主题:【原创】死亡起源 The Origin of Death -- az09

大河奔流 导读 复 314 阅 522055

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2016-04-01 15:36:04
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az09
az09`21737`/bbsIMG/face/0000.gif`70`2777`8330`70431`正四品下:通议大夫|壮武将军`2008-01-19 15:49:34`
死亡起源(十三)—— 细胞的主动自杀(凋亡) 80

续上,死亡起源(十二)

这篇文章我一直希望用一种科普的手法来写,只是生命中的许多机制实在太复杂,很难用简单的文字来描述。我知道,如果各位看官有耐心看到这里,就会发现,这篇文章的某些部分已经开始变得有些象教科书一般的枯燥了,呵呵。不过,这篇文章中最枯燥的部分已经快过去了,下面稍微复杂一些的,是细胞的自杀(凋亡),不过,如果看过前面部分关于“受体”和“激素”的介绍以后,其实也不难理解。细胞作为我们生命中的基本单位,它们的主动自杀行为,也是本文不可绕过的部分。

3.2.6 细胞的主动自杀 ——凋亡(apoptosis)

细胞作为我们生命的一个基本单位,其实有点像一个计算机程序设计中被封装的“对象”(Object)。我们本就是从单细胞生物演化过来的,所以,这个基本单元在亿万年的演化过程中,早已演化出了它自己的一套非常独立而且被封装的机制。和计算机程序中被封装的各种“对象”或者"函数”一样,它也拥有“应用程序接口”,可以接受各种“输入参数”和“输入信号”,并对这些信号做出各种反应。它自身内部也有自己的一套独立的控制程序,有自己独立的生命控制循环。细胞各种复杂行为当中,和我们相关的话题是:它在 “永生”的同时,也是在不断的“自杀”(凋亡)的。而且,相比起细胞坏死,细胞的凋亡,是更常见的细胞死亡形式

细胞也是会死亡的。细胞的死亡分为两种:1.细胞坏死(Necrosis);2.凋亡(apoptosis)

细胞坏死(Necrosis)指的是细胞或活体组织因为非正常原因造成的永久性死亡。这通常是指因外在因素造成非正常、病理性的细胞死亡,它会造成疾病,甚至个体死亡。

相对于细胞坏死,我们体内更常见的细胞死亡方式是“细胞的凋亡”(apoptosis),这是一种细胞主动的程序化自杀行为(programmed cell death)。而且,和细胞坏死不同的是,细胞的凋亡,不会引发机体的“炎症反应”。(注:“炎症反应“(Inflammation)是指我们的免疫系统中的“先天免疫系统”为移除有害刺激或病源体及促进修复的保护措施,并非如“后天免疫系统”般,是针对特定病源体。关于“炎症反应”,我们在讨论癌症的时候,还会提到。)

细胞的凋亡分为“内源性凋亡”和“外源性凋亡”。简单的说起来,细胞就像是一个计算机程序中被封装的“对象”,当它接受到外界通知它死亡的信号的时候,它通过一系列复杂的级联反应,自己将自己破坏,导致死亡。同时,作为一个封装对象,它内部也有一套自杀程序。当它感应到自身内部出现了一些问题的时候(比如DNA遭到破坏),也可能触发它启动它的自杀程序,导致它的死亡。它最后会分裂成许多个被细胞膜包裹的“凋亡小体”(apoptotic bodies),然后被巨噬细胞吞噬。由于整个过程中,细胞器(organelle)等细胞内容物并没有泄漏溢出,所以细胞的凋亡不会引发炎症反应。(注:细胞遭到破坏后,内容物溢出会刺激免疫系统中的“先天免疫系统”,产生红肿等炎症反应)

关于细胞凋亡,稍微详细一些的过程是这样的:

1. 外源途径:我们前面已经讨论过了,细胞表面是有许多“受体”(Receptor) 的,这些受体的作用,就是用来和“配体”(ligand)结合,接受外部给它的信号的。这个配体可以是可以是任何的小分子或离子甚至是蛋白质。这和计算机程序中,各种“封装对象”的参数及其输入方式是一模一样的。细胞的众多受体中,有些受体是所谓的“死亡受体”(death receptors),它们用来接收的,便是“死亡信号”。如下图所示,细胞表面上的FAS,TNF-R1,TRAIL-R1等等,都是“死亡受体”或者 “肿瘤坏死因子受体”,它们与配体结合,可以对细胞产生死亡激励信号,激活细胞内部的“凋亡蛋白酶”(Caspase)等等,再通过一系列的级联反应,最后导致细胞的凋亡。

2. 内源途径(也叫线粒体途径):细胞作为一个独立的封装对象,除了接受外部信号外,它也可以感知自己本身出现的问题。比如当它的DNA受到损伤时,这套自杀机制也可能会被激发。它通过一系列程序,改变线粒体内外膜的通透性,使得线粒体内部的一些内容物(如细胞色素C等等)释放到细胞质中,然后这些物质也会激活“凋亡蛋白酶”,再通过一系列的级联反应,最后导致细胞的凋亡。大体就是这么个过程。

点看全图

图55. 细胞主动自杀(凋亡)的两种信号通道。(1)外源途径,图中可以看见细胞膜上面的诸如FAS,TNF-R1,TRAIL-R1等等受体,这些受体是所谓的“死亡受体”或者“肿瘤坏死因子受体”,当它们接受到“死亡信号”,也就是那些小分子的“配体”(图中的FAS L, TNF, TRAIL等等)信号,会激活凋亡蛋白,导致细胞的凋亡。(2)内源途径,通常由线粒体触发,也会激活凋亡蛋白,导致细胞凋亡。

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图56. 组织中细胞凋亡过程示意。其实细胞的凋亡,未必是因为不健康,有些时候,仅仅是结构或者功能的需要,我们的机体也会诱导我们组织的某些细胞凋亡,特别在胚胎发育过程中,这种被诱导的细胞凋亡非常普遍。比如:胚胎发育中,眼睛的玻璃体和晶状体的细胞凋亡,是实现眼睛对光线的通透的重要的一步。 图片来自维基百科

花上这么一小段篇幅介绍细胞的凋亡,主要是为了方便后面的讨论。总之,我们知道了,我们的细胞是浸泡在一个信号的海洋里面的,诸多信号中,有一类信号是“死亡信号”,我们的细胞可以接收“死亡信号”,并在“死亡信号”的通知下,主动自杀死亡。有这么个概念就足够了。

同时,相信大家都应该知道,我们体内的细胞是一直在死亡,一直在更新的,只是,我们体内的细胞的死亡,主要是因为细胞的主动自杀,而不仅仅是所谓的细胞的“老死”。

关于细胞的凋亡机制实际上非常复杂,同样也存在着许多未了机制,不过,我们暂时把细胞当作一个可以接受信号和参数的,和计算机程序设计中类似的,被封装的“对象”来看,也就够了………

待续..........请点击: 死亡起源(十四)


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