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细胞凋亡与早老性痴呆病
细胞凋亡又称程序性细胞死亡,是指生物体为了维持自身内环境的稳定,所具有的一种由基因控制,能使细胞自主、有序地死亡的现象。与细胞的坏死不同,程序性细胞死亡不是一种被动的过程,而是为了更好地适应生存环境而主动采取的一种死亡过程,就像树叶或花的自然凋落一样。在形态学上,细胞凋亡的特征是:细胞首先变圆,随即与邻周细胞脱离,失去微绒毛,胞浆浓缩,内质网扩张呈泡状并与细胞膜融合,核染色质密度增高呈半月形,并凝聚在核膜周围,核仁裂解,进而细胞膜内陷,将细胞自行分割为多个其外有膜包裹,内含物不外泄的细胞凋亡小体,随即被吞噬细胞或邻周细胞所识别、吞噬。
细胞凋亡不导致溶酶体及细胞膜破裂,没有细胞内含物外泄,只是单个细胞的丢失,故不引起炎症反应和次级损伤。相反,在细胞坏死中,溶酶体被破坏,细胞膜破裂,胞浆外溢,引起严重的炎症反应,最终是成群的细胞一起丢失。
在生物化学上细胞凋亡的主要特征是:细胞质内快速、持续的Ca2+浓度升高(一般Ca2+高峰浓度可达到300nmol/L或700~800nmol/L),激活了Ca2+、Mg2+依赖的核酸内切酶,导致细胞核内的DNA被该酶在核小体单位之间降解,产生若干大小不一的寡核苷酸片段。细胞凋亡过程中有基因的激活、表达及调控,涉及一系列的RNA及蛋白质等生物大分子的合成。相反,在细胞坏死中,染色质DNA是被随机降解的,不需要新基因的转录及核酸、蛋白质的合成。
细胞凋亡是多细胞生物体内一种重要的生命现象,既在体内发生,也能出现在体外培养物中;既出现在个体发育过程中,也发生在成体正常生理或疾病过程中。细胞凋亡可以发生在多种类型的细胞中:可不断更新的细胞,如血细胞、肠上皮细胞等;永不更新的“永生细胞”,如神经元、心肌细胞等;可简单分裂的细胞,如肝细胞、内皮细胞等。自从Kerr等提出细胞凋亡这一术语后,有关细胞凋亡的研究不断扩展和深化,成为当前生命科学和医学领域的研究热点。细胞凋亡与人类许多疾病发生有密切关系。例如:肿瘤、自身免疫病、艾滋病与神经退行性疾病等。
早老性痴呆又称阿尔茨海默病(AD),与老年性痴呆同属于原发性痴呆。AD是大脑变性病中最常见的疾病。随着世界老龄化现象的日益严重,AD越来越严重地危害着人们的身体健康。在西方国家,AD已成为继心脏病、肿瘤和脑卒中之后的第4位致死原因。1993年的流行病调查显示、我国60岁及其以上人群,%;%。可见,AD也日益成为威胁我国人民健康的大敌。AD是一种以进行性认知障碍和记忆能力损害为主的中枢神经系统退行性疾病。AD大多发生于中年末期,具有家庭遗传性,主要临床表现为进行性痴呆。记忆障碍是一般AD患者首先出现,而且是最突出的症状,并伴有沮丧、焦虑、语言困难、失眠等精神障碍。AD的特征性病理病变主要有三方面:
,特定的神经元持续性地退化消失,大脑体积与颅腔的比例减少。在发病的2~10年内,退化得最为显著,大型神经元的丧失可达45%。该退化最常见于与情感、记忆有关的大脑皮层区域。
,在神经元内近细胞核的区域,出现大量互缠的螺旋形带。这些神经元纤维缠结属于微丝蛋白类,是正常微管蛋白被高度磷酸化及异常糖基化修饰后形成的。