下载文档原格式
细胞衰老与凋亡是生物学中一个重要的概念，我们需要深入了解这些概念的生物学意义，以便更好地理解它们的作用和功能。
细胞衰老，也称为细胞老化，是指细胞结构和功能的逐渐丧失和衰退过程，通常是导致机体衰老和死亡的主要原因之一。
细胞衰老是一种复杂的生物学现象，通常与外部环境因素、遗传因素、免疫系统等多种因素有关。
正常情况下，细胞衰老是一个自然的生物学过程，它有助于维持机体的正常代谢活动和健康。
另一方面，细胞凋亡是指细胞主动通过一系列程序性死亡过程，从而消除异常、损伤或不需要的细胞。
细胞凋亡在许多生物学过程中都起着重要作用，如身体发育、免疫系统、组织修复等。
细胞凋亡是一个高度调控的生物学过程，它涉及多个分子信号通道和信号途径，这些分子通过特定的结构和功能调控细胞凋亡的进程。
细胞衰老和凋亡在生物学中具有重要的意义，它们的理解有助于我们深入了解生物学之间的复杂相互作用和机制。
在这里，我们将探讨几个方面：对于细胞衰老而言，它对机体的影响非常显著。
细胞衰老可能导致机体的代谢活动减弱，使人体更容易受到疾病侵袭，如心脏病、高血压、糖尿病、中风等等。
此外，细胞衰老还可能导致人体反应和伤口恢复的能力降低，从而加剧伤口愈合、严重创伤等的进程。
因此，理解细胞衰老现象与预防机体衰老是非常重要的。
细胞凋亡也具有非常重要的生物学意义。
细胞凋亡程中，损伤或异常细胞通常通过细胞致死或自我消除机制从机体中消除。
这样，细胞凋亡有助于机体消除异常细胞，提高机体功能。
在身体发育过程中，细胞凋亡是维持正常结构和功能的重要机制之一。
此外，细胞凋亡还参与机体的生殖和修复过程，促进某些组织和器官的再生。
细胞衰老和凋亡相互关联，两者之间存在着一种复杂的生物学关系。
在有些情况下，细胞衰老可能导致细胞凋亡，如在癌细胞中。
而在其他情况下，细胞凋亡也可能导致细胞衰老，尤其是在过度伤害细胞的时候。
因此，理解细胞衰老和凋亡的相互关系可以帮助我们更好地研究和解决有关机体的生物学问题。
高一生物一第六章细胞的衰老和凋亡知识点归
纳
细胞凋亡是指为坚持内环境稳固，由基因操纵的细胞自主的有序的死亡。
小编预备了高一生物必修一第六章细胞的衰老和凋亡知识点，期望你喜爱。
1、个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物体，细胞的衰老或死亡确实是个体的衰老或死亡。
多细胞生物体，个体衰老的过程确实是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2、衰老细胞的要紧特点：
1)在衰老的细胞内水分减少。
2)衰老的细胞内有些酶的活性降低。
3)细胞内的某些色素会随着细胞的衰老而逐步积存。
4)衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深。
5)细胞膜的通透性功能改变，使物质运输功能降低。
3、细胞衰老的学说：(1)自由基学说(2)端粒学说
二、细胞的凋亡
1、概念：由基因所决定的细胞自动终止生命的过程。
由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，因此也常常被称为细胞编程性死亡
2、意义：细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。
完成正常发育，坚持内部环境的稳固，抵御外界各种因素的干扰。
3、与细胞坏死的区别：细胞坏死是在种种不利因素阻碍下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损害和死亡。
细胞凋亡是一种正常的自然现象。
高一生物必修一第六章细胞的衰老和凋亡知识点就为大伙儿介绍到那个地点，期望对你有所关心。
细胞凋亡与衰老的关系
嘿，你问细胞凋亡与衰老的关系啊？这事儿还挺有意思呢。
细胞凋亡和衰老啊，就像一对好兄弟，互相有点关联。
细胞凋亡呢，简单说就是细胞自己“死”了。
但这可不是坏事哦，有时候细胞凋亡是为了让身体更好地运转。
比如说，一些老旧的、受伤的细胞要是不凋亡，就会在身体里捣乱。
就像一辆旧车，要是零件坏了不换掉，就会影响整辆车的运行。
衰老呢，就是身体慢慢变得不那么年轻啦。
皮肤没那么有弹性了，身体也没那么有活力了。
这时候，细胞凋亡就会多起来。
因为身体觉得那些不好的细胞得清理掉，给新的细胞腾地方。
细胞凋亡多了，也会加速衰老。
为啥呢？因为如果细胞凋亡得太快，身体来不及产生新的细胞，那就会越来越虚弱。
就像一个工厂，如果一直在裁员，却不招新人，那肯定运转不下去啦。
反过来，衰老也会影响细胞凋亡。
随着年龄增长，身体的调节能力没那么好了，细胞凋亡可能就不那么顺畅。
有些
该凋亡的细胞没凋亡，就会引发一些问题。
我给你讲个事儿哈。
我有个亲戚，年纪大了。
有一段时间身体不舒服，去医院检查，医生说身体里有些细胞该凋亡的没凋亡，影响了身体的正常功能。
后来经过治疗，调整了身体的状态，细胞凋亡正常了，身体也慢慢好起来了。
所以啊，细胞凋亡和衰老关系密切，我们得好好关注自己的身体，让它们保持一个平衡的状态。
这样我们才能更健康地生活。
细胞的衰老与凋亡教案一、教学目标1、知识目标描述细胞衰老的特征。
阐述细胞衰老的原因。
解释细胞凋亡的概念和意义。
2、能力目标通过观察图片和资料分析，提高学生获取信息和分析问题的能力。
通过小组讨论，培养学生合作学习和语言表达的能力。
3、情感目标引导学生关注生命科学的发展，激发学生对生物学的兴趣。
让学生认识到生命的有限性和宝贵性，培养珍惜生命、关爱健康的意识。
二、教学重难点1、教学重点细胞衰老的特征和原因。
细胞凋亡的概念和意义。
2、教学难点细胞衰老的机制。
细胞凋亡与细胞坏死的区别。
三、教学方法讲授法、直观演示法、讨论法、自主探究法。
四、教学过程（一）导入新课展示老年人和年轻人的照片，引导学生观察并思考：为什么老年人和年轻人在外观和身体机能上有如此大的差异？从而引出细胞衰老的话题。
（二）新课讲授1、细胞衰老的特征（1）展示细胞衰老的显微镜图片，让学生观察细胞形态的变化。
（2）结合图片，讲解细胞衰老的特征，如细胞体积变小、细胞核体积增大、染色质固缩、细胞膜通透性改变等。
（3）举例说明细胞衰老在人体中的表现，如皮肤松弛、出现皱纹、头发变白等。
2、细胞衰老的原因（1）自由基学说讲解自由基的概念和产生原因，如细胞代谢过程中的氧化反应、辐射等。
阐述自由基对细胞成分的损伤，如攻击细胞膜、损伤蛋白质和DNA 等。
（2）端粒学说介绍端粒的结构和功能，解释端粒随着细胞分裂逐渐缩短，导致细胞衰老的机制。
（3）其他因素简单提及环境因素、遗传因素等对细胞衰老的影响。
3、细胞凋亡（1）概念通过播放细胞凋亡的动画，让学生直观地了解细胞凋亡的过程。
讲解细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种自然的生理过程。
（2）意义引导学生思考细胞凋亡在生物体发育、维持内环境稳定等方面的重要意义。
例如，在胚胎发育过程中，手指和脚趾的形成就是通过细胞凋亡实现的；细胞凋亡还能清除受损或被病原体感染的细胞，维持细胞的正常更新。
（3）细胞凋亡与细胞坏死的区别列表比较细胞凋亡和细胞坏死的特点，如是否由基因控制、对生物体的影响等，帮助学生清晰地区分这两个概念。
细胞凋亡与衰老【关键词】细胞凋亡；衰老衰老是指增龄过程中机体出现的多器官渐进性功能减退，其确切机制并不清楚，有多种学说，如自由基学说、端粒学说和细胞凋亡学说等。
以啮齿类动物为研究对象，肌肉、脑、心脏等多种衰老组织中均存在细胞凋亡异常〔1〕。
细胞凋亡参与多种与衰老相关的病理过程，如骨质疏松、阿尔茨海默病等。
目前细胞凋亡在衰老中的作用成为国内外研究热点，本文就二者的最新研究进展作综述。
1 细胞凋亡细胞凋亡涉及一系列基因的激活、表达及调控，是机体为更好地适应环境采取的主动死亡，其参与许多重要生命活动，如胚胎发育、免疫防御和维持组织稳态等，对维持细胞增殖与死亡的平衡有重要意义。
1.1 细胞凋亡途径1.1.1 外源性途径又称死亡受体途径，是由膜受体介导的细胞死亡过程。
死亡受体是属于肿瘤坏死因子受体超家族的跨膜受体，其中研究较透彻的是Fas/FasL系统。
Fas广泛分布于胸腺、肝、心、肾等组织细胞表面。
当Fas与其配体FasL结合后发生多聚化，与胞浆内死亡结构域结合蛋白（FADD）结合，活化胞浆caspase8，再活化凋亡执行者caspase3，水解蛋白质，启动核酸内切酶剪切DNA，造成凋亡。
这是发育过程和免疫系统中最主要的凋亡途径。
通过该途径可清除发育过程及免疫反应中活化的淋巴细胞。
增龄过程中Fas表达呈上升趋势。
衰老大鼠胸腺细胞和脾细胞凋亡速度加快，可能造成衰老机体免疫功能下降。
1.1.2 内源性途径以线粒体为核心，又称线粒体途径。
该途径凋亡信号来自体内各种应激，如DNA损伤、氧化应激、紫外线、生长因子缺乏等。
凋亡信号引起前凋亡蛋白Bax活化，Bax诱导线粒体释放细胞色素c（Cyt c）。
进入胞质的Cyt c与凋亡蛋白激活因子（Apaf1）、caspase9前体组成凋亡体，激活caspase9，再活化caspase3引起细胞凋亡。
线粒体也可释放凋亡诱导因子(AIF)和内切核酸酶G进入胞浆，二者转移到细胞核，断裂DNA。
随着年龄增长，内源性凋亡途径逐渐变得活跃。
1.1.3 内质网应激介导的细胞凋亡内质网(ER)参与蛋白质合成及翻译后加工修饰。
当非折叠或错折叠蛋白质在ER内堆积超过处理能力时，引起ER应激。
ER应激的一个后果是细胞凋亡。
位于ER膜上的Bak、Bax发生构象变化形成多聚体，使Ca2+进入ER，活化caspase12，引起下游级联反应，活化caspase9和caspase3。
机体具有应对ER应激的保护措施，如使翻译起始因子eIF2去磷酸化，减少蛋白质合成。
但衰老机体应对ER应激能力降低，eIF2磷酸化水平降低同时，前凋亡蛋白水平升高，细胞凋亡速度加快〔2〕。
此外，细胞毒性T细胞可介导一种凋亡蛋白（granzyme B）进入靶细胞,活化caspase3,造成细胞凋亡。
caspase在多条细胞凋亡途径中发挥调节和执行凋亡作用。
在老年大鼠多种组织可观察到不同caspase活性升高。
如果缺少该酶，细胞凋亡速度减慢，损伤细胞堆积促进机体老化。
caspase2在线粒体凋亡途径上游发挥调节作用，caspase2基因敲除小鼠缺少该酶，表现许多早老症状：寿命缩短，毛发生长受损，骨密度丢失加快〔3〕。
1.2 衰老凋亡信号1.2.1 氧化应激随增龄，机体氧化防御能力下降，活性氧(ROS)生成增多，作为ROS主要产生场所，线粒体成为攻击目标。
线粒体功能紊乱使ROS生成进一步增多，细胞内蛋白质、脂类过氧化水平升高导致机体衰老。
衰老机体各组织中均有不同程度氧化应激。
氧化应激水平升高也激活线粒体凋亡途径，通透性转换孔开放，线粒体膜电位下降，线粒体释放Cyt c，引起细胞凋亡。
AIF是线粒体一种氧化还原酶，可清除自由基。
皮层AIF水平随增龄显著升高，说明氧化应激水平升高，由于AIF也参与细胞凋亡，提示衰老过程中细胞凋亡速度增加〔4〕。
热量限制通过减少ROS生成而延缓衰老，也可减少细胞凋亡，说明氧化应激通过调节线粒体凋亡途径引起机体老化。
1.2.2 mtDNA突变累积 mtDNA缺乏组蛋白保护，损伤修复能力弱，且拷贝数多，易成为ROS攻击目标，发生突变和缺失。
衰老过程中最常见的mtDNA损伤是4 977 bp缺失。
mtDNA编码呼吸链中13种多肽链，所以mtDNA突变直接影响线粒体氧化磷酸化，导致产能下降，进一步促进ROS生成,造成组织细胞功能下降，发生凋亡加速衰老。
以表达缺乏校正功能的DNA polγ的小鼠为研究对象，由于不能修复mtDNA突变，小鼠体内mtDNA突变增多，组织细胞内出现凋亡标志物，出现快速老化症状，说明mtDNA突变增多可促进细胞凋亡导致衰老〔5〕。
2 衰老与细胞凋亡2.1 骨骼肌衰老过程中骨骼肌出现肌纤维数量和大小减少，肌肉质量和力量进行性下降，称为肌肉减少症，其发生机制与细胞凋亡有关。
增龄过程中，线粒体功能紊乱，导致肌细胞凋亡速度加快，肌纤维数量下降。
以老龄344雄性大鼠为研究对象，其腓肠肌细胞凋亡速度明显高于年轻对照组大鼠。
雄性F344BN大鼠衰老过程中，跖肌质量呈进行性下降，35月龄大鼠与年轻对照组比较，骨骼肌质量减少43%〔1〕。
Baker等〔6〕研究表明，增龄过程中，跖肌一些凋亡基因如caspase3、caspase9、caspase8和AIF表达水平升高，而且基因表达水平与肌肉萎缩严重程度成正比。
骨骼肌中卫星细胞负责肌纤维生长与修复。
衰老过程肌肉减少可能与卫星细胞凋亡速度加快有关，卫星细胞凋亡速度加快，造成老龄动物损伤修复能力降低〔7〕。
2.2 心脏心脏衰老过程中心肌细胞发生坏死和凋亡，造成心肌细胞数量减少，重塑性降低，收缩功能受损。
心肌细胞在增龄过程中凋亡速度加快导致心脏质量减轻，功能退化。
研究发现心肌细胞凋亡局限于左心室〔8〕。
Kwak等〔9〕研究发现，左心室细胞凋亡速度与年龄成正比；与年轻对照组比较，衰老左心室心肌细胞减少30%；性别也会影响细胞凋亡，老年雄性灵长类动物心肌细胞凋亡速度上升4倍，而同年龄组的雌性动物无明显变化〔10〕。
2.3 肝肝脏是机体代谢最重要、最活跃的器官，增龄过程中肝细胞死亡速度加快，而且衰老肝细胞易发生凋亡。
Gadd153是肝细胞衰老过程中一个重要影响因素，作为一种前凋亡蛋白，它可抑制抗凋亡蛋白Bcl2表达，降低胞内GSH水平，使ROS生成增多。
氧化应激和ER应激时，老龄大鼠肝细胞中Gadd153表达均增多，可通过这两条途径使肝细胞凋亡〔11〕。
Zhang等〔1〕研究发现，尽管老龄大鼠肝细胞中Fas mRNA水平升高，但caspase8活性与年轻对照组相比无明显改变，说明老龄大鼠肝中死亡受体途径并未因增龄而变得活跃。
器官特异的核酸内切酶也参与了肝细胞随增龄而增多的细胞凋亡，在雄性F344大鼠肝细胞核中发现了DNaseγ，可断裂DNA。
24月龄雄性大鼠肝中DNaseγ活性升高，而且其活性升高仅局限于凋亡细胞中，说明该酶活性与细胞凋亡速度成正比〔12〕。
2.4 听力器官老年性耳聋以听觉功能随增龄呈进行性下降为特征，是老年人常见病。
这主要是由于耳蜗内毛细胞和螺旋神经节细胞退化造成，而细胞凋亡造成这些关键细胞丢失。
Buckiova等〔13〕发现，24月龄大鼠耳蜗血管纹基底层及其相邻的螺旋神经节出现大量神经凋亡细胞，导致血管纹从螺旋韧带上脱落，使外耳毛细胞功能下降。
老年耳蜗中存在很多凋亡信号，如氧化应激水平升高，而细胞抗氧化能力下降〔14〕；mtDNA突变累积使得能量产生下降，导致老年性耳聋发生。
PolgD257A基因替换小鼠增龄过程中，mtDNA突变速度加快，细胞凋亡速度也随之加快，小鼠出现早衰症状。
9月龄小鼠出现耳蜗血管纹，毛细胞和螺旋神经节细胞退化，听力中度下降。
而野生型小鼠无此症状〔15〕。
2.5 中枢神经系统脑衰老及神经退行性疾病的发生均与神经元凋亡有关。
脑发育过程中大约一半皮层神经元通过细胞凋亡被清除，以保证神经系统正常功能。
脊椎动物特定脑区终生都具有神经再生能力，但老龄动物神经再生能力降低。
脑缺血后，老龄大鼠神经再生能力低于年轻对照组，这是由于新生神经元和神经前体细胞凋亡过快所致〔16〕。
内源性细胞凋亡途径是神经元凋亡主要途径，导致老龄动物突触功能紊乱和神经元死亡。
快速老化模型小鼠SAMP10是研究衰老的理想模型，SAMP10老龄小鼠脑组织Bcl2表达水平降低，胞浆Cyt c 水平升高，皮质TUNEL染色阳性细胞数目增多，说明细胞凋亡速度加快，导致SAMP10老龄小鼠出现脑萎缩和认知功能下降〔17〕。
许多中枢神经系统退行性病变与神经元凋亡有关，帕金森氏病（PD）是一种进行性神经系统退行性疾病，发生于中老年人群，其主要病理变化是中脑黑质多巴胺能神经元丢失，细胞凋亡参与该过程，可能是黑质多巴胺能神经元死亡的主要原因之一。
阿尔茨海默病（AD）患者由于神经元减少，导致认知功能进行性降低，研究发现这种功能下降是由于细胞凋亡引起，AD患者脑中细胞凋亡速率是正常对照组的50多倍〔18〕。
β淀粉样肽在AD发生中起了关键作用，它可诱导细胞凋亡。
衰老过程中也会出现细胞凋亡减少。
人衰老成纤维细胞可高表达gelsolin。
这是一种钙离子依赖的调节蛋白，可使细胞对抗凋亡〔19〕。
大鼠多种衰老组织中也存在此调节蛋白。
老龄大鼠结肠黏膜细胞caspase3，8，7活性降低，细胞凋亡速度减慢。
如果衰老细胞不能被清除，同样会对机体造成不利影响，导致肿瘤发生，所以老年人肿瘤发病率升高，如结肠癌。
细胞凋亡可清除机体内受损伤或多余细胞，维持组织稳态。
增龄过程中由于细胞凋亡调节机制异常，使细胞凋亡加快或减慢，促进机体老化和疾病发生。
针对细胞凋亡调节机制的研究将为抗衰老研究提供新的思路。
【参考文献】1 Zhang Y，Chong E, Herman B. Age increases in the activity of multiple caspase in Fischer 344 rat organs〔J〕. Exp Gerontol，2003；37(6):77789.2 Hussain SG，Ramaiah KV.Reduced eIF2αphosphorylation and increased proapoptotic proteins in aging〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2007；355(2):36570.3 Zhang YP，Padalecki SS，Chaudhuri AR,et al.Caspase 2 deficiency enhances aging related traits in mice〔J〕.Mech Ageing Devt，2007；128(2):21321.4 Reix S，Mechawar N，Susin SA，et al.Expression of cortical and hippocampal apoptosis inducing factor in aging and Alzheimer′s disease〔J〕. Neurobiol Aging，2007；28(3):351 6.5 Kujoth GC，Hiana A，Pugh TD,et al.Mitochondrial DNA mutations，oxidative stress，and apoptosis in mammalian aging 〔J〕.Science，2005；309(4):481 4.6 Baker DJ，Hepple RT.Elevated caspase and AIF gene expression correlate with progression of sarcopenia duringaging in male F344BN rats〔J〕. Exp Gerontol，2006；41(11):114956.7 Jejurikar SS，Henkelman EA，Cederna PS,et al.Aging increases the susceptibility of skeletal muscle derived satellite cells to apoptosis〔J〕.Exp Gerontol，2006；41(9):82836.8 Kajstura J，Cheng W，Sarangarajan R,et al. Necrotic and apoptotic myocyte cell death in the aging heart of Fischer 344 rats〔J〕.Am J Physiol，1996；271(3 Pt 2):H121528.9 Kwak HB，Song W，Lawler JM.Exercise training attenuates age induced elevation in Bax/Bcl 2 ratio，apoptosis，and remodeling in the rat heart〔J〕.FASEB，2006;20(6):791 3.10 Zhang XP，Vatner SF，Shen YT,et al.Increased apoptosis and myocyte enlargement with decreased cardiac mass；distinctive features of aging male，but not female，monkey heart〔J〕.J Mol Cell Cardiol，2007;43(4)：48791.11 Li J，Holbrook NJ.Elevated gadd153/chop expression and enhanced c9Jun N terminal protein kinase activation sensitizes aged cells to ER stress〔J〕.Exp Gerontol，2004;39(5):73544.12 Tanaka K，Higami Y，Tsuchiya T,et al.Aging increases dnase gamma，an apoptosis related endonuclease in rat liver nuclei：effect of dietary restriction〔J〕.Exp Gerontol，2004;39(2):195 202.13 Buckiova D，Popelear J，Syka J.Aging cochleas in the F344 rat：morphological and functional changes〔J〕.Exp Gerontol，2007;42(7):62938.14 Andra E，Talaska JS，Sha SH，et al.Oxidative imbalance in the aging inner ear〔J〕.Neurobiol Aging，2007；28(10):160512.15 Yamasoba T，Someya S，Yamada C,et al.Role of mitochondrial dysfunction and mitochondrial DNA mutations in age related hearing loss〔J〕. Hear Res，2007；226(12):18593.16 Chen Y，Sun FY.Age related decrease of striatal neurogenesis is associated with apoptosis of neural precursors and newborn neurons in rat brain after ischemia〔J〕.Brain Res，2007；1166:919.17 Numatu T，Saito T，Maekaua K,et al.Bcl2linked apoptosis due to increase in Nosynthase in brain of SAMP10〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2002；297(3):51722.18 Loo DT，Copani A，Pike CJ,et al.Apoptosis is induced by beta amyloid in cultured central nervous system neurons 〔J〕.Proc Natl Acad Sci USA，1993；90(17):7951 5.19 Ahn JS，Jang IS，Kim DI,et al.Aging associated increaseof gelsolin for apoptosis resistance〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2003；312(4):133541.。
