细胞衰老的可能机制有10来种说法,其中自由基说和端粒说似乎占主流。
1、氧自由基学说:认为细胞衰老是机体代谢产生的氧自由基对细胞损伤的积累。
2、端粒学说:提出细胞染色体端粒缩短的衰老生物钟理论,认为细胞染色体末端特殊结构-端粒的长度决定了细胞的寿命。
3、DNA损伤衰老学说:认为细胞衰老是DNA损伤的积累。基因衰老学说认为细胞衰老受衰老相关基因的调控。
4、分子交联学说:认为生物大分子之间形成交联导致细胞衰老,也有学者认为,脂褐素蓄积、糖基化反应以及细胞在蛋白质合成中难免发生的误差等因素导致细胞衰老。
细胞衰老和机体衰老是两个不同的概念,但两者有密切关系。机体衰老的基础是构成机体的细胞在整体、系统或器官水平的衰老,但不等于构成机体的所有细胞都发生了衰老。正常生命活动中细胞衰老死亡与新生细胞生长更替是新陈代谢的必然规律,也避免了组织结构退化和衰老细胞的堆积,使机体延缓了整体衰老。
不同种类的细胞其寿命和更新时间有很大的差别,如成熟粒细胞的寿命仅为10余小时,红细胞寿命约为4个月,胃肠道的上皮细胞每周需要更新1次,胰腺上皮细胞的更新约需要50天,而皮肤表皮细胞的更新则大约需要1~2个月。由此可见细胞的寿命总是比人的寿命短很多。
发育生物学理论认为,哺乳动物自然寿命约为其生长发育期的5~7倍。由此推论,人类完成生长发育约在20~22周岁,自然寿命应是100~150岁,但事实上大多数人都很难达到这个理论寿命。
细胞衰老是机体衰老和死亡的基础。虽然,自然衰老不是疾病,但它与许多老年性疾病关系紧密。随着年龄增长,衰老机体在应激和损伤状态下,保持和恢复体内稳态的能力下降,因此罹患心血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病、自身免疫疾病和老年性痴呆等几率增大。人们往往把老年性疾病认为是衰老的必然结果,这是不够准确的,应该强调生理学衰老与病理性衰老有本质区别。
生理性衰老是一个缓慢过程,生理性衰老者基本上能够老而无疾,老而不衰,甚至老当益壮。
病理性衰老是指常年身体虚弱,疾病缠身,疾病促使机体加速老化。然而,当前人们对衰老生物学机制的认识尚浅,无论是生理性衰老,还是病理性衰老都是以机体细胞总体水平的衰老为基础,要阐明机体衰老的机制必须从研究细胞衰老的机制开始。尽管衰老死亡是不可避免的自然规律,但延缓衰老,尤其是努力避免病理性衰老却是可以做到的。
据报道,2050年全球60岁以上老年人达到20亿,大约为总人口的20~30%。面临人口老化进程加快和人口寿命普遍提高的趋势,保障老年人享有良好的健康和较高的生活质量已成为社会科学和生命科学共同关注的重大问题。因此,开展衰老生物学和延缓衰老的研究具有重要的科学意义和社会价值。
1、精力体力和思维反应能力下降
神经细胞会从22岁开始慢慢减少,40岁后神经细胞将以每天1万个的速度递减,因此,随着年龄的增加,记忆力逐渐减退,注意力不集中,近期记忆比远期记忆减退得严重,睡眠时间缩短,反应能力普遍降低。
随着年龄的增长和细胞的老化,正常免疫功能逐渐下降,面临外界的多种有害因素,细胞无法及时修复,导致自身免疫稳定性消弱或失调,伴随而来的是感染、免疫综合性疾病、癌症的发病率增加,加速了人体衰老的过程。
2、心血管疾病或有发病趋向
血管随着年龄增加会逐渐发生硬化,导致血管腔狭窄,动脉硬化,如果局部动脉减少给体内重要器官供应新鲜血液,就会引起中风、心脏病、记忆减退、阳痿等症状。一般情况下,人们可能感觉不到心脏功能变化的影响,但当心脏负荷额外增加时(如在运动、情绪激动等情况下)则可能出现心律不齐、心慌等感觉,并且由于心脏输出减少,影响到各脏器的血液灌注,导致局部供血不足。
3、肝脏功能退化受损
肝脏是人体内最大的解毒器官,当外来的或人体内产生有害物质流经肝脏时,肝脏立即将其过滤、分解及清除,肝脏储存和释放能量,并合成各种人体内所需的重要物质,供给身体其他组织,使机体的新陈代谢正常进行。
日常食用的各种食物及药品中所含有的有毒化合物和酗酒产生的酒精积累,以及通过呼吸和皮肤进入人体内的有害物质,都必须在肝脏内解毒。因此,一旦肝脏受损害,人体的新陈代谢就不能正常进行,体内有害物质不能及时排除,将会产生各种疾病,当肝脏超负荷运转,有毒物质多度积累,自身功能受损,出现脂肪肝、酒精肝、肝硬化等肝脏疾病。
4、肌肉萎缩、骨质流失
肌肉一直处于生长与衰竭的循环中,30岁后,肌肉衰竭速度大于生长速度,骨密度25岁前一直在增加,从35岁起骨质开始流失,变脆,易骨折,创伤愈合也比年轻时缓慢,进入自然老化过程。关节也随着年龄增加表现为活动能力下降,易患关节炎,脊柱缩短,这是老年人变矮的原因之一。
生物体形态结构和生命活动的基本单位。其发现与显微镜的发明有关。1665年英国物理学家胡克用显微镜观察软木,看到其中有许多蜂窝状的小室,就称之为细胞。19世纪30年代,德国植物学家施莱登和动物学家施旺根据他们自己对植物和动物的观察研究并总结了前人的工作,正式提出细胞学说,即“一切动物和植物都是由细胞组成的”。细胞学说的建立,明确了动物和植物之间的统一性。伟大的革命导师恩格斯曾给予细胞学说以高度评价并把它与进化论和能量守恒及转换定律并列为19世纪自然科学的三大发现。细胞通常很小,需用显微镜才能见到,但也有肉眼可见的大型卵细胞。细胞的形状因其生长、分化和功能的不同而有很大变化,有卵圆形、柱形、鳞形、梭形、树枝形等。真核细胞的构造主要可分为细胞核、细胞质和细胞膜三部分。细胞膜之内的生活物质包括细胞核和细胞质统称为原生质。活细胞的化学组成主要是水,约占90%,其余为蛋白质、核酸、脂类、糖类以及少量无机物质。在细胞质中有一些称为细胞器的结构,如线粒体、溶酶体、高尔基体、内质网等。植物细胞和动物细胞相比稍有不同,植物细胞外面有细胞壁,细胞质内有叶绿体等质体。细胞繁殖以分裂方式进行。细胞作为一个独立生命单位,既有生长繁殖,也有衰老死亡。细胞衰老是生物有机体衰老的基础。在多细胞生物的个体发育过程中,细胞常常分化成各种构造和功能不同的细胞,如肌细胞、红细胞和神经细胞等都属于高度分化的细胞。当细胞发生癌变时,细胞便丧失其原来正常的功能,并无休止地分裂,形成肿瘤。
细胞学检查是临床诊断的重要手段之一。当人体有炎症时需取血检查白细胞数目,贫血则检验红细胞和血红素。人体表面和脏器或体腔所脱落的细胞形态是诊断恶性肿瘤的常用方法之一。农业上利用植物体细胞和花粉细胞培养技术来培育农作物良种,是育种工作的一大革新。70年代以来,细胞工程的出现使人们可利用动、植物细胞大规模培养生产干扰素、激素、疫苗等贵重药品以及各种酶制剂、天然色素等产品。细胞工程在农牧业、食品、化工和医药等实践中有着广阔的应用前景。
准确的说,这个现象称为核的肿胀这个问题涉及比较多的衰老细胞变化,简略说主要有以下几条:
1由于细胞衰老,转录能力下降,组蛋白减少,染色质凝聚程度降低,影响到了相关蛋白的转录
2核骨架成分改变,核纤层对核膜具有支撑作用,细胞老化造成核纤层的结构松散,对核的支撑作用降低
3离子浓度的改变:由于细胞老化,核孔复合体和核膜的稳定性降低,通透性增加原本极为严格的核内外离子浓度差改变,影响了膜的张力和内部核基质的浓度和量,造成核的肿胀
1、普遍性:所有的细胞、组织、脏器和机体都会在不同水平上出现老化改变。
2、不可逆性:随着时间的推移,老化不断进行性的发展。
3、内因性:不是由于外伤、事故等的外因作用,而是细胞内在决定性的衰退。
4、有害性:细胞老化时,细胞代谢、适应、代偿等多种功能低下且缺乏恢复能力,机体患病率和死亡率逐渐增加。
细胞衰老衰老机制
细胞衰老是机体衰老和死亡的基础。虽然,自然衰老不是疾病,但它与许多老年性疾病关系紧密。随着年龄增长,衰老机体在应激和损伤状态下,保持和恢复体内稳态的能力下降,因此罹患心血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病、自身免疫疾病和老年性痴呆等几率增大。
人们往往把老年性疾病认为是衰老的必然结果,这是不够准确的,应该强调生理学衰老与病理性衰老有本质区别。生理性衰老是一个缓慢过程,生理性衰老者基本上能够老而无疾,老而不衰,甚至老当益壮。
以上内容参考 百度百科-细胞老化
以上内容参考 百度百科-细胞衰老
生物学家早就发现一件有趣的事实:这就是每一种细胞的寿命都有一定限度,在人工培养条件下,接近这个限度时,哪怕用最好的培养方法都拯救不了既定的命运。像人体的成纤维细胞,据试验,最多只能繁殖50代,到那时,他将必然趋于死亡,任何人为的方法都阻挡不了死神的亲吻。其他像老鼠的成纤维细胞只能分裂18代,龟的成纤维细胞分裂110代,如此等等。
但一些单细胞生物就不受这一法则的制约。大家知道,细菌、原虫等单细胞生物,依靠细胞分裂来繁衍后代,亿万年来,它们生生不息,从不中止,不存在细胞衰老问题。
至于高等生物中的细胞,也有例外情况,现在知道,有两类细胞,分裂过程并不导致衰老。即:(1)生殖细胞;(2)癌细胞。生殖细胞的生命时钟,必须准确地拨回到零,否则的话,就意味着种族会逐渐趋向衰亡,当然这是绝不允许的事。至于癌细胞,似乎也有一种奇妙机制,帮助它逃脱衰老的厄运。生物学家在培养中发现,癌变后的细胞,在培养皿中能够无限期繁殖,一代又一代,决不会像正常细胞那样趋向衰老。现实生活中正因为癌细胞能永生不死,放肆地分裂,所以使得患者丧命,癌细胞随之死亡。
分裂过程,细胞为什么会衰老,而癌细胞和性细胞又为什么不衰老,其中机理究竟是怎么一回事呢 原来一个细胞在分裂之前,都要首先复制染色体,结果形成的两个子细胞,各自都分到一套完整染色体。但是由于DNA复制方法的特定形式,使它无法将染色体最顶端部分复制出来,因此复制品比起模版来要略微短些。这通常不会引起什么问题,因为刚受精的胚细胞染色体,端部都有一段称之为假DNA的长链,大约含1000个无编码意义的碱基对。以后每经历一次细胞分裂,这些假DNA也仅只失去一小片段,约50~200碱基对左右。
这些假DNA片段,也叫它为端粒,具有保护功能,可以使染色体的端部保持稳定。如果没有了端粒,染色体就会失去其稳定性,容易粘在一起,甚至还可能以异常结合的方式重新组合,从而导致细胞的老化。
在正常情况下,一个身体细胞,每次分裂都会丢失一些端粒DNA,当这些保护性碱基全部失去后,细胞就会发生严重的功能紊乱,终于趋向死亡。这就是为什么每种细胞都有一定寿命界限的基本原因。
那么癌细胞为什么会“永生”呢 现在知道,原来癌细胞能够产生出一种酶,名叫端粒酶。这种端粒酶能修复细胞分裂时发生在染色体端部的某种损伤,使伤口得以弥合,因此避免了老化的趋势。有人检验了80多份人癌标本后发现,他们全部都含有端粒酶。有趣的是,那些产生精子或卵子的性腺细胞,同样能生产和运用端粒酶。至于单细胞生物,其细胞内端粒酶也很活跃,每次分裂之后,都能重建端粒。所以它们亿万年来一直保持分裂功能,绝无“种族衰老”的迹象。
自然界中细胞衰老的原因十分一致,都是由于细胞分裂时失掉染色体端粒造成的。而那些能避免衰老的细胞,则都具有端粒酶,每次细胞分裂时,都能合成新的端粒DNA,弥合了缺损,才得以“永生”。
有人可能还会问:那么这些细胞中的端粒酶又是从何而来的呢 “端粒酶基因”是每个细胞固有的遗传组成,大家都具备。但正常身体细胞,由于某种抑制因素的存在,该基因无法表现,所以就不可能产生端粒酶。而性细胞和癌细胞(单细胞生物也相同),该基因处于开放状态,能够表现,这才是造成两者区别的基本原因。随着科学技术的发展,也许还会找到细胞老化的其他原因。
根据这一理论,有人认为,只要把抑制因素引入癌变细胞,设法把端粒酶消除掉,那么就可能使癌细胞改邪归正,不致于发狂分裂。机体也将因此摆脱危机,恢复正常。由于这种医疗策略不会伤害正常细胞,从理论上来说也十分安全。当然,客观事实是否如此,能否真正见效,目前还不得而知。
你这个教材编的有问题。
细胞老化,又叫Cellular senescence。在1961年被首先发现。 一般是指可分裂细胞经过一般约50次左右的分裂后,逐渐失去分裂能力。这个过程也可以被一些毒素或者癌基因诱导。
这个过程中,导致细胞直接死亡的方式就是凋亡,凋亡和程序性死亡是一个意思。
细胞衰老(cellular aging,cell senescence) 衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现, 是不可逆的生命过程。人体是由细胞组织起来的,组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤,造成功能退行性下降而老化。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。
目前细胞衰老原因主要是两种学说:1,端粒学说,认为随着细胞分裂次数增加,染色体上端粒越来越短,于是衰老;2,自由基学说,由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的,认为生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果。
研究表明,衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化: ①细胞内水分减少,体积变小,新陈代谢速度减慢; ②细胞内酶的活性降低; ③细胞内的色素会积累; ④细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,颜色加深。线粒体数量减少,体积增大; ⑤细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。
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