细胞凋亡疾病课件
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细胞凋亡与疾病第一节概述由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程称为细胞凋亡〔apoptosis〕,也称为程序性细胞死亡(programmed cell death, PCD )。
严格来说,凋亡与PCD 是有区别的,前者是形态学概念〔如染色质着边及DNA梯状条带等〕,后者是功能性概念〔不一定存在上述形态学变化〕。
但是在一般情况下,这两个名词常被通用。
细胞死亡有两种不同形式,一种是坏死〔necrosis〕,通常由严重损伤因素〔如:毒物中毒、严重缺血、缺氧、强酸、强碱、强大电流等〕所致,正常组织细胞不发生细胞坏死。
另一种是细胞凋亡,这是由病理学家Kerr等人在1972年提出的一个不同于坏死的细胞死亡的新概念。
凋亡一词源于希腊文,其意义为“花瓣或树叶的枯落〞。
细胞凋亡作为一种生理性、主动的细胞死亡方式,在许多方面与坏死有显著的差异〔见表2-1〕。
表2-1 细胞凋亡与坏死比较凋亡坏死1.性质生理或病理性,特异性病理性,非特异性2.诱导因素较弱刺激,非随机发生强烈刺激,随机发生3.生化特点主动过程,有新蛋白合成、耗能被动过程,蛋白分解、不耗能细胞肿胀、细胞结构全面溶解、破坏4.形态变化胞膜及细胞器相对完整,细胞皱缩,核固缩有DAN碎片、无序5.DNA电泳DNA片段化呈梯形〔180-200bp的倍数〕6.炎症反响无有7.凋亡小体有有8.基因调控有无凋亡作为一种生理过程,主要具有三个方面的作用:①确保正常发育、生长。
机体的发育、生长过程并不仅仅与细胞的增殖与分化有关,凋亡在器官、组织的形成、成熟过程中也发挥了重要作用。
它可以去除多余的、失去功能价值的细胞。
例如:人胚胎肢芽发育过程中指〔趾〕间组织,通过细胞凋亡机制而被逐渐消除,形成指〔趾〕间隙;②维持内环境稳定。
受损、突变或衰老的细胞如果存留体内就可能干扰机体功能,甚至演变为多种疾病〔如肿瘤〕。
为了维持内环境的稳定,机体必须及时将这些细胞去除,去除这些细胞的主要方式就是凋亡。
《细胞凋亡是程序性细胞死亡》讲义一、细胞凋亡的概念细胞凋亡,又被称为程序性细胞死亡,是一种在多细胞生物中普遍存在的、由基因调控的细胞主动死亡过程。
与细胞坏死这种被动的、不受控制的细胞死亡方式不同,细胞凋亡是一个高度有序且精确调控的过程,对于生物体的正常发育、维持细胞数量的平衡以及清除受损或不需要的细胞具有至关重要的意义。
想象一下,我们的身体就像一个庞大而复杂的城市,细胞则是城市中的居民。
在这个城市中,随着时间的推移,一些居民会因为各种原因需要离开,比如他们的工作已经完成,或者他们的存在对城市的正常运转产生了不利影响。
细胞凋亡就像是这个城市中一种有序的“居民迁移”机制,确保城市的稳定和健康。
二、细胞凋亡的特征细胞凋亡具有一系列明显的特征,这些特征可以帮助我们将其与其他形式的细胞死亡区分开来。
首先,在形态学上,凋亡的细胞会发生明显的变化。
细胞会逐渐萎缩,细胞质浓缩,细胞核也会发生固缩和碎裂。
细胞膜表面会出现一些特殊的结构,如磷脂酰丝氨酸外翻,这就像是细胞给自己贴上了一个“待清除”的标签,以便被巨噬细胞等吞噬细胞识别和吞噬。
其次,从生化角度来看,细胞凋亡过程中会激活一系列特定的酶,其中最关键的是 caspases 家族的蛋白酶。
这些酶就像是细胞内部的“剪刀”,能够特异性地切割许多重要的蛋白质,导致细胞的结构和功能崩溃。
另外,细胞凋亡还会引起 DNA 的断裂。
这种断裂不是随机的,而是发生在特定的位点,形成长度约为 180-200 个碱基对的 DNA 片段,这在凝胶电泳中会呈现出独特的“梯状条带”。
三、细胞凋亡的调控机制细胞凋亡的发生受到严格的调控,就像一个精密的时钟,由多种基因和信号通路共同参与。
其中,Bcl-2 家族是一类重要的调控蛋白。
这个家族中的成员可以分为两类:一类是抗凋亡蛋白,如 Bcl-2 本身,它们能够阻止细胞凋亡的发生;另一类是促凋亡蛋白,如Bax 和Bak,它们则促进细胞凋亡。
这两类蛋白之间的平衡决定了细胞是否会进入凋亡程序。