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細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義主要表現(xiàn)在:①細(xì)胞凋亡在生物界中普遍存在。②細(xì)胞凋亡是多細(xì)胞生物體的生命活動中不-可-缺-少的組成部分,是其自身借以存活的需要,因而貫穿于全部生命周期中,無論是低等動物還是高等動物均是如此。③細(xì)胞凋亡是生物在進化過程中所形成的細(xì)胞主動死亡的一種主要方式。
細(xì)胞凋亡有重要的生理和病理意義,其作用主要表現(xiàn)在三個方面:
①確保正常發(fā)育、生長。機體的發(fā)育、生長過程不僅僅需要細(xì)胞的增殖與細(xì)胞分化,也需要細(xì)胞凋亡參與組織器官的形成和成熟,一旦細(xì)胞凋亡發(fā)生缺陷,如使促進細(xì)胞凋亡基因敲除(knockout),可以出現(xiàn)器官發(fā)育障礙。細(xì)胞凋亡可清除多余的失去功能價值的細(xì)胞,這種細(xì)胞大多數(shù)在發(fā)育早期階段死亡。
②維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。突變、受損或衰老的細(xì)胞如果繼續(xù)存留在機體內(nèi)會有負(fù)面效應(yīng),如誘發(fā)腫瘤。目前認(rèn)為,腫瘤的發(fā)生是因為細(xì)胞凋亡存在缺陷,使突變、受損或衰老的細(xì)胞能夠持續(xù)增殖。為了維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,機體必須及時清除這些細(xì)胞,讓新生細(xì)胞取代其功能,清除的主要途徑是細(xì)胞凋亡。如子宮內(nèi)膜在周期性的增生之后由于激素撤退而發(fā)生細(xì)胞凋亡,然后脫落。實際上,通過細(xì)胞凋亡被機體清除的細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)驚人,每秒鐘可以達到數(shù)百萬個細(xì)胞。
③發(fā)揮積極的防御功能。細(xì)胞凋亡參與了機體的防御反應(yīng),例如,當(dāng)機體受到病毒或細(xì)菌感染后,受到感染的細(xì)胞即出現(xiàn)凋亡,使細(xì)胞內(nèi)整合或未整合的病毒 DNA 或RNA同感染細(xì)胞一起死亡,也能夠使細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌同感染的細(xì)胞同歸于盡,阻止病原體繼續(xù)感染其他細(xì)胞和病原體的復(fù)制。
深化對細(xì)胞凋亡的認(rèn)識,也促使人們對疾病的發(fā)生、發(fā)展和治療開闊了新的視野,即從細(xì)胞死亡的角度看待生物體的命運,該“死亡"的細(xì)胞,如腫瘤細(xì)胞、自身反應(yīng)性免疫細(xì)胞、發(fā)育早期幼稚細(xì)胞出現(xiàn)死亡缺陷,是導(dǎo)致腫瘤、自身免疫性疾病和發(fā)育障礙的主要發(fā)病機制之一。有許多學(xué)者試圖通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡阻止其細(xì)胞繼續(xù)增殖,以治療癌癥。不應(yīng)該“死亡"的細(xì)胞,如神經(jīng)元、心肌細(xì)胞、肝實質(zhì)細(xì)胞的過多死亡,與老年性癡呆,心肌缺血-再灌注損傷、肝硬化的發(fā)病有關(guān)。在這些疾病中,如果減少細(xì)胞凋亡,可緩解疾病的進程。Feng等運用秋水仙堿能夠拮抗“死亡配體"誘導(dǎo)的肝細(xì)胞死亡,避免肝細(xì)胞大量凋亡,保存肝細(xì)胞,有利于肝臟發(fā)揮其功能。
目前已證實,既往所提及的細(xì)胞壞死中也存在大量的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。因此,可以說凋亡現(xiàn)象廣泛存在于生物體中,是對機體的生長發(fā)育有利的生物學(xué)現(xiàn)象,但某些重要器官發(fā)生過量的凋亡,必然使其實質(zhì)細(xì)胞大量減少,降低其生物學(xué)功能,也影響機體的功能。在多器官功能衰竭中,部分原因是大量器官實質(zhì)細(xì)胞凋亡和壞死,導(dǎo)致器官功能顯著下降,而出現(xiàn)功能衰竭。