第二节　细胞和组织的损伤

若病理性刺激超过了细胞和组织的耐受和适应能力，可引起细胞和组织功能代谢障碍及形态结构变化，称为损伤（injury）。细胞受损后的病理改变表现：先呈代谢性变化，继而出现组织化学和超微结构变化，随后出现光镜和肉眼可见的形态学变化。损伤的程度与损伤因素的性质、作用强度、持续时间以及受损细胞和组织的耐受性等有关。

一、损伤的原因和机制

凡能引起疾病发生的原因均可引起细胞和组织损伤，包括生物性、理化性和营养性等外界致病因素，免疫性、神经内分泌性、遗传性及先天性等机体内部因素，以及精神、心理和社会因素等。

损伤的发生机制主要涉及ATP耗竭细胞膜和线粒体损伤、活性氧类物质和胞质内游离钙的增多、氧自由基蓄积等。它们相互作用或是互为因果，导致损伤的发生和发展。

二、可逆性损伤

可逆性损伤，旧称变性（degeneration），是指由于代谢障碍导致细胞内或细胞间质出现异常物质，或原有正常物质异常蓄积的一系列形态学改变，常伴有细胞功能下降。蓄积的物质包括水分、脂质、蛋白质、黏多糖、色素和固态钙盐等，因而可将细胞和组织的可逆性损伤分为以下几种类型。

（一）细胞水肿

细胞水肿（cellular swelling）也称水变性（hydropic degeneration），是指细胞内（包括细胞质和细胞器）出现水分异常蓄积，常是细胞损伤中最早出现的病变，好发于肝、心、肾等器官的实质细胞。

1.原因和发生机制　由于受缺氧、感染、中毒等因素的影响，细胞线粒体受损，ATP生成减少，细胞的能量供应不足，细胞膜上Na+-K+泵功能障碍，或细胞膜直接受损，导致细胞内钠离子和水分过多积聚。

2.病理变化　肉眼观，病变组织、器官体积增大，重量增加，边缘钝圆，被膜紧张，切面隆起、边缘外翻，颜色较苍白、混浊且无光泽，似被沸水烫过，旧称为混浊肿胀（图1-9）。光镜下，细胞体积肿大，胞质稀疏淡染，出现许多红染细颗粒状物（为肿胀的线粒体和扩张的内质网），故又称为颗粒变性。严重者胞质异常疏松透亮，线粒体、内质网可解体、离断或发生空泡变，细胞核也可发生肿胀，细胞体积进一步增大，超过正常的3～4倍，称为气球样变（ballooning change）（图1-10）。

3.影响和结局　细胞水肿常为细胞的轻度或中度损伤，可引起器官功能降低。病因去除后，细胞形态可恢复正常。如病变进一步发展，则可能引起脂肪变，甚或崩解坏死。

（二）脂肪变

脂肪变（fatty change）是指非脂肪细胞的胞质内出现脂质异常蓄积。因肝脏是脂类代谢的主要场所，脂肪变最常见于肝细胞，亦可见于心肌细胞、肾小管上皮细胞和骨骼肌细胞等。

1.原因和发生机制　因缺氧（如长期贫血或淤血）、中毒（如长期慢性酒精中毒，磷、砷、四氯化碳、氯仿等中毒）、严重感染（如白喉、伤寒、猩红热等）、营养障碍（如胆碱、蛋氨酸等合成磷脂的物质缺乏）、糖尿病及肥胖等原因，干扰了脂肪酸代谢，使其堆积在细胞内。肝细胞发生脂肪变的机制大致如下：①肝细胞质内脂肪酸增多：如高脂饮食或营养不良时体内脂肪组织分解，过多的游离脂肪酸经由血液入肝；或因缺氧导致肝细胞内乳酸大量转化为脂肪酸；或因氧化障碍使脂肪酸利用下降，脂肪酸相对增多。②甘油三酯合成过多：如过量饮酒可改变线粒体和滑面内质网的功能，促进α-磷酸甘油合成甘油三酯。③脂蛋白、载脂蛋白减少：缺氧、中毒或营养不良时，肝细胞中脂蛋白、载脂蛋白合成减少，脂肪输出受阻而堆积于细胞内。

2.病理变化　肉眼观，轻度脂肪变时器官形态可无明显变化，中、重度脂肪变的器官体积增大，边缘变钝，颜色淡黄，质地较软，切面有油腻感（图1-11）。光镜下，脂肪变的细胞内可见大小不等的脂滴，大者可充满整个细胞而将细胞核挤向一侧，形似脂肪细胞。在石蜡切片HE染色中，因脂质被有机溶剂溶解，故脂滴呈空泡状（图1-12、图1-13）。在冰冻切片中，脂滴可被保留下来，经过苏丹Ⅲ、锇酸、油红等特殊染色可使脂滴呈现不同颜色。

心肌脂肪变常出现在严重贫血、缺氧或慢性中毒时，常累及左心室内膜下和乳头肌部位。脂肪变的心肌呈黄色，与正常心肌的暗红色间隔出现，形成红黄相间的虎皮状斑纹，故称为虎斑心。有时心外膜增生的脂肪组织可沿间质伸入心肌细胞间，称为心肌脂肪浸润，与心肌脂肪变不同。

3.影响和结局　轻度脂肪变常不影响脏器的功能，严重者可导致功能障碍。脂肪变是一种可复性病变，原因去除后可以恢复；若病因持续作用，则可导致细胞坏死。

（三）玻璃样变

玻璃样变（hyaline change）是指在细胞内或间质中出现蛋白质异常蓄积，因其HE染色呈均质、粉红染、半透明，故又称为透明变性。根据病变部位，可将玻璃样变分为以下几种类型。

1.纤维结缔组织玻璃样变　是胶原纤维老化的表现，与胶原蛋白的交联、变性、融合有关。常见于瘢痕组织和动脉粥样硬化的纤维斑块等处。肉眼观，病变呈灰白色、半透明，质地坚韧、失去弹性。光镜下，纤维细胞明显减少，胶原纤维增粗并互相融合成梁状、带状或片状的粉红染均质结构（图1-14）。

2.细小动脉壁玻璃样变　常见于缓进型高血压和糖尿病时肾、脑、脾及视网膜等的细小动脉（图1-15）。因血浆蛋白渗入动脉内膜下以及内膜下基质的蓄积，使细小动脉管壁增厚、变硬，管腔狭窄甚至闭塞，故又称为细小动脉硬化。玻璃样变的细小动脉壁弹性减弱，脆性增加，易继发扩张甚至破裂出血。同时，细小动脉硬化管腔狭窄可造成受累脏器发生缺血损伤。

3.细胞内玻璃样变　指蓄积于细胞质内的异常蛋白质形成均质、红染的圆形小体。如蛋白尿时，肾小管上皮细胞重吸收的蛋白质增多，与溶酶体融合而形成细胞内的玻璃样小滴；酒精性肝病时，肝细胞质中细胞中间丝前角蛋白变性，形成Mallory小体；慢性炎症时，浆细胞胞质粗面内质网中免疫球蛋白蓄积，形成Russell小体等。

（四）淀粉样变

淀粉样变（amyloid change）是指细胞间质内出现淀粉样物质异常蓄积。淀粉样物质是淀粉样蛋白质和黏多糖的复合物，其中包括约90%的淀粉样原纤维蛋白和10%的黏多糖，因其在用碘染色时与淀粉的反应相似，故称为淀粉样物质。

淀粉样变最常累及肝、脾、肾和肾上腺等器官，肉眼观，器官体积增大，质地坚实，切面呈灰白色半透明状，严重时组织呈蜡样结构。淀粉样物质主要蓄积在细胞间质、小血管基膜下或沿着网状纤维支架分布。光镜下，HE染色呈现均匀一致的淡粉红色，与胶原纤维玻璃样变不易鉴别。遇碘可被染成棕褐色，再加稀硫酸后呈蓝色，与淀粉遇碘时的反应相似。

在阿尔茨海默病等神经性疾病中，可以观察到神经系统中出现大量β-淀粉样蛋白（amyloid β-protein，Aβ）的蓄积，导致老年斑及淀粉样脑血管病等特征性病变，许多学者认为它可能导致脑部或其他器官退化或功能障碍。

（五）黏液样变

黏液样变（mucoid change）是指细胞间质内出现黏多糖（葡萄糖胺聚糖、透明质酸等）和蛋白质异常蓄积。常见于间叶组织肿瘤、超敏反应性炎症（如急性风湿病）的心血管壁、内分泌系统疾病（如甲状腺功能低下）的真皮及皮下组织、营养不良时的骨髓和脂肪组织等。

肉眼观，呈灰白色半透明胶状。光镜下，病变处间质疏松，纤维间充满黏液样基质，HE染色呈灰蓝色，其中有一些散在星芒状、多角形细胞，其突起彼此相连。

当病因去除后，黏液样变可吸收消散，但长期存在可引起纤维组织增生而发生硬化。

（六）病理性色素沉着

病理性色素沉着（pathologic pigmentation）是指色素在细胞内、外的异常蓄积。病理性色素包括含铁血黄素、脂褐素、黑色素及胆红素等多种由体内生成的内源性色素，以及如炭末、煤尘及文身色素等由外界进入机体的外源性色素。常见的病理性色素有以下几种。

1.含铁血黄素（hemosiderin）　是来自血红蛋白代谢的衍生物。巨噬细胞吞噬红细胞，并由溶酶体降解红细胞内的血红蛋白，来自血红蛋白的Fe3+与蛋白质结合形成电镜下可见的铁蛋白微粒，铁蛋白微粒进而聚集成为光镜下可见的大小、形态不一的棕褐色折光颗粒，称为含铁血黄素。如左心衰竭导致慢性肺淤血时，漏出至肺泡腔的红细胞被巨噬细胞吞噬后形成含铁血黄素，含有含铁血黄素颗粒的巨噬细胞被称为心衰细胞（图1-16）。当溶血性贫血时大量红细胞被破坏，可出现全身性含铁血黄素沉着，主要见于肝、脾、淋巴结和骨髓等器官内。

2.脂褐素（lipofuscin）　是细胞受到自由基过氧化损伤的标志，细胞的自噬溶酶体内出现未被彻底消化的细胞器碎片残体，因其光镜下呈褐色微细颗粒而得名。正常情况下，附睾管上皮细胞、睾丸间质细胞和神经节细胞胞质内可含有少量脂褐素，老年人及一些慢性消耗性疾病患者的肝细胞、肾上腺皮质网状带细胞以及心肌细胞等出现萎缩时，其胞质内可有大量脂褐素沉着，使器官或组织的颜色变深或呈褐色。

3.黑色素（melanin）　是指由黑色素细胞生成的黑褐色微细颗粒。正常人皮肤、毛发、虹膜、脉络膜等处都有黑色素的存在。局部性黑色素沉着可见于某些慢性炎症、色素痣及恶性黑色素瘤等（图1-16）。肾上腺皮质功能低下的Addison病患者可出现全身性皮肤、黏膜的黑色素沉着。

4.胆红素（bilirubin）　是正常胆汁的主要色素，在正常生理情况下，大部分胆红素由血红蛋白、肌红蛋白及其他含血色素蛋白分解衍生而来。肝脏不断地将胆红素摄取、结合、酯化及排泄入毛细胆管中，保证了机体胆红素代谢平衡。在胆道堵塞及某些肝脏疾患时，肝细胞、毛细胆管及小胆管内可见许多胆红素蓄积，此色素在胞质中呈金黄色折光小颗粒或团块状（图1-16）。血中胆红素过多时，患者巩膜、黏膜、皮肤及其他组织可出现黄染，称为黄疸。

（七）病理性钙化

病理性钙化（pathologic calcification）是指在骨和牙齿以外的组织内出现固态钙盐沉积。钙盐的主要成分是磷酸钙、碳酸钙及其他矿物质。

1.原因和发生机制　病理性钙化按照原因可分为营养不良性钙化和转移性钙化两种。营养不良性钙化较为多见，是发生于变性、坏死组织或异物内的钙化，常见于结核坏死灶、脂肪坏死灶、动脉粥样硬化斑块、坏死的寄生虫体或虫卵、血栓和其他异物等，可能与局部碱性磷酸酶的增多有关。转移性钙化是指全身性钙、磷代谢障碍时，血钙和（或）血磷增高导致钙盐沉积于正常组织内。如甲状旁腺功能亢进及骨肿瘤造成骨质严重破坏时，大量骨钙进入血液，使血钙增高，可在肾小管、肺泡和胃黏膜等处形成转移性钙化。

2.病理变化　肉眼观，钙盐沉积处呈灰白色坚硬的颗粒或团块，可刺激周围纤维组织增生将其包裹。光镜下，HE染色呈蓝色不规则的颗粒或团块状物。X线检查可见不透光的高密度阴影。

3.影响和结局　少量的钙盐沉积，可被溶解、吸收；当大量钙盐沉积时，则较难完全吸收，可作为一种异物长期存在于机体组织中，并刺激周围纤维组织增生将其包裹，也可在钙化的基础上发生骨化，对机体的影响依具体情况而有所不同。如血管壁钙化后可导致血管变硬、弹性减弱，易发生破裂出血；结核病灶的钙化，可使其内的结核杆菌失去活力，局部病变停止发展，使病情处于相对稳定阶段。但是结核杆菌往往可在病灶中存活很长时间，一旦机体抵抗力低下，疾病可能会复发。转移性钙化中，肾、肺、胃黏膜等部位发生钙盐沉积，可造成这些组织的功能下降甚至丧失。

综上所述，各种正常或异常物质在细胞内或细胞间质内蓄积可引起不同类型的可逆性损伤，常见类型总结如表1-1。

三、不可逆性损伤

细胞的不可逆性损伤即细胞死亡，包括坏死和凋亡两大类型。凋亡主要见于细胞的生理性死亡，但也可见于某些病理过程中，坏死则是细胞病理性死亡的主要形式。

（一）坏死

以酶溶性变化为特点的活体内局部细胞和组织的死亡，称为坏死（necrosis）。各种引起损伤的原因达到一定强度和持续一定时间，均可引起坏死，如理化性因素、生物性因素、局部缺血等。除了强烈的病因作用直接导致外，坏死常由可逆性损伤发展而来。坏死的细胞和组织代谢完全停止（不包括分解代谢），功能全部丧失，并逐渐出现一系列特征性的形态学改变，是细胞和组织最严重的、不可逆性变化。

1.基本病理变化　在一般情况下，坏死都是逐渐发生的。最初只有生化改变，如糖原减少、核蛋白凝聚及分解等，在光镜下与正常细胞几乎没有区别。细胞和组织坏死后合成代谢虽已停止，但参加分解代谢的酶类仍有活性，尤其是溶酶体破裂后，大量水解酶等的释放，逐渐破坏细胞的各种微细结构。坏死发生6～10小时后，当酶溶性变化相当明显时才能在光镜下逐渐见到细胞核和各种细胞器的溶解破坏，故又称为渐进性坏死。

（1）细胞核的改变　是细胞坏死的主要形态学标志，表现：①核固缩：由于核脱水使染色质浓缩，染色加深，核体积缩小；②核碎裂：核染色质崩解为小碎片，核膜破裂，染色质碎片分散在胞质内，也可由核固缩裂解成碎片而来；③核溶解：染色质中的DNA和核蛋白分别被DNA酶和蛋白酶分解，细胞核失去对碱性染料的亲和力而染色变淡，甚至只能见到核的轮廓终至消失（图1-17）。坏死细胞核的变化过程，不一定都经过上述各个阶段，具备其中任意一条均可判断为坏死。不同类型的坏死，核的变化也有所区别，如液化过程占明显优势的坏死，可主要表现为核溶解。

（2）细胞质的改变　由于核糖体丧失减少、胞质变性蛋白质增多、糖原颗粒减少等原因，细胞质嗜酸性增强，呈嗜酸性红染。线粒体内质网肿胀形成空泡、线粒体基质无定形钙致密物堆积、溶酶体释放酸性水解酶溶解细胞成分等，是细胞坏死时细胞质的主要超微结构变化。

（3）间质的改变　间质对各种损伤的耐受性大于实质细胞，故在实质细胞出现坏死后的一段时间内，间质可无明显改变。经过一定时间后，在各种溶解酶的作用下，间质的基质崩解，胶原纤维肿胀、崩解、断裂或液化。坏死的细胞和崩解的间质融合成一片模糊、无结构的红染物质。

坏死组织作为机体内的一种异物，可引起周围组织的炎症反应，表现为血管充血、出血与炎细胞反应，此即坏死与机体死亡后组织自溶的区别。此外，坏死细胞内具有组织特异性的各种酶释放入血，可作为临床诊断某些细胞坏死的参考指标。

肉眼观，组织坏死早期常不易辨认，临床上把这种已失去生活能力的早期坏死组织称为失活组织。其特点：失去正常光泽，较混浊；缺乏正常组织的弹性，组织回缩不良；没有正常血液供应，摸不到血管搏动，局部温度降低，切割不流血；失去正常触觉、痛觉及运动功能（如肠蠕动消失）等。经过一段时间，肉眼才能辨认出范围较大的坏死组织。这种组织已不能复活，但却是细菌生长繁殖的良好培养基，为防止感染、促进愈合，在治疗中需将其清除。

2.坏死的类型　由于酶溶性变化和蛋白质变性凝固等变化所占比例的不同，坏死组织主要呈现凝固性坏死和液化性坏死两个基本类型，此外还包括干酪样坏死、脂肪坏死、纤维素样坏死和坏疽等特殊类型。

（1）凝固性坏死　凝固性坏死（coagulative necrosis）常发生于心、脾、肾等实质器官的缺血性坏死。因蛋白质变性凝固且溶酶体酶水解作用较弱，组织呈凝固状态。肉眼观，坏死灶呈灰白或灰黄色，质地坚实而干燥，周围可形成暗红色充血出血带，与正常组织分界较明显（图1-18）。光镜下，坏死区细胞结构消失，但组织结构的基本轮廓可保存一段时间，坏死区周围形成充血、出血和炎症反应带（图1-19）。

干酪样坏死（caseous necrosis）属于特殊类型的凝固性坏死，是结核病的特征性病变。肉眼观，因病灶中含有较多脂质，坏死组织呈黄色，松软细腻，状如干酪，故而得名。光镜下，坏死组织彻底崩解为无结构的红染颗粒状物质（图1-20）。由于坏死灶内含有抑制水解酶活性的物质，干酪样坏死物不易发生溶解，也不易被吸收。

（2）液化性坏死　由于坏死组织中可凝固的蛋白质较少或富含水分及磷脂（如脑组织），或中性粒细胞、阿米巴滋养体等释放大量蛋白水解酶，使坏死组织发生溶解液化而呈液态，称为液化性坏死（liquefactive necrosis）。常见于脑组织坏死后形成的脑软化灶（图1-21）、化脓性炎症时大量中性粒细胞导致坏死组织溶解液化所形成的脓液以及阿米巴滋养体引起的阿米巴脓肿等。肉眼观，坏死组织呈羹状、凝乳状、果酱样等液态的不同形式。光镜下，坏死组织内细胞完全被消化，局部组织快速被溶解。

脂肪坏死（fat necrosis）属于特殊类型的液化性坏死。分为酶解性和创伤性两种。前者常见于急性胰腺炎时，胰酶释放导致胰腺周围脂肪组织的分解；后者多见于乳房创伤。病灶内可见脂肪坏死后释放出的脂肪酸与钙离子结合而形成的钙皂，肉眼观呈灰白色。

（3）纤维素样坏死　纤维素样坏死（fibrinoid necrosis）旧称纤维素样变性，是结缔组织和小血管壁常见的坏死形式。病灶处可形成絮状、颗粒状或小条块状无结构强嗜酸性红染物质，与纤维素染色性质相似，故而得名。常见于某些超敏反应性疾病如风湿病（图1-22）、结节性多动脉炎、恶性高血压病等。其发生机制与抗原-抗体复合物引发的胶原纤维肿胀崩解、结缔组织免疫球蛋白沉积及血液纤维蛋白渗出变性有关。

（4）坏疽　较大范围的组织坏死后继发不同程度的腐败菌感染，使坏死组织呈黑褐色者，称为坏疽（gangrene）。常见于肢体末端或与外界相通的内脏。由于腐败菌分解坏死组织产生的硫化氢与红细胞破坏后游离出来的Fe2+结合产生硫化铁而致坏疽处呈黑褐色。根据形态学特点，可将坏疽分为三种：①干性坏疽（dry gangrene）：多发生于肢体末端，常因动脉粥样硬化、血栓闭塞性脉管炎等引起。由于动脉阻塞，但静脉回流尚通畅，水分易蒸发，故坏死组织含水分较少，腐败菌感染较轻，病变发展相对缓慢。肉眼观，坏死组织干燥皱缩，呈黑褐色，与周围正常组织之间界限清楚（图1-23）。②湿性坏疽（moist gangrene）：多见于与外界相通的内脏（如阑尾、小肠、肺、子宫、口腔等），也可见于动脉阻塞同时伴有静脉回流受阻的肢体。因坏死组织含水分较多，腐败菌感染严重，局部出现明显肿胀，呈暗绿或污黑色，有恶臭，与周围正常组织之间界限不清。坏死组织分解产生的大量毒性物质可造成败血症，引起严重的全身中毒症状。③气性坏疽（gas gangrene）：是特殊类型的湿性坏疽，常继发于深达肌肉的开放性创伤（特别是战伤），合并产气荚膜杆菌等厌氧菌感染。细菌分解坏死组织，同时产生大量气体，使坏死组织高度肿胀呈蜂窝状，按之有捻发感。气性坏疽病变发展迅速，全身中毒症状明显，后果严重，需紧急处理。

3.坏死的结局

（1）溶解吸收　坏死灶较小时，坏死组织在来自坏死组织本身和中性粒细胞释放的蛋白水解酶的作用下发生溶解，并经淋巴管或血管吸收，不能被吸收的碎片被巨噬细胞吞噬清除。

（2）分离排出　坏死灶较大不易被完全溶解吸收时，其周围发生炎症反应，白细胞释放蛋白水解酶，加速病灶边缘坏死组织的溶解吸收，使坏死灶与健康组织分离。皮肤黏膜表面的坏死组织脱落后可形成缺损，较表浅的称为糜烂，较深的称为溃疡。深部的坏死组织液化后可沿自然管道排出，所残留的空腔称为空洞（图1-24）。

（3）机化　如果坏死灶较大，不能被完全吸收，也不能被分离排出时，可由肉芽组织从周围长入，并将其取代，最终形成瘢痕组织。这种由肉芽组织取代坏死组织、血栓或其他异物的过程称为机化（organization）。

（4）包裹和钙化　如果坏死灶太大，不能完全被溶解吸收或机化，则由周围增生的纤维组织将其包裹，包裹的坏死灶中心在某些条件下溶解后可形成囊腔，也可发生钙盐沉积而形成营养不良性钙化。

4.坏死对机体的影响　坏死组织的功能已全部丧失，对机体的影响取决于坏死组织器官的生理重要性、坏死范围大小、坏死组织周围同类组织的适应代偿能力等。

（二）凋亡

凋亡（apoptosis）是活体内单个细胞或小团细胞的死亡，是在生理和病理状态下触发的由基因调控的有序的细胞主动消亡过程，亦称程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD）。凋亡与胚胎发生发展、个体形成、器官的细胞平衡稳定等密切相关，因此，凋亡并非仅是细胞损伤的产物。细胞凋亡过程比较复杂，包括凋亡信号传导、凋亡相关基因激活后按照预定程序合成执行凋亡的各种酶类，酶通过级联反应降解底物，导致凋亡细胞出现特征性形态改变和生化改变。

1.凋亡的形态改变和生化改变　凋亡细胞最初的形态改变为胞膜皱缩、胞质致密、细胞器密集、核染色质边集，进而胞核裂解，胞质出芽脱落并形成含核碎片和（或）细胞器成分等的膜包被凋亡小体（apoptotic body）。在整个凋亡过程中，凋亡细胞的质膜不破裂、不引发死亡细胞的自溶，也不引起炎症反应。最终，凋亡小体可被局部巨噬细胞和邻近的其他实质细胞（如上皮细胞）吞噬降解（图1-25）。由于凋亡程序的执行蛋白（凋亡蛋白酶、核酸内切酶）活化，DNA被降解成180～200bp的成倍片段，在琼脂糖电泳时呈现梯形条带，为凋亡细胞特征性的生化改变。

2.凋亡和坏死的区别　凋亡在许多方面不同于坏死，二者的区别见表1-2。

3.凋亡与疾病　由于细胞凋亡在确保细胞正常生长发育、维持内环境稳态方面具有重要的意义，因此凋亡调控失常可引发多种疾病，如细胞凋亡不足则导致肿瘤、自身免疫性疾病和病毒感染性疾病；如细胞凋亡过度，可引起神经元退行性变（阿尔茨海默病）、心血管疾病、免疫缺陷病等。

四、细胞老化

（一）细胞老化的概念

细胞老化（cellular aging）是细胞在生物体年龄增长过程中发生的退行性变化的总和。每个生物体及细胞都须经过生长、发育、老化及死亡等阶段，是生命发展的必然结果。老化的细胞，其结构蛋白、酶蛋白和受体蛋白合成减少，抗损伤功能下降。细胞老化是个体老化的基础，常导致老年病的产生，机体其他疾病的发生率也会增加。

（二）细胞老化的机制

细胞老化被认为与真核细胞染色体末端存在的端粒结构有关。端粒在维持染色体稳定、控制细胞生长和寿命方面起重要作用，细胞每分裂一次都造成端粒缩短50～200个核苷酸，直到细胞衰老不再分裂，而端粒酶可使已缩短的端粒再延长，绝大多数分化成熟的体细胞不表现端粒酶活性，细胞分裂50次左右便自行停止。但在生殖细胞、干细胞及永生化的癌细胞中，端粒酶活性增加，细胞可无限制分裂。另外，损伤因子作用下细胞内染色体突变，复制错误不断积累，生成异常的蛋白质，使原有的蛋白多肽和酶的功能丧失等因素，也会加快细胞老化进程。