死亡的用途是什么呢？细胞凋亡有什么生物学意义呢？本文接下来内容将进行具体阐述。

1 细胞凋亡与动物

1.1 发育成熟所必须的保证

1.1.1胚胎发育中,为器官、组织的分化、退化所必需;

某些昆虫从卵到成虫，中间要经过几个蜕变期，每一个时期组织结构及其外形都要发生改变，这些改变有赖于新旧细胞的交替。

在动物附肢的发育过程中，生物体通过细胞凋亡机制消除附肢形成过程中所产生的非必需细胞，即肢柄端某几部分细胞有序凋亡，从而达到塑形的作用。比如发育中的小鼠，最开始足上的趾是连在一起的，随着发育的进行，脚趾中间区域的细胞通过细胞凋亡的方式被消除，足趾分开。除趾外，关节的发育和分离也是由细胞凋亡机制完成的。

在人类胚胎发育过程中，如胚尾，腮器官，指（趾）见蹼，女性的中肾管，男性中肾旁管等器官的定时消失，促进个体的成熟与进化。以发育过程中手和足的成形过程为例：同样，在胚胎期，它们呈铲状，以后指或趾之间的细胞凋亡，才逐渐发育为成形的手和足。

1.1.2神经系统发育

在神经系统的发育过程中，生物体通过细胞凋亡途径，选择正确连接靶位置的神经突触。神经元的发育要经历轴突的生长和靶位置的定向连接。在发育早期，很多轴突的投射较成熟期的特异性小，最典型的是视网膜神经投射，成熟时期的视网膜投射是向对测的，但是早期却是存在向同侧的投射，此种投射产生过度的神经元连接。突触的维持需要稳定的神经冲动发放和神经营养因子的供给，而神经营养因子数量有限，这种形式导致了神经突触间的竞争。最终，那些没能正确连接靶位置或无法保持连接的神经元投射，就会通过细胞程序化的死亡方式被消除。通过细胞凋亡使得神经细胞与靶细胞之间在数量上形成恰当的匹配关系。

1.1.3变态发育

最典型的就是蛙的发育过程，不行使功能的尾部细胞自发凋亡，使蝌蚪成功完成变态到蛙，如果没有细胞凋亡，蝌蚪的尾就无法消失，蝌蚪就不能成功变态成蛙。

1.2维持生物体正常生理过程的需要

1.2.1有利于清除完成正常使命的衰老细胞

例如人体的红细胞经过分化成熟，最后形成无核的有功能结构，其存活期约为120天，然后凋亡并被吞噬细胞消除，而这时造血器官已经产生新的红细胞来行使功能。红细胞的这种程序化死亡过程是维持血液功能所必须的。除红细胞外，白细胞及其他组织的细胞也存在这种程序化死亡，经过新旧细胞的更替，可以保证细胞功能正常，从而保证组织和机体生理过程的正常进行。再如消化道中完成作用的上皮细胞。

1.2.2维持细胞社会数量的平衡

细胞凋亡是同细胞增殖相反的过程,两者既对立又统一,相互协调,有条不紊。机体中各种器官，细胞的增值与死亡的数量总是处于平衡状态，这样才能避免组织和器官过分长大或萎缩。例如，成体大鼠的肝被切除一部分之后，肝细胞分泌生长因子的数量就会增加，刺激肝细胞分裂，修补缺失的部分。药物苯巴比妥具有刺激肝细胞分裂的能力，如果给大鼠服用此种药物，可以使肝长大。但是在停服药物之后，肝细胞随即大量死亡，一周左右肝又恢复到原来的大小。这表明，肝是通过调节细胞分裂和死亡的速度，保持组织体积的固定大小。

1.2.3清除无用的细胞、多余的细胞

蝌蚪变态发育过程中尾的消失，淋巴器官中多余的免疫细胞；成年妇女子宫内膜每月脱落，这些变化都是通过细胞凋亡实现的。

1.2.4卵细胞三个极体的凋亡，保证了减数分裂中遗传物质数目上的稳定和平衡。

1.3与人类疾病关系密切

凋亡在正常细胞生存与死亡的平衡中起调节作用，如果该平衡出现问题，细胞凋亡规律失常,会给人类造成许多疾病。

1.3.1凋亡过度

获得性免疫缺陷综合征(简称艾滋病,IADS)长期以来一直困扰着人们。当机体感染AIDs病毒(HIV)后,免疫系统即遭破坏,从而丧失对感染的抵抗力。HIV表面蛋白的一种与T淋巴细胞表面的cD4蛋白有很高的亲和性,极易与之结合而进入T淋巴细胞内,大量复制繁殖进而破坏细胞结构及功能。但被HIV感染的淋巴细胞数与IADS患者实际减少的淋巴细胞数相比,仅占百分之几。对IADS患者来