浅谈细胞的终结

摘要：随着科技的迅猛发展，人类逐步探索出一些事物的本质，其中便有对细胞的进一步认识。而对于细胞生命历程的最后阶段——死亡，自细胞发现以来，一直未能弄清楚其根源。即使在科技飞速发展的今天，人类也没有完全掌握细胞死亡的机理，所以，对细胞死亡的研究仍是我们的重要目标。此外，在高中生物学中，细胞死亡方式也是重要的知识组成部分。本文通过对高中阶段生物学中所学习的细胞死亡方式进行部分总结，进一步探索细胞死亡的本质。并借此对细胞学乃至人体生命进行讨论。

关键词：细胞凋亡   细胞坏死   人体生命

20世纪50年代中期开始，细胞学的发展进入到分子细胞学水平，关于细胞死亡方式的研究也逐步深入。例如：1973年Kerr和Wyllin提出细胞凋亡这一概念，使得细胞编程性死亡被发现，推动了细胞学与生物学的进步。目前公认的细胞死亡类型主要有三种，分别为“坏死”、“凋亡”与“自噬”。而细胞死亡又有程序性和非程序性之分，其中坏死属于非程序性的细胞死亡，而细胞的凋亡和自噬过程中都有新蛋白质合成，属于程序性的细胞死亡。

在高中生物学中，细胞死亡的机制主要以“细胞凋亡”与“细胞坏死”出现，阐述并围绕其进行延伸与拓展。而在细胞学与生物医学中，“细胞凋亡”与“细胞坏死”值得我们去学习与研究。

一、细胞凋亡

（一）细胞凋亡的概念

细胞凋亡一词源自希腊语，原意为堕落、死亡，指的是为适应外部环境和维持生物体内环境的稳定，细胞的一种主动死亡过程。這种细胞死亡由基因控制，最大特点是自主和有序，因此也被称为细胞编程性死亡。1972年，Kerr首次提出了细胞“凋亡”的概念，从形态学的角度总结了细胞凋亡的特征，包括染色质凝集，细胞皱缩出泡，形成凋亡小体等。细胞凋亡是一种特殊的细胞死亡类型，涉及多基因的严格控制，对生物体的进化、内环境的稳定及对外部环境的适应等方面都有影响，具有重要的生物学意义。

（二）细胞凋亡的类型

1.个体发育中细胞的编程死亡

2.成熟个体中细胞的自然更新

3.被病原体感染细胞的清除（指病毒入侵细胞体，细胞会启动凋亡程序释放病毒）

（三）细胞凋亡的特点

细胞凋亡时常伴随着染色体压缩从而呈致密碱性染色，细胞核离散，细胞体积缩小，细胞的密度增大。此时胞质细胞器压缩，但线粒体的形态仍保持正常。随后细胞膜和细胞核分离形成有一定比例的核糖体、细胞器和核物质的凋亡小体。从上皮表面脱落后，大部分凋亡小体由体内的吞噬细胞清除，也有小部分会被邻近的上皮细胞或癌细胞吞噬。对于绝大部分类型的细胞来说，凋亡过程的最后阶段都会发生细胞核DNA的降解。此外，细胞凋亡时还具有细胞质膜完整、保留AIP依赖的溶酶体质子泵，蛋白质含量明显减少（内源性蛋白酶被激活）等现象[1]。

（四）细胞凋亡的过程

细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段：

1.凋亡信号转导。生物体内一切细胞的存活与死亡都是由自身遗传信息或外部刺激信号所决定的。其中，控制和调节细胞凋亡的刺激信号即凋亡信号，这些信号是生物体细胞维持有序状态的关键。在细胞接收到相应信号刺激后，细胞内影响凋亡的一系列基因（如促凋亡基因、抗凋亡基因）就开始进行调控。目前比较清楚的通路主要有两条，一条是细胞凋亡的膜受体通路，另一条是Caspases激活的生物化学途径。

2.凋亡基因激活。细胞内的凋亡基因在接受到凋亡信号后，就开始合成凋亡所需的相关物质。目前已知的主要凋亡基因包括ced基因家族、bcl-2基因家族、ice基因家族和p53基因c-myc等。其中最关键的物质是Caspases。Caspases即含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶，是一组普遍存在于细胞质中且具有相似结构的蛋白酶。细胞凋亡的过程本质上是Caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程。

3.凋亡的执行。参与执行细胞凋亡的Caspase分为启动酶和效应酶，启动酶在凋亡信号转导的上游起作用，而效应酶能直接引起蛋白质的降解，激活核酸酶。除此之外，也有一些细胞在凋亡时不需要合成Caspase，通过其他凋亡诱导分子（AIF）发挥效应。凋谢蛋白酶被激活后就开始解体细胞结构，破坏细胞内的命令系统。

4.凋亡细胞的清除。在经过以上三个阶段后，细胞形态会转为凋亡小体，被邻近的吞噬细胞识别并消化。在吞噬细胞与凋亡细胞接触并开始识别，接收到吞噬信息后，吞噬细胞的细胞膜开始活化，凋亡细胞与吞噬细胞的膜逐渐融合，形成一个吞噬空泡，最终与溶酶体融合成为吞噬溶酶体。而原本的凋亡细胞大部分被其中的水解酶分解成为小分子的氨基酸、脂质、单糖等，被吞噬细胞利用。未被分解的颗粒留在空泡中，形成残渣小体。

（五）细胞凋亡与其它细胞死亡类型

在发育过程中，绝大多数的生物体内普遍存在着一种类似“自杀”的细胞死亡现象。细胞凋亡与细胞自噬都属于上述现象，即由宿主决定的、细胞自觉有序的死亡现象。细胞自杀实际上属于细胞的一种保护措施，当细胞遇到内外环境因子刺激时，就会自发启动基因调控，通过去除体内一些不必要细胞或即将分化的细胞以进行自保。需要注意的是，这种“自杀”并不影响整个内系统的正常运作，死亡细胞碎片会被最大限度地回收利用，亦不会引起体内的炎症反应。与此相反，“他杀”的细胞死亡类型则会带来炎症及机体功能障碍，与细胞凋亡有较大的差别。

（六）细胞凋亡的意义

1.维持生物体内环境稳定，保持新陈代谢的正常进行。凋亡对正常细胞生存与死亡的平衡起重要调节作用，使两者得以维持一种动态平衡关系，最终使机体组织维持恰当的细胞数量。

2.清除体内多余或无用组织细胞，维持机体正常发育。细胞凋亡可以清除完成使命的废旧细胞。例如：人胚胎发育期间，手指与脚趾的组成以及清除淋巴器官中多余的免疫细胞。

3.清除有害细胞，保证机体健康发育。随着对细胞凋亡相关研究的不断深入，近年来生物学家对病毒侵袭人体细胞的机理探究也有了进一步的发展。除目前已被广泛认知的AIDS外，很多疾病（如神经性疾病、自身免疫疾病等）都是由于正常细胞受错误的凋亡信号启动影响而造成的一种细胞大量死亡结果。

二、细胞坏死

（一）细胞坏死的概述

生物学上普遍认为，细胞坏死是细胞的被动死亡，物理或化学因素及极端环境（如缺氧、强酸、强碱）均会导致细胞坏死。细胞在坏死时，细胞核会浓缩、碎裂，直至溶解，膜通透性增高，间质改变，细胞形态亦会持续肿大变形，最终导致细胞破裂。这种死亡的产生往往由病理因素导致，并会引起炎症反应，属于一种非正常死亡[2]。

（二）细胞坏死与细胞凋亡

尽管细胞凋亡与细胞坏死的结果极为相似，但两者在性质上又完全不同。细胞凋亡是一种细胞主动死亡的过程，结束后不会引发炎症;细胞坏死则涉及细胞内含物的释放，绝大多数的细胞坏死会引发炎症。在形态学上细胞凋亡有单细胞丢失;细胞膜完整;染色质均一凝集等特点，而细胞坏死成群丢失，细胞膜不完整，染色质凝集成块，不均一等特点;在生物化学上，细胞凋亡需要能量，需要大分子合成等特点，而细胞坏死又不需要能量，不需要核酸和蛋白质的合成等特点[3]。

三、细胞死亡与人体生命

人类是多细胞生物，所以细胞的运行是否正常直接影响到人类的健康。在细胞的生命历程中，细胞分裂;细胞分化;细胞生物……每一步都将对人体产生影响，而细胞死亡的影响则更为明显。例如妇女子宫内膜每月脱落是由细胞凋亡实现的;在脱氧、高压地点时，人体功能降低则是由细胞死亡实现的。此外，其它的细胞死亡类型，如细胞焦亡，细胞胀亡，细胞自噬等，都会从不同程度上影响着人体的生命健康。所以，细胞的死亡也是影响人体生命的重要因素之一，需要我们更加注意与研究。

四、结语

细胞的正常死亡往往是为了满足生命体发展或进化的需求，这种死亡对人类生命的健康有积极意义，但非正常情况下造成的细胞死亡则会影响机体功能的正常运行。如果我们随意地进行有损生命的活动，那么最后需要承担严重后果的一定是我们人类自己。因此，我们要向为实现机体利益而被牺牲的细胞致敬，同时要紧随科学的发展与时代的脚步，相信细胞学以及生物学会为人类的进步贡献更大的力量与美好的希望。

参考文献：

[1]马海龙.刘万林.细胞自噬分子机制研究进展[J].内蒙古医科大学学报（医学研究进展），2015，（37）.

[2]宋必卫，王璐.细胞程序性坏死_一种细胞死亡新方式[J].生理科學进展，2013，（04）.

[3]伏媛.程序性坏死研究进展[J].国际病理科学与临床，2012，（01）.

（作者简介：李世豪，高中学历，鹤岗市第一中学，研究方向：生物方向。）