今天讀書內(nèi)容：細(xì)胞的衰老和死亡。
問題探討從生活中老年人常見的白頭出發(fā)，以細(xì)胞衰老和個體衰老為情境進行設(shè)問，這樣的設(shè)計貼近生活。唯一的缺憾就是較難聯(lián)系到細(xì)胞死亡。
新教材以圖文結(jié)合的方式，通過直觀的示意圖配上文字介紹細(xì)胞衰老的特征。細(xì)胞衰老的特征往往同時發(fā)生在某個衰老的細(xì)胞中，而不是在衰老細(xì)胞中孤立地出現(xiàn)，此處用一張圖概括細(xì)胞衰老的特征，有助于學(xué)生建立整體性的認(rèn)識。
細(xì)胞的衰老涉及細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變，如細(xì)胞膜的通透性改變（使物質(zhì)運輸功能降低）和細(xì)胞核體積增大等等——這些內(nèi)容放置在圖的左側(cè)先介紹。除細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，與細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的物質(zhì)也會發(fā)生變化，如細(xì)胞水分的減少（使細(xì)胞萎縮，體積變?。⒍喾N酶的活性降低（導(dǎo)致呼吸和新陳代謝速率減慢）、色素逐漸積累（因此妨礙了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞）——這些內(nèi)容放置在圖的右側(cè)后介紹。
細(xì)胞衰老的原因在現(xiàn)行教材中是以小字呈現(xiàn)的，新教材升級為正文內(nèi)容，也就是說這部分內(nèi)容要求有所提高，但在內(nèi)容表述上并沒有顯著變化。
端粒學(xué)說中的端粒是個比較有意思的內(nèi)容，對于選修生物的學(xué)生，可以在選擇性必修處理PCR時講清楚引物和DNA聚合酶的作用特點（不能從頭合成，只能將核苷酸加至已有的鏈上，且合成方向為5'→3'），然后回頭處理必修二中DNA分子的復(fù)制，解釋為什么DNA復(fù)制時5'端會不斷變短，從而與細(xì)胞分裂時端粒變短聯(lián)系起來。甚至還可以引導(dǎo)學(xué)生思考干細(xì)胞為什么可以持續(xù)分裂下去，由此引出端粒酶。上述分階段分層次的處理，可以讓學(xué)生對端粒了解得更全面一些，不過必修部分不宜要求過高。
這部分從內(nèi)容上講很容易處理，但新教材把這部分內(nèi)容單獨列出來，其中還特別安排了“年齡因素和細(xì)胞衰老的關(guān)系”的討論活動，這些設(shè)計的目的主要是讓學(xué)生認(rèn)識到：隨著年齡的增長，人體內(nèi)細(xì)胞的活性慢慢下降，會出現(xiàn)組織衰老，免疫力下降，適應(yīng)環(huán)境的能力也隨之降低。學(xué)生通過學(xué)習(xí)明確衰老是一個自然過程，每個人都終將面臨衰老，我們應(yīng)該坦然接受，并且在生活中學(xué)會關(guān)愛老年人，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。
細(xì)胞死亡命名委員會（NCCD）專門負(fù)責(zé)細(xì)胞死亡分類。2012年該委員會開始根據(jù)生化和分子途徑對細(xì)胞死亡分類，其最后一版根據(jù)形態(tài)學(xué)分類的建議發(fā)表在2009年。新教材對細(xì)胞死亡的分類符合形態(tài)學(xué)分類的標(biāo)準(zhǔn)，故此處主要參考該委員會2009年的建議（https://www.nature.com/articles/cdd2008150）。
現(xiàn)行教材把細(xì)胞凋亡和細(xì)胞程序性死亡視作等價的或者說是同義詞，這種認(rèn)識并不正確，生理發(fā)育過程中發(fā)生的細(xì)胞死亡有些并不屬于細(xì)胞凋亡。因此，新教材此處改為：細(xì)胞凋亡是一種程序性死亡，這里的意思是細(xì)胞程序性死亡不僅僅只有細(xì)胞凋亡一種形式。
細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征包括形成凋亡小體、染色質(zhì)固縮、染色體DNA片段化等。凋亡過程中細(xì)胞膜始終保持完整，凋亡形成的凋亡小體最終被臨近細(xì)胞或吞噬細(xì)胞吞噬，因此細(xì)胞內(nèi)含物并不泄漏到細(xì)胞外，不會引發(fā)炎癥反應(yīng)。
我們強調(diào)細(xì)胞凋亡屬于細(xì)胞程序性死亡，受到細(xì)胞內(nèi)基因的控制，因此有時教學(xué)中教師會把細(xì)胞凋亡視作凋亡基因表達(dá)的結(jié)果，這種認(rèn)識實際上是不準(zhǔn)確的。一方面，凋亡進程很快，從凋亡起始到出現(xiàn)凋亡小體不過短短數(shù)分鐘，這樣短的時間不足以啟動基因的表達(dá)并發(fā)揮效應(yīng)。另一方面，對動物細(xì)胞凋亡的研究結(jié)果顯示，細(xì)胞凋亡是受一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控的，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵化合物是事先合成的（不是啟動凋亡基因從頭合成的）。不管是內(nèi)源還是外源途徑，一旦出現(xiàn)了合適的刺激信號，凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑就運轉(zhuǎn)起來，引發(fā)細(xì)胞凋亡。
細(xì)胞壞死最重要的特征是：壞死過程中細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)容物釋放出來，從而引發(fā)炎癥反應(yīng)。
長期以來，細(xì)胞壞死被視作一個偶然的不受控制的細(xì)胞死亡形式，但是越來越多的證據(jù)表明，細(xì)胞壞死的執(zhí)行受到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)控。[根據(jù)生化和分子途徑分類標(biāo)準(zhǔn)，有些細(xì)胞壞死屬于ACD(Accidental cell death)，ACD是指受到不可控的物理、化學(xué)等因素導(dǎo)致的細(xì)胞死亡，接近高中師生對壞死的理解；而有些細(xì)胞壞死則屬于RCD（Regulated cell death），受到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)控。]
細(xì)胞壞死在免疫反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。細(xì)胞感染病原體之后常通過自殺（細(xì)胞凋亡）的方式消滅病原體，一些病原體攜帶抑制細(xì)胞凋亡的基因，此時壞死可以作為一種替代方式起作用。被感染的細(xì)胞壞死之后可以釋放病原體，并在隨后被免疫細(xì)胞識別，再次促發(fā)免疫反應(yīng)，有助于病原體的及時清除。
新教材介紹了細(xì)胞自噬，自噬分為三種類型：巨自噬（macroautophagy），微自噬（microautophagy）和CMA（Champerone mediated autophagy，分子伴侶介導(dǎo)的自噬？）。新教材圖示的自噬屬于巨自噬，這種自噬作用的典型特征是形成自噬體，并伴隨著與溶酶體的結(jié)合；微自噬和CMA不涉及自噬體的形成，但都需要溶酶體的參與。
細(xì)胞自噬是一種細(xì)胞存活的自我保護機制。當(dāng)細(xì)胞面臨代謝壓力時，通過降解自身蛋白質(zhì)分子或細(xì)胞器，為細(xì)胞生存提供原材料或ATP。此外，細(xì)胞自噬還具有自我清理功能，細(xì)胞自噬能降解錯誤折疊的蛋白質(zhì)多聚體，還能夠降解功能失常的整個線粒體、高爾基體等細(xì)胞器，甚至可以清除細(xì)胞內(nèi)的病原體。
（引自翟中和等《細(xì)胞生物學(xué)》第四版）
自噬性細(xì)胞死亡一般認(rèn)為是由巨自噬引發(fā)的，屬于細(xì)胞程序性死亡。自噬性細(xì)胞死亡過程中沒有染色質(zhì)固縮，且常伴隨大量的自噬空泡；與細(xì)胞凋亡不同，以自噬形態(tài)死亡的細(xì)胞也不涉及吞噬細(xì)胞的作用（凋亡涉及到吞噬細(xì)胞吞噬凋亡小體）。自噬性細(xì)胞死亡的例子極少，目前的研究主要集中在果蠅幼蟲唾液腺細(xì)胞的死亡上。自噬性細(xì)胞死亡和細(xì)胞凋亡在調(diào)控路徑上有部分交叉，因此新教材認(rèn)為：有些激烈的細(xì)胞自噬可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞生理狀態(tài)和生化反應(yīng)復(fù)雜變化的過程，最終反映在細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生了變化。個體衰老和細(xì)胞衰老有著密切的關(guān)系。細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，與細(xì)胞壞死有所區(qū)別。細(xì)胞衰老和凋亡對于多細(xì)胞生物個體具有一定的積極意義。
凋亡的細(xì)胞奉獻了自己，但對多細(xì)胞生物個體而言卻具有積極意義，學(xué)生可以從中體會奉獻的價值（當(dāng)然我們也主張珍愛生命）。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生明確了衰老是自然現(xiàn)象，每個人終將成為老年人，關(guān)愛老年人就是關(guān)愛我們自己。
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