细胞再生的生理表现

清韵古风细胞再生的生理表现点击此处可添加副标题细胞再生是生物体的一种重要的自我修复机制，在生理环境下，细胞再生是通过不断补充和替代衰老、损伤或死亡的细胞来实现的。1.生理性再生：在生理过程中，有些细胞、组织不断老化、消耗，由新生的同种细胞不断补充，始终保持着原有的结构和功能，维持着机体的完整与稳定。例如，表皮的表层角化细胞经常脱落，而表皮的基底细胞不断地增生、分化，予以补充；消化道粘膜上皮约12天就更新一次；子宫内膜周期性脱落，又由基底部细胞增生加以恢复；红细胞平均寿命为120天，白细胞的寿命长短不一，短的如中性粒细胞，只存活13天医学教.育网搜集整理，因此不断地从淋巴造血器官输出大量新生的细胞进行补充。2.病理性再生：在病理状态下，细胞、组织缺损后发生的再生。例如，创伤性梗死、炎症反应、组织修复过程以及肿瘤细胞的无限增殖过程中，都有大量的细胞再生。病理性再生对机体并不都是有益的，有时是损伤性或有害性的。例如，在炎症反应中，组织的损伤和细胞的死亡会引发免疫反应，导致组织的修复和细胞的再生。然而，如果炎症反应过于强烈或持续时间过长，会导致组织的损伤和细胞的死亡进一步加剧，从而加重病情。概述概述1.1.细胞周期（细胞周期（cell cyclecell cycle）指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的过程。分为间期和分裂期（M期），间期又可分为G1期（DNA合成前期）、S期（DNA合成期）和G2期（分裂前期）。2.不同种类的细胞，其细胞周期的时长长短不同，在单位时间里可进入细胞周期进行增殖的细胞数也不相同，因此具有不同的再生能力。一、一、细胞周期和不同类型细胞的再生潜能细胞周期和不同类型细胞的再生潜能（一）细胞周期（一）细胞周期1.1.不稳定细胞（不稳定细胞（labile cellslabile cells）一、一、细胞周期和不同类型细胞的再生潜能细胞周期和不同类型细胞的再生潜能（二）不同类型细胞的再生潜能（二）不同类型细胞的再生潜能（1）细胞不断增殖，以代替衰亡或破坏的细胞，故又称持续分裂细胞。（2）表皮细胞、呼吸道和消化道黏膜被覆细胞、男性及女性生殖器官管腔的被覆细胞、淋巴及造血细胞、间皮细胞等。（3）干细胞的存在是这类组织不断更新的必要条件，表皮的基底细胞和胃肠道黏膜的隐窝细胞即为典型的成体干细胞。2.2.稳定细胞（稳定细胞（stable cellsstable cells）（1）又称静止细胞（quiescent cell），生理情况下，增殖现象不明显，处于静止期（G0），但受到组织损伤的刺激时，则进入DNA合成前期（G1），表现出较强的再生能力。（2）腺体和腺样器官的实质细胞：肝、胰腺、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺、肾小管上皮细胞等。一、一、细胞周期和不同类型细胞的再生潜能细胞周期和不同类型细胞的再生潜能（二）不同类型细胞的再生潜能（二）不同类型细胞的再生潜能一、一、细胞周期和不同类型细胞的再生潜能细胞周期和不同类型细胞的再生潜能（二）不同类型细胞的再生潜能（二）不同类型细胞的再生潜能3.3.永久性细胞永久性细胞 （permanent permanent cellscells）（1）又称非分裂细胞，出生后就不再具有分裂增生能力，一旦遭受破坏则成为永久性缺失。（2）神经细胞，骨骼肌细胞，心肌细胞。（3）神经纤维在神经细胞存活的前提下，具有活跃的再生能力。二、二、干细胞及其在再生中的作用干细胞及其在再生中的作用1.1.干细胞干细胞（stem cellstem cell）是个体发育过程中产生的具有无限或较长时间自我更新和多向分化能力的一类细胞，根据来源和个体发育过程中出现的先后次序不同，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。2 2.干干细胞细胞的的特点特点 无限地增殖分裂；具有处于静止状态的能力；缺少细胞系标记物；可通过非对称分裂，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端成为功能专一的分化细胞，另一个保持亲代的特征，仍作为干细胞保留下来。二、二、干细胞及其在再生中的作用干细胞及其在再生中的作用（一）（一）胚胎干细胞胚胎干细胞 1.1.定义定义 指起源于着床前胚胎内细胞群的全能干细胞，具有向三个胚层分化的能力，可分化为成体所有类型的成熟细胞，因此可修复甚至替换丧失功能的组织和器官。二、二、干细胞及其在再生中的作用干细胞及其在再生中的作用（一）（一）胚胎干细胞胚胎干细胞 2.2.胚胎干细胞研究的意义胚胎干细胞研究的意义（1）具有全能分化性，利用其作为材料和干细胞研究方法最终阐明人类正常胚胎的发生发育、非正常胚胎的出现（通过改变细胞系的靶基因）等的复杂调控机制。（2）人胚胎干细胞的分离及体外培养的成功，对生物医学领域的一系列重大研究，如致畸致瘤实验、组织移植、细胞治疗和基因治疗等都将产生重要影响。（3）修复甚至替换丧失功能的组织和器官。二、二、干细胞及其在再生中的作用干细胞及其在再生中的作用（二（二）成体）成体干细胞干细胞1 1.定义定义 指存在于各组织器官中具有自我更新和一定分化潜能的不成熟细胞。机体内多种分化成熟的组织中存在成体干细胞，如造血干细胞、表皮干细胞、间充质干细胞、肌肉干细胞、肝脏干细胞、神经干细胞等。2.2.转分化及其转分化及其意义意义 部分组织中的成体干细胞不仅可以向本身组织进行分化，也可以向无关组织类型的成熟细胞进行分化，称之为转分化（trans-differentiation）。转分化分子机制的阐明，将有望利用病人自身健康组织的干细胞，诱导分化成可替代病变组织功能的细胞来治疗各种疾病。细胞类型细胞类型分布分布主要分化方向主要分化方向造血干细胞骨髓，外周血骨髓和血液淋巴造血细胞间充质干细胞骨髓，外周血骨，软骨，腱，脂肪组织，肌组织，骨髓间质，肝细胞，神经细胞神经干细胞室管膜细胞，中枢神经系统的星形胶质细胞神经元，星形胶质细胞，少突胶质细胞肝脏干细胞胆管内或近胆管肝细胞，胆管细胞，之后产生卵圆形细胞胰腺干细胞胰岛，巢蛋白阳性细胞，卵圆形细胞，胆管细胞细胞骨骼肌干细胞/卫星细胞肌纤维骨骼肌纤维皮肤干细胞表皮基底层，毛囊膨大区表皮，毛囊肺上皮干细胞器官基底部和黏液分泌细胞，细支气管细胞，型肺泡细胞黏液细胞，纤毛细胞，I型、型肺泡细胞肠上皮干细胞每个隐窝周围的上皮细胞潘氏细胞，刷状缘肠上皮细胞，分泌黏液的杯状细胞，肠绒毛内分泌细胞人类成体干细胞及其主要分化方向人类成体干细胞及其主要分化方向1.1.骨髓组织骨髓组织 有两类干细胞，即造血干细胞和骨髓间充质干细胞。前者是体内各种血细胞的唯一来源。骨髓中干细胞具有可塑性，可以分化为肝脏、肌肉及神经组织的细胞。间充质干细胞是骨髓内的成体干细胞，具有向骨、软骨、脂肪、肌肉及肌腱等组织分化的潜能。2.2.脑脑 脑内的神经干细胞是多能干细胞，可进一步分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。二、二、干细胞及其在再生中的作用干细胞及其在再生中的作用（三）干细胞在组织修复与细胞再生中的作用（三）干细胞在组织修复与细胞再生中的作用骨髓间充质干细胞分化和意义模式图骨髓间充质干细胞分化和意义模式图1.1.被覆上皮被覆上皮再生再生（1 1）鳞状上皮）鳞状上皮 由创缘或底部的基底层细胞分裂增生，以及组织干细胞的分化增殖，向缺损中心迁移，先形成单层上皮，以后增生分化为鳞状上皮。（2 2）消化道黏）消化道黏膜上皮膜上皮 由邻近的基底部细胞分裂增生和组织干细胞分化增殖来修补。新生的上皮细胞起初为立方形，以后增高变为柱状细胞。（一）上皮组织的再生（一）上皮组织的再生三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程（一）上皮组织的再生（一）上皮组织的再生2.2.腺上皮腺上皮再生（以肝再生为例）再生（以肝再生为例）（1）肝部分切除，迅速分裂增生，恢复肝原来大小。（2）肝细胞坏死但肝小叶网状支架完整，再生肝细胞沿支架延伸，恢复正常结构。（3）肝细胞广泛坏死，伴网状支架塌陷，难以恢复原小叶结构，再生肝细胞成为结构紊乱的肝细胞团，如肝硬化时的再生结节。三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程（二）纤维组织的再生（二）纤维组织的再生1.损伤的刺激下，受损处的成纤维细胞分裂、增生。2.成纤维细胞可由静止状态的纤维细胞转变而来，或由未分化的间叶细胞分化而来。3.成纤维细胞停止分裂后，开始合成并分泌前胶原蛋白，在细胞周围形成胶原纤维，细胞逐渐成熟，转变为纤维细胞。三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程1 1.软骨软骨组织组织再生再生 起始于软骨膜的增生，以后逐渐变为软骨母细胞，并形成软骨基质，细胞被埋在软骨陷窝内而变为静止的软骨细胞。软骨再生能力弱，软骨组织缺损较大时由纤维组织参与修补。2.骨组织再生能力强，骨折后可完全修复。三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程（三）软骨组织和骨组织的再生（三）软骨组织和骨组织的再生（四）血管的再生（四）血管的再生1.1.毛细血管毛细血管的再生的再生毛细血管以生芽（budding）方式再生。2.2.大血管大血管的修复的修复通过手术吻合进行修复，吻合处两侧内皮细胞分裂增生，互相连接，恢复原来内膜结构；离断的肌层通过瘢痕修复。毛细血管再生模式图基底膜溶解；细胞移动和趋化；细胞增生；细胞管腔形成、成熟及生长抑制；细胞间通透性增加三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程（五）肌组织的再生（五）肌组织的再生1.1.横纹肌横纹肌的再生的再生根据肌膜是否存在及肌纤维是否完全断裂而有所不同。（1）损伤不太重而肌膜未被破坏时，可通过再生恢复正常横纹肌的结构。（2）肌纤维完全断开，新生的肌原纤维使断端膨大如花蕾样，断端不能直接连接，靠纤维瘢痕愈合。（3）整个肌纤维（包括肌膜）均被破坏，则难以再生，通过瘢痕修复。2.2.平滑肌平滑肌的再生的再生具有一定的再生能力，如小动脉管壁平滑肌的再生，但是断开的肠管或是较大血管经手术吻合后，断处的平滑肌主要是通过纤维瘢痕连接。3.3.心肌心肌的再生的再生再生能力极弱，破坏后一般都是瘢痕修复。三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程（六）神经组织的再生（六）神经组织的再生1.1.脑脑和脊髓内的神经细胞和脊髓内的神经细胞不能再生，由神经胶质细胞及其纤维修补，形成胶质瘢痕。2.2.周围神经周围神经如与其相连的神经细胞仍存活，可完全再生；若断离的两端相隔太远、有瘢痕或其他组织阻隔、或因截肢失去远端，可形成创伤性神经瘤。三、各种组织的再生过程三、各种组织的再生过程神经纤维再生模式图 A.正常神经纤维；B.神经纤维断离，远端及近端的一部分髓鞘及轴突崩解；C.神经膜细胞增生，轴突生长；D.神经轴突达末端，多余部分消失神经纤维再生模式图神经纤维再生模式图 神经纤维受损时，可如绿色箭头所示依次经过清除损伤区域组织碎片，神经鞘细胞增生，促进轴突由近端向远端伸长，逐渐恢复原有结构当神经纤维损伤时，两断端相距较远或有瘢痕组织等阻隔，则如红色箭头所示形成创伤性神经瘤四、细胞再生的影响因素四、细胞再生的影响因素1.1.细胞细胞外基质在细胞再生中的作用外基质在细胞再生中的作用再生的细胞能否重新构建为正常组织结构依赖于ECM的调控，它可影响细胞的形态、分化、迁移、增殖等多种生物学功能。2.2.生长因子生长因子以多肽类生长因子最为关键，除刺激细胞增殖外，还参与损伤组织的重建。3.3.抑抑素素与接触抑制与接触抑制细胞生长和分化涉及多种信号之间的整合及相互作用。过量的刺激因子或抑制因子缺乏，均可能导致细胞过度增生和肿瘤的失控性生长。谢谢观看！