细胞衰老的特征
细胞衰老是细胞在受到端粒缩短、DNA损伤或致癌信号等压力时,永久退出细胞周期的一种机制。主要特征通常有体积变小,细胞内水分减少,色素沉着。细胞膜的脆性增加,通透能力下降,新陈代谢变慢等。
细胞衰老的特征
(1)细胞的含水量减少、萎缩、体积变小,新陈代谢速度减慢。比如,皮肤干燥、皱缩。
(2)酶的活性降低,例如酪氨酸酶的活性降低→黑色素合成减少→头发变白。
(3)细胞内色素积累,妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能,形成老年斑。
(4)细胞膜的通透性下降物质运输功能降低。
(5)细胞核体积变大,染色质凝集,颜色变深。
(6)细胞呼吸速率减慢,能量供应不足、身体乏力。
细胞衰老
细胞衰老(cell aging)是指细胞在执行生命活动过程中,随着时间的推移,细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。细胞的生命历程都要经过未分化、分化、生长、成熟、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除,同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成,以弥补衰老死亡的细胞。细胞衰老死亡与新生细胞生长的动态平衡时维持机体正常生命活动的基础。
衰老细胞的分子水平
1、DNA:从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制,但也有个别基因会异常激活,端粒DNA丢失,线粒体DNA特异性缺失,DNA氧化、断裂、缺失和交联,甲基化程度降低。
2、RNA:mRNA和tRNA含量降低。
3、蛋白质:含成下降,细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应,导致蛋白质稳定性、抗原性,可消化性下降,自由基使蛋白质肽断裂,交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋。
4、酶分子:活性中心被氧化,金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,总的效应是酶失活。
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。
细胞衰老的原因
人体衰老的根本原因是细胞凋亡,而生活中存在多种因素导致细胞的凋亡,如自然因素、环境因素、病理因素等。
1.自然因素:随着年龄的增长,机体组织器官的衰竭,功能退化,重量减轻、水分及含水较多的组织相对减少、纤维化发生,这些都是不可逆的,属于正常情况下的自然衰老。
2.环境因素:不良的生活习惯,抽烟、喝酒、熬夜、晒太阳、缺乏运动等都会使人体自由基堆积,加速细胞的氧化和耗能,破坏正常细胞,使人体衰老。
3.病理因素:如慢性的疾病以及营养不良,以及肿瘤消耗等消耗性的疾病,同样也会加快机体的衰老。
细胞死亡有两种形式
①细胞坏死(necrosis),是指细胞的被动死亡,指细胞受到物理、化学等环境因素的影响,如机械损伤、毒物、微生物、辐射等,引起的细胞死亡的病理过程。坏死的特点是,细胞质膜和核被膜破裂,细胞骨架和核纤层解体。细胞质溢出,影响周围细胞,发生炎症反应。
②细胞凋亡(apoptosis),在正常生理条件下,细胞中存在着存活途径和死亡途径。细胞自产生开始即形成了死亡程序。细胞受特定的细胞外信号或细胞内信号的诱导,死亡途径被激活,于是在有关基因的调控下发生死亡,细胞的这种死亡方式称为程序性细胞死亡——也叫细胞凋亡。细胞凋亡是细胞的主动死亡,为了维持机体内坏境的稳定,细胞发生主动的,由基因控制的自我消亡过程,此过程需要消耗能量。在性质上完全不同于细胞坏死,细胞死亡程序启动后,细胞内发生了一系列结构变化,如细胞胞质凝缩、细胞萎缩、细胞骨架解体、核纤层分解,核被膜破裂等,其中核DNA断解成片段是细胞凋亡的主要特征之一。