什麼是細胞凋亡？概念、功能、階段、神經元凋亡和壞死差異

我們解釋什麼是細胞凋亡、它有什麼功能以及它的階段是什麼。此外，神經元凋亡和壞死的差異。

細胞凋亡是細胞死亡的受控過程。

什麼是細胞凋亡？

細胞凋亡是細胞自我毀滅的機制，使身體能夠控制細胞的發育和生長，丟棄那些有異常或危險缺陷的細胞。這種程序性細胞死亡過程透過基因控制的細胞訊號進行，在體內具有重要的預防功能。

這個過程可以透過兩種方式在體內發生：

• 負感應。 透過隔離注定死亡的細胞，即去除生長因子，失去某種類型的抑制活性或切斷其與周圍細胞的接觸。

• 正向感應。 透過激活蛋白質或其他類型的有機化合物來觸發細胞死亡，甚至是標記為死亡的細胞接收到相互矛盾的信號。

在這兩種情況下，細胞凋亡都是有序且有條理地發生的，而不是混亂的，遵循細胞自殺的嚴格指導原則，並讓免疫系統來處理被消除的細胞的「殘餘物」。

因此，這是一個自然過程，是身體保護和更新機制的一部分。它通常不會對任何細胞系統造成重大損害，因為如果有必要，與被消除的細胞類型相同的年輕細胞會以相同的速度產生。

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細胞凋亡功能

細胞凋亡是生物體的重要規劃作用，它可履行以下功能：

• 去除 那些天生萎縮、表現出異常或已被病毒感染或DNA受損的異常細胞。

• 消除一些舊的和有缺陷的細胞，並用具有相同功能的新細胞替代它們，保持身體健康。這對於身體的防禦細胞來說尤其重要，因為防禦細胞可能會錯誤地攻擊健康組織。

• 在生物體發育的關鍵階段進行生物體的形成，例如組織必須丟失或分離的各個胚胎階段。例如，手指形成了，它們最初由膜連接：後者的細胞必須被編程為死亡並分離每個肢體。這也是月經期間子宮內膜發生的情況。

細胞凋亡的階段

細胞凋亡有兩個可辨識的階段，它們是：

• 決策階段。細胞凋亡的過程始於特定細胞接收死亡訊號，即自殺指令。然後她必須「決定」是生存還是啟動死亡過程。為此，粒線體是重要的細胞器：它們產生多蛋白複合物，釋放粒線體內的內容物，例如細胞色素 C、半胱天冬酶家族的某些激素和其他觸發細胞凋亡的因子。

• 執行階段。一旦細胞「決定」死亡，染色質蛋白的降解過程就會在其內部開始，從而啟動粒線體在前一階段分泌的所有物質。這涉及一系列有序的生化反應，最終導致細胞自溶，即細胞自行分解，留下免疫系統將處理的分子殘留物。

細胞凋亡和壞死

壞死是一個混亂的過程，不會影響單一細胞，而是影響整個組織。

細胞凋亡和壞死不應混淆。第一是自然、健康、有秩序的過程。相反，壞死是一種非程序性和不必要的細胞死亡，稱為組織死亡，它使生物體的完整性面臨風險。

根本區別在於，壞死是一個混亂的、偶然的和不可逆的過程，其中一些組織的細胞開始集體死亡。

壞死可能因多種原因而發生：不受控制的細菌感染、某些組織的血流中斷（血管意外）或有毒物質、致命物質或高水平電離輻射等毒素的作用。

當一個人的四肢暴露在太冷的環境中時，這種情況也很常見。這些病例通常會導致截肢，因為壞死擴散到全身，並可能引起全身化膿性反應（全身性感染）。

神經細胞凋亡

神經系統和大腦中的細胞（稱為神經元）也會經歷細胞凋亡的自然過程，其中舊的神經元被年輕的神經元取代。然而，這種類型的細胞在體內的生成比生物體的其他普通細胞要慢得多且零星。

因此，隨著時間的推移，我們的神經系統會惡化，導致大腦效率下降、神經反應延遲甚至某些功能喪失，這一點在年長時變得非常明顯。事實上，許多通常困擾老年人的精神疾病，例如阿茲海默症，都取決於這個過程。

還有其他疾病，例如癲癇或阿茲海默症，其中這一過程與神經膠質細胞的功能缺陷相結合，神經膠質細胞負責吸收和丟棄死亡神經元的殘餘物，防止它們引起問題。

因此，在這些疾病中，廢物累積並幹擾大腦的正常功能，導致腦質量損失或留下疤痕和病變，從而導致問題長期存在。

目前，科學實驗致力於細胞凋亡的研究，期望最終治癒這些疾病和其他相關疾病，例如癌症。

細胞凋亡和癌症

各種內部或外部原因都可能導致缺陷細胞的出現，這些缺陷細胞通常攜帶受損的DNA。細胞試圖修復由斷裂的 DNA 造成的損傷，如果這是不可能的，它就會判自己程序性死亡。因此，身體可以防止有缺陷的細胞繁殖，從而傳播遺傳缺陷。

如果預期的機制失敗，免疫系統本身就會施加壓力，迫使細胞凋亡。例如，如果這個過程成功，可能的癌細胞的增殖就會被阻止。

問題在於，許多癌前細胞對內部或外部的凋亡訊號沒有反應，因此不受控制地分裂並產生腫瘤，大量瘋狂的細胞不停地繁殖。

因此，目前許多癌症研究的重點是了解癌細胞為何阻礙其自然凋亡功能。一種可能的治療方法是從外部進行幹預以重新啟動該過程，而無需採用侵入性和高度破壞性的療法，例如放療或化療。